6、IEEE 802.15.13 标准下的车载可见光通信技术解析

IEEE 802.15.13 标准下的车载可见光通信技术解析

1. 引言

智能交通系统（ITS）旨在及时、可靠地提供相关交通和道路信息，以改善交通流量，同时也是自动驾驶的重要里程碑。目前，基于射频（RF）的通信方案，如基于 IEEE 802.11p 的专用短程通信（DSRC）和长期演进（LTE），被认为是车载连接的主要候选技术。然而，基于 RF 的解决方案存在频谱稀缺、RF 干扰等问题，还容易受到故意干扰和欺骗。此外，为确保安全关键移动信息的传递，高数据速率要求会导致有限带宽的无线通信方案出现拥塞和数据包冲突。

作为 RF 解决方案的补充技术，可见光通信（VLC）被认为是一种低成本、节能、低复杂度且安全的车载连接方案，能够提供高数据速率。VLC 使用发光二极管（LED）或激光二极管的调制光辐射来传输数字信息，对人眼几乎没有影响。目前，LED 广泛应用于许多量产车辆的前照灯和尾灯中。与卤素灯和高强度放电灯泡相比，LED 具有更亮的道路照明效果、更小的尺寸、更低的功耗以及调光支持能力，使其成为节能的通信发射器。此外，VLC 采用视距通信（LoS），因此对恶意干扰或欺骗具有免疫力，可提供安全的车载通信。

VLC 与 IEEE 802.11p 的详细对比如下表所示：
| 性能特征 | VLC | IEEE 802.11p |
| — | — | — |
| 通信模式 | 点对点 | 点对多点 |
| 延迟 | 极低 | 小于 50 毫秒 |
| 数据速率 | 高达 400 Mbps | 高达 54 Mbps |
| 范围 | 高达 100 m | 高达 1 km |
| 频段 | 400 THz - 790 THz |