基于可见光通信的音频传输系统设计文献综述

 2023-11-01 10:11

文献综述

本课题的现状及发展趋势:

可见光通信技术,简称VLC,是利用可见光波段的光作为信息载体,无需光纤等有线信道的传输介质,在空气中直接传输光信号的通信方式。可见光通信起源于国外,VLC技术最早于1999年由香港大学Granthan Pang提出,并利用VLC实现低速的无线LED可见光通信传输,日本随后对VLC展开了积极深入的研究,并且仿真利用LED进行基站无线接入的方式。接着,德国、美国也看到了VLC发展的前景,如德国的学者重点研究如何采用多电平调制来提高调制带宽,从而提高传输速率的问题。中国在VLC上起步晚,但继2010年德国将通信速率提高至513Mbps后,在2013年中国复旦大学及2015年我国'可见光通信系统关键技术研究'上获得重大突破,实现了实时通信速率提高至500Gbps。

进入21世纪,随着LED以及无线通信的普及,可见光通信再度兴起,并且不断取得新突破。VLC技术绿色低碳可实现近乎零耗能,有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点。可以这样说,在未来只要我们旁边有光照,无论是传输数据信息,上网,还是进行语音,视频通话均可轻松实现。并且随着可见光通信的深入研究,如利用OFDM技术与预均衡电路等技术对高速可见光通信的研究,均使其应用体验远超过wifi和4G网络。其应用领域广泛,尤其是在飞机,医院,水下作业的工人来说作用十分巨大。LED照明因为亮度高,寿命长,具有较短的时间响应等特点得到越来越多的应用,利用白光LED的这个特性,VLC利用调制技术将信息数据在LED上进行传输。与传统的射频通信相比叫可见光通信技术的优点如下:

(1)可见光通信技术采用的信号光位于对人眼无害的可见光波段,不存在电磁辐射,不会对人体造成伤害。

(2)可见光通信技术由于采用照明光源作为信号源,只要光照得到的地方均可进行通信,没有通信域区。

(3)无需申请无线电频谱。由于受到无线电频谱管制,目前可用的无线电频谱已经非常有限,而可见光通信则无需进行申请。

(4)可见光通信技术不会产生电磁波,因此,可以应用在对电磁波要求严格的场所。

(5)在可见光通信系统中,当且仅当接收端能接收发端的光束时,才能进行通信。可见光具有易遮挡性,所以,可见光通信更易实现通信的安全性和保密性。

然而,可见光通信技术也存在不足之处。首先,可见光通信的产业化进程十分缓慢。就国内而言,高校的研究注重学术层面,不存在产业化方向上的研究;部分企业的研究,有技术能力但没有真正推开来。虽然低速率的可见光通信已有了应用实例,但高速率的可见光通信目前仅有一些实验性应用。其次,即使生产出来的一些相关产品,价格也比较昂贵无法普及。并且可见光通信产业缺乏上下游企业配合,产业还没有成链,其面对的竞争对手不仅有成熟的wifi,还有传输速率已达50~60Gbps的毫米波,因此,可见光通信技术还需要进一步完善。

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