Towards feasible vehicular visible light communication
Creators: name: Tebrügge, Claas
Publisher: name: Universität Paderborn
Year: 2022

description: Im Rahmen dieser Arbeit wird die Eignung von Lichtbasierter Fahrzeugkommunikation (engl.: Vehicular Visible Light Communication (V-VLC)) für die Realisierung intelligenter Verkehrssysteme untersucht. Dazu werden technologische Lösungen entwickelt, implementiert und hinsichtlich einer hinreichend geeigneten, zuverlässigen Kommunikation zwischen Fahrzeugen bewertet.Die grundlegenden Entwicklungen in der Digitalisierung und Vernetzung bieten Chancen, die Effizienz und Sicherheit im Bereich der Verkehrstechnologie maßgeblich zu erhöhen. Voraussetzung für die Realisierung dieser Zielsetzung ist eine Implementierung einer geeigneten Kommunikation zwischen Fahrzeugen. Unter anderem ergeben sich aus den dynamischen Szenarien, der hohen Anzahl der Nutzer und den hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Sicherheit besonders hohe Ansprüche an die Kommunikation. Bisher ist nicht hinlänglich geklärt, welche Kommunikationstechnologie für die Vernetzung von Fahrzeugen eingesetzt werden sollte. Unterschiedliche Technologien und deren Kombination stehen zur Diskussion. Neben den traditionellen Funktechnologien zeigt sich die Lichtbasierte Kommunikation als eine vielversprechende Technologie, welche Probleme der Funktechnologie überwinden kann. Speziell die Kombination von Funk- und Lichtbasierter Kommunikation stellt eine erfolgversprechende Lösung zur Erreichung einer geeigneten, zuverlässigen Kommunikation in den vielfältigen Verkehrsszenarien dar.In dieser Arbeit werden zunächst technische Hindernisse der Implementierung von Lichtbasierter Kommunikation für den Datenaustausch zwischen Fahrzeugen identifiziert. Besonders herausgestellt werden dabei die geeignete Ansteuerung der Fahrzeugbeleuchtung, um eine adäquate Bandbreite und Bandbreiteneffizienz zu erreichen, die Analyse der rechtlichen Rahmenbedingungen...
description: This thesis investigates the suitability of Vehicular Visible Light Communication (V-VLC) for the implementation of intelligent traffic systems and identifies, applies,and evaluates solutions to achieve reliable communication.The general trend towards digitalization and networking offers opportunities to significantly increase efficiency and safety for future traffic. Among others, dynamic scenarios, the number of users, and the high demands on reliability and security result in extraordinary requirements on communication technologies. This is one reason why the question of the communication technology for networking vehicles is not solved at the time of this work. Different technologies and combinations thereof are being discussed. Besides traditional radio communication, V-VLC turned out to be a promising communication technology. Especially the combination of Visible Light Communication (VLC) and radio communication offers the potentials to achieve reliable communication for a diverse set of traffic scenarios.This thesis identifies challenges in the field of visible light communication for the use of Inter-Vehicle Communication (IVC). Special attention is given to the appropriate control of vehicle lighting to achieve sufficient bandwidth and bandwidth efficiency, the analysis of legal regulations, especially the radiation characteristics,and the handling of disturbances on the hardware level. For this purpose, analytical considerations, experiments, as well as field tests on prototypes are performed. On the one hand, our investigations show the feasibility of V-VLC in an application-oriented approach, and on the other hand, we develop novel concepts and methods,such as Space-Division Multiple Access (SDMA) on matrix headlights, which represent a further step towards practicable and reliable V-VLC.