| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| CONTRIBUTIONS TO VEHICLE TO VEHICLE (V2V) COMMUNICATION THROUGH AUTOMOTIVE LIGHTING | | Autor/a | Raissouni Germim, Fátima Zahra | | Departamento | Electrónica | | Director/a | Lázaro Galilea, José Luis | | Directores/as | CHERKAOUI CHERKAOUI, Abdeljabbar; Gardel Vicente, Alfredo | | Fecha de depósito | 18-07-2025 | | Periodo de exposición pública | 19 de julio a 2 de septiembre de 2025 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Programa | Electrónica: Sistemas Electrónicos Avanzados. Sistemas Inteligentes (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | La creciente demanda de sistemas de transporte seguros y eficientes ha posicionado a los Sistemas Cooperativos Inteligentes de Transporte (C-ITS, por sus siglas en inglés) en el centro de las investigaciones y desarrollos actuales. En este contexto, la comunicación por luz visible (VLC, por sus siglas en inglés), que aprovecha los sistemas existentes de iluminación automotriz, se presenta como una alternativa y/o complemento a las tecnologías tradicionales basadas en radiofrecuencia (RF), especialmente en comunicaciones vehículo-a-vehículo (V2V). Esta tesis investiga el potencial de la VLC en dicho ámbito, abordando desafíos clave y proponiendo soluciones coherentes que se complementan progresivamente.
Para garantizar comunicaciones vehiculares confiables mediante VLC, es fundamental comprender y modelar el comportamiento del canal óptico en entornos exteriores. Con este fin, se ha desarrollado un marco de modelado del canal basado en un nuevo modelo de reflexión propuesto por nuestro grupo de investigación. Dicho modelo caracteriza la interacción de la luz con diversos materiales presentes en ambientes vehiculares y captura los efectos de la propagación multicamino. El modelo de canal resultante permite cuantificar el impacto de dichos fenómenos sobre el rendimiento del enlace de comunicación, proporcionando además una base sólida para optimizar las estrategias de transmisión.
A partir de los conocimientos obtenidos del modelado del canal, este estudio investiga los esquemas de modulación más adecuados para la comunicación vehicular exterior, donde el ruido, la interferencia y las condiciones del canal muy cambiantes representan desafíos significativos. Se evalúan varias técnicas de modulación, incluyendo codificación On-Off keying (OOK), codificación por desplazamiento de fase binaria (BFSK), codificación por desplazamiento de frecuencia (FSK) y la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). El objetivo es identificar los esquemas más robustos capaces de mantener enlaces de comunicación estables y de alta calidad bajo condiciones variables.
Una comunicación fiable es esencial para las funcionalidades avanzadas de los vehículos, por lo que el posicionamiento preciso del vehículo y la estimación de la distancia entre vehículos son fundamentales para aplicaciones sensibles a la latencia como la conducción cooperativa y en convoy. Aprovechando las características del canal VLC modeladas previamente y los esquemas de modulación optimizados, esta investigación emplea el método del ángulo de llegada (AoA) para lograr una precisión a nivel centimétrico. El método AoA destaca por su robustez y precisión en entornos vehiculares dinámicos, permitiendo mediciones angulares precisas que garantizan un posicionamiento fiable y eficiente, piedra angular de los sistemas de automoción críticos para la seguridad.
Finalmente, para validar los resultados teóricos obtenidos y las metodologías pro-puestas, se realizaron experimentos reales en entornos exteriores. Las pruebas realizadas confirman la robustez, fiabilidad y viabilidad práctica del sistema propuesto en condiciones vehiculares variables. Los resultados obtenidos respaldan la efectividad de los modelos desarrollados y resaltan claramente el potencial de la VLC como una tecnología fiable y complementaria en el futuro de los Sistemas Inteligentes de Transporte.
Palabras clave: V-VLC, V-VLP, V2V, C-ITS, Modelado de Canal, Multicamino, AoA, Sensor PSD, Iluminación Automotriz. |
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