光电工程Opto-ElectronicEngineering第34卷第1期2007年1月Vol.34,No.1Jan,2007文章编号：1003-501X(2007)01-0131-04VLC系统的光源布局设计与仿真研究丁德强1,2，柯熙政1，李建勋1摘要：在可见光通信系统中，光源具有照明和通信的双重作用。不同的光源布局必然会导致室内不同的光功率分布，因此必须对光源的布局进行合理的设计，使得室内接收光功率的分布趋向均匀。本文给出了室内光通信的传输模型，分析了布局设计与接收光功率分布的关系，并给出了房间内的四个通信光源的最优化布局设计。通过对光源布局与接收功率关系的仿真，验证了本文提出的最优化光源布局设计方法。关键词：可见光通信；白光LED；光源布局中图分类号：TN929.1文献标识码：ADesignandSimulationontheLayoutofLightingforVLCSystemDINGDe-qiang1,2，KEXi-zheng1，LIJian-xun1(1.Automation&InformationEngineeringSchool,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,China;2.Xi’anCommunicationCollege,Xi’an710106,China)Abstract：Invisiblelightcommunicationsystem,lightingsourcecomposedofseveralpluralwhiteLEDsisnotonlyilluminatingdevices,butalsoapartofthecommunicationsystem.Thedistributionofreceivedpowerinaroomvarieswiththedifferentlayoutoflightings.Soweneedtoseekanoptimallightinglayouttominimizetherangeofreceivedpower.Thechannelmodelofindooropticalcommunicationwasshowninthispaper.Therelationbetweenthelayoutoflightingsandthereceivedopticalpowerwasdiscussed.AnoptimaldesignoflightingslayoutwasproposedontheassumptionthattheVLCsystemhadfourlightingsdevices.Theresultsofcomputersimulationshowthatthisoptimaldesignisfeasibleforthevisiblelightcommunicationsystem.Keywords：Visiblelightcommunication;WhiteLED;Layoutoflighting引言高亮度白光LED具有功耗低、使用寿命长、尺寸小、绿色环保等优点，被视为第四代节能环保型的照明产品[1~2]。白光LED的另外一个突出优点是响应灵敏度非常高，因此可以用LED进行超高速数据通信。可见光通信(VLC，Visible-Light-Communication)是一种在白光LED技术上发展起来的新兴的光无线通信技术。与传统的射频通信和其它光无线通信相比，可见光通信具有发射功率高，超高速数据传输，对人体无害，无电磁WhiteLEDs图1可见光通信系统组成框图Fig.1VisiblelightcommunicationsystemutilizingwhiteLEDs收稿日期：2006-03-07；收到修改稿日期：2006-11-23基金项目：陕西省“火炬计划”项目(2002HK52)，陕西省教育厅科技资助项目(04JK247)作者简介：丁德强(1978-)，男(汉族)，山东青岛人，在读博士生，主要研究工作是光无线通信编码。E-mail:dingdeqiang@126.comPDCeilingPDTransmitterTerminalTerminalTerminal---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---1.0WhiteLEDresponse0.8DirectedlightReflectedlight(1times)ϕReflectedlight(2times)pulse0.6Φ1/2imDirectedlightDd0.4lized95.16%haReflectedlight(1times)orm0.23.57%NReflectedlight(2times)Ψ1.27%005101520(x,y)Propagationdelaytime/ns图2冲激响应图3室内某点接收功率示意Fig.2ImpulseresponseFig.3Receivedpowerofapointinroom干扰，无处不在，节约能源等优点，因而可见光通信技术具有极大的发展前景，也引起了人们的广泛关注[3~4]。图1所示为可见光通信在办公室内的组成框图。在VLC系统中，由于照明的原因一般需要安装多个LED灯，因而光源的布局是影响系统性能的一个关键因素。本文分析了光源布局与接收功率的关系，给出了一种最优的LED灯的布局方案，仿真结果表明，该方案可以解决VLC系统的光源布局设计问题。1接收功率1.1冲激响应原理在VLC通信系统中，通常需要在天花板上安装多个光源，每个光源都具有较大的表面积，因此接收机与发射机之间既存在着直射路径，又存在着多次反射路径，图2给出了房间内某点的归一化冲激响应[3]。从图中可以看出，直射光、第一反射光、第二次发射光与总的接收光的比率分别为：95.16%、3.57%、1.27%。这...