前言

“智慧家庭”的兴起，计算机、智能设备的迅速普及，使移动数字终端的范畴发生了革命性的变化，给传统接入网技术带来了巨大的考验。光纤到户“最后一公里”的困境、无线接入网频谱资源的紧张、RoF技术的不成熟和电磁辐射都制约这个瓶颈的突破。当今世界正在演绎一场“任意地点、任意时间”（Anywhere，Anytime）接入方式的深刻变革，社会也在呼唤一种拓宽频谱资源、绿色节能、可移动的接入方式。由此，可见光通信（Visible Light Communication，VLC）应运而生。

可见光通信利用的可见光波段尚属空白频谱，该技术拓展了下一代宽带通信的频谱，有效地利用了资源，可以解决光通信与无线通信网络共存与兼容的问题。与其他无线技术相比，可见光通信具有安全性高、保密性好、抗电磁干扰能力强、通信速率高、定位精度高、集通信与照明功能于一体、无电磁污染、白光和射频信号不相互干扰、可以应用在电磁敏感环境中等诸多优势，并且白光对人眼很安全，室内白光发光二极管（Light Emitting Diode，LED）灯的功率可以高达10 W以上，这就使可见光通信具备了非常高的信噪比，具有了更大的带宽潜力，拥有了广阔的应用前景。

可见光通信的概念自2000年被提出之后，受到了世界各国的广泛关注，短短十几年，可见光通信技术迅猛发展，取得了一个又一个突破性进展。从几十Mbit/s到500 Mbit/s再到Gbit/s，通信速率飞速提升；从离线到实时，从低阶调制到高阶调制，从点对点到多输入多输出（MIMO），技术上一日千里。可见光通信被《时代周刊》评为2011年全球50大科技发明之一。可见光通信技术领域新概念、新技术层出不穷，发展极为活跃。可见光通信作为一种照明和通信结合的新型模式推动了下一代照明和接入网的发展与技术的进步，无论从国家战略层面，还是节能减排的迫切需求方面，或者巨大的市场潜力方面来考虑，可见光通信技术都应该并已成为国际竞争的制高点。

可见光通信利用LED作为光源，LED在照明的同时可以高速地通信。白光LED现在已经被广泛应用于信号发射、显示、照明等领域，与其他光源相比，白光LED具有更高的调制带宽、调制性能好、响应灵敏度高的优点。利用LED的这些特性，可以将信号调制到LED发出的可见光上进行传输。白光LED可以将照明与数据传输结合起来的特性，促进了可见光通信技术的发展。

本书详细阐述了基于LED的高速可见光通信的技术原理。全书共分为10章，第1章给出了可见光通信的基本概念，追溯了其发展历史，同时对其研究趋势进行了展望；第2～8章分别从高速可见光的系统结构、信道建模、调制技术、均衡技术、编码技术、复用技术和新材料技术等方面具体介绍了实现高速可见光通信所采用的先进技术与关键算法；第9章介绍了高速可见光通信系统实验，给出了基于第2～8章介绍的技术理论基础的实验成果；第10章对高速可见光通信技术的未来进行了展望。

本书的撰写得到了国家科技部、国家自然科学基金、上海市科委和广东省科技厅项目组相关老师和课题组学生的大力帮助。感谢赵嘉琦、张梦洁、邹鹏、石蒙、刘渊帆、蒋子豪、赵一衡和王福民同学对本书撰写的支持与帮助。本书成稿时间较短，不足之处在所难免，诚恳希望广大读者多提宝贵意见，我们将在吸收大家意见和建议的基础上，不断改进和提高。