【正文】 參考文獻(xiàn) ： Jeffrey B. Carruthers 著 ． 無(wú)線紅外通信 ． 威利郵電百科全書 [M]． 2020 年（預(yù)印本） .14 節(jié) . 。例如（ 15），一個(gè)模型使用兩個(gè)參數(shù)（一個(gè)用于路徑損耗，一個(gè)用于時(shí)延擴(kuò)展）去提供所有彌漫紅外通道的一般特征。 現(xiàn)有方法的困難在于，需要準(zhǔn)確模型和大量計(jì)算。發(fā)射器，接收器和反射面用于描述和產(chǎn)生一個(gè)脈沖響應(yīng)。通過(guò) 看點(diǎn)散圖路徑損耗對(duì)距離，延誤散點(diǎn)圖與傳播距離，發(fā)射器和接收器的方向，魯棒性效果陰影 等的影響可以 測(cè)量收集脈沖響應(yīng) Ci（ t） 。 幾項(xiàng)研究描述 了 通道測(cè)量（ 9,12,2），這些構(gòu)成了理解通道屬性的基本依據(jù) 。 脈沖響應(yīng)特性指的是 方程 （ 1） 中的 C（ t） 如何 ， 取決于 它在脈沖系統(tǒng)中的位置 ， 大小和接收器與發(fā)送器的方向 。因此，用網(wǎng)格分割編碼設(shè)計(jì)分隔相鄰符號(hào)的脈沖位置是一種有效的編碼方法。 格狀編 碼的 PPM 已被認(rèn)為是一個(gè)有效的多路徑紅外通道的 方案（ 10,11）。我們集中在這里糾錯(cuò)信道編碼，因?yàn)檫@特別涉及到無(wú)線紅外通訊 。 然后，多徑失真效果 變得更為 顯著，帶寬效率變得極為重要（ 9）。但是，對(duì)于一個(gè)給定的帶寬效率， PPM 比 更有效，所以 PPM 是最常用的。 電源效率是通過(guò)比較不同調(diào)制技術(shù)發(fā)射功率和誤碼率之后眼得出的。帶寬效率是由數(shù)據(jù)速率除以過(guò)零帶寬求得的。 典型短期數(shù)據(jù)序列所產(chǎn)生的 傳輸信號(hào) X（ t）顯示在圖 4。 OOK和 比 L PPM更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)發(fā)射和 的 接收 。 函數(shù) Si（ t）代表 符號(hào) L 在 時(shí)間符號(hào) Ts 時(shí)間時(shí)的 脈沖形狀。我們的目標(biāo)是盡量減少所需的發(fā)射功率達(dá)到了一定的概率誤碼 Pe，也稱為誤碼率（ BER）。 首先，由于我們使用的是強(qiáng)度調(diào)制， X（ t）是信道輸入 的 光的強(qiáng)度，我們用 X（ t）表示。通道特性對(duì) 其 性能理解來(lái)說(shuō)也是重要的。 實(shí)現(xiàn)無(wú)線紅外系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 最 重要的 解決 是通信問(wèn)題。 相對(duì) 人眼安全法規(guī)皮膚加熱可能 造成 短期的影響是（因?yàn)檠劬σ绕つw功率水平低）。按照 IEC 或 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)（ 7,8）限制的強(qiáng)度發(fā)射波束可以保證人眼安全。因此，視網(wǎng)膜對(duì)光源發(fā)出的這些頻段的光的損害很敏感 。 D．安全 處理紅外線通信系統(tǒng)時(shí)有兩個(gè)安全問(wèn)題值得關(guān)注。 這將生成一個(gè)有著 44 千赫根本頻率和幾個(gè)兆赫諧波的不相干的周期信號(hào)。通過(guò)精心的電路設(shè)計(jì)，相對(duì)于光子噪聲它可以忽略（ 5）。由于打在光檢測(cè)器上的背景光通常比信號(hào)光強(qiáng)，我們可以忽略 N（ t）對(duì) X（ t）的 影響 ，并考慮光子噪聲是加性白高斯噪聲 ，其具有 雙面電譜密度，其中 q 為電子電荷， R 為響應(yīng)， PN是噪聲（背景光）的光功率。 光子噪聲是光子到達(dá)的離散的結(jié)果。 噪聲 N（ t）可以分為四個(gè)部分：光子噪聲或散粒噪聲，增益噪聲，接收電路或熱噪聲，周期性噪聲。對(duì)在 800 納米至 1000 納米范圍內(nèi)工作的 LED 和硅光電二極管其可用性是選擇它們?cè)谶@個(gè)頻段使用的主要原因。這里不使用雪崩光電二極管，是因?yàn)橹饕脑胍粼词腔氐降孛?的 光致熱散粒噪聲，而不是電路的噪聲。 一個(gè)接收器或檢測(cè)器通過(guò)把檢測(cè) 到得 探測(cè)器表面的光子通量轉(zhuǎn)換成電流來(lái)計(jì)算入射光功率 。 激光二極管的主要優(yōu)點(diǎn)是其高能量轉(zhuǎn)換效率，其高調(diào)制帶寬，和其相對(duì)窄的光譜寬度。 LED 擁有 自然寬傳輸模式，因此 它 適合于非直接 傳輸 。 B． 接收機(jī)和發(fā)射機(jī) 發(fā)射器將原始電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)。請(qǐng)注意，電脈沖響應(yīng)的 C（ t）是簡(jiǎn)單的 r 次的光脈沖響應(yīng) h（ t）。 這些與 光傳輸無(wú)關(guān)的信號(hào)的變化， 會(huì)在接收器中產(chǎn)生噪聲分量。 在自由空間光通信系統(tǒng)中，探測(cè)器接收到的光可能有其它來(lái)源 。該 探測(cè)器的電流 與 接收 到的 光信號(hào)強(qiáng)度成正比， 這便于強(qiáng)度調(diào)制，也就 是原始信號(hào)調(diào)制 。然而，這可能很難實(shí)現(xiàn)，在非定向傳播中，它很難達(dá)到規(guī)定的混合效率。 解調(diào)器（通常指的是光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)器）可以提取 運(yùn)載信息的混合光波中的信號(hào) 。但是，對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制需要占用更大的帶寬 。最后，在第 5 節(jié)，我們考慮這些系統(tǒng)在今后 將 如何改進(jìn)。 紅外在什么樣的無(wú)線通信系統(tǒng)中適用 ？接收器和發(fā)送器的電 學(xué) 和光學(xué)特性 決定 怎樣的 c（ t）？接收器和發(fā)送器的大小和方向 如何確定 c（ t）的位置？ 光路中 X（ t）和 Y（ t） 有什么聯(lián)系 ？ 波長(zhǎng) X（ t） 的范圍是什么 ？ 需要怎樣的設(shè)備才能實(shí)現(xiàn) ？ 為什么會(huì)產(chǎn)生 N（ t）？是否有任何安全方面的考慮？在第 3 節(jié)中，我們考慮的通信設(shè)計(jì)問(wèn)題。這篇文章圍繞該模型系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題 進(jìn)行討論 。它非常適合于無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用， 從認(rèn)知 上說(shuō)， 與其他通信設(shè)備的 按用戶位置調(diào)整 鏈接不同 。此外， LOS 的路徑是不需要的。 在 擴(kuò)散 系統(tǒng) 中 ， 在 發(fā)射器 發(fā)光后，需 始終保持在同一地區(qū)中的任何反射 機(jī)（如天花板，墻壁和家具等 傳輸資料的 軸承）表面有能讓 接收機(jī) 接收到的 反射光 。因此，點(diǎn)至點(diǎn)系統(tǒng)也稱為定向 LOS 系統(tǒng)。在那里，發(fā)射器和接收器必須指定 對(duì)方 并建立鏈接。兩種最常見(jiàn)的 通信制度是 ：點(diǎn)至點(diǎn)制度和擴(kuò)散制度。 4．無(wú)線輸入和控制設(shè)備，如無(wú)線鼠標(biāo)，遙控器，無(wú)線游戲控制器，遠(yuǎn)程電子鑰匙。 主要的例子是 標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)第 4 節(jié)） 。 2．無(wú)線局域網(wǎng)（ WLAN）提供建筑物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接工作。 A． 應(yīng)用 主要的商業(yè) 應(yīng)用如下： 1．短期無(wú)電纜連接的兩個(gè)用戶之間的信息交流（名片，日程安排，文件共享）。雖然通常采用紅外光，光頻譜的其他地區(qū)可以使用（所以說(shuō)，我們一般稱為無(wú)線光通信，而不是無(wú)線紅外通信）。通信可于一個(gè)便攜式設(shè)備和另一個(gè)便攜式設(shè)備或系留設(shè)備之間進(jìn)行，這樣的設(shè)備稱之為接入點(diǎn)或基站。s intensity or power is proportional to the modulating signal. At the demodulator (usually referred to as a detector in optical systems) the modulation can be extracted by mixing the received signal with a carrier light wave. This coherent detection technique is best when the signal phase can be maintained. However, this can be difficult to implement and additionally, in non directed propagation, it is difficult to achieve the required mixing efficiency. Instead, one can use direct detection using a photodetector. The photodetector current is proportional to the received optical signal intensity, which for intensity modulation, is also the original modulating signal. Hence, most systems use intensity modulation with direct detection (IM/DD)to achieve optical modulation and demodulation. In a freespace optical munication system, the detector is illuminated by sources of light energy other than the source. These can include ambient lighting sources, such as natural sunlight, fluorescent lamp light, and incandescent lamp light. These sources cause variation in the received photocurrent that is unrelated to the transmitted signal, resulting in an additive noise ponent at the receiver. We can write the photocurrent at the receiver as where R is the responsivity of the receiving photodiode (A/W). Note that the electrical impulse response c(t) is simply R times the optical impulse response h(t). Depending on the situation, some authors use (t) and some use h(t) as the impulse response. B. Receivers and Transmitters A transmitter or source converts an electrical signal to an optical signal. The two most appropriate types of device are the lightemitting diode (LED)and semiconductor laser diode (LD).LEDs have a naturally wide transmission pattern, and so are suited to non directed links. Eye safet