室内热点场景RF/VLC混合组网研究分析

张欢欢

1 引言

急剧增加的智能终端数量和飞速增长的数据业务需求促使移动业务的种类和应用场景都发生了深刻变化。一方面，室内热点场景的数据需求越来越大，大约占整个数据业务的80%以上；另一方面，多媒体等业务的普及，极大提升用户对高速数据业务的需求。由于频谱资源不可再生，如何应对室内热点场景网络快速增长的流量压力和移动业务的体验需求，已经成为研究者普遍关注的焦点问题。依托室内配置的发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）照明设备的室内可见光通信（visible light communication，VLC）系统除了具备实现成本低、与原有的无线电磁（Radio Frequency，RF）通信系统互不干扰等优点外，还具备保密性高、带宽不受限等特点，具有非常广阔的应用前景，被认为是现有无线通信网络的有益补充[1，2]。

可见光通信的想法由来已久，贝尔早在1880年便提出通过调节光束变化传递语音信号来进行无线通话[3]。然而，受限于当时的技术，可见光通信仅停留在概念上，并未走向实用化。随着LED灯的普及，以及无线通信技术的进步，可见光通信近几十年再度兴起，并且不断取得了新的突破。在2000年，日本研究人员提出了利用LED照明灯作为通信基站进行信息无线传输的室内通信系统[4]，并对LED可见光无线通信系统展开了具体分析[5]。此后短短十几年，VLC相关的通信技术迅速发展，并且在信道测量与建模、调制技术、编码技术、信道容量分析、数字均衡技术、收发机设计等链路级通信方面取得了大量的研究成果[6，7]。……