異構車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的挑戰和解決方案

作者 張治軍 華為技術(shù)有限公司(廣東深圳518100)

　　摘要：隨著(zhù)智能交通系統的快速發(fā)展，近年來(lái)車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò )得到了廣泛的研究。專(zhuān)用短程通信技術(shù)能為車(chē)輛之間提供實(shí)時(shí)的信息交換，但是通信基礎設施不完善，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò )通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋廣泛，但是不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)通信的需求。因此，將蜂窩網(wǎng)絡(luò )與專(zhuān)用短程通信技術(shù)集成在一起的異構車(chē)載網(wǎng)絡(luò )是滿(mǎn)足智能交通系統通信要求的潛在機會(huì )。本文介紹了異構車(chē)聯(lián)網(wǎng)的架構、挑戰和解決方案。

     關(guān)鍵詞：V2V;V2I;DSRC異構網(wǎng)絡(luò )

　　近年來(lái)，交通擁堵和交通事故以及交通工具帶來(lái)的環(huán)境污染已經(jīng)成為全球性問(wèn)題。交通問(wèn)題給人們帶來(lái)巨大的財產(chǎn)和生命損失，據世界衛生組織報告，全球有超過(guò)1億人死于交通事故，每年造成的經(jīng)濟損失高達5000億美元。此外，城市地區的交通擁堵降低了交通系統的效率，從而阻礙了經(jīng)濟增長(cháng)。因此，當前交通系統的效率和安全性都有明顯的改進(jìn)空間。異構車(chē)載網(wǎng)絡(luò )能很好的實(shí)現車(chē)與車(chē)、車(chē)與基礎設施之間的信息交換，超過(guò)50%的受訪(fǎng)消費者對車(chē)聯(lián)網(wǎng)的想法非常感興趣，其中22%的人愿意每月支付費用來(lái)購買(mǎi)增值服務(wù)。

　　專(zhuān)用短程通信技術(shù)和移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò )用于車(chē)聯(lián)網(wǎng)都有其自身的局限性，專(zhuān)用短程通信技術(shù)最初設計的思想用于短距離通信，而移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò )不能滿(mǎn)足車(chē)聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)信息交換的需求，因此，將專(zhuān)用短程通信技術(shù)與蜂窩網(wǎng)絡(luò )集成在一起的異構車(chē)載網(wǎng)絡(luò )可以很好地支持智能交通系統(ITS)的通信需求。

　　1DSRC和LTE技術(shù)

　　車(chē)載網(wǎng)絡(luò )兩大路線(xiàn)分別是長(cháng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)和專(zhuān)用短程通信技術(shù)(DSRC)。

　　LTE對頻率誤差和時(shí)序誤差更為敏感，在不精確的頻率同步狀態(tài)下，殘留頻率誤差會(huì )導致載波差拍干擾。LTE的要求與用戶(hù)的同步源有關(guān)。當用戶(hù)使用不同的同步源時(shí)，比如鎖定到不同的基站，同步的要求將無(wú)法滿(mǎn)足，從而影響汽車(chē)彼此之間的通信性能。例如，信號在隧道、地下停車(chē)場(chǎng)和城市峽谷等位置有可能丟失，在沒(méi)有可靠的信號情況下，用戶(hù)不得不選擇替代源實(shí)現同步，這會(huì )影響通信的可靠性。因此LTE很難滿(mǎn)足ITS服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求。

　　DSRC通信系統由3部分組成，包括車(chē)載單元(OBU)、路側單元(RSU)以及專(zhuān)用短距離無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議。DSRC技術(shù)能為車(chē)與車(chē)之間、車(chē)與基礎設施之間以及智能交通系統提供高速的無(wú)線(xiàn)通信服務(wù)，數據傳輸速率高，傳輸延時(shí)短。DSRC能支持車(chē)輛的公共安全和不停車(chē)收費系統，能提供高速的數據傳輸，并保證通信鏈路的低延時(shí)和低干擾，保證系統的可靠性。但是DSRC無(wú)法滿(mǎn)足車(chē)流量大、交通事故高的場(chǎng)景。DSRC和LTE對比如表1所示。

　　總之，無(wú)論DSRC還是LTE都不能很好的滿(mǎn)足ITS的QoS的要求，因此在結合DSRC和LTE優(yōu)點(diǎn)的基礎上提出了一個(gè)異構網(wǎng)絡(luò )架構，很好的滿(mǎn)足了車(chē)載網(wǎng)絡(luò )的需要。