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1、6G 可见光通信技术白皮书中国移动通信有限公司研究院前前言言随着通信需求的不断提高，移动通信网络需要更多的频谱，由于 6GHz 以下的频谱已经分配殆尽，26GHz、39GHz 等毫米波频段也已经分配给 5G 使用，因此需要研究更高频段的通信，如太赫兹通信和可见光通信，以满足更高容量和超高体验速率的需求。可见光通常指频段 380790THz（波长为 380790nm）的电磁波，有约 400THz 候选频谱，具有大带宽的特点，易于实现超高速率通信，是未来移动通信系统的一个潜在补充。本白皮书旨在探讨可见光通信在6G中的潜在应用场景以及有望满足的通信需求， 并提出了可见光通信面临的挑战和关键技术研究方

2、向，以引发业界的讨论与思考。本白皮书的撰写得到了复旦大学、北京邮电大学、东南大学等高校合作团队的支持，感谢复旦大学沈超研究员、迟楠教授，北京邮电大学唐盼博士、张建华教授，东南大学王家恒教授等老师对本白皮书的贡献与帮助。1目录1.概念.11.1可见光通信特点.11.2国内外研究现状.22.可见光应用场景及需求.42.1移动通信场景.42.1.1热点高容量场景.42.1.2小型室内场景.52.2垂直行业通信场景.52.2.1交通场景.52.2.2电磁严苛场景.62.3可见光通信需求.63.可见光通信的挑战.83.1信道建模.83.2材料与器件.83.3空口传输.103.4组网.104.可见光通信的

3、关键技术.124.1信道建模.124.1.1可见光信道建模研究现状.124.1.2基于理论的可见光信道建模.124.1.3基于实测的可见光信道建模.144.2关键器件.154.2.1发射端.154.2.2接收端.174.3传输技术.194.3.1传输理论.194.3.2调制波形.204.3.3均衡技术.2124.3.4VLC-MIMO 技术.224.4组网技术.244.4.1无线光融合组网.244.4.2可见光超密集组网.265.总结与展望.28参考文献.29中国移动6G 可见光通信技术白皮书（2022）11. 概念概念可 见 光 通 信 (Visible Light Communicatio

4、n,VLC) 利 用 发 光 二 极 管 (LightEmitting Diode，LED)等可见光光源发出肉眼难以分辨的高速明暗变化的光信号来传输信息，再通过光电探测器（Photoelectric Detector，PD）等光电转换器将接收到的光信号转换为电信号来获取信息， 是一种照明通信一体化的无线通信方式1。 VLC 作为一种照明和通信结合的新型模式，是现有无线射频通信的有效补充手段。1.1 可见光通信特点可见光通信特点与传统射频通信相比，可见光通信的优势主要在于：1)频谱丰富：传统无线通信可使用的频谱资源只有约 300MHz，而可见光候选频谱带宽将近 400 THz。 因此 VLC 可

5、有效解决频谱资源日益紧张的问题。图 1-1 频谱资源示意图2)部署简单：VLC 的发射与接收器件可以基于产业已经非常成熟的照明、显示、成像等领域的器件进行升级改造，并结合照明的需求，实现低成本超密集部署，满足高流量密度需求。3)绿色节能：VLC 兼具照明与通信等功能，具有低功耗高能效的优势，符合国家节能减排战略。4)电磁免疫：可见光和射频信号之间不会相互干扰，因此 VLC 非常适用于飞机、医院、工业控制等电磁敏感领域，有效避免电磁干扰，保证设备正常运行。然而，VLC 也存在着一些短板。由于可见光存在易受阻挡、传播损耗大等特点，并且现阶段商用的可见光器件的带宽较低，目前 VLC 主要应用于短距离

6、点对点中低速率通信场景。 另一方面， 终端发光在日常使用中会带来很大的不便，中国移动6G 可见光通信技术白皮书（2022）2因此可见光上行链路的应用场景受到限制。1.2 国内外研究现状国内外研究现状VLC 技术在中国萌芽，由日本拓展深化23。香港大学的 Grantham Pang 于1999 年首次提出 VLC 的概念， 而后日本庆应义塾大学的 M. Nakagawa 研究团队提出了 LED 可见光通信的接入方案，自此 VLC 技术在产学业成为了研究热点。日本于 2003 年成立了可见光通信联盟 （Visible Light Communication Consortium，VLCC） ，涌现