为提升VLC通信效率,必须对LED灯的个数、空间布局及光亮度进行合理的选择,尽可能避免盲区和多径延迟产生码间干扰(ISI)。中国科学院半导体研究所利用大功率白光LED照明灯,采用OOK-NRZ调制方式,实现了多灯同时调制、大范围覆盖下的90kb/s、局部小范围285kb/s的单向下行通信速率。为优化LED光源的布局,对光链路视距信道损耗进行了理论分析,对LED光源建模并进行光线追迹仿真,为多灯联合调制和基于网格的照明调制的不同应用提供了分析依据。提出通过优化LED半功率角的布局来提高室内可见光通信系统性能的方法。
该方法不需要调节LED的功率,比较适合工程运用,对于提高可见光通信系统的信噪比、降低信噪比的波动有明显效果。目前很多学者开展的室内LED可见光无线信道分析,基本上均采用Gfeller和Bapst关于红外通信信道的分析模型,对背景光、散射等所产生的影响尚未作深入分析。如何进行合理的LED布局优化、建立完善的可见光通信模型并计算及测量信道的单位脉冲响应,是当今VLC的研究的难点之一。
上行链路技术
牛津大学的Brien和爱丁堡大学的Harald Haas课题组很早就考虑到上行链路是可见光通信的重要挑战之一,并指出射频、红外光等可以作为上行链路。由于射频上行会产生电磁辐射,无法用在电磁敏感环境,且也会减弱VLC通信的保密性。红外上行也面临一些列技术难度:红外LED光束较为集中,需要进行简单瞄准并将发射功率限制在人眼安全范围内;由于红外LED调制带宽受限导致上行传输速率较低;可见光与红外无线通信的信道冲激响应不同,这两种系统中引起的码间串扰(ISI)原因各异等。故需要对多光源、时变信道环境下的可见光无线通信(VLC)系统的信道冲激响应和不同光路径引起的ISI开展深入研究。