2023年可见光通信（LiFi）研究新进展

可见光无线通信Light Fidelity（LiFi）又称“光保真技术”，是一种利用可见光进行数据传输的全新无线传输技术。LiFi是一种以半导体光源作为信号发射源，利用无需授权的自由光谱实现无线连接的新型无线通信技术，支持高密度的设备连接和超高速的数据传输。LiFi通信技术具有为未来人工智能（AI）驱动自动化系统打造‘神经系统’的潜力，将极大助力第四次工业革命。LiFi与5G技术融合，将会提供速度更快、容量更大的移动宽带连接，并产生更为广阔的应用空间。在此背景下，LiFi通信技术将有助于实现照明产业基本功能的多样性，为相关领域提供新的商业模式，其中包括智能家居、智能城市、工业4.0、健康与物联网等。

目录

通过LiFi 进入6G 时

面向6G 的可见光通信

面向OWC 的分布式MIMO: ‘即便光线被遮挡，LiFi 仍将提供可靠服务’

照明的方向控制:照明、传感和通信的应用

IRS 辅助可见光通信

覆盖均匀的高容量无线光VCSEL 阵列发射机

基于micro-LED 的高速可见光通信技术

系统，AI/ML 增强LiFi

从LiFi 试验和实施中吸取的经验教训

未来LiFi 应用的展望

面向显示与光通讯应用的氮化镓基Micro-LED 最新进展

光通信技术：绿色信息和通信技术(ICT)的关键促成因

6G 移动通信中的可见光通信

IEEE 802.11bb 的LiFi 标准化现状

OCC 的现状和应用案例是在移动设备中光通信集成的第一步

水下无线光通信的延伸

可见光定位技术在机器人及物联网的应用

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通过LiFi 进入6G 时

安全性、能效、数据密度和高达1 Tbps 的峰值数据速率是6G 的一些关键性能指标(KPIs)。在目前的射频技术(RF)下，由于射频域的基本频谱限制，很难共同推进所有这些指标。要在所有这些感兴趣的领域实现步进式改进，需要大量的新频谱，具有高光电子（OE）转换效率的器件，以及在空间上严格控制信号辐射和低能源成本的能力。为此，无线光通信(OWC)可以利用光纤通信中光学设备几十年的发展。我们将回顾基于光谱的移动、多用户无线网络的最新进展。此外，我们将提供IEEE 802.11bb 标准化活动的现状，并讨论现有的挑战和未来的道路。

面向6G 的可见光通信

未来随着B5G/6G 通信发展，大数据、人工智能、物联网等数据传输量将呈现激增态势，而6G 容量预计将提升千倍，需拓展新型频谱载波资源（太赫兹、可见光、紫外和红外波段）。可见光通信（VLC）是一种400-800 THz 频率范围的高速通信技术，本文将介绍可见光高速传输方面的进展，讨论近期的研究热点，包括新材料和设备，高级调制，水下可见光通信以及基于机器学习的信号处理，介绍6G 中可见光通信的前景和挑战。

面向OWC 的分布式MIMO: ‘即便光线被遮挡，LiFi 仍将提供可靠服务’

无线光通信(OWC)被认为容易受到光线的阻挡。然而，使用空间分布在天花板上的多个光学前端，不同的光线可以多样性或空间复用模式相辅相成。这种D-MIMO 系统的特性不同于射频多径系统，因此，通过重新考察光传播信道和电光转换的约束，可以极大地提高系统的性能。本演讲提出了新的理论见解和实验验证。

照明的方向控制:照明、传感和通信的应用

LED 制造、光学和传感的持续发展为照明、传感和通信领域光的应用开辟了新的途径。本演讲将讨论照明用LED 阵列产生的空间的可控性，并扩展到不断发展的微LED 显示技术，以及数字化照明系统可能带来的照明以外的应用。

IRS 辅助可见光通信

基于发光二极管(LED)的照明设备的使用增加了人们对可见光通信(VLC)的兴趣，因为它提供了高效的资源利用，同时适合于巨大的未授权频谱。另一方面，由于视距(line-of-sight, LoS)分量对VLC 接收信号的贡献最大，VLC系统的性能对链路阻塞和失调非常敏感。最近，智能反射表面(IRSs)被提出以提高VLC 系统的性能，其优点包括对发射机和接收机之间视距(LoS)链路的宽松需求。在本演讲中，将介绍IRS 辅助VLC 系统在室内和室外应用领域的一些最新发展。

覆盖均匀的高容量无线光VCSEL 阵列发射机

无线光通信(Optical wireless communication, OWC)能够实现每个用户多Gb/s的高速数据传输，并提供超过Tb/s 的聚合容量。为了在人眼安全的环境中实现这样的数据速率，构想了一组光学发射器阵列，每个发射器定位一个小的数据传输单元。本次演讲设计了一种基于5×5 VCSEL 阵列的OWC 多波束发射机，利用微透镜阵列在接收平面均匀化每个VCSEL 输出波束强度。通过仿真和实验验证了该发射机的性能，表明在1 个 单位平方面积上的波束强度均匀度高达90%，每个数据传输单元区域-33 dBm 均匀功率分布。本演讲展示了在3 米自由空间链路上，利用OOK 调制和硅光电倍增管(SiPM)的判定反馈均衡(DFE)实现单通道8 Gb/s 数据传输的能力。

基于micro-LED 的高速可见光通信技术

可见光通信(VLC)由于自身稳定且高速的传输特性，被认为是无线通信的重要补充技术。尽管LED 在VLC 应用中得到了广泛应用，但较大的RC 常数和较长的载流子复合寿命限制了传统LED 的调制带宽。与传统LED 相比，小尺寸的micro-LEDs 具有更低的RC 常数与更高的注入电流密度，因此具有更高的调制带宽。目前，基于micro-LED 的高速VLC 系统因其广阔的发展前景和技术优
势得到了学术界和产业界的广泛关注。在本工作中，我们制造了用于高速可见光通信的半极性micro-LED 器件。通过优化的结构设计，绿色半极性micro-LED 器件的调制带宽达到了756 MHz，而蓝色半极性micro-LED 的带宽达到了817 MHz。此外，我们提出了一种用于高速VLC 应用的柔性白光系统，该系统由位于柔性衬底上的半极性蓝色InGaN/GaN micro-LED 作为激发光源，纳米结构形式的绿色CsPbBr3 PQD 纸和红色CdSe QD 纸作为色转换层。除了高带宽的半极性蓝光micro-LED 外，CsPbBr3 PQD 纸也能实现229 MHz 的高带宽，整体白光器件能够实现400 Mbps的传输速率。

系统，AI/ML 增强LiFi

本报告将介绍我们在LiFi 通信系统方面的相关研究，包括点对点系统、多输入多输出MIMO 系统、多用户系统和多小区系统。另外，本报告还将讨论AI/ML 技术在MIMO-LiFi 系统中的相关应用。

从LiFi 试验和实施中吸取的经验教训

自LiFi 技术出现以来，已经有许多项目/合作伙伴披露，LiFi 公司或研究实验室已经测试了各种进入市场的方法(平板电脑中嵌入的LiFi、军用产品、航空航天中的LiFi 等)。在大多数情况下，进入市场的方法是与感兴趣的客户或终端用户一起从POC(概念验证)项目开始，在真实环境中测试产品和技术，这导致了非常有趣的反馈和学习。

未来LiFi 应用的展望

随着新标准的出现，LiFi 技术的部署将再次推动新的应用范围。在过去的几年中，我们已经看到面向应用程序的研究和开发活动有了巨大的增长。在本次演讲中，将探讨LiFi 的一些近期前景，也将探讨关于未来应用和用例的一些设想。最后将谈一谈在促进这项技术方面需要合作的必要性。

面向显示与光通讯应用的氮化镓基Micro-LED 最新进展

氮化镓基Micro-LED 因其高亮度、高效率、高刷新率等卓越特性而被认为是终极的显示技术，也是AR/XR 等元宇宙接口设备的核心硬件。而氮化镓Micro-LED 器件高响应速度的特性也赋予其新的应用场景-无线光通信。本报告主要讨论氮化镓Micro-LED 的系统设计、器件原理、驱动机制以及在水下无线光通信场景中的应用。

光通信技术：绿色信息和通信技术(ICT)的关键促成因

ICT 电力需求增长前景和能源危机是推动设备制造商做出反应，使ICT 更环保的两个指标。光学技术有潜力帮助5G 和未来的6G 节约能源。能效和节能是部署在公共和私有领域的任何数字解决方案的关键要求。本演讲将介绍从接入点到边缘部分的光技术在建筑内网络中的好处。

6G 移动通信中的可见光通信

可见光通信是一项6G 候选补充技术，它具有高能效、易部署等优势。本演讲将讨论可见光通信在6G 移动通信中的应用场景、技术需求、挑战与潜在技术。

IEEE 802.11bb 的LiFi 标准化现状

Wi-Fi 是世界上产量最高的无线通信技术，全球出货量超过50 亿个。IEEE802.11 是标准定义组织，它指定了Wi-Fi 协议并定义了Wi-Fi 的未来技术能力。IEEE 802.11 创建了一个任务组“bb”，以规范Wi-Fi 在光谱中的使用。本次演讲将涵盖IEEE 802.11bb 的总体架构和高级规范，并提供该标准的最新状态。

OCC 的现状和应用案例是在移动设备中光通信集成的第一步

光学相机通信是一种使用移动设备CMOS 传感器的光学无线技术，可以在所有现有智能手机上的灯光上提供多种服务，例如但不限于广播、室内定位和导航系统、推送通知以及广告、基于定位的服务和地理围栏。光学相机通信允许终端用户直接在他们自己的设备中通过光体验通信。

水下无线光通信的延伸

水下无线光通信（Underwater wireless optical communication, UWOC）具有抗电磁干扰、高带宽、低功耗、小体积等优点，可为实时、高速的近距离水下无线通信提供强大的技术支撑。为了提高UWOC 的传输速率、距离和鲁棒性，国内外众多研究机构，包括浙江大学海洋学院，对UWOC 技术进行了系统研究。本报告将系统介绍水下无线光通信技术的研究背景和最新进展，尤其是
延长传输距离方面的技术思考，以期促进该技术领域的进一步发展。

可见光定位技术在机器人及物联网的应用

基于可见光通信的室内定位与导航及物联网应用_gwpscut的博客-CSDN博客_可见光室内定位关键字：可见光通信 (Visible Light Communication, VLC)、光保真技术 (Light Fidelity, LiFi)、可见光定位 (Visible Light Positioning, VLP)、成像可见光通信 (Optical Camera Communications, OCC)、基于可见光通信的移动机器人定位与导航、可见光通信的物联网应用。本博文为本人在可见光通信领域的工作及演示的总结。希望此博客可以给大家一些motivation，共同促进行业的发展.https://blog.csdn.net/gwplovekimi/article/details/125801118?spm=1001.2014.3001.5502