河南省重大科技专项项目可行性研究报告

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1、河南省重大科技专项项目一、概述2003年6月，由国家科技部牵头成立了“国家半导体照明工程协调领导小组”，拉开了国内LED照明产业的序幕。国家相继出台了“LED照明节能产业发展意见”等政策，开展“十城万盏”项目，全面推动国内半导体LED照明产业的发展与应用。本项目技术，是在LED照明基础上，将需要传输的数据信息以调制技术的方式，加载到LED光源，使LED照明光源既能照明，又同时承担信息传输的载体，实现无电磁辐射、无污染的绿色照明与通信，即无线光通信。如果加载网络信息，则可实现Wi-Fi的功能，因采用LED照明光源

2、为信息载体，也称为Li-Fi。LED光源具有节能、环保、寿命长、体积小、无毒无害的特点，是新一代环保光源，已逐渐成为主流照明光源，目前国内年市场规模接近千亿元人民币，且每年以30%的速率增长。同时，LED照明兼做通信光源，可实现有照明就有信息通信的环境；虽然无线电通信为人们带来许多方便，从而得到广泛应用，但无线电信道频段拥挤的问题日显突出，其受波长、体积、重量、功耗、频谱许可等方面的限制，也限制了其传输速率和容量。而在半导体LED照明系统中，融入可见光波段的无线光通信，则是实现高速大容量无线通信接入网络的最佳方

3、案，且无线光通信不产生电磁辐射，也不受电磁干扰，在半导体照明节能、减排等优势基础上，在通信技术上也实现了绿色环保。国家科技部和国家发改委于2004年制订了研究与开发融入可见光通信（VisibleLightCommunicationVLC）技术的LED照明系统的发展规划，每年投入的科技专项经费3-5千万元，且每年持续增加。由于LED照明铺设广泛，各种需要传输的信息，如各种监控、智能化城市建设管理、个人通信信息等，都可通过LED照明兼通信产品方便地实施传输，因而可以方便地构建成物联网络，实现宽带信息传输，弥补无线电

4、通信的不足。VLC具有一系列技术优势：①VLC具有和现有Wi-Fi同样方便的特点，无论室内或室外，有LED照明，就有VLC，实现数据传输与信息交换，且VLC不产生电磁辐射，也不受电磁干扰，因而可应用于无线电通信不能应用的环境；②VLC可克服下一代5G通信基站覆盖能力不足的问题，特别是像小区类居住区，人口密度大，对流量需求大的场所，VLC可弥补无线电通信网络覆盖能力不足的缺陷；③VLC比之无线电移动通信，更节能环保；④VLC具有比Wi-Fi更强的保密性能，因而可用于众多保密通信场所。因此，研发LED照明+Li-F

5、i技术，将确立我省在LED照明融合可见光通信技术上的技术优势，在国内处于领先，达到国际先进，可以抢占技术和市场先机，并带动我省的相关技术产业，获得直接经济效益和社会效益。18本项目企业在现有半导体照明技术基础上，充分发挥半导体LED照明的多功能效益，进一步研发融入宽带可见光通信技（VLC）术的半导体LED照明器件与系统，并推广应用，将其实现产业化推广，实现“有LED照明，就有通信”的新型照明技术融合先进光通信技术的产业目标，抢占高端技术产品先机，填补国内LED照明技术融入无线光通信技术的工程应用空白，具有重要社

6、会效益与重大经济效益。二、技术情况（一）国内外技术现状简述l国外技术现状处于半导体照明LED专利主导地位的厂商有Nichia、ToyodaGosei、CREE、PhilipsLumileds、Osram等知名企业。外国LED照明起步早，在材料、封装、工艺上仍处于垄断地位。90年代，日本制造商成功开发出蓝光LED，进而于1996年研制出白光LED，从而使得LED的用途从最早的信号指示逐渐拓宽到普通照明等应用领域。1998年，日本通产省出台第一期《21世纪光计划》，让全球首度关注LED，并且其政府还通过财政补贴、税

7、收优惠和贷款优惠等政策刺激LED技术的发展。2005年，美政府推出《下一代照明计划》对LED行业实施税收优惠。而洛杉矶大规模的LED街道照明改造工程促进了LED路灯的使用。在LED照明融合可见光通信（VLC）方面，2000年，日本的KEIO大学的研究者们对可见光通信进行了研究，获得了数据率、误码率以及接收功率等之间的关系。2008年，日本可视光迅联盟（VLCC）在九十九里海滩进行了利用灯塔上的LED作为发射机的可见光通信实验，实验距离2000m，传输速度1022bit/s。2010年，VLCC利用LED交通灯作

8、为发射机，实现了距离300m、速率4800kbit/s的通信实验。韩国在可见光通信方面也进行了研究。2006年他们用7个LED和一个光电接收器实现了12cm内10Mb/s传输速率的LED光通信，且误比特率小于，该实验证明了LED通信的可行性。在改进发射电路和发射光路后，光通信距离可以增加到90cm，传输速率提高到20Mb/s，并为无误码传输。欧美等国也开展了研发半导体照明融入可见光通信