面向智能交通的无线光传输技术与通信系统

负责人：李上宾

参与人员：朱祖勍，尹华锐，赵明，金美玉

起止年限：2021-2022

项目概述：

       无线光通信（ optical wireless communication, OWC） 凭借宽光谱资源的优势，可以解决无线频率资源紧缺的难题。在传统基于射频的智能交通系统中， 已分配 5.9GHz频段的无线电频谱仅为 75MHz（美国/加拿大）和 50MHz（欧洲）， 大大限制了未来高速、大容量信息交互在智能交通应用中的作用。 同时， 通常采用射频通信链路由于带宽低，且天线通常为全向天线，当车辆密度增加时，相邻链路之间容易存在的干扰随之增加，干扰抑制带来的开销也会迅速增加，给低延时的需求带来了极大的挑战，同时也留下了窃听或恶意攻击的隐患。 可见光通信（ visible light communication,VLC）作为室外绿色通信的一种主要通信方式，可以兼顾照明并提供高速通信与定位功能，近年来在智能交通领域正逐渐受到了学术界与工业界的广泛关注，对未来智能交通系统具有巨大的应用前景。可见光通信因采用固体照明技术 LED 作为光源，具有免费频谱资源、传输速率高、安全与保密等诸多优点，可以为车与车，车与道路设施（交通灯/路灯），车与人之间进行信息传递与交互，提供实时道路交通状态和位置信息，有助于建立高效、安全、绿色环保的道路通信网络，对构建未来智慧城市与智能交通具有着重要意义。对于复杂的室外道路交通场景环境，影响 VLC 传输性能因素众多，主要包括太阳光背景噪声、障碍物遮挡、移动性，以及与现有通信网络兼容，使得可见光通信技术在智能交通应用面临着诸多挑战。针对以上技术挑战，该项目将主要研究高可靠、大带宽、低延时的智能交通无线光传输技术与通信系统，设计与研发相应的通信系统、 协议与关键模块，支持无线光/电信号的混合传输方式，解决当前智能交通应用中通信系统容量受限的难题。通过对光通信、无线通信、器件、网络与协议等方向的前沿交叉研究， 争创在该领域取得突破性的研究成果。