車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的應用及發(fā)展前景

摘要：車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)是現代電子汽車(chē)的重要組成之一，簡(jiǎn)要介紹了車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)及其構成，闡述了其應用模式，分析了車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的傳輸技術(shù)，并對車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：車(chē)載；無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)；車(chē)載網(wǎng)絡(luò )；安全

O 引言
在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)巨大需求的背景下，汽車(chē)已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的代步工具，而是集安全、環(huán)保、舒適、娛樂(lè )、辦公及服務(wù)于一體的電子化汽車(chē)。隨著(zhù)現代電子科技、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，遠程通信和信息系統逐步進(jìn)入汽車(chē)，汽車(chē)功能開(kāi)始向多樣化、集成化趨勢發(fā)展，這就進(jìn)一步提高了對車(chē)內信息傳輸和通訊的要求。而當前通過(guò)線(xiàn)束構成物理連接這一傳統網(wǎng)絡(luò )構建方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足車(chē)載通訊網(wǎng)絡(luò )需求，車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)作為其有效的補充者、乃至替代者的出現成為必然。
車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)是將汽車(chē)技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)緊密結合，整合各種不同的應用系統而產(chǎn)生的一種新型技術(shù)，主要實(shí)現汽車(chē)狀況實(shí)時(shí)檢測、車(chē)內無(wú)線(xiàn)移動(dòng)辦公、GPS全球定位、汽車(chē)行駛導航、車(chē)輛指揮調度、環(huán)境數據采集、車(chē)內娛樂(lè )等功能。
車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的應用最早可追溯到20世紀80年代，但時(shí)至今日，這一技術(shù)才順著(zhù)市場(chǎng)對于車(chē)載功能的多樣化和集成化的需求而全面發(fā)展。

l 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的構成
車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)由車(chē)載導航模塊、車(chē)載無(wú)線(xiàn)通信模塊、安全報警模塊、行車(chē)狀態(tài)記錄模塊、多媒體播放模塊、數據采集模塊、語(yǔ)音識別模塊、地理信息系統模塊八部分組成。所有的數據都通過(guò)車(chē)載信息中心進(jìn)行處理、協(xié)調，并作出正確的反應。圖l為車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的構成。

2 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的模式
車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的模式按照通訊距離長(cháng)短可以分為車(chē)內通訊、車(chē)外通訊、車(chē)路通訊及車(chē)間通訊等四類(lèi)。
2．1 車(chē)內通訊
車(chē)內通訊的通訊距離為數十米之內，涵蓋的范圍是車(chē)輛內部空間，主要采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式，傳輸速度快、抗噪聲性能強，多被應用于語(yǔ)音通話(huà)及設備接口。目前采用比較成熟的藍牙技術(shù)(Bluetooth)。
2. 2 車(chē)外通訊
車(chē)外通訊是指車(chē)輛與外部通訊設備進(jìn)行信息資源交換的應用，其所覆蓋的通訊范圍是四類(lèi)模式中最長(cháng)的，有效距離可達數百公里。車(chē)外通訊主要用于GPS全球定位、汽車(chē)行駛導航等。車(chē)外通訊技術(shù)要求在高速移動(dòng)的狀態(tài)下也能可靠傳輸，所以目前主要采用2G、2．5G、3G、3．5G蜂窩系統以及全球定位系統(Global Positicming Syslem，GPS)等技術(shù)。
2．3 車(chē)路通訊
車(chē)路通訊是指車(chē)輛與外部設施(如交通標識等)的無(wú)線(xiàn)通訊，如自動(dòng)電子收費系統、車(chē)輛指揮調度、環(huán)境參數采集等。目前采用的技術(shù)主要有：微波、紅外技術(shù)、專(zhuān)用短程通信(Dedicated Short Range Communications，DSRC)等。
2．4 車(chē)間通訊
車(chē)間通訊應用于多動(dòng)點(diǎn)之間的雙向傳輸，主要應用于車(chē)輛安全、防撞等意外的及時(shí)提醒與防止，所以，車(chē)間通訊對安全性和實(shí)時(shí)性的需求都很高。目前采用的技術(shù)有微波、紅外技術(shù)、專(zhuān)用短程通信等。
車(chē)路通訊與車(chē)間通訊其實(shí)是同一技術(shù)的兩種不同應用模式，通訊距離大約介于數百公尺到一公里左右的范圍。

3 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊采用的技術(shù)分析
隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展和消費群體的要求，更高頻段無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也開(kāi)始叩響車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的大門(mén)。
超寬帶(Ultra Wideband，UWB技術(shù)以其傳輸速率高、抗干擾能力強、保密性好等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展起來(lái)，目前成為藍牙技術(shù)的有力競爭技術(shù)。有望在未來(lái)的汽車(chē)內得到應用。
WiMAX是一項新興技術(shù)，能夠為高速數據應用提供更出色的移動(dòng)性。憑借這一特點(diǎn)，有望應用于車(chē)外通訊系統中。Wi―Fi是最早期的高速無(wú)線(xiàn)數據技術(shù)之一，它在距離無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)設備100米的范圍內可以實(shí)現高速連接。預測將會(huì )在車(chē)路通訊中占有一席之地。甚至一些最新的平臺能夠支持多個(gè)Wi―Fi標準(如802．11a、b、g)，從而支持數個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間的兼容性。

DSRC已經(jīng)在電子收費系統(Eelectronic To11 Collection System，ETC)上得到應用，今后可能會(huì )在支線(xiàn)匯合至主干線(xiàn)、交叉點(diǎn)、丁字路口時(shí)為車(chē)輛提供相關(guān)道路的交通信息。
表1列出了四種模式下各種車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的比較。

4 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的發(fā)展前景
車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)近幾年得到了快速發(fā)展，這是因為隨著(zhù)汽車(chē)電子技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)也在迅速發(fā)展，同時(shí)車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈比較完善，包括芯片、車(chē)載單元、數據供應商等等。
未來(lái)車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)在未來(lái)將會(huì )得到全方位提升和發(fā)展，以保證車(chē)輛安全順暢運行，同時(shí)讓駕駛員享受到電子科技帶來(lái)的便利和舒適。
(1)藍牙技術(shù)將替代DVD播放器、立體聲耳機等現有后坐娛樂(lè )系統所需要的線(xiàn)纜和紅外線(xiàn)技術(shù)，從而免除線(xiàn)纜容易纏繞、紅外線(xiàn)易受陽(yáng)光影響等存在的問(wèn)題。而且，藍牙技術(shù)將支持無(wú)線(xiàn)汽車(chē)通信，如使用遙控鑰匙打開(kāi)車(chē)門(mén)、與車(chē)內檢測系統交換數據等。
(2)汽車(chē)與外部通訊設備的無(wú)線(xiàn)通訊和數據交換，如別的車(chē)輛信息、道通交通信息等，車(chē)輛通過(guò)收集外部信息，從而了解前方道路上的障礙物、交叉點(diǎn)(特別是無(wú)紅綠燈的交叉點(diǎn)等)有無(wú)與自身可能相撞的車(chē)輛、行人等，防止與前車(chē)追尾，降低進(jìn)入彎道時(shí)的危險車(chē)速。
(3)汽車(chē)與外部設施的無(wú)線(xiàn)通訊，如路標提示系統、電子收費系統等，車(chē)輛通過(guò)自動(dòng)識別技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)和的應用，將自動(dòng)接收交通信息和提示，對車(chē)輛的行駛做出調整，保障車(chē)輛安全行車(chē)。
(4)新型汽車(chē)嵌入式技術(shù)的集成度越來(lái)越高，將進(jìn)一步增強車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的實(shí)時(shí)性、可靠性和網(wǎng)絡(luò )通信的能力。
(5)車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)并不會(huì )像電子產(chǎn)品那樣立即采用最先進(jìn)的技術(shù)，可能會(huì )滯后3～5年的時(shí)間。其原因除成本高之外，還有：可靠性――車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊系統一般要能使用10年以上而不需維護，因此，在應用前必須先證明其可靠性；工作環(huán)境――汽車(chē)上惡劣的工作環(huán)境對電子系統提出了比辦公計算機更高的要求；產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期――汽車(chē)的開(kāi)發(fā)時(shí)間通常為3～5年，這一周期也會(huì )延緩新技術(shù)的應用。
車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的發(fā)展同時(shí)離不開(kāi)交通設施、交通信息廣播等的建設與完善，所以需要政府加大對交通設施、汽車(chē)計算平臺以及相應電子設備的投資，并盡快實(shí)現從實(shí)驗室走向實(shí)際應用市場(chǎng)。

5 總結
目前車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的實(shí)際應用還停留在較為基礎的領(lǐng)域。但隨著(zhù)汽車(chē)消費者對于車(chē)輛安全性、舒適性、可辦公等方面的不斷追求，車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的應用將更為廣泛目深入。