1.4 可見光通信的國際研究趨勢

目前，國外的主流設(shè)備商和各大學(xué)、研究所等都在開展VLC技術(shù)的研究，VLC技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前國際研究的熱點(diǎn)。然而，VLC技術(shù)的發(fā)展也存在著一些限制因素，其中最主要的挑戰(zhàn)在于白光LED有限的帶寬，限制了VLC系統(tǒng)傳輸速率。目前最廣泛使用的熒光粉LED的調(diào)制帶寬只有幾兆赫茲，因此如何提高LED的調(diào)制帶寬，提高系統(tǒng)傳輸速率，成為了研究者們研究的關(guān)鍵點(diǎn)。

首先，研究者們在信號(hào)探測之前，加入了一個(gè)藍(lán)光濾光片，以濾除響應(yīng)慢的黃光分量，從而將熒光粉LED的調(diào)制帶寬從3MHz提高到了10MHz；然后，采用均衡技術(shù)，調(diào)整LED的頻率響應(yīng)，將帶寬提高到了幾十兆赫茲。如果使用RGB-LED替換熒光粉LED作為光源，可以獲得更高的調(diào)制帶寬，通過采用WDM技術(shù)，可以提高系統(tǒng)傳輸速率。采用MIMO技術(shù)，通過空分復(fù)用以提高系統(tǒng)傳輸速率。通過采用高階調(diào)制格式、DMT技術(shù)，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)傳輸速率。

藍(lán)光濾波與均衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單，可以增加熒光粉LED的調(diào)制帶寬，在一定程度上可以提高系統(tǒng)傳輸速率。WDM技術(shù)只適用于采用RGB-LED作為光源的VLC系統(tǒng)，利用RGB-LED調(diào)制帶寬高、發(fā)出3種單色光的特性，可以很大程度地提高系統(tǒng)傳輸速率。要進(jìn)一步提高速率，需要采用高階調(diào)制格式，如QAM-DMT，但同時(shí)也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。MIMO技術(shù)由于受成像探測器限制，目前實(shí)現(xiàn)的速率并不高，但卻是最有前景的技術(shù)。通過采用高階調(diào)制格式提高系統(tǒng)傳輸速率，調(diào)制階數(shù)越高，系統(tǒng)越復(fù)雜，接收機(jī)的靈敏度要求也越高，因此必然遇到瓶頸。然而MIMO技術(shù)可以在有限的帶寬上，通過空間復(fù)用實(shí)現(xiàn)高速通信，因此隨著技術(shù)的發(fā)展，MIMO技術(shù)必將成為未來高速VLC系統(tǒng)的有力選擇。

此外，關(guān)于可見光LED芯片設(shè)計(jì)與封裝的研究雖然已經(jīng)開展，但仍處于初步發(fā)展階段，LED芯片調(diào)制帶寬與發(fā)光強(qiáng)度等參數(shù)是可見光系統(tǒng)性能的重要制約因素。對于這方面的研究，各國研究者也加大了科研力度，希望能盡早提出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可見光LED芯片，占領(lǐng)國際可見光通信科研和產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)。

隨著可見光通信系統(tǒng)信號(hào)傳輸距離的加大，對光接收端探測器的要求也不斷提高，目前可見光系統(tǒng)主要采用商用的紅外光電探測器，專門針對LED可見光通信的InGaN基探測器的研究工作開展較少。因此，開發(fā)高探測靈敏度InGaN光電探測器也成為VLC技術(shù)研究的一個(gè)重點(diǎn)。