智能交通新玩法：用可见光实现V2X通信

随着汽车上LED照明系统的不断完善和提升，来自土耳其Ozyegin大学光学无线通信技术实验室的研究人员开始研究基于可见光通信（LiFi）的智能交通系统，即采用可见光来取代传统的无线电协议实现车与车之间（V2V）和车与基础设施、互联网之间（V2I）的通信连接。V2V系统为了安全应用，V2I系统主要是为了支持方便的应用，包括个人通信，移动办公，远程信息处理，基于位置的信息，与汽车相关的移动服务，视频直播，和互联网接入。V2V与V2I统称为V2X，V2X应用能够改善安全性、车辆通行和能耗情况。


图1：基于可见光通信（LiFi）的智能交通系统解决方案示意

在2017 NI技术峰会上土耳其Ozyegin大学光学无线通信技术实验室的研究人员介绍了他们的研究情况并展示了演示方案，这个演示方案采用NI FlexRIO模块（基于Xilinx Virtex-5和Virtex-7 FPGA器件）为硬件平台搭建了基于OFDM（正交多路复用）技术的可见光通信系统，FlexRIO模块实现功能包括信道编码、4-QAM调制和N-IFFT（逆向快速傅里叶变换）等。除此之外FlexRIO FPGA板卡作为基带信号处理器，FlexRIO适配器模块NI 5781和NI 5772分别负责高速宽频A/D转换和D/A转换，实现光学信号的基带路径的发射和接收，通过LabVIEW和LabVIEW FPGA开发工具调整合适的参数能够实现实时传输，性能远超过传统基于CPU的收发器。


图2：基于NI FlexRIO平台搭建的LiFi系统

此外该研究团队还搭建了一个60 cm x 40 cm x 300 cm的大气仿真环境密封箱，并且能够调节里面的温度、风、雾、湿度等大气环境实现不同天气条件的模拟，并且设置了不同传感器进行实时的监测，这个仿真环境用于可见光通信（LiFi）系统的不同天气环境下的功能测试。


图3：大气仿真环境系统外部（左）和内部（右）

这个演示方案能够实现在正常天气环境下两车相隔70m的距离数据通信速率可达50Mbps，这与光电传感器在车身的位置（主要是距离地面的高度）有关，这个方案获得了NI RF和移动通信类别最具影响力大奖，该团队表示为了提升系统性能会集成更多高级功能如多路输入/多路输出、自适应链路适配等。