传统的静态朗伯和非朗伯光波束配置难以较好地解决发射器站址受限问题。针对单一发射器的应用场景, 提出了一种基于扇区化光波束切换的信道站址受限可见光通信覆盖方法。该方法采用商业可用的倾斜非朗伯光波束, 根据接收器在不同位置反馈的状态信息, 动态地确定能提供最佳覆盖信噪比的候选光波束, 构建定向传输链路。仿真结果表明: 在典型室内环境下, 与传统静态朗伯光波束配置相比, 该方法通过增加2个或3个候选扇区波束切换选项, 接收器可分别获得4.48 dB、5.94 dB的平均信噪比增益。

为改善可见光链路的保密传输表现, 在分析静态、动态光波束配置下的链路保密容量的基础上, 提出了基于动态垂直非朗伯光波束选择的可见光通信物理层安全表现增强方法, 即根据不同的发射器、保密用户及窃听者位置关系动态地选择垂直候选光波束。量化结果显示: 在典型室内环境下, 相比传统静态朗伯光波束配置, 基于动态垂直非朗伯光波束配置的平均保密容量增益高达3.03 b·s-1·Hz-1, 增益比例高达86%。

现有的可见光及射频(RF)混合链路仍然局限于空间辐射特性单一的朗伯光波束配置, 面向商用发光二极管的非朗伯空间辐射特性, 提出一种基于典型LUXEON Rebel非朗伯光波束的可见光及RF混合链路软切换方案, 并进行了仿真分析。仿真结果表明: 设定RF接入点在近端(dr=10 m)和远端(dr=60 m)时, 所提出的异构非朗伯光波束配置混合链路吞吐量的最大值分别为370.72 Mb/s、275.68 Mb/s；发射功率为2~15 W时, 比传统朗伯光波束配置混合链路可引入高达约14 Mb/s的吞吐量增益。

为了提升了可见光通信(VLC)链路的可靠性, 针对传统VLC研究范式的局限性, 在典型室内应用场景将商用LUXEON Rebel非朗伯光波束引入到多输入多输出(MIMO)可见光发射器配置中, 对比分析了非朗伯MIMO VLC与朗伯MIMO VLC的误比特率(BER)性能表现。仿真结果表明: 较之于传统朗伯光波束的MIMO基准配置, 当房间中心接收位置BER≤10-6时, 所提出的非朗伯MIMO配置可以减少引入13.1% 的发射功率。

现有的绝大部分应用于各类工业环境无线解决方案是基于传统射频的技术范式, 存在电磁干扰、工业数据泄露等潜在风险, 众多研究机构正积极地将多样的无线光技术引入到工业智能场景。为了清晰阐述无线光技术在工业场景应用的研究进展, 分别从工业无线光多载波传输、多输入多输出(MIMO)传输、定位和原型通信系统实验这些方面进行了梳理, 初步给出了工业无线光技术进一步发展所要应对的主要技术挑战和潜在解决方案。

受限于传统可见光通信(VLC)的研究范式,研究人员在分析可见光无线覆盖时,通常假设光源遵从朗伯空间辐射特性。客观上,上述假设忽视了由不同类型光波束构成的潜在异构光波束,对基于异构光波束的VLC覆盖特性也缺少必要的探索。针对上述问题,综合考虑商用发光二极管(LED)光源的差异化非朗伯光波束特性,文章给出了多种潜在的异构光波束配置方案。同时,在典型室内场景,对传统同构朗伯光波束和文章所提异构光波束的覆盖特性进行了比较分析。量化结果显示,较之于传统朗伯光波束的发射器配置,文章所提异构光波束的配置方案能够引入高达1.97 dB的最小信噪比(SNR)增益,同时将SNR波动幅度从传统设计下的22.75 dB降低至异构设计下的15.33 dB。此外,SNR低于30 dB相对弱覆盖位置占比从初始配置下约13.20 %降低至非异构设计下约7.23 %。因此,异构光波束对室内空间覆盖的潜在影响获得了初步的证实。

受限于传统朗伯光波束较强的空间指向性, 基于同构朗伯光波束的可见光通信发射器设计难以提供令人满意的空间覆盖。综合考虑商用发光二极管(LED)光源多样的非朗伯光波束特性, 提出一种基于非朗伯光波束的发射分集技术方案。该方案能够充分利用非朗伯光波束各自的空间辐射特性, 将更多发射光功率针对性地投射到远离光发射器的覆盖边缘区域, 在保持整体发射光功率恒定且分集角为60°时, 所提出的非朗伯性分集方案能够引入3.4 dB的最小信噪比增益, 同时将信噪比波动幅度从传统设计下的19.4 dB降低至非朗伯设计下的13.5 dB。

目前，绝大部分应用于各类医疗场景的无线解决方案是基于传统射频的技术范式，因而必须要面对电磁干扰及医疗数据泄露等诸多潜在风险。另一方面，无线光技术具有频谱资源丰富、保密性强、抗电磁干扰、免频谱授权等诸多天然优势。因此，为充分发挥上述技术潜能，学术界和产业界正积极地从多个维度将多样的无线光技术引入到电磁敏感医疗场景。为清晰地阐述无线光技术在医疗场景应用的研究进展，分别从医疗无线光有源链路、医疗无线光无源链路、医疗无线光中继链路、医疗无线光原型实验等方面进行了梳理。此外，初步提出了医疗无线光技术进一步发展所要应对的主要技术挑战，给出了潜在解决方案。

智慧矿井平台能够提高采矿产量，其中通信、定位和传感系统能够保证矿工和矿物的安全。传统射频信号带宽不足、衰减严重和通信设备笨重等因素限制了其在矿井中的应用，第五代移动通信技术可应用在矿井下，但依然存在电磁干扰问题。无线光信号具有免疫电磁干扰和带宽宽的优势，而且无线光通信、定位和传感可借助矿井下光源设施，减少了通信设备成本和损耗。文章分别从无线光传播特性、通信方案、定位和传感几个方面介绍了矿井无线光研究现状，最后对矿井无线光通信小区布设、光源设计、中继方案和矿车防碰撞的发展进行了展望。

在可见光定位系统中,接收端需要捕获来自不同参考光源的可见光信号,进而根据参考光源的位置信息和预设的可见光定位算法估计接收端的位置坐标。上述定位过程中,通常假设光源为朗伯型光源,即光源的光波束符合朗伯规律。为了实现特定照明效果,固态光源厂商经常通过改进分装工艺、加装二次光学透镜等方式对光波束进行再次塑造,以获得多样化的空间光波束。为了量化评估实际非朗伯光波束对可见光定位系统的影响,将3种商用非朗伯光波束EdiPower Emitter、LUXEON Rebel、Side Emitter引入典型室内场景。量化结果表明,相比传统朗伯光波束配置,非朗伯光波束引入的最大定位误差和均值定位误差分别为101.7 cm和48.8 cm。考虑到商用非朗伯光波束辐射功率未归一化的影响,上述定位误差会进一步增大。