成果简介：

       一、课题来源与背景： 本课题是2015年广东省自然科学基金团队项目“基于PLC+VLC的超高速联合通信技术研究”，编号：2015A030312006 ，本课题获得省科技300万元专项经费支持，并在2021年12底顺利完成项目验收。 可见光通信是宽带高速近距离通信的重要手段，可见光通信为解决物联网的大规模接入需求、克服无线通信的频谱短缺问题、满足无线通信盲区覆盖和绿色节能等重大社会需求提供了一种可行的途径，是具有广阔应用前景的下一代无线通信技术之一，可形成巨大产值的战略性新兴产业。另外，可见光通信技术绿色低碳、可实现近乎零耗能通信，还可有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点，快速构建抗干扰、抗截获的安全信息空间。

       二、研究目的与意义： 本课题深入研究可见光融合电力线通信(VLC-PLC)中精确定位、高速可靠传输和系统构架的理论及产业化实现技术，与上下游企业密切配合逐步开展产业化应用工作，服务于包括LED照明、智能电网、物联网和智慧城市在内的国家与广东省重要发展领域。 三、主要论点和论据： 当前，可见光通信与定位存在着许多迫切需要解决的问题，包括：1、适用于高、中、低速各类应用的可见光传输技术仍待完善，需要研究可见光无线局域网中上下行机制、多址接入、干扰抑制等关键技术，完善网络功能，提升网络吞吐量，提高网络鲁棒性。2、针对短距离高精度定位的需求，解决现有短距离定位技术存在的定位精度低、算法复杂度高、定位设备功耗大、定位距离不足、对不同室内环境需要进行个性化建模、需定期进行系统校准等问题。3、可见光局域网与其他射频局域网、公网等异构网络的桥接、融合机制尚不明晰，需要研究可见光网络融合体系架构，研究VLC、PLC、现有无线局域网、光纤/OPLC等异构融合的高速光电协同网络，研究多光源协同通信机制以及用户高速移动切换（水平切换）机制，研究异构网络接入策略以及网络感知、切换（垂直切换）技术，优化异构网络融合方案。 四：创见与创新 1、本课题提出了一种高精度室内可见光定位方法，该方法使用摄像头与姿态传感器，结合了可见光成像通信与图像定位技术，定位精度可以达到厘米量级。该方法针可以在室内精细作业、智能机器人等领域应用，并且可以通过APP在智能终端上实现。 2、本课题提出了一种室内多LED灯协同通信方法，提出利用多面体结构的可见光MIMO接收机，降低多LED灯传输子信道间相关性，提高多灯协同通信的复用效率。 3、本课题研制了一套包括“照通一体化”灯具、PLC-VLC融合网络、VLC收发终端等的可见光通信系统，能为电磁敏感、电磁屏蔽、无线电信号深度衰落场合提供良好的通信解决方案。 4、本课题提出了一种基于复合光OFDM的软频率复用小区间干扰消除方法，在一个光源上同时传输ACO和DCO的OFDM，接收端可以无干扰的同时恢复两种OFDM调制的数据，并利用软频率复用方法有效避免了非同源下行可见光通信源之间的数据干扰，显著提高了处在小区交界处的用户的数据传输率。 5、本课题提出了基于可见光通信的面向地下隧道巡检的通信、定位解决方案，并开发功能样机。地下隧道内无法利用对讲机或手机等设备进行通信，隧道巡检人力成本较高，且无法准确定位人员位置，安全风险较大。利用可见光通信技术，创新解决地下隧道内的通信问题，降低人力投入，保障生产安全。 五：社会经济效益 本课题将进一步提升未来物联网的通信能力，丰富物联网的通信手段，能够在电磁敏感、无线电信号深度衰落、安全通信的场合建立起高速传输网络，为物联网应用提供优质的通信服务；能够支撑高密度的顺畅接入网络，为它们提供高吞吐率的数据传输服务；为丰富的工业、家庭应用提供精确的定位、导航支撑，保障工业生产安全和人员安全；拓展智能电网已有的PLC传输方式，通过PLC-VLC实现有线网络和无线网络的自然融合，使得信息服务深度覆盖照明所及的广阔区域。 六：历年获奖情况 1、课题成果“Internet of Lights”，获2021年国际电联WSIS Champion Award； 2、课题成果“Advanced Integrated Visible Light and Power Line Communication System”，获得2019年第47届国际发明展会（日内瓦）金奖。 3、课题成果“电力线和可见光融合的通信方法及系统”，获2019年第23届全国发明展览会·一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛“发明创业奖·项目奖”金奖。 4、课题成果“可见光通信与电力线深度融合框架及关键技术”，获得2015年中国光学工程学会科技创新二等奖。 5、课题成果“面向能源互联网的新型电力线通信关键技术及应用”获得中国教育部科学技术进步二等奖。 6、课题成果“电力线和可见光融合的通信方法及系统” 2021年获得第15届北京发明创新大赛金奖。 七：成果简介 本课题面向PLC+VLC的联合高速通信技术、基于可见光的高精度定位和短距离中低速成像通信系统开展了关键技术研究及系统级的仿真与评估，共申请发明专利22项，获得其中15项发明专利授权、5项实用新型专利授权，参与提交了5个标准化建议草案，累计发表SCI和EI论文48篇。