可见光通信应用之车联网
2021.01.14
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车联网(Internet of Vehicle,简称IOV),其概念源于物联网,是指车载设备通过无线通信技术,实现车与X(即车与车(V2V)、车与人、车与基础设施(V2I)、车与云(V2C))之间的网络连接,对信息网络平台中的所有车辆动态信息进行有效利用,在运行中提供不同的功能服务,从而提升车辆整体的智能驾驶水平,为用户提供安全、舒适、智能、高效的驾驶感受与交通服务,同时提高交通运行效率,提升社会交通服务的智能化水平。


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5G时代下,有2种标准在车联网中争奇斗艳:3GPP主导的C-V2X标准与IEEE主导的DSRC标准。直到近日,美国FCC正式决定将5.9GHZ频段(5.850-5.92GHz)划拨给WiFi和C-V2X使用,并将较高的30MHz频谱划拨用于C-V2X技术来提高汽车安全。这也意味着,由我国主推的C-V2X将成为全球车联网唯一标准。

C-V2X标准就是蜂窝车联网,但蜂窝基础设施存在中继性质,这种中继方式使得车与车之间不能直接通信,因此,在时间敏感的车辆操作中可能存在安全隐患。DSRC简单理解就是部署在路边的WiFi发射器,而这些信号发射器与第一种标准采用的5G信号发射器不同,DSRC专属发射器需要全新铺设,成本极高。另外,基于5.9GHz的DSRC在国内存在潜在干扰问题。不过,车联网这两种标准存在的不足,可见光通信却能完美弥补。


可见光通信在V2V、V2I上能够发挥其最大效用。它利用汽车固有的LED头灯、尾灯作为发射端汽车固有的传感器(如图像传感器)作为接收端,将这个机制引入新的通信系统达到车辆间的沟通即V2V 。当然,使用LED的路灯、信号灯等也可以作为发射模块,实现车与基础设施的沟通即V2I。在V2V、V2I的应用上,相比C-V2X标准,可见光通信在短距离的情况下速度快、延迟低、安全性更高。而相比DSRC标准,可见光通信不仅不占用主要通信频段,而且布网简单,无需全新铺设发射器,在成本上更加经济实用。


今年年初,SLD Laser推出了车用高分辨率传感和超高速LiFi技术,并在CES上展示应用了该项技术的汽车,为可见光通信应用于车辆网铺好了前路。


随着固态照明技术的不断发展,LED由于其可靠性高、能效高等特点,已经被广泛应用于道路照明和车辆照明;各类传感器也成为越来越多汽车的标配硬件,用于行车记录和驾驶辅助。LED和图像传感器的普及,为基于LED和图像传感器的VLC应用于车联网提供了天然的硬件条件。