異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)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：隨著智能交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，近年來車載通信網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛的研究。專用短程通信技術(shù)能為車輛之間提供實(shí)時(shí)的信息交換，但是通信基礎(chǔ)設(shè)施不完善，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣泛，但是不能滿足實(shí)時(shí)通信的需求。因此，將蜂窩網(wǎng)絡(luò)與專用短程通信技術(shù)集成在一起的異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)是滿足智能交通系統(tǒng)通信要求的潛在機(jī)會(huì)。本文介紹了異構(gòu)車聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)、挑戰(zhàn)和解決方案。

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

　　近年來，交通擁堵和交通事故以及交通工具帶來的環(huán)境污染已經(jīng)成為全球性問題。交通問題給人們帶來巨大的財(cái)產(chǎn)和生命損失，據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告，全球有超過1億人死于交通事故，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5000億美元。此外，城市地區(qū)的交通擁堵降低了交通系統(tǒng)的效率，從而阻礙了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。因此，當(dāng)前交通系統(tǒng)的效率和安全性都有明顯的改進(jìn)空間。異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)能很好的實(shí)現(xiàn)車與車、車與基礎(chǔ)設(shè)施之間的信息交換，超過50%的受訪消費(fèi)者對(duì)車聯(lián)網(wǎng)的想法非常感興趣，其中22%的人愿意每月支付費(fèi)用來購買增值服務(wù)。

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

　　1DSRC和LTE技術(shù)

　　車載網(wǎng)絡(luò)兩大路線分別是長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(LTE)和專用短程通信技術(shù)(DSRC)。

　　LTE對(duì)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(dǎo)致載波差拍干擾。LTE的要求與用戶的同步源有關(guān)。當(dāng)用戶使用不同的同步源時(shí)，比如鎖定到不同的基站，同步的要求將無法滿足，從而影響汽車彼此之間的通信性能。例如，信號(hào)在隧道、地下停車場(chǎng)和城市峽谷等位置有可能丟失，在沒有可靠的信號(hào)情況下，用戶不得不選擇替代源實(shí)現(xiàn)同步，這會(huì)影響通信的可靠性。因此LTE很難滿足ITS服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求。

　　DSRC通信系統(tǒng)由3部分組成，包括車載單元(OBU)、路側(cè)單元(RSU)以及專用短距離無線通信協(xié)議。DSRC技術(shù)能為車與車之間、車與基礎(chǔ)設(shè)施之間以及智能交通系統(tǒng)提供高速的無線通信服務(wù)，數(shù)據(jù)傳輸速率高，傳輸延時(shí)短。DSRC能支持車輛的公共安全和不停車收費(fèi)系統(tǒng)，能提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，并保證通信鏈路的低延時(shí)和低干擾，保證系統(tǒng)的可靠性。但是DSRC無法滿足車流量大、交通事故高的場(chǎng)景。DSRC和LTE對(duì)比如表1所示。

　　總之，無論DSRC還是LTE都不能很好的滿足ITS的QoS的要求，因此在結(jié)合DSRC和LTE優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，很好的滿足了車載網(wǎng)絡(luò)的需要。