LED可見光照亮通信“死角”

在飛機上打電話、上網，在醫院儀器設備區或礦井中使用手機，在隧道、地鐵里順暢通話……長期以來，上述場所就是通信技術覆蓋盲區或信號薄弱區域，身處其中的人盡管有通信需求，也不得不屈從于目前的科技水平。

難道這些通信“死角”，真的將永遠成為盲區?

答案是否定的。“人們在這些區域的通信需求，完全可以通過LED可見光通信來滿足。”清華大學電子工程系教授徐正元說，實現這些想法指日可待，這些場景將成為你我的工作、生活常態。

可見光通信是一項新興的基于白光LED的無線光通信技術，能夠同時實現綠色照明和通信的雙重功能，是近幾年無線光通信中最熱門的研究方向之一。

LED燈具有高速電調制性能，可通過肉眼不可察的高速明暗閃爍信號傳輸信息，這就是LED燈能夠在正常照明顯示的同時，作為通信光源實現可見光泛在高速通信的根本原因。也就是說，只要有LED照明光的場所，就能夠實現隨時隨地通信。

此外，LED可見光通信具有發射功率高、不占用無線電頻譜、不受電磁干擾困擾、無電磁輻射、私密安全、節約能源等優點，大大節省了通信系統成本，提高了系統容量。

LED可見光通信研究在國外已經有十多年的歷史，在某些方面有了較高的技術水平。在我國，這項研究雖已取得一定成果，但距離國際先進水平和大規模產業化應用，仍存在一定差距。

徐正元教授正是為了推動國內無線光通信技術的研究和應用，于2010年毅然回國。在這之前，他留美十幾年，任美國加州大學終身教授，在無線光通信、網絡技術和LED智能照明研究方面頗有建樹。他甚至于2009年牽頭創立了加州大學泛在光通信研究中心，并出任主任，得到了美國國防部、大型企業的支持，事業發展前途樂觀廣闊。

盡管如此，徐正元教授還是選擇了回國。2010年，在國家“千人計劃”的支持下，徐教授落戶清華。談起原因，他說，一為推動國內LED可見光通信技術的發展，二為回報母校清華大學的培育之情。

回國后，徐正元教授迅速在清華大學創建了無線光信息系統實驗室，利用自己的研究經驗，致力于推動相關研究走上正軌。實驗室定位于涵蓋寬光譜無線光和無線通信、網絡、成像、傳感、定位/導航、智能交通、物聯網等多方向的科學研究。

同時，徐教授利用自己十幾年海外經歷中積累的研究和人脈資源，帶領實驗室在短時間內與多位國際國內知名學者和相關企業建立了聯系，并開展了廣泛的合作交流。

徐正元教授表示，可見光通信的研究和應用并不是要取代現有無線技術，而是作為它們的有效補充應用于當前因對射頻無線通信敏感而無法實施的場合，也就是文章開頭提到出于安全考慮屏蔽手機信號的醫院、機艙、礦井，信號衰減強度大的地鐵、隧道、水下等。

據了解，飛機飛行期間不允許使用手機的原因，是手機發出的無線信號會干擾飛行員與機場無線電的聯系和飛機羅盤的正確性，造成安全隱患。而采用LED光源就不會存在這樣的問題，“只需在飛機上加裝一個中央控制器，就可以將座位上方的LED閱讀燈作為網絡接入點實現通信信號的連接，不僅可以打電話，還能上網。”徐正元教授透露，目前這一技術正在進行各項指標的反復試驗，飛機無通信時代的終結指日可待。

同樣，LED可見光通信也適用于礦井中。在礦工頭盔上安裝LED燈，除了實現固有的照明功能外，還可實現礦工之間的“交流”。“而且，利用礦井下隧道照明燈還能接入網絡，及時將礦下數據與地面進行傳輸，從而實現礦工位置的定位和礦下的監控，讓礦場越來越智能。”徐正元教授介紹，這一科研成果目前在實驗室里已經成熟，計劃開始在部分礦企里投入使用。

另外，LED可見光通信還可應用于智能交通系統。“在車身裝配LED燈，車與車之間、車與交通燈和路燈之間就能夠實現通信。司機在駕駛過程中可以獲取最及時的交通、道路或位置信息，選擇最佳駕車路線，避免碰撞，保證順暢交通。此外，還可以實現車輛的身份識別，便于管理。”

再者，LED可見光通信在用戶密集區大容量通信方面也優勢明顯，各用戶之間信號相互不產生干擾，有別于WiFi的相互干擾對系統整體容量的限制。

“作為一種新型無線通信手段，泛在性、廣覆蓋性等優勢為LED無線光通信的發展提供了無限可能的空間，它必將為我們帶來更加舒適、便捷、智能化的生活。”面對未來，徐正元教授滿懷信心，認為無線光通信前途無限光明。現在他們要做的，是加快研究步伐，以成熟的技術和產品，滿足綠色節能LED照明和顯示的廣泛的信息化應用需求，為譜出無線光通信的華美樂章寫下一個個音符。