[发明专利]一种基于VLC+WiFi的车载协同通信系统与通信方法

说明书

本发明公开了基于VLC+WiFi的车载协同通信系统与通信方法，所述系统包括通过无线通信连接的发射端、中继转发装置和接收端，所述系统设置于道路中的每辆汽车和每个路边单元中，每辆汽车、每个路边单元中任意两者之间均可直接通信或通过中继转发装置实现通信。这种通信系统部署快速、组合方式多样且绿色环保。本发明还公开了基于VLC+WiFi的车载协同通信系统的通信方法，这种方法能提高通信的传输速率和稳定性。

技术领域

本发明涉及可见光通信技术、移动通信技术以及智慧交通的交叉学科技术，具体是一种基于VLC+WiFi的车载协同通信系统与通信方法。

背景技术

近年来，道路交通事故频发，给人民生命安全和社会经济带来了巨大损失，为了解决汽车交通安全等问题，智慧交通系统应运而生，智慧交通系统是利用物联网、车联网技术将道路上所有的单元互联，使互联单元可以进行通讯、信息处理、发送传递，在智慧交通中，“车”通常说的是有可以进行通讯、处理以及信息发送的载体，“路边单元”通常是说道路上的各种兼具照明功能的设备，像红绿灯、路灯。在智慧交通中，最基本的功能单元为V2V(Vehicle to Vehicle，简称V2V)，它可以实现不同通信范围或者视野范围内的各个车辆进行无线通信、能够帮助车辆实时的获取路况信息，并且与其他车辆分享信息，同时还能够提供交通调度和路线规划等服务，其次，V2I(Vechicle to Infrastructure，简称V2I)功能将路边基础设施与车辆通信融合起来，通过路边固定基础设施的超远距离通信，来实现交通路况信息的传递，也是智慧交通中重要的一部分。

无线局域网经过几十年的发展，已经从室内区域的个人电脑、移动手持设备发展至室外区域，有着抗干扰能力强、传输距离远、移动稳定性强等优势，但随着人们对下载速度的需求日益提高，以及射频信号基站的铺设成本和功率消耗变大、WiFi在传输速率、功率分配以及节能环保方面的不足也日益凸显。

显然，异构网络融合是未来网络架构的一个重要发展趋势，随着移动互联网的发展，人们对室内无线接入技术的要求越来越高，未来的网络架构必然会融合多种优势互补的接入网络。可见光无线通信VLC(Visible Light Communication，简称VLC)系统集照明和通信于一体，具有传输速率高、安全保密性强、不占用频谱资源和部署简单快速的特性，在车辆网车辆通信、道路指示灯通信、家庭信息智能控制方面都有良好的应用前景，但由于VLC采用视距传输方式，遮挡干扰和光路重叠使VLC缺乏移动性支持。而WiFi具有稳定的移动性管理，将WiFi与VLC网络结合，即构建VLC-WiFi异构无线接入网络，当车辆间可以正常可见光通信时，光信号可以提供高速的数据传输速率；当车辆在行进中移动、异物遮挡等造成光信号断路时，选择接入WiFi信号，或通过带有中继转发装置的车辆进行中继协同转发，可以更好地发挥各自网络性能，使得通信质量达到最佳。

发明内容

本发明的目的是针对现有车载可见光通信技术的不足，而提供一种基于VLC+WiFi的车载协同通信系统与通信方法。这种通信系统部署快速、组合方式多样且绿色环保。这种方法能提高通信的传输速率和稳定性。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于VLC+WiFi的车载协同通信系统，包括通过无线通信连接的发射端、中继转发装置和接收端，所述发射端设有顺序连接的信号输入单元、加导频单元、调制单元、第一上变频单元、第一WiFi模块、第一LED驱动电路单元；所述中继转发装置包括顺序连接的第二WiFi模块、第一主放大电路单元、第一下变频单元、第一解调单元、重新调制单元、第二上变频单元、第二LED驱动电路单元；所述接收端包括顺序连接的光电转换电路单元、滤波电路单元、第二主放大电路单元、第二下变频单元、第二解调单元、去导频单元、信号输出单元，所述系统设置于道路中的每辆汽车和每个路边单元中，每辆汽车、每个路边单元中任意两者之间均可直接通信或通过中继转发装置实现通信。

所述信号输入单元采用CH340G芯片将需要传输的文字、音频或视频数据输入至发射端中。