替代性无线技术：利用LED实现稳定户外数据传输

科学家们利用市售硬件开发了一种低成本可见光通信系统，该系统即使在强环境光下也能实现稳定的数据传输。研究团队通过在现场可编程门阵列上实现新设计的8B13B编码方案，并将其与树莓派连接，在数米距离内实现了高达3.48 Mbit/s数据速率的可靠户外VLC。该方法解决了VLC中的关键挑战，包括脉冲失真和日光干扰，并为智能交通系统应用提供了一条实用路径。

可见光通信

研究团队还指出，可见光通信作为一种利用LED发出的光传输数据的替代性无线技术，正受到越来越多的关注。由于VLC不依赖无线电频率，它在无线电通信易受拥堵、干扰或监管限制的环境中具有潜在优势。

特别是在智能交通系统中，交通信号灯和路灯可以作为通信基础设施，因此VLC被认为前景广阔。然而，根据新闻稿，由于对环境光的敏感性以及LED的波形失真，实际部署一直受阻。

日本东京工业大学的研究团队现已展示了一种简单且经济实惠的VLC系统，克服了其中一些障碍。研究人员开发了一种专为VLC量身定制的新8B13B线路编码方案，并使用Verilog HDL在FPGA上实现了串行器/解串器逻辑。该FPGA通过标准串行外设接口连接到树莓派，从而仅使用广泛可用的组件即可实现数据传输。

编码采用归零格式

所提出的8B13B编码采用归零格式，并保持逻辑"1"和"0"位的平衡数量，从而抑制了可见的闪烁并确保了稳定的同步。根据新闻稿，该系统主要依赖光脉冲的上升沿，因此能够抵抗由LED响应特性引起的脉冲宽度变化（一种称为"数据相关脉冲宽度收缩"的现象）。

研究团队指出，实验评估表明，该系统在强环境光（包括超过90,000勒克斯的直射阳光）下，实现了最高3.48 Mbit/s的数据速率，并在约3米距离内保持了稳定的通信。研究人员制作了一个接收器，该接收器配备多个光电二极管和一个窄带滤光片以抑制背景光，从而能在与ITS应用相关的户外环境中可靠运行。

所提出的VLC系统可以支持未来的应用，例如从交通基础设施向车辆传输交叉路口或盲点视频信息，从而即使在自动驾驶场景中也能增强安全性。除了ITS之外，研究人员指出，该系统提供了一个实用的教育平台，将模拟电路、逻辑电路和软件集成在一个通信系统中。

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