本实用新型专利技术涉及一种车队通信互联技术领域，是一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置，包括车载数据选择单元和无线光收发装置，无线光收发装置包括无线光发射单元和无线光接收单元；车载数据选择单元置在车辆上，无线光发射单元分别对应设置在车辆前照灯上，无线光接收单元分别对应设置在车辆前照灯和后尾灯上。本实用新型专利技术充分利用车辆已有的灯具，在照明的同时完成了车辆间的数据传输，并利用定向波束宽度小、辐射方位小的特点在确定车辆位置后实现定向发射光束，完成车辆之间的数据传输，同时利用定向波束能够克服多径效应和同道干扰的问题，在高密度交通情况下能保证通信的低时延和可靠性，并有效减小不同的通信链路产生的冲突和干扰。链路产生的冲突和干扰。链路产生的冲突和干扰。
【技术实现步骤摘要】
基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置
[0001]本技术涉及一种车队通信互联
，是一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置。
技术介绍
[0002]随着我国经济的增长及车辆的不断增加，交通越来越拥堵。而解决交通堵塞的方法之一就是车辆以车队的形式行驶。在已知的研究基础上，车队间无线光通信系统或采用传统基于非定向无线光波束进行数据传输，虽然基于非定向无线光波束的传输方法一定程度上缓解了射频技术带来的成本高、易受干扰、频谱资源受限的压力，但由于非定向无线光波束的辐射特性使其在传输过程中会造成功率的浪费。另一种实现车队之间消息的稳定传输最常用的方法则是将车辆进行分簇，分簇中现多采用NHOP多跳分簇算法，在车流密度较小时，NHOP会因射频传输范围有限而发生通信中断现象，在车流密度较大时，频繁冲突会引起广播风暴的发生，导致通信时延不可预测。未来应用在车队之间的无线光通信系统必须满足多样化的应用场景，不仅是同向车道，还需要考虑在多车道、弯道情况下车辆间的信息传输。
技术实现思路
[0003]本技术提供了一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置及方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有车队互联方法存在的在复杂交通环境中易出现通信延时，造成通信中断的问题。
[0004]本技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置，包括车载数据选择单元和无线光收发装置，无线光收发装置包括无线光发射单元和无线光接收单元；车载数据选择单元置在车辆上，无线光发射单元分别对应设置在车辆前照灯上，无线光接收单元分别对应设置在车辆前照灯和后尾灯上；每个无线光接收单元均与车载数据选择单元连接，车载数据选择单元分别与每个无线光发射单元连接。
[0005]下面是对上述技术技术方案的进一步优化或/和改进：
[0006]上述无线光接收单元包括光电探测器、滤波器、放大器和模数转换模块；光电探测器与滤波器连接，滤波器与放大器连接，放大器与模数转换模块连接。
[0007]上述车载数据选择单元包括车载数据选择单元包括存储器、生成器、放大器和数模转化模块；存储器与生成器连接，生成器与放大器连接，放大器与数模转化模块连接。
[0008]上述无线光发射单元包括直流偏置模块和LED光源阵列；直流偏置模块与LED光源阵列连接。
[0009]本技术充分利用车辆已有的前照灯和后尾灯，通过车载数据选择单元、后车的无线光发射单元与前车的无线光接收单元，完成车辆之间的定位及数据传输，在照明的同时实现了单工数据通信。并且无线光发射单元可发射定向波束和非定向波束，利用非定
向波束覆盖范围广的特点和定向波束宽度小、辐射方位小的特点完成车辆之间的数据传输，通过定向波束的使用能够克服多径效应和同道干扰的问题，在高密度交通情况下能保证通信的低时延和可靠性，并有效减小不同的通信链路产生的冲突和干扰。由此解决了在复杂交通环境中车辆之间通信易出现通信延时，造成通信中断的问题。
附图说明
[0010]附图1为本技术的系统结构框图。
[0011]附图2为本技术中无线光接收单元的结构框图。
[0012]附图3为本技术中车载数据选择单元的结构框图。
[0013]附图4为本技术中无线光发射单元的结构框图。
[0014]附图5为本技术中单车道时车队单工通信的通信场景示意图。
[0015]附图6为本技术中弯道时车队单工通信的通信场景示意图。
[0016]附图7为本技术中双车道时车队单工通信的通信场景示意图。
[0017]附图8为本技术中单车道时车队单工通信的通信场景示意图。
[0018]附图9为本技术中多车道时车队间采用中继形式与前方车辆选择性单工通信的通信场景示意图。
[0019]附图中的编码分别为：1为定向波束，2为非定向波束。
具体实施方式
[0020]本技术不受下述实施例的限制，可根据本技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0021]下面结合实施例及附图对本技术作进一步描述：
[0022]如附图1所示，一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置，包括车载数据选择单元和无线光收发装置，无线光收发装置包括无线光发射单元和无线光接收单元；车载数据选择单元置在车辆上，无线光发射单元分别对应设置在车辆前照灯上，无线光接收单元分别对应设置在车辆前照灯和后尾灯上；每个无线光接收单元均与车载数据选择单元连接，车载数据选择单元分别与每个无线光发射单元连接。
[0023]上述技术方案中无线光接收单元获取携带数据流的无线光信号，转化处理获得对应的数据流，并传输至车载数据选择单元。车载数据选择单元对接收到的数据流进行判别存储，确定对应车辆的位置，并生成携带自身车辆信息的数据流，调制后加载至无线光发射单元，其中自身车辆信息包括车辆身份、位置、速度、刹车状态等数据。无线光发射单元向各个方向发射携带数据流的多波束无线光信号，完成无线光信号传输，其中多波束无线光信号包括定向波束和非定向波束，从而可实现数据流的定向发射。
[0024]通常车队由N辆车组成，有共同明确的行驶目标。位于车队最前方的车辆是头车，位于车队最后方的车辆是尾车，车队中的其他车辆都分布在头车与尾车之间，沿道路方向行驶。头车和尾车可以在车队移动过程中由不同的车辆担当，行驶到车队最前方的车辆可以成为新的头车，位于车队最后方的车辆自动成为尾车，在车队列行驶过程中，队列中车辆之间速度相对为零。为了完成车队中前后车辆之间的单工通信，在车辆前照灯上设置无线光发射单元，在车辆前照灯和后尾灯上设置无线光接收单元，由此通过后车的无线光发射
单元与前车的无线光接收单元完成车辆之间的单工通信。
[0025]本技术实施例公开了一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置，充分利用车辆已有的前照灯和后尾灯，通过车载数据选择单元、后车的无线光发射单元与前车的无线光接收单元，完成车辆之间的定位及数据传输，在照明的同时实现了单工数据通信。并且无线光发射单元可发射定向波束和非定向波束，利用非定向波束覆盖范围广的特点和定向波束宽度小、辐射方位小的特点完成车辆之间的数据传输，通过定向波束的使用能够克服多径效应和同道干扰的问题，在高密度交通情况下能保证通信的低时延和可靠性，并有效减小不同的通信链路产生的冲突和干扰。由此解决了在复杂交通环境中车辆之间通信易出现通信延时，造成通信中断的问题。
[0026]可根据实际需要，对上述基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置作进一步优化或/和改进：
[0027]如附图2所示，所述无线光接收单元包括光电探测器、滤波器、放大器和模数转换模块；光电探测器与滤波器连接，滤波器与模数转换模块连接，模数转换模块与放大器连接。
[0028]上述技术方案中，光电探测器接收携带数据流的无线光信号并转化为电信号，滤波器对电信号进行滤波，放大器将滤波后本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置，其特征在于，包括车载数据选择单元和无线光收发装置，无线光收发装置包括无线光发射单元和无线光接收单元；车载数据选择单元置在车辆上，无线光发射单元分别对应设置在车辆前照灯上，无线光接收单元分别对应设置在车辆前照灯和后尾灯上；每个无线光接收单元均与车载数据选择单元连接，车载数据选择单元分别与每个无线光发射单元连接。2.根据权利要求1所述的基于车队无线光宽窄组合波束的通信互联装置，其特征在于，所述无线光接收单元包括光电探测器、滤波器、放大器和模数转换模块；光电探测器与滤波器连接，滤波器与放大器连接，放大器与模数转换模块连接。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁举鹏，梅弘业，郑炅，陈习锋，刘雯雯，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：新型
国别省市：
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