【火星上飞无人机？怎么飞？详情揭秘】火星探测正吸引着全世界的目光。如何更高效地开展火星探测也成为全球共同面临的难题。火星无人机被视为解决问题的方向之一。
近日，记者从中国科学院国家空间科学中心（以下简称空间中心）了解到，早在2019年，中科院相关团队就已针对火星无人机开展预先研究，经过为期两年的研制，日前自主设计研制的火星无人机原理样机预研项目已通过验收。
△ 做火星车的“导游”
2016年1月11日，我国火星探测任务正式立项，并计划在2020年左右通过火星卫星、火星着陆器、火星车天地联合探测火星。这个消息让中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室（以下简称实验室）研究员卞春江产生了一个新想法。
他分析，火星车在复杂的火星地表行驶时，可能会存在行驶受限制、前进速度较慢、探测范围较小等问题。“有没有可能设计一个可以在火星巡飞的多光谱探测系统，给火星车当导游？”他想。
2019年3月，基于实验室在飞行器、电子通信、人工智能等方面技术基础，卞春江策划了“火星无人机”构想并申请了北京市科委的空间科学国家实验室培育项目，同年6月，项目正式立项，名为“火星地表巡飞光谱探测关键技术研究”。
“这个无人机本质上是一台带有微型多光谱探测成像系统的巡飞无人机，可充当火星车的领航员，实现火星车科学探测效能的倍增。”卞春江说。
卞春江介绍，按照火星无人机的设计能力，在一次飞行中，它可以完成半径几百米范围的火星地表成像，快速、精确掌握火星车周边地形和地表物相关成分。
“通过微型光谱仪，无人机能对火星上的岩石等地表物进行探测，看看有没有可能存在水、碳基有机物、氮化物等代表生命迹象的物质，如果发现高价值的目标，无人机可以引导火星车又快又准地抵达目标。同时，无人机也能够快速掌握火星车周边地形地貌，帮助火星车避障。”卞春江说，“如此一来，在无人机的引导下，火星车既可以高效地完成科学探测任务，还能准确避开行驶中的危险区域。”
△ 骨骼清奇的无人机
在位于空间中心的中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室，记者见到了这架火星无人机原理样机。
图：火星无人机原理样机（空间中心供图）
与人们平日里看到的有四个螺旋桨的方形无人机不同，火星无人机看起来有些骨骼清奇。它的“头”上有两根平行的、各1.4米长的螺旋桨，螺旋桨的下面有四条机械“腿”，还有一个等待包装起来的四方型“肚子”，“肚子”里可以安装作为“大脑”的计算机及电池等单元。
卞春江告诉记者，这台无人机搭载了一台微型光谱仪，所有的设备加起来，无人机总重量为2.1公斤。
在设计性能方面，火星无人机的飞行高度初步定位在5到10米，一次可以飞3分钟，1分钟大约能飞300米左右，可通过无线充电的方式从火星车获得电力。“飞行高度较低是为了让光谱仪看得清楚并保证飞行安全。一次只能飞3分钟，主要是受机载能源及温控的限制。”卞春江说。
今年4月19日，美国“机智”号无人直升机在火星上实现首飞，采用了与中国火星无人机类似的结构。“这一结构是由火星飞行环境和既有技术路线决定的。”卞春江说。
设计之初，卞春江和他的团队成员先明确了设计目标——升力强、自重轻、结构紧凑易搭载运输。“火星大气稀薄，相当于地球在35公里高的大气环境，因此，无人机必须在稀薄大气下产生足够的升力才能飞起来。由于火星和地球距离遥远，考虑到未来火星车搭载能力，因此必须自重轻、结构紧凑易运输。”卞春江说。
根据这样的目标，他们开始寻找最适合的方案。目前，常见的飞行器有两种——固定翼和直升机，鉴于火星探测及其地表环境特点，火星上不可能建跑道，因此，选择垂直起降的直升机设计方案成为必然。
“垂直起降无人机主要有三种设计方式。一种是单旋翼带尾桨方式，前后共两个旋翼；一种是大家常见的四旋翼式；还有一种是在一根轴上装两个旋翼，两个旋翼逆向旋转的共轴双旋翼式。”卞春江说。
无人机要想有更强的升力，就要有更大桨盘面积。如果用单旋翼尾桨式无人机，无人机有“尾巴”，在保证同等升力的情况下，桨盘直径大、结构不够紧凑，不利于搭载运输，如果用多旋翼式无人机，无人机的体积势必会很大。而共轴双旋翼无人机能在最小的轮廓尺寸下具有最大的桨盘面积，有利于在稀薄大气中获取足够的升力，因此，团队成员最终选择了共轴双旋翼的技术路线。
关于无人机的“腿”该怎么设计，团队成员也做了诸多尝试，“在重量有限制，要方便折叠，又必须让无人机平稳着陆的要求下，四条腿最为合适。”卞春江说。
△ “还有很多工作要做”
前不久，火星无人机预研项目通过验收，预研项目被评价为“为我国后续火星探测提供可能手段”。
“预研项目的研究目标是突破火星地表巡飞探测系统的关键技术，验证技术可行性，为未来火星地表区域巡飞光谱探测奠定技术基础。”卞春江表示，通过火星地表巡飞光谱探测系统原理样机研制与环境模拟测试，研究人员已验证相关技术的可行性。
但是，卞春江也直言，火星无人机“后续还有很多工作要做”，“例如，火星无人机的设计寿命至少要在几个月甚至一年以上时间，需要克服在火星上极低温度、阵风沙尘等复杂环境应用难题，后续团队将重点围绕无人机在火星地表复杂环境长期生存的问题，开展相关技术攻关与验证工作。”
此外，卞春江表示，火星无人机的后续研制，需要有低压、低温、大尺寸环境模拟试验条件，但目前国内还没有能够同时满足这些条件的试验舱。为了让研究工作能够继续往下推进，他们正在想办法争取新支持。
“未来5到6年将是研究的窗口期。”卞春江说，“我们希望能够攻克这些技术难题，让无人机搭载下一次火星探测任务登上火星。”https://t.cn/A6Iew3OZ
近日，记者从中国科学院国家空间科学中心（以下简称空间中心）了解到，早在2019年，中科院相关团队就已针对火星无人机开展预先研究，经过为期两年的研制，日前自主设计研制的火星无人机原理样机预研项目已通过验收。
△ 做火星车的“导游”
2016年1月11日，我国火星探测任务正式立项，并计划在2020年左右通过火星卫星、火星着陆器、火星车天地联合探测火星。这个消息让中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室（以下简称实验室）研究员卞春江产生了一个新想法。
他分析，火星车在复杂的火星地表行驶时，可能会存在行驶受限制、前进速度较慢、探测范围较小等问题。“有没有可能设计一个可以在火星巡飞的多光谱探测系统，给火星车当导游？”他想。
2019年3月，基于实验室在飞行器、电子通信、人工智能等方面技术基础，卞春江策划了“火星无人机”构想并申请了北京市科委的空间科学国家实验室培育项目，同年6月，项目正式立项，名为“火星地表巡飞光谱探测关键技术研究”。
“这个无人机本质上是一台带有微型多光谱探测成像系统的巡飞无人机，可充当火星车的领航员，实现火星车科学探测效能的倍增。”卞春江说。
卞春江介绍，按照火星无人机的设计能力，在一次飞行中，它可以完成半径几百米范围的火星地表成像，快速、精确掌握火星车周边地形和地表物相关成分。
“通过微型光谱仪，无人机能对火星上的岩石等地表物进行探测，看看有没有可能存在水、碳基有机物、氮化物等代表生命迹象的物质，如果发现高价值的目标，无人机可以引导火星车又快又准地抵达目标。同时，无人机也能够快速掌握火星车周边地形地貌，帮助火星车避障。”卞春江说，“如此一来，在无人机的引导下，火星车既可以高效地完成科学探测任务，还能准确避开行驶中的危险区域。”
△ 骨骼清奇的无人机
在位于空间中心的中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室，记者见到了这架火星无人机原理样机。
图：火星无人机原理样机（空间中心供图）
与人们平日里看到的有四个螺旋桨的方形无人机不同，火星无人机看起来有些骨骼清奇。它的“头”上有两根平行的、各1.4米长的螺旋桨，螺旋桨的下面有四条机械“腿”，还有一个等待包装起来的四方型“肚子”，“肚子”里可以安装作为“大脑”的计算机及电池等单元。
卞春江告诉记者，这台无人机搭载了一台微型光谱仪，所有的设备加起来，无人机总重量为2.1公斤。
在设计性能方面，火星无人机的飞行高度初步定位在5到10米，一次可以飞3分钟，1分钟大约能飞300米左右，可通过无线充电的方式从火星车获得电力。“飞行高度较低是为了让光谱仪看得清楚并保证飞行安全。一次只能飞3分钟，主要是受机载能源及温控的限制。”卞春江说。
今年4月19日，美国“机智”号无人直升机在火星上实现首飞，采用了与中国火星无人机类似的结构。“这一结构是由火星飞行环境和既有技术路线决定的。”卞春江说。
设计之初，卞春江和他的团队成员先明确了设计目标——升力强、自重轻、结构紧凑易搭载运输。“火星大气稀薄，相当于地球在35公里高的大气环境，因此，无人机必须在稀薄大气下产生足够的升力才能飞起来。由于火星和地球距离遥远，考虑到未来火星车搭载能力，因此必须自重轻、结构紧凑易运输。”卞春江说。
根据这样的目标，他们开始寻找最适合的方案。目前，常见的飞行器有两种——固定翼和直升机，鉴于火星探测及其地表环境特点，火星上不可能建跑道，因此，选择垂直起降的直升机设计方案成为必然。
“垂直起降无人机主要有三种设计方式。一种是单旋翼带尾桨方式，前后共两个旋翼；一种是大家常见的四旋翼式；还有一种是在一根轴上装两个旋翼，两个旋翼逆向旋转的共轴双旋翼式。”卞春江说。
无人机要想有更强的升力，就要有更大桨盘面积。如果用单旋翼尾桨式无人机，无人机有“尾巴”，在保证同等升力的情况下，桨盘直径大、结构不够紧凑，不利于搭载运输，如果用多旋翼式无人机，无人机的体积势必会很大。而共轴双旋翼无人机能在最小的轮廓尺寸下具有最大的桨盘面积，有利于在稀薄大气中获取足够的升力，因此，团队成员最终选择了共轴双旋翼的技术路线。
关于无人机的“腿”该怎么设计，团队成员也做了诸多尝试，“在重量有限制，要方便折叠，又必须让无人机平稳着陆的要求下，四条腿最为合适。”卞春江说。
△ “还有很多工作要做”
前不久，火星无人机预研项目通过验收，预研项目被评价为“为我国后续火星探测提供可能手段”。
“预研项目的研究目标是突破火星地表巡飞探测系统的关键技术，验证技术可行性，为未来火星地表区域巡飞光谱探测奠定技术基础。”卞春江表示，通过火星地表巡飞光谱探测系统原理样机研制与环境模拟测试，研究人员已验证相关技术的可行性。
但是，卞春江也直言，火星无人机“后续还有很多工作要做”，“例如，火星无人机的设计寿命至少要在几个月甚至一年以上时间，需要克服在火星上极低温度、阵风沙尘等复杂环境应用难题，后续团队将重点围绕无人机在火星地表复杂环境长期生存的问题，开展相关技术攻关与验证工作。”
此外，卞春江表示，火星无人机的后续研制，需要有低压、低温、大尺寸环境模拟试验条件，但目前国内还没有能够同时满足这些条件的试验舱。为了让研究工作能够继续往下推进，他们正在想办法争取新支持。
“未来5到6年将是研究的窗口期。”卞春江说，“我们希望能够攻克这些技术难题，让无人机搭载下一次火星探测任务登上火星。”https://t.cn/A6Iew3OZ
#你不知道的科学那些事儿# 【可见光通信了解一下[来]没有辐射隐忧，使用起来更安全[鼓掌]】可见光即电磁波谱中人眼可以感知的部分，除了提供给人类丰富的色彩世界、照亮夜晚的黑，业已被科研人员逐步发掘出更多潜力，可见光通信便是其中之一。
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
嗷嗷嗷看我收到了什么～看见真的满满的感动，也勾起了满满的回忆[打call]
不知道你们是从哪条微博认识的我，从0到7000000，一路以来真的很感谢你们[心]我们的关系不是博主&粉丝，我们更像是好朋友～有很多崽崽会把我当成小树洞，而我，也愿意充当这个角色[害羞]
作为一名美食博主，我希望带给大家的不仅仅是美食，还应该带给大家更多的正能.量[haha]传播人间真！善！美！[喵喵]
从厨房小白到随时下厨，都是你们一步一步看我走过来的！所以每一位来的朋友，我都格外感激，是你们让我不断进步[爱你]以后的日子里，我们也要一直一直在一起呀！
还有哦～“小桢桢”一直是家里人对我的的称呼，每次听你们这么叫我，心里都会涌上一股暖流（我的小秘密
坠后！非常感谢微博平台，让我能在这里发光发热，还认识了这么一群可爱的粉丝，亲爱的朋友们[心]祝新浪微博12周年快落！！
介条我要在卷.发里揪两个宝贝送大.牌～～一周后开哦！爱你们
#我的成长纪念##微博名人堂##美食大神的成长纪念# https://t.cn/A6IBuISk
不知道你们是从哪条微博认识的我，从0到7000000，一路以来真的很感谢你们[心]我们的关系不是博主&粉丝，我们更像是好朋友～有很多崽崽会把我当成小树洞，而我，也愿意充当这个角色[害羞]
作为一名美食博主，我希望带给大家的不仅仅是美食，还应该带给大家更多的正能.量[haha]传播人间真！善！美！[喵喵]
从厨房小白到随时下厨，都是你们一步一步看我走过来的！所以每一位来的朋友，我都格外感激，是你们让我不断进步[爱你]以后的日子里，我们也要一直一直在一起呀！
还有哦～“小桢桢”一直是家里人对我的的称呼，每次听你们这么叫我，心里都会涌上一股暖流（我的小秘密
坠后！非常感谢微博平台，让我能在这里发光发热，还认识了这么一群可爱的粉丝，亲爱的朋友们[心]祝新浪微博12周年快落！！
介条我要在卷.发里揪两个宝贝送大.牌～～一周后开哦！爱你们
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