利用LED构建的可见光通信系统优势明显？

前段时间，一篇发表在《Electronics》的论文引起广泛关注，研究人员利用实验演示了以 LED 为发射器和接收器的全双工 LED－to－LED VLC 可见光通信系统的调制方案，通过波长依赖性和误码率等性能比较，结果表明 VLC 相对于传统的射频无线通信优势明显。
 
可见光通信（VLC）又称为 nm 波通信，是一种利用 380～740nm 的可见光光谱作为信息载体的通信技术。而由于 LED 具有高效能、长寿命和快速响应等特性，比其他可见光源更适合无线通信。
 
与传统的射频（RF）无线通信相比，VLC 具有以下几个方面的优势：

◆VLC 拥有约 400THz 的非授权带宽，频谱资源丰富。
◆VLC 容易实现，只需加装一个微控制器便可以利用现有的 LED 设备构建网络。
◆VLC 采用的是可见光作为载体，不会对其他电子设备造成电磁干扰。
◆VLC 链路可以轻松设置 10Gb／s 以上的高速通信链路。
 
因此，有关 VLC 的研究已经广泛开展，其中包括针对 IEEE 802.15.7 VLC 标准的制定。在本次实验中，研究人员通过测量发射器和接收器 LED 颜色的上升时间和信噪比（SNR），总结了 LED－to－LED VLC 的性能对发射器和接收器 LED 波长的依赖性。
 
在以往的研究里面，开关键控（OOK）是光通信中最简单、最传统的调制方法，具有复杂度低、实现足够带宽等优点。IEEE 802.15.7 VLC 标准中提出了脉冲位置调制（PPM）来支持调光，PPM 是另一种调制方案，可以实现比 OOK 更高的功率效率。但是，PPM 需要更复杂的系统和带宽消耗。
 
而正交频分复用（OFDM）是一种多载波调制方案，表现出较高的频率效率，还可以通过高频子载波发送数据，使系统对其他照明光源的低频环境光具有很强的鲁棒性。为了克服 LED 转 LED VLC 中数据速率低、易受其他照明光源影响的缺点，研究人员通过最佳的 LED 颜色集设置，在全双工 LED－to－LED VLC 实验中应用了正交幅度调制（QAM）和直接电流偏置光正交频分复用（DCO－OFDM）调制方案。
 
此外，研究人员还分析了全双工 LED－to－LED VLC 系统中的失真和信号损耗。在全双工 LED－to－LED VLC 系统中，采用 32－QAM DCO－OFDM 调制和反向偏置电路，实现了 49 kbps 的最大数据速率，误码率＜2.5×10－4。他们相信，LED－to－LED VLC 技术将为 VLC 技术的广泛普及做出贡献。