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2008年全球金融危機爆發之后，為了促進科技發展，尋找經濟新的增長點，各國政府開始重視下一代的技術規劃，物聯網成為學術界和業界關注的熱點之一。物聯網的概念很大，而且覆蓋面非常廣，經過數年的研究和發展，可以看到，真正能夠實現其應用的主要體現在智能交通領域，車聯網的概念由此應運而生，并被廣泛地研究和討論［1］。車聯網作為物聯網的重要組成部分，其架構基本相似，重點在于上層的應用、下層的感知以及中間的信息傳輸。車聯網的主要信息節點就是車，它的移動性決定了各種無線通信技術能否實現的關鍵。本文擬就對無線通信技術在車聯網中的應用作初步探討。 1車聯網的概念 車聯網是指利用先進傳感技術、網絡技術、計算技術、控制技術、智能技術，對道路和交通進行全面感知，實現多個系統間大范圍、大容量數據的交互，解決人、車輛、路、站場之間的協同問題，以提供交通效率和交通安全為主的網絡與應用。車聯網的基本架構見圖。從圖1可以看出，無論是感知層的RFID、GPS，還是網絡層的3G網絡，無線通信技術是車聯網應用實現的基礎。 2車聯網的主要特點 （1）連接對象的移動性。現在互聯網和移動通信網絡連接的對象是人，主要提供人與人之間的信息交流。而車聯網連接的主要對象是車，要實現的是車與車、車與路、車與站場、車與綜合信息平臺的連接，就必須保證車輛在高速移動情況下通信鏈路和傳輸速率的穩定。 （2）對信息傳輸安全性和網絡可靠性有更高的要求。由于車輛涉及到交通安全（如防碰撞報警、高危車輛查控等），因此車聯網中的關于車輛和道路信息傳輸的安全性是至關重要的。車聯網中通信節點數量龐大，而且一般是以集群的方式出現，大量的實時數據的交互對網絡的可靠性提出了更高的要求。 3無線通信技術在車聯網中的應用 車聯網目前還處在不斷演進的階段，各種應用相對獨立，不能完全體現車聯網的特性，只能反映車聯網發展的一個趨勢。如專用短程通信技術DSRC用于車輛的識別，GPS全球定位技術用于獲取車輛行駛位置的數據，3G無線傳輸技術用于信息的傳輸和共享，數字廣播用于動態交通信息等。其中RFID射頻識別技術是其中的關鍵。 RFID（radiofrequencyIDentification）技術又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種無線通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據。車作為車聯網中的信息節點，要實現與路、站場的信息交互，必須要有一個身份標識，而RFID技術是目前解決該問題最為成熟和經濟的手段。在車輛上安裝電子標簽，可以實現道橋、停車場自動收費，結合道路上安裝的RFID天線可以實現動態交通信息采集，如車輛的流量、流速等［2］。目前國內應用最為廣泛的是道橋和站場的自動收費，如廣東高速聯網收費系統、武漢路橋ETC收費系統，以及在建的武漢智能停車綜合管理系統，都是以射頻識別技術為基礎的。國外也有類似的應用，如美國的“智能車輛公路系統”（IVHS）技術，它是在全國公路安裝智能傳感器，以減少車輛被迫停車的次數建立車聯網系統為目標。智能傳感器的目標是取消車輛收費亭，汽車通過看不見的邊界時，收費裝置會從司機的銀行帳戶中自動扣除費用。智能傳感器也能對運行中的卡車進行稱重，并能實現電腦化貨物檢查。 RFID主要實現的是車與路、車與站場之間的通信，但是，由于RFID天線在功率、方向性以及通信距離上的限制，加之天線成本的居高不下，很難將天線普及安裝到車輛上來實現車與車之間的相互識別。國內相關廠商積極開發的基于3G網絡和GPS的車載終端和配套的系統平臺也成為車聯網應用的一個亮點。該應用主要是通過GPS定位和車載傳感器獲取車輛位置和車輛狀況數據，再通過3G網絡發送到管理平臺，對數據進行分析之后反饋給信息需求方。該應用將現有的技術做了一定的融合，實現的是車與人，車與平臺的通信，主要用于一些特殊車輛，如工程車輛、轎車、大型客車等。但3G網絡在高速移動下通信鏈路的穩定性和傳輸速率成為制約這些應用進一步發展的因素，如信息的實時性、大規模車輛參與通信造成的接入和速率問題等［2］。 4無線通信技術在車聯網中的應用展望 從技術的角度而言，現階段車聯網可以建立一種混合式的架構，在這種混合架構中，長距離通信技術，如蜂窩網絡和WiMAX，能夠為人們提供即時的互聯網接入；而短距離通信技術，如DSRC、Wi－Fi，則能夠為安全系統提供實時響應的保障以及為基于位置的信息服務提供有效支持；同時可以融合GPS技術，對車輛進行精確定位，在一定程度上可以滿足車聯網的基本應用。在未來為了更好地實現車與路、車與車之間的通信，車載自組織網絡（VANET）將發揮重要作用。車載自組織網絡是一種特殊的自組織網絡，是以車輛和道路基礎設施為信息節點，在一定范圍內自動組織形成的結構開放的通信網絡，它具有網絡拓撲變化快速頻繁、路徑壽命短等特點。 利用車載自組織網絡，車輛可以及時地獲取附近行駛車輛的相關數據，如相對車速、距離、位置、加速度等信息，同時將自身的信息發送給其他車輛，并隨著車輛行進位置以及周圍車輛的變化不斷地變更網絡拓撲結構，實時更新信息，對周邊突發事件進行措施預判，從而實現車輛的輔助駕駛、自動駕駛、防追尾等應用。例如在發生擁堵的路段，車輛會產生擁塞報告，提示前方擁堵，并通過車與車間的通信，告知本車車后一定范圍內（1000m）的車輛，本車的位置、速度等信息，提示車輛前方擁堵、注意減速等。不論是車與車通信還是車與路通信，無線通信網絡都會受限于車輛高速移動造成的快速變換的網絡拓撲和質量不穩定的無線信道，可靠性無法得到保障。因此設計高效的路由算法，對原有無線通信協議的物理層和MAC層標準進行改進成為車載自組織網絡研究的重點。目前車載自組織網絡作為將來車聯網實現的重要手段，還處于開發研究階段，主要涉及物理層、MAC層和路由協議、傳輸控制、網絡安全等方面的研究相對薄弱，還有待進行更深入的研究［3］。#p#分頁標題#e# 從信息的角度來講，宏觀的信息如動態交通信息、靜態交通信息這樣由車輛集群所構成的信息，還有相關的商業信息如餐館、加油站位置等，以及娛樂信息如音視頻等，是可以利用現有的DSRC專用短程通信技術和蜂窩網絡技術即3G來實現的。隨著無線通信技術的發展，這類信息的傳輸交互可以通過LTE技術更好地實現，長期演進項目是3G的演進，可以實現在20MHz頻譜帶寬提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；降低系統延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低于50ms，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小于100ms；支持100km半徑的小區覆蓋；能夠為350km／h高速移動用戶提供＞100kbit／s的接入服務［4］。 而安全信息，如防碰撞信息、紅綠燈告警、道路濕滑告警、自動駕駛控制信息等，涉及到車聯網的核心———車與路的通信以及車與車的通信則通過車載自組織網絡來實現，可以替代目前信息采集－處理－轉發這樣一種昂貴且低效的方式，因為通常信息源和信息消費者的實際距離只有幾百米遠，采用自組織網絡的方式可以保證這類信息傳輸交互的實時性和可靠性。從市場的角度來看，完全撇開現有的無線通信網絡為車聯網重新組網，存在重復投資、資源浪費等問題，所以車聯網的實現應該是現有技術與網絡在應用與業務上的發展與融合，通過充分利用現有的無線通信相關技術和系統，可以大大節約車聯網的建設成本，促進車聯網的快速普及和應用［5］。 5結語 物聯網已經被視作今后一個主要的經濟增長點，而車聯網作為物聯網的一項核心應用，成為業界和學術界關注的熱點。可以看到車聯網的實現是逐步的，而無線通信技術作為車聯網應用的核心基礎也在不斷地發展，在這個過程中無線通信技術的發展會推動車聯網應用的實現，同時車聯網也會促進無線通信技術的創新。所以無線通信技術如何更好地應用到車聯網中去，是值得我們深入探討和研究的重要課題。
