可见光通信报告
—陈晨1.概述
可见光通信（VLC）是将可见光用于短距离（5m以内）的光无线（OW）通信系统。
若干种光源，如LED/LD可作为光源。
数据能够通过光通/断切换得足够快，以致于闪烁使人眼无法分辨来发送。
VLC具有如下优点：对人安全；避免了射频的限制；出于安全考虑，有些地方禁止使用射频通信，如医院和飞机；与相邻射频信号之间的互相干扰可能会限制Wi-Fi的使用，而可见光基本上不存在干扰问题，相邻光束可以交叉通过，只要它们的目的地不同就可以了。
2.结构
VLC结构由两个部分组成，一个是VLC发送部分，另一个是VLC接收部分。
发送部分能使用任一类LED光照明。
VLC发送部分必须具有用于照明和传输性能的PHY/MAC功能。
VLC接收部分能支持任一类能避免其它光干涉的光二极管（PD）。
两者的公共部分是VLC PHY和MAC。
VLC PHY具有用于一种无线通信的一种调制和线路编码。
VLC MAC必须支持不同的应用。
3.规范
两个与相关眼和皮肤安全规范的问题：可见光闪烁和可见光强度。
VLC的PHY调制能使光闪烁。
光闪烁可能对人/动物产生有害健康的影响。
光闪烁是一种视觉不稳定的印象，这种印象由一个光亮度或光谱分布随时间变动的光刺激而产生。
临界闪烁频率（CFF，即闪烁融合门限）是一个观察者由间歇光感觉到完全稳定感觉的频率。
要求：甚至即便是低比特率或成组数据传输时，VLC调制频率必须高于CFF 门限：
》1 /最小闪烁频率是200HZ（=5ms）
》每个最大闪烁时间周期（MFTP）的亮度必须全部相等。
4.发送光角
光轴被设定为包含光口设备的接口：发送器：扩张角；接收器：视场。
VLC系统数据速率取决于发送和接收信号角。
扩张角和视场能通过设置机制和手动设置控制，以保持良好的链路状态。
通常，为了增加数据速率，使用较小的扩张角和视场。
为支持多钟应用，标准应支持低和高的数据率。
低和高的数据率从160Kbps—96Mbps的数据率（未编码的数据率）。
4.功能框图
在发送模块处，由编码器编码（线路编码、通路编码）的数据经调制器转换成发送电信号，然后驱动光源发送光信号经自由空间光通路到接收模块。
在接收模块处，通过检测器和放大器检出光信号并转换成电信号。
最终，经解调器、解码器（通路解码、线路解码）获得数据。
线路编码技术包括：修改的4B5B，4B6B，8B10B。
调制技术包括：OOK，CCM（Color Code Modulation），HHW（High Hamming Weight），VPM，R—RZ。
通路编码技术包括RS（255，k）。
5.用颜色通信的VLC
1）颜色通信容限
用颜色通信的VLC需要不同的方案。
我们必须在接收侧考虑接收器灵敏度的颜色通路容限。
颜色通路容限应按源和在接收器灵敏度中颜色通路差别的机制来考虑。
存在使用颜色通路的各种VLC情况：在一个时间的单色；单色灯；多色灯
（如白光灯）。
2）用颜色分组的虚链路建立方案
颜色分组是提供如设备状态和通路质量到用户的一种分组。
我们能在用各种颜色的VLC应用中，使用颜色分组。
用颜色分组的VLC应用示例是移动到移动的VLC，玩具间的VLC、远端控制器和用异步数据传递的应用。
当我们在VLC中使用颜色分组时，我们能提供到用户直观的信息和传递消息到对等的设备。
例如，在应用和用户间通信中，通过使用的颜色分组，用我们的眼睛能直接看到状态信息，如通信程序当前的步级、数据传输质量、传递的文件尺寸或剩下的文件尺寸。
在设备和设备间的通信示例中，设备通过使用颜色分组能传递粗的链路适配信息到对等的设备。
对一个颜色分组使用需要基本的通信程序。
MAC状态由示闲状态。
连接状态和数据交换状态组成。
基本的通信程序，客户设备传递“Connection Request Packet”到主设备。
当客户设备收到主设备来的“Connection Response Packet”时，步1完成。
在示闲和连接两个状态的转换期间，客户设备传递紫色分组。
用户通过紫色直观的知道客户设备的当前的状态。
客户设备状态从连接状态转移带数据交换状态。
在状态转移期间，客户设备传递橙色分组到主设备。
用户通过橙色直观的知道客户设备的状态。
客户设备接收主设备来的数据分组。
当接收主设备来的数据分组时，客户设备保持数据交换状态。
在数据交换状态期间，客户设备传递蓝色分组到主设备。
颜色分组提供能见度功能，它是VLC的优点之一。
颜色分组具有直观地通知用户的作用，不用另外的指示器。
设备能使用颜色分组传递消息到对等设备，这里需要上层和MAC层间，支持颜色分组设备的接口。
6.白光分光系统设想
发送模块：
白光通断七色滤光片
聚光
光源
七位
光信
号处
理
接收数据
白色。