根據世界衛生組織所提供的統計數據
，全球每年因車禍而喪生的人數大約有120萬，受傷的人數在5000萬左右。在1990年
，各類死亡原因當中車禍隻排第9位，而有機構預測到2020年
，如果汽車交通係統的安全措施沒有顯著的提高
，車禍所導致的死亡人數會升至死亡原因第3位。

 

為(wei)了(le)提(ti)升(sheng)交(jiao)通(tong)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)，智(zhi)能(neng)交(jiao)通(tong)的(de)係(xi)統(tong)理(li)念(nian)逐(zhu)漸(jian)興(xing)起(qi)。智(zhi)能(neng)交(jiao)通(tong)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)新(xin)一(yi)代(dai)的(de)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)和(he)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)能(neng)力(li)，提(ti)高(gao)交(jiao)通(tong)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)效(xiao)率(lv)

，降(jiang)低(di)能(neng)量(liang)損(sun)耗(hao)，增(zeng)加(jia)運(yun)輸(shu)的(de)安(an)全(quan)和(he)便(bian)捷(jie)。近(jin)階(jie)段(duan)
，智(zhi)能(neng)交(jiao)通(tong)係(xi)統(tong)的(de)開(kai)發(fa)將(jiang)主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)智(zhi)能(neng)公(gong)路(lu)交(jiao)通(tong)係(xi)統(tong)領(ling)域(yu)

，也(ye)就(jiu)是(shi)俗(su)稱(cheng)的(de)車(che)聯(lian)網(wang)。

 

 

車聯網有很多應用場景，有些是現在已經看到的，有些是預測的。毋庸置疑，提高交通安全是最主要的應用，其中包括：一，車輛當發現有危險臨近，例如前方有障礙物時，能夠及時提醒其他車輛；二，車輛能夠告知其他車輛自己所行進的方向，以幫助其他車輛的司機做更準確的判斷；三，靠近交叉路口時
，向其他車輛提醒；四，駛離高速路時
，向其他車輛提示；五，臨時/突然停車的預警
；六

，車輛變線時的提醒；七，事故彙報；八，汽車司機對路邊行人/騎自行車人的提醒。

 

zaijiaotongguanlifangmian，chelianwangkeyibangzhushutongcheliu
，shishididuiyongsaicaiquyouxiaocuoshi。guanlibumenkeyigenjuyixiejutidetiaojianlinghuodishishijiaotongguize，liru：可調的時速限製

、可變的信號燈周期和燈閃順序、交叉路口自動車流控製、救護車/消防車/警車的開道。

 

在司機輔助方麵，智能交通可以提供自動泊車、導航狀態
、路標識別等。對於警察等執法部門
，車聯網有助於監控
、超速提醒、禁區管理、勒停命令的實施等。通過電子支付的方式，車聯網使過路費/停車費的收集更加快捷方便，從一定程度上減輕車流的擁塞，減少收費站附近常發生的低速追尾事故。

 

隨sui著zhe汽qi車che電dian子zi突tu飛fei猛meng進jin的de發fa展zhan，車che輛liang本ben身shen的de運yun算suan能neng力li也ye有you長chang足zu的de提ti高gao，隻zhi要yao車che聯lian網wang能neng提ti供gong充chong足zu大da量liang的de路lu況kuang信xin息xi

，根gen據ju車che上shang的de電dian子zi地di圖tu和he以yi往wang的de數shu據ju，車che子zi自zi身shen係xi統tong可ke以yi通tong過guo複fu雜za的de優you化hua算suan法fa，規gui劃hua出chu最zui佳jia的de路lu徑jing
，某mou些xie情qing況kuang下xia還hai能neng實shi現xian在zai高gao速su公gong路lu上shang的de自zi動dong駕jia駛shi。例li如ru一yi個ge大da貨huo車che隊dui，隻zhi有you最zui前qian方fang的de車che裏li有you駕jia駛shi員yuan，後hou麵mian的de貨huo車che裏li隻zhi有you若ruo幹gan傳感器和通信器與第一輛車聯係
，及時更新信息，順應路況，實現合理駕駛。

 

 

V2V，或者拓展到V2X，指的是汽車車輛之間，或者汽車與路邊行人/騎車者的通信係統。這類係統就是所謂的車輛臨時網絡（Vehicular Ad-hoc Networks, VANETs）

，它屬於一種移動臨時網絡（Mobile Ad-hoc Networks, MANETs）。在這個網絡中
，每一輛入網的車可以成為一個網絡節點，具有移動性。每個節點與其他節點協同，減少盲區
，避免事故。

 

目前，車聯網中最重要的目的是提高交通安全
，其需求集中體現在：一
，低時延，端到端時延在5ms以內；二
，高可靠，誤包率在99.999%以下，而且能在車輛發生擁塞，大量節點共享有限頻譜資源時，仍能夠保證傳輸的可靠性
；三

，可能需要支持高速移動，考慮到汽車之間的相對移動，最高相對時速可達500km/h
；四，傳輸數據包至少能承載1600字節的信息數據。

 

車聯網的發展是跨行業的，涉及的技術眾多
，在這裏我們著重介紹與無線通信及係統密切相關的，分別從物理層和網絡層入手。

 

 

當前，由IEEE 802.11p和IEEE 1609組成的協議框架能夠完成車聯網的一些最基本的功能。IEEE802.11p是IEEE 802.11係列的一個版本，可謂專門為車聯網而“定製”。這樣，WiFi的關鍵技術IEEE802.11技術正通過802.11p拓展到車聯網的V2X應用上。IEEE802.11p傳承了WiFi大部分的物理幀結構設計，包括OFDM發射，以及基本媒體接入控製（MAC）層協議，目前支持5MHz/10MHz/20MHz的帶寬
，在美國的頻段是5850MHz~5925MHz

，工作帶寬均為10MHz，共支持7個，其中2個隻能由公共安全部門所使用。相比一般的蜂窩網絡，IEEE802.11p所能覆蓋的半徑並不大
，在500m以內，因而被稱為短距離通信（DSRC）技術。同時IEEE802.11p協議中引入了時鍾廣播和增強的信道抑製技術
，以加強車聯網的物理層。其中時鍾廣播技術可以幫助節點與公共的時間參考保持同步；而信道抑製目的是提高接收器對5GHz左右的帶外幹擾的抵抗能力。

 

youyucheliangdekuaisuyidongxing
，cheliangyulubiandewangluojichusheshisuozuchengdetongxinlianluyedoushilinshixingde，jizhizaihenduandeshijianzhineicunzai。suoyizhegelianlubixuzaijiduandeshijianjianlilianjie，fasongshuju。erIEEE802.11技術中的那些繁瑣的連接認證過程耗時過長
，難以使用在車聯網。為此，IEEE 1609填補了高層協議的空白
，形成一套完整的協議棧。IEEE1609包括4個子協議，其中IEEE1609.1定義了資源管理，將遠端的應用層與當前的車輛聯係起來；IEEE1609.2為應用層和管理信息提供安全服務；IEEE1609.3是IEEE802.11p的網絡層
；總體上，IEEE1609.4可以處理多信道通信。

 

除了近距離通信使用IEEE802.11p，適用於更遠距離的通信技術，如WiMAX（IEEE 802.16）、GSM或者3G/4G，都曾被考慮作為潛在的車聯網技術。但是這些技術都需要廣泛而耗資的基礎網絡部署以及針對車聯網具體需求的技術改進。

 

車聯網下層網絡中，節點主要分為兩大類：車載單元（Vehicular on-board unit）和路邊單元（road-side unit）。路邊單元如同WiFi網絡中的錨點，提供與基礎網絡的通信。如果需要，路邊單元有責任為車載單元分配傳輸信道。路邊單元需要周期性地在控製信道發射“信標”（beacon）信號，以便車載單元監聽識別。這個過程和物理層信號與WiFi的有一些不同。另外還有一種比較特殊的節點，一般置於應急場景中的警察

、消防或急救車輛上，他們盡管是車載單元，但也具備路邊單元的許多功能。

 

 

 

為了更好地滿足低時延的要求
，車聯網物理層協議需要靠慮對幀結構的適配。當前LTE的子幀長度為1ms，因為支持自適應重傳，一來一回，每次時延至少8ms

，幾次下來
，光是空中接口的時延就有十幾ms。為降低時延，物理幀的長度需進一步縮短，如果采用自適應重傳，來回時間每次應遠小於5ms。

 

在高可靠傳輸應用中，LTE對一般數據在空口誤塊率（FER）要求是初始傳輸為10%
，經過幾次重傳後（當然增加了時延）

，誤塊率如果低於1%即可。顯然這遠遠無法滿足99.999%可ke靠kao度du的de要yao求qiu。為wei進jin一yi步bu改gai進jin係xi統tong性xing能neng，首shou先xian可ke以yi考kao慮lv使shi用yong新xin的de信xin道dao編bian碼ma技ji術shu，在zai不bu明ming顯xian增zeng大da時shi延yan的de條tiao件jian下xia，把ba誤wu塊kuai率lv降jiang到dao十shi萬wan分fen之zhi一yi。或huo者zhe使shi用yong更geng有you效xiao的de前qian向xiang糾jiu錯cuo編bian碼ma技ji術shu（FEC）的低時延高可靠傳輸機製：通過犧牲速率（或帶寬），可以極大降低信息重傳的概率，從而有效降低傳輸時延。

 

通過設計較短的連接建立信令流程及終端與網絡的身份鑒定方法可以進一步降低時延。

 

另外，采用跨信令棧的自適應路由機製
，在低時延及高可靠性兩者之中進行適時的調整
，優化網資源的使用，提高傳輸性能。增強MAC協議的業務保障能力與多業務資源合理分配功能
，可以在可靠傳輸的前提下
，進一步降低時延。

 

 

fanguolai，chelianwangduichuantongwangluodeyanjinyetichulexindetiaozhan。chelianwangdewuxiankongkoujuyouduanchengtezheng
，erqieyouduanshiyanyugaokekaodudexuqiu，zhedaozhiwuxianfengwowangdejianwanglinianbunengwanquanshiyong。wuxianjizhanbingfeiheshidelubianzhan，daozhihenduoxianyousheshinanyibeizhongfushiyong。ruheliyongyiyoudewangluosheshi，ruhejingjidipushexindesheshi（光纖傳輸網/微波傳輸網/光纖接入網/IP網/傳統電話網等）是建立智能交通基礎設施必須考慮的實際問題。減少基礎設施的投資和提高已有設備的複用能力，需要新的組網技術、網絡實現技術和網絡管理技術。軟件控製網絡（SDN）和虛擬網絡（NFV）技ji術shu必bi將jiang在zai這zhe裏li得de到dao恰qia當dang的de應ying用yong和he進jin一yi步bu的de發fa展zhan。網wang絡luo架jia構gou需xu要yao進jin一yi步bu扁bian平ping化hua和he虛xu擬ni化hua，通tong過guo優you化hua端duan到dao端duan數shu據ju傳chuan輸shu路lu徑jing，從cong而er減jian小xiao數shu據ju傳chuan輸shu經jing過guo的de網wang絡luo設she備bei，從cong而er降jiang低di數shu據ju傳chuan輸shu時shi延yan；通過優化數據傳輸路徑，保證數據動態選擇可靠性最優路徑進行傳輸
，從而提高通信的可靠性。

 

 

車聯網也可以看成是終端直通通信（D2D）的(de)一(yi)種(zhong)應(ying)用(yong)，每(mei)一(yi)個(ge)車(che)載(zai)單(dan)元(yuan)與(yu)附(fu)近(jin)其(qi)他(ta)車(che)輛(liang)上(shang)的(de)車(che)載(zai)單(dan)元(yuan)進(jin)行(xing)直(zhi)接(jie)的(de)通(tong)信(xin)。因(yin)為(wei)無(wu)需(xu)通(tong)過(guo)基(ji)站(zhan)或(huo)者(zhe)路(lu)邊(bian)單(dan)元(yuan)的(de)轉(zhuan)發(fa)，車(che)輛(liang)之(zhi)間(jian)通(tong)信(xin)的(de)延(yan)時(shi)可(ke)以(yi)大(da)大(da)降(jiang)低(di)，傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)也(ye)可(ke)提(ti)高(gao)，尤(you)其(qi)當(dang)車(che)輛(liang)距(ju)離(li)較(jiao)近(jin)時(shi)。D2D的未來技術，例如，基站可控的直通通信、終端間的互發現、基於分布式調度的移動臨時網絡等，都可以運用到車聯網當中。車聯網還可以看成機器間通信（MTC）的一種應用，也會有大量終端（這裏即車載單元）cunzaiyuxitongdangzhong

，xuyaoxitongdeweihuhezhichi，xiaodekongzhixinlingbaobuduan，xitongfudanhenda。erzaijiaotongyongdushi
，tongshihuiyouhenduochezaidanyuanjingzhengjieru，duixitongdailaijudadechongji。yinci，weilaiMTC的技術發展，尤其在控製信令優化和“接入風暴”處理方麵的創新將會極大地提高車聯網的性能。

 

智能交通係統是一項前途廣闊的新技術領域

，是通信和信息技術的新的應用領域。不同於傳統技術
，智能交通是一個跨行業、跨技術領域
、跨國界的巨大的係統工程。完成這一工程，需要車輛製造行業、公路建造管理部門

、城市建築規劃部門、通信設備廠商和網絡公路運營部門的合作
，共同開發完善這一技術
，使之走向成熟
，形成新的產業鏈和商業模式。