可见光照明通讯正在向商业化的道路上前进.doc

《可见光照明通讯正在向商业化的道路上前进.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、可见光照明通讯正在向商业化的道路上前进　　近十年来在经由英国HeraldHaas教授等人倡议自由空间照明与通讯两用的Light-Fidelity(Li-Fi)技术，以及在氮化镓(GaN)蓝光发光与雷射二极管组件制程技术及量产商品蓬勃发展态势之下，可见照明通讯在短短几年间立即成为产官学研界热烈讨论的关键性发展课题。在不久的将来，Li-Fi势必将因为其兼具照明与通讯整合的双重用途，而成为智能家居生活不可或缺的革命性技术。扩大应用范围　可见光照明通讯正在向商业化的道路上前进　　近十年来在经由英国HeraldHaas教授等人倡议自由空间照明与通讯两用的Light-Fidelity(Li-Fi

2、)技术，以及在氮化镓(GaN)蓝光发光与雷射二极管组件制程技术及量产商品蓬勃发展态势之下，可见照明通讯在短短几年间立即成为产官学研界热烈讨论的关键性发展课题。在不久的将来，Li-Fi势必将因为其兼具照明与通讯整合的双重用途，而成为智能家居生活不可或缺的革命性技术。扩大应用范围　Li-Fi/Wi-Fi相辅相成Li-Fi是一种能与目前空间自由度最大的无线通信(Wi-Fi)以及传输比特率容量最高的光纤通讯网络彼此互补的技术，未来无论在室内或移动载具或水下等特殊空间地形或电磁遮蔽的环境都能有其发展的前景。另外，根据智能服务技术的最新研究显示，氮化镓蓝光发光二极管应用在自动载具光源上的市值金额

3、将达十亿美元以上，并且预计未来光是自动载具之前后灯模块每年利润增长将超过一成，而发光二极管车用照明在未来几年随渗透率逐步提升将创造相当之利润。然而这些评估只单就车用照明部分且其估算未包含车用可见光通讯的潜在产值。在现今的交通系统中，交通信号如红绿灯仅局限于给与驾驶人视觉讯息之功能，并借此达成交通流量控管的目的。然而，这样的系统在信息爆炸的当今并不足以给予驾驶人如导航、交通与安全讯息等足够的信息。尤其在未来无人驾驶自动载具的开发与成熟推广方面，可防止碰撞、确保安全的周围环境参数快速监控系统的运作非常重要。可见光通讯加持　行车安全添战力因应车辆速度越快使得系统感测的容忍时间与距离都要更短

4、，现今适用于自动载具的安全通讯传感器技术包括超音波、微波近程雷达和视讯识别等技术。为跳脱传统框架，车辆讯息和通讯系统(VehicleInformationandCommunicationSystem,VICS)的概念早于1996年被提出，其主要概念是利用设置于道路旁之光讯号源所发出之红外光，侦测路上行驶之自动载具并实时掌握交通讯息以期在第一时间控制交通流量。然而VICS迟至今日仍未能被真正地实用化的原因是大量的光信标设置会产生巨额之公共交通系统建构成本。为实现更为实际且低成本的次时代智能交通系统，遂有研究指出以发光二极管取代交通信号灯的方式来同时建构视觉讯息传达与可见光讯息通讯的可行

5、性。该系统利用绿光发光二极管为传输光源携带二进制相移键控(BinaryPhaseShiftKeying,BPSK)直调数据，达成1Mbps传输速率且角度偏差容忍范围为5o与误码率为10-6之实验测试。随后，在2009年提出的一个新型道路与自动载具(Road-to-Vehicle,R2V)可见光通讯系统，传输正交相移键控(QuadraturePhaseShiftKeying,QPSK)并达成60公尺1Mbps与40公尺2Mbps的自由空间可见光传输。为突破单向信息传输局限，2008年有研究提出自动载具间通讯系统(Inter-VehicleCommunication,IVC)的概念，利用

6、现行网络架构如Wi-Fi与蓝牙作为载具间通讯的媒介，借此满足自动载具间大量通讯之需求如车间定位、流量管制、导航信息与行驶安全等。相关研究为实现自动载具间IVC，已经利用头灯与定位灯结合展示了100Mbps之可见光传输系。2013年更有研究团队利用自动载具之发光二极管头灯携带脉波位置调变(PulsePositionModulation,PPM)数据格式达成10kbps与20公尺之可见光传输。此外，2014年已研究证实了当发光二极管头灯的偏移位置在0.2~0.4公尺内时，其所建构之车对车(C2C)可见光传输系统仍能有传输距离为20公尺且传输速率为2Mbps之性能。为达成智能交通系统，结合

7、车辆讯息通讯与自动载具间通讯两项技术为一具有潜力的解决方案，其借助道路旁之交通信号和自动载具之头灯与定位灯达成多方讯息传输与交换，借此提供车间定位、流量管制、导航信息与行驶安全等应用。然而在这样的概念下，自动载具之移动速度必定会影响接收端所能撷取数据的时间，如自动载具的高速移动会使接收角快速偏移而导致接收端无法完整接收信息。显然，在移动载具间的可见光通讯系统如何提升单位时间内信息传输容量成为现阶段一项极大挑战，同步发展可耐受高速移动而不牺牲数据传输系统速率