LiFi光源選擇

1、LED

目前LiFi技術(shù)采用的光源大多數(shù)是白光LED，很大一部分的原因得益于LED技術(shù)的快速發(fā)展。因此，對(duì)新一代的手機(jī)IC芯片提出了更好的要求，要求手機(jī)IC芯片具有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力，必需擁有更廣闊的存儲(chǔ)空間，用來存儲(chǔ)從網(wǎng)上的各種數(shù)據(jù)信息。而白光LED的實(shí)現(xiàn)方式主要有：藍(lán)色LED芯片激發(fā)黃綠色熒光粉轉(zhuǎn)換成白光（PC-LED）、紫外光或紫外LED激發(fā)三原色熒光粉產(chǎn)生白光和紅、綠、藍(lán)3種LED芯片封裝在一起混合產(chǎn)生白光（RGB-LED）?，F(xiàn)階段商用的白光LED產(chǎn)品根據(jù)光譜成分的不同，主要分為兩大類：PC-LED和RGB-LED。

LED的調(diào)制帶寬決定了通信系統(tǒng)的信道容量和傳輸速率，研究LED器件的調(diào)制特性是提升e799bee5baa6e997aee7ad94e4b893e5b19e31333361316539新型LiFi系統(tǒng)性能的關(guān)鍵問題之一。在21世紀(jì)初的幾年內(nèi)，隨著微細(xì)化工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，在更多地采用0。LED調(diào)制帶寬的定義是當(dāng)LED輸出的交流光功率下降到某一參考頻率值的50%時(shí)（-3dB）的頻率。由于PC-LED的黃色熒光粉光譜部分的光電響應(yīng)比較滯后，導(dǎo)致LiFi光源的調(diào)制帶寬限制在幾個(gè)兆赫茲以內(nèi)，從而限制了整個(gè)系統(tǒng)的通信速率，即使在接收端采用藍(lán)色濾波片也未能明顯改善該光源的缺陷。

因此，越來越多的LiFi研究將光源轉(zhuǎn)向RGB LED，它能提供較高的調(diào)制帶寬，在3種顏色的光波上用波分復(fù)用的方式提高信道容量，調(diào)制不同的數(shù)據(jù)并行傳輸，并在接收端通過各顏色的濾波片分別接收3種顏色，有效提高發(fā)送效率。至于傳輸、動(dòng)作再現(xiàn)等其他是系統(tǒng)中其他部件的作用，不是傳感器的作用，每種傳感器輸出的電信號(hào)形式各不相同。但是RGB-LED中不同顏色的LED對(duì)于輸出光通有不同的工作溫度依賴性，為了實(shí)現(xiàn)工作溫度獨(dú)立的色點(diǎn)，需要對(duì)每個(gè)單色LED的反饋循環(huán)和驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行單獨(dú)控制，這樣對(duì)器件的制備帶來了較高的成本和復(fù)雜的調(diào)制電路。LED的調(diào)制帶寬受響應(yīng)速率限制，而響應(yīng)速率又受載流子壽命的影響。除了設(shè)計(jì)調(diào)制電路，降低RC（resistance-times-capacitance）之外，常規(guī)提高器件調(diào)制帶寬的方法是增加電子空穴的輻射復(fù)合速率，減少載流子自發(fā)輻射壽命。

LD（激光二極管）

由于研究人員不滿足LED調(diào)制達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率，LiFi的提出者HardalHass用激光二極管替換了現(xiàn)有的LED，利用激光器的高能量與高光效，傳輸數(shù)據(jù)的速率可以比LED快10倍?？烊玳W電第三代移動(dòng)通信正在崛起，3G與代以及第二代移動(dòng)通信技術(shù)不同，在于3G需要面向Internet和數(shù)據(jù)通信。激光照明可以混合不同波長的光產(chǎn)生白色光，類似于RGBLED。雖然基于LED的LiFi可達(dá)到10Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以改善WiFi中7Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率上限，但是激光傳輸數(shù)據(jù)的速率可以很容易超出100Gb/s。的報(bào)道顯示，美國亞利桑那州立大學(xué)電子、計(jì)算機(jī)和能源工程學(xué)院的研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制出納米級(jí)別的白光激光器，其可以更加便利地用作LiFi光源。

在通信方面，激光二極管相比于LED，具有更快的響應(yīng)速度、可以直接進(jìn)行調(diào)制和耦合等優(yōu)點(diǎn)。集成電路，是電路的“集成”，簡單說就是把分立的元器件構(gòu)成的電路，做在一塊半導(dǎo)體的基板上面。對(duì)于普通的電注入式半導(dǎo)體激光器，當(dāng)注入電流超過某一值時(shí)，LD可以發(fā)射受輸入電流控制的調(diào)制光，其調(diào)制特性如圖5所示，該點(diǎn)電流稱為閾值電流，閾值電流以上部分直到飽和區(qū)都屬于LD的工作區(qū)，而調(diào)制范圍在線性區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，所以降低器件的閾值電流，獲得較大的調(diào)制工作區(qū)顯得很重要。

通信端口UART指的是什么？

因?yàn)橛?jì)算機(jī)內(nèi)部采用并行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，不能直接把數(shù)據(jù)發(fā)到Modem，必須經(jīng)過UART整理才能進(jìn)行異步傳輸，其過程為:CPU先把準(zhǔn)備寫入串行設(shè)備的數(shù)據(jù)放到UART的寄存器(臨時(shí)內(nèi)存塊)中，再通過FIFO(First Input First Output，先入先出隊(duì)列)傳送到串行設(shè)備，若是沒有FIFO，信息將變得雜亂無章，不可能傳送到Modem。通過用SPD模型測量驅(qū)動(dòng)電流變化帶來的SPD偏差，從而可以評(píng)價(jià)LiFi調(diào)制的顏色質(zhì)量。 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 通用異步收發(fā)器 UART是用于控制計(jì)算機(jī)與串行設(shè)備的芯片。

有一點(diǎn)要注意的是，它提供了RS-232C數(shù)據(jù)終端設(shè)備接口，這樣計(jì)算機(jī)就可以和調(diào)制解調(diào)器或其它使用RS-232C接口的串行設(shè)備通信了。作為接口的一部分，UART還提供以下功能:將由計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳送過來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輸出的串行數(shù)據(jù)流。而且，不少電話機(jī)通信IC增加了許多新功能:如時(shí)鐘、日歷顯示，撥號(hào)號(hào)碼、通話時(shí)間顯示，播放樂曲等。將計(jì)算機(jī)外部來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字節(jié)，供計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用并行數(shù)據(jù)的器件使用。在輸出的串行數(shù)據(jù)流中加入奇偶校驗(yàn)位，并對(duì)從外部接收的數(shù)據(jù)流進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。在輸出數(shù)據(jù)流中加入啟停標(biāo)記，并從接收數(shù)據(jù)流中刪除啟停標(biāo)記。處理由鍵盤或鼠標(biāo)發(fā)出的中斷信號(hào)(鍵盤和鼠標(biāo)也是串行設(shè)備)?？梢蕴幚碛?jì)算機(jī)與外部串行設(shè)備的同步管理問題。有一些比較的UART還提供輸入輸出數(shù)據(jù)的緩沖6區(qū)，現(xiàn)在比較新的UART是16550，它可以在計(jì)算機(jī)需要處理數(shù)據(jù)前在其緩沖區(qū)內(nèi)存儲(chǔ)16字節(jié)數(shù)據(jù)，而通常的UART是8250。

IC卡是什么?

IC卡 (Integrated Circuit Card，集成電路卡)，也稱智能卡(Smart card)、智慧卡(Intelligent card)、微電路卡(Microcircuit card)或微芯片卡等。近年來，隨著白光發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的大力發(fā)展，可見光通信（VisibleLightCommunication，VLC）成為新一代無線通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。它是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的卡基中，做成卡片形式。IC卡與讀寫器之間的通訊方式可以是接觸式，也可以是非接觸式。根據(jù)通訊接口把IC卡分成接觸式IC卡、非接觸式IC和雙界面卡（同時(shí)具備接觸式與非接觸式通訊接口）。

IC卡由于其固有的信息安全、便于攜帶、比較完善的標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn)，在身份認(rèn)證、銀行、電信、公共交通、車場管理等領(lǐng)域正得到越來越多的應(yīng)用，例如，銀行的電子錢包，電信的手機(jī)SIM卡，公共交通的公交卡、地鐵卡，用于收取停車費(fèi)的停車卡等。

IC卡是繼磁卡之后出現(xiàn)的又一種信息載體。根據(jù)這兩家公司的合作協(xié)議，Nortel公司負(fù)責(zé)為幾種高速通信應(yīng)用程序?qū)ｉT設(shè)計(jì)這種新型SiGe芯片，而IBM公司則負(fù)責(zé)專門生產(chǎn)這種芯片。IC卡是指集成電路卡，一般用的公交車卡就是IC卡的一種，一般常見的IC卡采用射頻技術(shù)與支持IC卡的讀卡器進(jìn)行通訊。IC卡與磁卡是有區(qū)別的，IC卡是通過卡里的集成電路存儲(chǔ)信息，而磁卡是通過卡內(nèi)的磁力記錄信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。

非接觸式IC卡又稱射頻卡，成功地解決了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。（4）安全性方面，無線電波很容易被侵入，而可見光不可以穿墻，甚至窗簾，提供了網(wǎng)絡(luò)的隱私安全。主要用于公交、電信、銀行、車場管理等領(lǐng)域。主要的功能包括安全認(rèn)證，電子錢包，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等。常用的門禁卡、屬于安全認(rèn)證的應(yīng)用，而、地鐵卡等則是利用電子錢包功能。