[發明專利]一種基于VLC+WiFi的車載協同通信系統與通信方法

在審

• 申請號: 202110076171.2
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112788565A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 肖海林;翟雷;周迪;汪鵬君;徐愛華
• 申請（專利權）人: 溫州大學;桂林電子科技大學;浙江宇視科技有限公司
• 主分類號: H04W4/44
• 分類號: H04W4/44;H04W4/46;H04W40/22;H04B10/116;H04B10/54;H04L27/04
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 覃永峰

本發明公開了基于VLC+WiFi的車載協同通信系統與通信方法，所述系統包括通過無線通信連接的發射端、中繼轉發裝置和接收端，所述系統設置于道路中的每輛汽車和每個路邊單元中，每輛汽車、每個路邊單元中任意兩者之間均可直接通信或通過中繼轉發裝置實現通信。這種通信系統部署快速、組合方式多樣且綠色環保。本發明還公開了基于VLC+WiFi的車載協同通信系統的通信方法，這種方法能提高通信的傳輸速率和穩定性。

技術領域

本發明涉及可見光通信技術、移動通信技術以及智慧交通的交叉學科技術，具體是一種基于VLC+WiFi的車載協同通信系統與通信方法。

背景技術

近年來，道路交通事故頻發，給人民生命安全和社會經濟帶來了巨大損失，為了解決汽車交通安全等問題，智慧交通系統應運而生，智慧交通系統是利用物聯網、車聯網技術將道路上所有的單元互聯，使互聯單元可以進行通訊、信息處理、發送傳遞，在智慧交通中，“車”通常說的是有可以進行通訊、處理以及信息發送的載體，“路邊單元”通常是說道路上的各種兼具照明功能的設備，像紅綠燈、路燈。在智慧交通中，最基本的功能單元為V2V(Vehicle to Vehicle，簡稱V2V)，它可以實現不同通信范圍或者視野范圍內的各個車輛進行無線通信、能夠幫助車輛實時的獲取路況信息，并且與其他車輛分享信息，同時還能夠提供交通調度和路線規劃等服務，其次，V2I(Vechicle to Infrastructure，簡稱V2I)功能將路邊基礎設施與車輛通信融合起來，通過路邊固定基礎設施的超遠距離通信，來實現交通路況信息的傳遞，也是智慧交通中重要的一部分。

無線局域網經過幾十年的發展，已經從室內區域的個人電腦、移動手持設備發展至室外區域，有著抗干擾能力強、傳輸距離遠、移動穩定性強等優勢，但隨著人們對下載速度的需求日益提高，以及射頻信號基站的鋪設成本和功率消耗變大、WiFi在傳輸速率、功率分配以及節能環保方面的不足也日益凸顯。

顯然，異構網絡融合是未來網絡架構的一個重要發展趨勢，隨著移動互聯網的發展，人們對室內無線接入技術的要求越來越高，未來的網絡架構必然會融合多種優勢互補的接入網絡。可見光無線通信VLC(Visible Light Communication，簡稱VLC)系統集照明和通信于一體，具有傳輸速率高、安全保密性強、不占用頻譜資源和部署簡單快速的特性，在車輛網車輛通信、道路指示燈通信、家庭信息智能控制方面都有良好的應用前景，但由于VLC采用視距傳輸方式，遮擋干擾和光路重疊使VLC缺乏移動性支持。而WiFi具有穩定的移動性管理，將WiFi與VLC網絡結合，即構建VLC-WiFi異構無線接入網絡，當車輛間可以正常可見光通信時，光信號可以提供高速的數據傳輸速率；當車輛在行進中移動、異物遮擋等造成光信號斷路時，選擇接入WiFi信號，或通過帶有中繼轉發裝置的車輛進行中繼協同轉發，可以更好地發揮各自網絡性能，使得通信質量達到最佳。

發明內容

本發明的目的是針對現有車載可見光通信技術的不足，而提供一種基于VLC+WiFi的車載協同通信系統與通信方法。這種通信系統部署快速、組合方式多樣且綠色環保。這種方法能提高通信的傳輸速率和穩定性。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于VLC+WiFi的車載協同通信系統，包括通過無線通信連接的發射端、中繼轉發裝置和接收端，所述發射端設有順序連接的信號輸入單元、加導頻單元、調制單元、第一上變頻單元、第一WiFi模塊、第一LED驅動電路單元；所述中繼轉發裝置包括順序連接的第二WiFi模塊、第一主放大電路單元、第一下變頻單元、第一解調單元、重新調制單元、第二上變頻單元、第二LED驅動電路單元；所述接收端包括順序連接的光電轉換電路單元、濾波電路單元、第二主放大電路單元、第二下變頻單元、第二解調單元、去導頻單元、信號輸出單元，所述系統設置于道路中的每輛汽車和每個路邊單元中，每輛汽車、每個路邊單元中任意兩者之間均可直接通信或通過中繼轉發裝置實現通信。

所述信號輸入單元采用CH340G芯片將需要傳輸的文字、音頻或視頻數據輸入至發射端中。