[00327614]基于 LED 可见光通信的车联网传输关键技术研究
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技术详细介绍
一、项目背景
近年来，作为智能交通系统的基础信息承载平台，车联网领域的技术研发在国际学术界和工业界受到了十分的关注。然而，当道路出现紧急状况或发生交通拥挤时，大量车辆频繁竞争有限频谱资源，并且相互之间干扰加剧，导致严重的传输时延和丢包。因此，强烈需求探寻新的无线通信技术来弥补车联网频谱资源不足的问题。可见光通信（Visible LightCommunication， VLC）随着发光二极管技术的进步，作为一种新型的无线通信技术得到了广泛的关注。VLC 使用可见光（380-780 nm）作为数据的载体，其频谱不受无线电频谱管制，巨大的可用频谱能够使 VLC 达到接近几十 Gb/s 的数据速率。
二、项目简介
该项目融合已有的车联网与 VLC 技术，构建基于 LED 可见光通信的车联网（vehicular
visible light communications，V2LCnet）。建立和完善 V2Lnet 系统中不同道路环境下和不同天气情况下的车辆节点通信信道模型，进行一定的性能分析。此外，研究了车辆高速移动及 LED 覆盖范围的影响，在 V2LCnet 系统下保持通信连接的可靠性。
三、研究成果
1.针对车载可见光通信中不同道路形状下道路坡度、偏移距离以及由于不同天气条件信道衰减、路面反射效率对通信性能的影响，在平面道路信道模型的基础分析下，提出斜坡道路信道模型，同时，引入雾、雨、雪天不同天气情况信道衰减模型，并考虑路面在干燥、潮湿等不同的反射系数，进而获得较传统分析更加准确，更符合实际场景的信道分析，建立和完善了 V2Lnet 系统中不同天气情况和道路环境下的车辆节点通信信道模型。
2.针对车联网车速快，对 V2Lnet 系统 MAC 层帧结构和接入协议进行设计，在可靠性和时延等性能方面有了比较大的提高，结合 VLC 和 DSRC 技术的特点，对城市交通环境下的 VLC-DSRC 异
构网络的不同方法展开研究，给出具体的异构互联互通架构设计，并进行性能仿真验证。
四、成果价值
该项目将 VLC 网络和现有的 DSRC 网络进行异构，在 DSRC 敏感场景下，充分利用 VLC在数据接收和 DSRC 在数据上传方面各自的优势，提高链路质量和数据安全，实现下一代自动驾驶应用。该研究可为城市的交通安全、环境保护等提供强有力的支撑，具有理论研究意义和实用价值。