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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。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）。現(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(wèn)題之一。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(lái)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(guò)各顏色的濾波片分別接收3種顏色，有效提高發(fā)送效率。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(lái)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。

LiFi光源的顏色

與WiFi只是關(guān)注通信性能的提升不同，LiFi的照明系統(tǒng)必須要考慮在提升通信性能的同時(shí)保證照明的質(zhì)量。所以LiFi的光源不管是LED還是LD，都是要輸出白光，而白光的顏色質(zhì)量對(duì)于照明來(lái)說(shuō)是非常重要的。

LED燈具顏色特征參數(shù)可以由光譜功率分布（SPD）來(lái)計(jì)算。SPD是相對(duì)于光波長(zhǎng)的輸出強(qiáng)度分布的數(shù)學(xué)表達(dá)，可以提供關(guān)于光譜組分的詳細(xì)信息。在LiFi系統(tǒng)中，隨著LED的驅(qū)動(dòng)電流變化，SPD會(huì)有偏差。偏差的SPD能導(dǎo)致感知的色點(diǎn)漂移并且會(huì)影響顏色的顯色特性，而LiFi中的特殊調(diào)制技術(shù)會(huì)更加容易受顏色質(zhì)量退化的影響。通過(guò)用SPD模型測(cè)量驅(qū)動(dòng)電流變化帶來(lái)的SPD偏差，從而可以評(píng)價(jià)LiFi調(diào)制的顏色質(zhì)量。

但是用SPD模型表征LiFi的顏色質(zhì)量有很多缺點(diǎn)：模型中需要大量的擬合參數(shù)只能通過(guò)LED測(cè)試的 經(jīng)驗(yàn)獲得；SPD模型設(shè)計(jì)是建立在相對(duì)靜止的條件，不能解釋LiFi在高頻電流振蕩下的情況；很難用一個(gè)SPD模型來(lái)適用于所有的LED類型，例如不能解釋PC-LED中的熒光粉材料產(chǎn)生的額外影響。另一方面可以檢測(cè)LiFi在工作條件下的實(shí)時(shí)顏色特性，對(duì)于高亮度LED產(chǎn)品，LED的制造商需要提供不同驅(qū)動(dòng)電流和調(diào)制頻率下的顏色數(shù)據(jù)，如SPD、顏色坐標(biāo)和顯色指數(shù)（CRI）。

因?yàn)長(zhǎng)iFi在傳輸數(shù)據(jù)或者空閑狀態(tài)時(shí)需要提供足夠亮度的無(wú)閃爍照明服務(wù)，所以LiFi設(shè)備需要具備閃爍去除和亮度調(diào)節(jié)的功能。在IEEE發(fā)布的IEEEPAR1789《LED照明閃爍的潛在健康影響（草案）》中采用了波動(dòng)深度對(duì)閃爍問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)。而LiFi的光源調(diào)制頻率至少是每秒數(shù)百萬(wàn)次，所以LiFi光源的閃爍是屬于級(jí)別的。在亮度調(diào)節(jié)方面，除了OOK（開(kāi)關(guān)鍵控）和VPPM（可變脈沖位置調(diào)制），還有CSK（色漂鍵控）調(diào)節(jié)。

EDA技術(shù)的學(xué)習(xí)

對(duì)于IC設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，EDA工具意義重大，透過(guò)EDA工具商的推介，能夠了解到新的設(shè)計(jì)理念。國(guó)內(nèi)不少I(mǎi)C設(shè)計(jì)者，是單純從EDA的角度被帶入IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的，也有很多的設(shè)計(jì)者在沒(méi)有接觸到深亞微米工藝的時(shí)候，也是通過(guò)EDA廠家的推廣培訓(xùn)建立基本概念。同時(shí)，對(duì)一些高難度的設(shè)計(jì)，識(shí)別和選擇工具也是十分重要的。 如果你希望有較高的設(shè)計(jì)水平，積累經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)必需的過(guò)程。經(jīng)驗(yàn)積累的效率是有可能提高的。以下幾點(diǎn)可以參考：

1.學(xué)習(xí)借鑒一些經(jīng)典設(shè)計(jì)，其中的許多細(xì)節(jié)是使你的設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品時(shí)必需注意的。有些可能是為了適應(yīng)工藝參數(shù)的變化，有些可能是為了加速開(kāi)關(guān)過(guò)程，有些可能是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。通過(guò)訪真細(xì)細(xì)觀察這些細(xì)節(jié)，既有收益，也會(huì)有樂(lè)趣。項(xiàng)目組之間，尤其是項(xiàng)目組成員之間經(jīng)常交流，可避免犯同樣錯(cuò)誤。

2.當(dāng)你初步完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)的時(shí)侯，應(yīng)當(dāng)做幾項(xiàng)檢查：了解芯片生產(chǎn)廠的工藝, 器件模型參數(shù)的變化,并據(jù)此確定進(jìn)行參數(shù)掃描的范圍。了解所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境，正確設(shè)置系統(tǒng)的輸入條件及負(fù)載模型。嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)則和流程對(duì)減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤也很有幫助。