隨著用戶需求的日益增長，傳統(tǒng)無線通信技術(shù)的頻譜資源呈現(xiàn)緊張態(tài)勢。而電磁波中的可見光波段頻譜資源豐富，頻段寬闊，在通信領(lǐng)域中尚未得到有效開發(fā)與利用，因此可見光通信（VisibleLightCommunication,VLC）技術(shù)一經(jīng)提出，就被視為解決傳統(tǒng)無線電頻譜資源危機(jī)的有效方案，得到了通信領(lǐng)域中科研學(xué)者越來越廣泛的關(guān)注。

　　圖片

　　與此同時(shí)，發(fā)光二極管（LED）產(chǎn)品在照明領(lǐng)域的優(yōu)勢日益顯著，并且兼具能夠快速切換、易于調(diào)制的特點(diǎn)，為VLC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了較好的信源傳輸方案。

　　此外，隨著光電技術(shù)以及半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像傳感器也有了里程碑式的進(jìn)步。憑借著小體積，低功耗，長壽命的優(yōu)點(diǎn)，圖像傳感器在智能設(shè)備中也獲得了大規(guī)模應(yīng)用。

　　當(dāng)VLC技術(shù)的科研學(xué)者將視線投射到同樣可以獲取可見光信息的圖像傳感器上時(shí)，光學(xué)相機(jī)通信（OpticalCameraCommunication，OCC）技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。

　　OCC技術(shù)作為VLC技術(shù)的分支，繼承了VLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，通過將可見光波段的光作為信息載體，在空氣中直接傳播光信號(hào)來進(jìn)行通信。

　　發(fā)送端可以利用LED，液晶顯示器等發(fā)光器件進(jìn)行工作，但與采用光電二極管作為接收端的傳統(tǒng)VLC系統(tǒng)不同，OCC系統(tǒng)的接收端可以采用搭載著圖像傳感器的數(shù)碼相機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、智能設(shè)備內(nèi)置相機(jī)等。

　　利用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）圖像傳感器的卷簾快門工作方式可將傳送的光信號(hào)捕獲并記錄下來，將所得到的圖像進(jìn)行圖像處理，經(jīng)過解碼恢復(fù)出所傳送的信息。

　　OCC技術(shù)通常將待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過調(diào)制后加載到發(fā)光器件上，通過發(fā)出高頻閃滅的光信號(hào)來將數(shù)據(jù)信息發(fā)送出來，而這種閃滅人眼無法察覺，因此不影響其照明功能。

　　接收端通過利用CMOS圖像傳感器的卷簾快門工作方式來捕捉和記錄這種光信號(hào)，經(jīng)過后續(xù)圖像分析處理，能夠?qū)⑵渲邪臄?shù)據(jù)信息解調(diào)與恢復(fù)。

　　OCC技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信的方式主要是通過在自然環(huán)境中直接傳播載有信息的調(diào)制光信號(hào)，因此使得OCC技術(shù)有著諸多優(yōu)于傳統(tǒng)無線通信技術(shù)的特點(diǎn)。

　?。?）頻譜資源豐富隨著用戶需求的日益增長，傳統(tǒng)無線通信技術(shù)的頻譜資源呈現(xiàn)緊張態(tài)勢?？梢姽忸l譜的帶寬達(dá)到400THz，約是射頻頻譜的1萬倍，這表明OCC技術(shù)能夠帶來更大的帶寬以及更快的速度。使用OCC技術(shù)，絲毫不需要擔(dān)心頻譜資源問題，并且還將緩解全世界無線頻譜資源緊張的危機(jī)。

　?。?）綠色環(huán)保OCC系統(tǒng)與傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)相比，不需要建設(shè)基站和信號(hào)發(fā)射塔，在有LED照明的地方即可提供通信服務(wù)，發(fā)送端通過LED照明系統(tǒng)向外發(fā)出光信號(hào)，所以信息傳輸過程中幾乎沒有額外的能量使用。并且，LED光源是目前照明光源中節(jié)能環(huán)保的，這使得OCC系統(tǒng)更為綠色環(huán)保，與當(dāng)今社會(huì)綠色環(huán)保低碳的能源發(fā)展趨勢相符合。

　?。?）安全性高OCC系統(tǒng)的安全性高主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)方面是OCC系統(tǒng)對(duì)人體是相對(duì)安全的。眾所周知，傳統(tǒng)無線通信技術(shù)往往伴隨著電磁輻射問題，而OCC系統(tǒng)通過利用光波作為信息載體來完成通信，對(duì)人的身體健康不會(huì)產(chǎn)生影響，也因此對(duì)于醫(yī)院等對(duì)電磁信號(hào)敏感的部門，OCC系統(tǒng)也能夠滿足其需求。另一個(gè)方面是OCC系統(tǒng)保密性相對(duì)較高。隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)通信的保密性要求越來越高，傳統(tǒng)無線通信信號(hào)可以穿透墻體，所傳輸?shù)男畔⒑苋菀妆桓`取。而光波無法穿過墻體，因此通信網(wǎng)絡(luò)的范圍很容易被控制，通信的安全性顯著增強(qiáng)。

　　（4）成本低廉OCC系統(tǒng)發(fā)送端通常采用價(jià)格低廉的LED照明光源發(fā)送光信號(hào)，而接收端采用智能設(shè)備內(nèi)置的相機(jī)來接收光信號(hào)，隨著智能手機(jī)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，幾乎人手一部智能手機(jī)，因此OCC系統(tǒng)相較于需要部署基站和信號(hào)發(fā)射塔的傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)而言，成本顯著降低，具備應(yīng)用價(jià)值。

　　OCC技術(shù)能夠在如下幾個(gè)方面得以應(yīng)用：

　　（1）特殊場所無線通信OCC技術(shù)利用光波作為信息載體來傳輸數(shù)據(jù)信息，與傳統(tǒng)無線通信技術(shù)采用的電磁波有顯著不同，可以應(yīng)用于某些特殊場所，例如在飛機(jī)客艙、醫(yī)院等地方。傳統(tǒng)無線通信技術(shù)使用的電磁波會(huì)對(duì)地面與飛機(jī)之間的通信產(chǎn)生干擾，而通信設(shè)備產(chǎn)生的電磁輻射會(huì)對(duì)一些特殊醫(yī)院病患形成傷害，因此傳統(tǒng)無線通信方式在這些特殊場所被嚴(yán)格限制。而OCC技術(shù)既不會(huì)干擾飛機(jī)與地面間的通信電磁波，又沒有電磁輻射，所以可以在這些場合提供無線通信的服務(wù)。此外，眾所周知光波信號(hào)沒有辦法穿過室內(nèi)墻壁等建筑物，因此OCC技術(shù)擁有較高的通信安全性與保密性。在一些對(duì)保密傳輸有特定需求的場合，用戶可以通過窗簾等遮光物來確保通信內(nèi)容不被泄露。

　　（2）室內(nèi)定位當(dāng)前已經(jīng)存在的室內(nèi)定位系統(tǒng)在定位精度以及部署成本方面尚無法滿足廣大用戶需要，而相對(duì)成熟的室外衛(wèi)星定位技術(shù)在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境下也束手無策，因此在室內(nèi)定位領(lǐng)域一直渴望新興技術(shù)的出現(xiàn)。使用光波進(jìn)行通信的OCC技術(shù)由于具有高密度覆蓋、無電磁輻射、成本低廉、綠色環(huán)保等天然優(yōu)勢，在室內(nèi)定位領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。OCC技術(shù)集通信與照明于一身，可使用室內(nèi)的照明系統(tǒng)作為位置ID或定位信息的發(fā)射源，再通過利用智能手機(jī)內(nèi)置的相機(jī)將信息捕獲記錄下來，通過圖像處理以及信息解碼等操作可將位置ID提取出來，從而實(shí)現(xiàn)用戶的室內(nèi)定位，同時(shí)也極大的降低了部署成本。并且光波不能夠穿墻的特性也可以減小照明節(jié)點(diǎn)之間的干擾，有利于提高定位的精度。在不久的將來，基于智能手機(jī)的高精度OCC室內(nèi)定位系統(tǒng)將可以為用戶提供高效便捷的室內(nèi)定位服務(wù)。

　　（3）智能交通智能交通系統(tǒng)有利于保障交通安全，控制交通流量，可以通過對(duì)交通行為的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)交通效率的提升，并進(jìn)一步節(jié)約能源，改善人們的生活。目前基于射頻的傳統(tǒng)無線通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)“車-路”、“車-車”的雙向通信，為智能交通系統(tǒng)提供了主要的支持。

　　但除了基于射頻的傳統(tǒng)無線通信技術(shù)外，OCC技術(shù)也可應(yīng)用到智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域。如今越來越多的汽車前燈和尾燈使用LED照明系統(tǒng)，而記錄行車影像的行車記錄儀也普遍被安裝，這一情況對(duì)OCC技術(shù)應(yīng)用到智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域提供了良好的硬件平臺(tái)。

　　并且OCC技術(shù)與基于射頻的傳統(tǒng)無線通信技術(shù)相比較，在智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域有如下優(yōu)勢：1）LED燈已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通信號(hào)燈、路燈以及車燈，同時(shí)道路上，車輛上也安裝有攝像頭，因此無需額外專用通信設(shè)備部署，有助于降低成本；2）由于光波的直線傳輸特性，OCC系統(tǒng)采用視距傳輸，可提供較為精確的定位服務(wù)，基于可見光的室內(nèi)定位方案定位精度可達(dá)厘米級(jí)，高于基于射頻的定位方案；3）在交通流量大，車輛密度高時(shí)，射頻系統(tǒng)會(huì)不可避免的出現(xiàn)信號(hào)干擾、信號(hào)延時(shí)等問題，而OCC系統(tǒng)僅接收附近車輛的燈光信息并且可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的空間分離，因此抗干擾性能更好一些。

　?。?）物聯(lián)網(wǎng)與智能家庭當(dāng)前“萬物互聯(lián)”逐漸成為社會(huì)發(fā)展趨勢，家居電器日益智能化，物聯(lián)網(wǎng)與智能家庭領(lǐng)域想要使更多的家居電器加入到家庭網(wǎng)絡(luò)中，這無疑將給網(wǎng)絡(luò)造成一定負(fù)擔(dān)。并且傳統(tǒng)無線射頻通信技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境中有一些潛在不足，因此渴望有新的無線通信技術(shù)來填補(bǔ)這一空白。OCC技術(shù)由于利用光信號(hào)實(shí)現(xiàn)通信的特點(diǎn)能夠顯著彌補(bǔ)這些不足，因此在物聯(lián)網(wǎng)以及智能家庭技術(shù)領(lǐng)域引發(fā)了巨大的關(guān)注。