0 引言

　　由于人们对绿色照明的需求，白光发光二极管（LED）已经被业界明确为未来的主要照明光源。相比于传统照明光源，白光LED具有频谱资源丰富、发光效率高和调制速率快等优点。因此，白光LED可用于照明和通信。海量LED照明光源的铺设，为白光光通信的广泛应用提供了极大的便利条件。在基于白光LED的可见光通信中，存在着2种通信链路：定向视距链路和非定向视距链路。定向视距链路通信速率快，但要求接收机与发射机必须对准，一旦有阻塞，链路就会中断，因此这种链路适合于高速、无障碍物的可见光通信；非定向视距链路中，发射机的发射角度和接收机的视场角都较大，可以有效解决链路阻塞问题，实现链路无间断通信，但在高速和远距离通信中会出现多径效应，导致通信速率低、通信质量差[1-2]。因此，非定向视距链路模型是最符合实际室内照明通信的模型。在非定向视距链路中，光有2种途径进入接收机：一种是直接进入，另一种是通过墙壁、地板等反射面（即漫反射）反射后进入接收机。虽然直接进入接收机的光功率远远大于漫反射的光功率，但对系统性能的影响更大[3]。由于漫反射功率远远弱于直射功率，所以目前关于白光可见光通信的研究基本都是基于直射链路，而对于基于漫射链路的通信却没有引起重视。实验研究发现，漫反射功率虽然很小，但依然可以实现通信[4]，其信号作为直射信号的补充，可以有效扩大基于直射链路的无线光通信的通信范围，提高通信系统性能，扩展其应用领域。此外，有研究表明：漫反射可以解决链路遮挡问题，并使接收端具有移动性，可以有效改善链路性能[5-9]。以上研究基本上都是基于理论仿真。文献[4]实验验证了在一个很小且漫反射较强的区域内可以借助漫反射信号实现白光可见光通信。但是，在一个更大范围内且漫反射较弱时，是否依然可以借助漫反射信号进行通信，从而改善通信系统性能，需要进一步研究。

　　为此，本文研究漫反射对白光可见光通信系统性能的影响，探索通过漫反射提高通信质量、增大通信距离和扩大通信空间的可行性，并在通信范围更大的实际环境中进行基于漫反射的可见光通信实验。

4 结束语

　　本文在1.27 m×1.27 m×1.27 m模拟房间中，进行了直射链路和“直射+漫射”混合链路通信实验，测量了漫反射的分布规律、漫反射对通信距离和通信覆盖范围的影响，并在实际环境中进行了漫反射通信实验。实验结果表明：漫反射可以有效扩大通信覆盖范围、增大通信距离，进而改善通信系统性能。这为解决因直射链路发生阻塞和阴影导致通信中断的问题，以及为直射链路存在的通信质量、距离和范围有限等问题提供了有效的解决途径；同时，在实际环境中将直射链路完全遮挡，漫射链路也可以在一定的范围内进行通信。实验所得到的漫反射分布规律对基于白光可见光室内定位也有潜在的参考价值。由于实验条件有限，实验只是在模拟的空旷房间中进行，光功率小、通信范围窄，没有考虑复杂环境下漫反射分布的变化情况，也没有考虑光电探测器视场角的改变对漫反射信号的影响等因素。下一步工作将继续研究更加先进的信号处理技术和通信系统，合理地将漫反射信号运用于通信系统中，以进一步扩大通信系统的覆盖范围，发挥漫反射在实际环境中的应用价值。