基于白光LED的室内可见光通信系统发射端电路设计仿真(4)
(1)可见光对人类非常安全。可见光通信系统可以使用家庭或办公室的高压照明灯发送数据；
(2)可见光通信无处不在。用于通信的照明灯可以安装在任何地方，通过照明灯，可以很方便地实现高速无线数据通信；
(3)发射功率高。对于射频通信，射频信号对人体有害，也不能无限制地增加发射功率。对于普通光无线通信，由于受到人眼睛安全的限制,发射功率很低，系统性能受到严重限制。在 VLC 系统中，由于发射的是可见光，故发射功率较高；
(4)无需无线电频谱许可证。由于受无线电频谱管制，可用的无线电频率非常有限；
(5)无电磁干扰。可以用于医院、飞机和空间站等对电磁干扰严格限制的场合。
1.2.2可见光通信与红外通信的比较
在光无线通信技术中，通常红外光通信对外界干扰的抑制能力很强，但由于其指向特征也很强，因此一旦通信途中遭遇物体介入，就很容易因阻挡而影响信号的正常传输，故红外光通信的有效距离范围就相对较短。并且红外线可透过角膜被晶状体吸收，也可被虹膜和睫状体吸收，其中一部分可达视网膜而引起视网膜的损伤。紫外线可对眼球产生损害，主要损害角膜上皮。相反，可见光即使输出功率高达几十瓦也不会给眼睛带来危害。未来第三代照明将采用发光二极管(LED)阵列来实现，它将使获得同样照度的需求时消耗的功率大大降低[10]。
在表1.1中，可以通过红外光和白光的比较分析，明显看出白光与红外光相比，在实际使用中更符合时代发展需要。
表 1.1 白光和红外光用作室内无线通信时的比较分析
典型特征 红外光 白光
信号光源 红外 LED、红外 LD 白光 LED
工作波长 典型波长 800-900nm 380-780nm
调制带宽 几十kHz-几百 MHz(LED)
几十 kHz-几百 GHz(LD) 几十 kHz-几百 MHz
信道速率 理论速率 100Mb/s，已实现 16Mb/s 最初设计限速 10Mb/s
室内布局 需另架设红外通信光源和线路 简化了室内线路布局
阴影效应 容易受其它遮挡物影响 室内安放多个 LED 灯，可消除阴影效应
发射功率 需限制发射功率，意着通信距离受限 通常情况下无需限制
LED 光源有发光强度和发光功率两个基本特性参数。白光 LED 不仅提供室内照明，并作为信号光源用以实现室内无线数据传输。考虑到红外光对人眼睛的伤害等因素，LED 白光用作室内无线通信的信号光源比红外光有着许多自身的优势。
1．3 本文主要研究的内容
本文主要研究室内可见光无线传输系统，以及应用于可见光通信系统的调制解调技术及其相关问题，并分以下几章分别进行论述：
第一章：绪论。介绍了无线光通信的发展状况，以及可见光通信国内外的研究现状。通过对可见光和射频、红外通信进行了比较，并给出了可见光通信的难点和关键技术。
第二章：白光 LED 的结构与工作特性。主要介绍了 LED 白光光源的物理特性、发光特性，是系统的整体设计、电路设计的背景和物理基础。
第三章：室内 LED 无线通信系统发射端电路设计。本章对可见光通信的系统原理和构成进行了阐述，并着重讨论了室内可见光通信系统结构。在此基础上，本文进行了可见光无线通信发射端电路的设计，并且对整流电路的结构进行了研究。
第四章：无线光通信调制解调技术。本章从发射端的调制方案考虑，采用 OOK 调制。使用了system view进行了OOK调制仿真，通过仿真，对OOK调制更深一步研究，了解了OOK调制的优点和缺点，为之后的研究奠定了基础。