基于白光LED的室内可见光通信系统发射端电路设计仿真(3)
2003年以后，Komine等继续对LED单元灯的设计布局、可见光传播信道(分直达信道和反射信道两部分)、室内人员走动导致的反射阴影、墙壁反射光，码间干扰对系统性能的影响等展开研究，得出了不同接收视场角和不同数据传送率下各因素对系统性能的影响曲线。同年，NTT公司的Douseki提出了光能LED无线通信系统，LED光既作为数据传播的载体又作为能量源给系统供电[7]。2005年，Komine等利用基于最小均方误差算法的自适应均衡技术来克服ISI，仿真表明在数据率为400Mbps以下时，FIR均衡器和DFE均衡器都可有效减少ISI的影响，当数据率高于400Mbps时，DFE均衡器更能有效克服码间干扰(ISI)。
1.1.3 可见光通信技术的难点和关键技术
基于LED的可见光无线通信现在还处于理论向实际产品推进阶段，还在进行大量的理论研究，在实际的应用中还存在的难点和需要解决的若干关键技术:
(1)照明灯光布局的优化
实际系统中，要使得通信效果最佳，必须使室内的光强分布大致不变，并尽量避免盲区的出现，找到最佳照明效果的光源布局规则，因此必须布置多盏LED灯。同时，不同的光源与接收机之间具有不同的光路径，多个不同的光路径会产牛码间干扰，因此LED灯的数量越多，ISI就越严重，所以必须合理选择LED灯的个数[8]。
(2)高性能编解码、调制技术
对信源进行何种编码以及采用何种调制方式，决定了通信系统的通信性能。由于实现简单，VLC系统大多采用光强调制直接探测（IM/DD）系统，采用曼切斯特编码和00K调制方式。曼切斯特编码虽然可以降低系统的误码率，但是要求频带比较宽。由于OFDM具有频谱效率高、带宽扩展强、抗多径衰弱、频谱资源灵活分配等优点，在VLC中得到广泛研究。二进制OOK编码通过光学链路一次发送一个比特，传输慢，但是频带比较窄，本文在后续将有介绍。
(3)接收技术
在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，常常会导致接收端信噪比非常小。为了精确的接收信号，需要有选择灵敏度高、相应速度快、噪声小的新型光电探测器；对所接收到的信号进行前置处理，需要采用高效光滤波器，以抑制背景光的干扰，对信号进行整形和去噪，还要经过放大器尽可能无失真的放大光电探测转换后的电信号。
(4)消除码间干扰技术
在室内LED可见光通信系统中，LED光源通常由多个发光LED阵列组成，另外为了达到较好的照明和通信效果，防止“阴影”影响，一个房间通常要安装多个LED光源。由于LED单元灯分布的位置不同以及墙面的反射、折射及散射，不可避免的产生码间干扰及多径效应，极大的降低了系统的性能，甚至导致不能正常通信，因此如何消除码间干扰，对保证高性能的VLC通信至关重要。
1．2 可见光通信与射频、红外通信的比较
1.2.1 LED可见光无线通信技术与射频通信技术比较
VLC 是一种在白光 LED 技术上发展起来的新兴的无线光通信技术。白光 LED 具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，特别是其响应灵敏度非常高，因此可以用来进行超高速数据通信。与传统的射频通信相比，VLC 具有发射功率高、无电磁干扰、节约能源等优点，在 VLC 系统中，白光LED具有通信与照明的双重作用，这是因为白光 LED 的亮度很高，且调制速率非常高，人的眼睛完全感觉不到光的闪烁，因而VLC 技术具有极大的发展前景，已引起人们的广泛关注和研究[9]。
由于实现简单，VLC 系统大多设计成强度调制/直接探测（Intensity modulation/Direct detection，简称IM/DD）系统，采用曼彻斯特编码和开关键控（On-Off-Keying ，简称OOK）调制方式。在 IM/DD 系统中，由于存在多个光源，每个接收机都会接收到来自不同方向的光信号，因而不会因为某条光路径被遮挡而导致通信中断，保证了通信的可靠性。与射频通信相比，可见光通信具有以下突出优点：