王怡然

摘 要：随着科学技术的不断发展，移动通信成为了人们生活中必不可少的一部分，主要表现为其使用人群的逐渐增多。传统的移动通信技术稳定性不高，甚至在人数拥挤的网络平台上不能做到正常运行。而现阶段的可见光技术以高频率、容量大、传输速度快等优势影响着人们，同时也为我们带来了很大的便利。可见光通信的关键技术是指在光纤信息编码的过程中，以增加数据传输功能手段的网络接线方式。以可见光通信的发展现状为切入点，探讨其关键技术的应用。

关键词：可见光通信；关键技术；数字信号；网络接入

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.009

可见光技术是近几年内在通信领域得以发展的一种重要通信手段，它一种通过客户端内的指令传输，完成区域内部的执行口令，实现无线传输的方式与途径。可见光通信与我们的生活息息相关，广场上的显示屏、路灯上的照明装置、宽带的转换仪器都是它的重要体现。另外，可见光通信可以满足用户对网络的具体要求，保障移动通信的传递质量。

1 可见光通信的研究目的与现状

1.1 可见光通信的研究目的

无线通信系统的传输方式有很多种，其中，可见光通信是最为主要的一种。首先，它的传播途径为射频传播，利用频段的移动规律进行方式核准与转变。相对于传统的通信方式而言，可见光的优势是非常显著的，包括：①可见光模式可以提供大量的数据宽带，数据宽带的质量非常高，数量也比较突出。它的使用方式与其他途径不同，它可以不受任何管理权限的约束。在传统的通信技术中，管理是非常严格的。其所有的程序都要受相应体系的控制，在逐步提升维护成本的前提下才能够达到资源合理利用的目的。②可见光通信所搭建的平台更加合理，网络构建方式更加安全。该技术的传播媒介是可见光，所以它的传播地点是有限制的，它不能穿过墙体来达到传播的目的，介质会将这一部分阻隔在外界，在物理阻挡的作用下将干扰性信号排除。这样也在一定程度上保证了信息的安全性与可靠性。③可见光通信可以在系统性的网络连接通路上进行输送，在实际的网络搭建平台上进行灵活应用。它可以穿过一些信号的传播盲点，在集约化与大数据化的系统上工作运行。

1.2 可见光通信的研究现状

可见光通信是在近几年来发展起来的技术方式，它在我国的应用还不是非常的广泛与成熟。以可见光的通信系统组成结构为例，分析它的主要形式与内容，如图1所示。

如图1所示，我们可以从中看出可见光的主要构成部分就是数字信号的光电转化器。系统将数字信号在激光器上进行调节，在统一的天线上进行合理配置。当经过电信调制器时，系统会将信号进行自动过滤，在发生器与转换器双重作用下将通信信号转入。作为一项巨大的科技性工程，我国也将此技术列入到单独的发展战略上，在资源调整与课题开发的基础上达到多用户接入的目的。但是我国的多用户网络接入系统还不是非常完善，所以更要对其关键技术的进行实际应用与开发。

2 可见光通信技术的简要论述

2.1 可见光通信技术的应用原理

可见光的基本原理是通过LED驱动器将信号传输到外界。但是它较为特殊的一点是，可以将电信号转化为光信号，光信号则能够对信号来源进行检测，确定输送路径无误后在原有调制方式的基础上，实现信号的控制与利用。可见光传输在光源的转化系统上将整体分为几个部分，分别是发射、通道与接收部分。信号在预制的光源节点上进行输出，LED的光源街道则负责将传输路径引入。当无线信号到达顶端的时候，再进行原有路径的复制。可见光信道包括上行链路与下行链路。下行链路主要是保证在移动过程中控制信号传输的节点位置，使集中式的信号变为分散形式来源；上行链路则与之不同，它是将分散变为集中的一种方式。可见光信道的运行结构如图2所示。

如图2所示，我们可以从中看出，它的整个路径的关键步骤就是对信源进行模拟。在波幅过滤器中对信息进行编号、重组，接着，将整体数据信号都传送到数字信道当中，通过波形解码器的重置进行无线通信来源输出。

2.2 可见光通信的应用领域

可见光通信的技术性非常强，应用领域也相对广泛，包括：①可见光通信可以应用在室内光源的照明中，作为室内的无线通信调制端口，将现实生活中的通信网接入。②可以在交通通信中发挥一定的作用。在街道照明、应急信息管理、光源的移动接入端口上进行制定。在现阶段的智能交通中，我们都使用LED信号光源，对汽车灯控进行管理，实现交通理念的全自动化与信息化。同时，它还能够为汽车的运行提供导航定位。③可见光通信以图像处理为主要方式，将LED的信息调制到一个高度，实现各室内终端设备的连接。例如室内灯光、计算机、电脑、打印机等设备之间可以通过一条无线端口进行连接，实现各设备之间的串联。以智能交通系统为例，探讨其在可见光技术的具体应用，如图3所示。

在图3中，我们可以看出，应用可见光通信可以将车辆的具体信息都以LED具体光源的形式记录上。这样在系统的操控平台上就可以通过车牌号与位置进行载体之间的交互与监控信息输送。可见光通信技术将集约化的数据传送到基站中心，管理人员通过对图像显示频的分析，在车载终端的控制中心上进行管理，实现大数据化的网络覆盖效率与综合性管理。

3 可见光通信关键技术的研究

3.1 可见光通信技术的光源

想要了解可见光的通信技术，对其光源的探索是必不可少的。我们都知道可见光是通过LED信号传输的光照闪烁规律来完成的，信号传输的特殊性就在于这种高效的立体系统是不能用肉眼进行识别的。它要完成在发送端上的明暗调控，就要利用合理的条码标注。比如，一般的光源传送将“明”标注为“1”，将“暗”标注为数字“0”，它们代表了数据流通的具体规则。其主要步骤如下：①系统会将标注好的数字编码加以分类，在光源中以数字流通的方式达到光纤信息传输的目的，进而完成整个发送过程。②将光源在相应的探测接头中进行过滤，调整明暗光源的解码模式。③通过在客户终端上译出光源所代表的数值，在室内形成高速的室内接收端口。其次，在工艺结构上，系统可以对光源的LED调节模式进行合理布局。它会找出光源的任意覆盖点，利用通信技术调节接收端的频率与信号，在红外接收系统的规范模式中添加端口指令，通信就会在高速传递的过程中逐渐稳固，进而实现可见光通信光源的关键技术管理。

3.2 不同路径引起的ISI

在可见光通信的技术中，LED灯源的排列方式是非常重要的。为了使通信的技术性更强，光照的光亮更加明显，在路径的接口处通常会引入多个数据传播通道，来达到合理排列组合的目的。一般情况下，我们会在增大面积的基础上在房间的不同角落设置内部光源。当不同的光信号达到接收机位置时，它就会有不同的机会产生ISI，从而使得可见光的速度减慢，使系统的传播途径减少，性能降低。ISI是码间干扰的一种，在很大程度上影响了通信质量与速度。

不同路径的延时分布结构如图4所示，显示出不同的信道中因延时而改变路径的情况。我们可以从中看出，当通信系统在主节点中分散开来的情况下，主节点会将各组成部分在不同的路径处进行转化，进而达到减弱ISI的目的。其具体实施措施主要有以下两种：①在不同路径的调制器中进行空间转码，将信号在主要节点处进行分散，以多个渠道进行输送，这样就可以在增加运输平台的基础上达到延时的目的，以防信号拦截情况的出现。②我们也可以使用均衡滤波器进行信号转码。首先利用脉冲的平衡原则将不同路径的信号进行叠加，信号波动会在冲脉的阻隔下形成一层保护界面，我们要令冲脉的长度小于信号间隔的距离，这样系统的宽带传输效率就远远高于原有的数值。但是因为信道的冲击概率不同，所以在可见光通信的流动标准上也有着很大的差异。在系统进行标准化计算的过程中，可以开启平衡器，其性能就是改善信源的编码性能，使光交传输在串行的子载波体上保持速度与稳定性的双重融合。这样也能在高效数据的调节频道上将光信号源发射出去，降低ISI系统的干扰。

3.3 接收端硬件与软件系统的设计

可见光通信系统的接收端部分是非常重要的，其硬件与软件的设计也可以说是其中的关键。可见光的接收端是由光电的测试模块、信号传递模块、通信信道流入模块、信号波幅的过滤模块组成的。各模块之间如果想要达到软件开发技术的有效性与可执行能力，就要将各模块进行联合与约束。可见光通信软件属于单片的连接机体，它有显示相关数据的功能。信号可以通过光检测装置进行无限制性的放大，通过对其放大规律的观察，使光限号变为电信号。接着，系统对信号进行自动过滤，在USB的转串口处将产生干扰的通信结构略去，滤波会随着系统的整体变化而出现结构性的转换。但是，我们不要忘记的是，最终想要达到的目的是将原有通信路径还原。当信号解码模块以一定的速度向前发展时，光电会在系统内形成自动的接收系统，在各阶段上以波幅的放电形式进行规划。

4 结论

综上所述，科学技术的进步也带动了可见光通信的发展。本文从可见光通信技术的研究现状为出发点，对其工作原理与具体的应用领域进行探索。首先，建立了可见光通信技术的基本模型，证明了它是以光源为关键性技术、以LED通信传输为依托的宽带系统化技术。其次，从可见光通信干扰性因素作为编码分析的方式得出分散通信的传播路径能够在一定程度上减缓干扰，达到大数据输送的目的。所以，可见光通信技术是对原有模式的延续与发展，为我国多样化的网络接入方式创造了有利条件。

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〔编辑：王霞〕