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VEHICULAR

综述 车辆通信网根据通信距离划分,车辆通信网络主要包括车域网(VAN)和车辆自组网(VANET)两大类。车域网是指通过使用传感器、电子标签等,在移动车辆内部各部件之间构建无线局域网,并通过车载网关接入周边的无线广域网。它能使车辆内部及周围的设备直接或者间接通过无线协议进行通信。移动自组织网络(MANET)在交通道路上的应用被称之为车辆自组网,它为高速运动的车辆之间及运行在高速公路上的车辆提供了一种可能的高速率无线通信接入方式。 车域网车域网(VAN)通过整合和引导车内及网络中的各类交通设备或设施,把车辆完全转变成网络的一部分,实现了无线广域网在高速运动车辆领域的无缝拓展。车载移动网关模块、移动管理中心及广域网组成了车域网的基本架构。显然,车载移动网关是VAN的核心,它兼有无线局域网和无线广域网相关技术,用来建立高效且与位置无关的移动服务平台。VAN的车内组件是基于短距离无线通信技术的,如IEEE 802.11标准、蓝牙以及通过串口或者以太网进行直连;而无线广域网(WWAN)技术则可通过蜂窝网、Wi-Fi、WiMAX等技术来实现。车辆上装载有电子标签,可以通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静态、动态信息进行提取和有效利用,并将这些信息通过车载网关发送到Internet网络中。这种方式也被应用在车辆物联网中。移动管理中心设计为网络操作中心的拓扑,目的是允许操作者主动管理移动局域网服务,包括配置管理、积极检测、故障排除、性能及流量计费管理等。 车辆自组网自组网(Ad Hoc)是一种无线分布式结构,强调多跳、自组织、无中心的概念。VANET是MANET的特殊形式,它具有移动自组织网络的各种特点,比如自治性和无固定结构、多跳路由、网络拓扑的动态变化、网络容量有限、良好的可扩展性等。但VANET网络中,特殊的应用环境,如狭窄的道路、高密度节点分布、节点高速移动等,直接影响其信息传输能力,使得丢包增加、延迟增大。 VANET网络的基本架构主要分为车辆与车辆(V2V)通信车辆与基础设施(V2I)通信两种结构,如图1中圆形区域所示。V2V通信可以使车辆实时监测到其附近道路上其他车辆的相关信息,为行车安全及智能驾驶等提供一种高科技的解决手段。V2I通信则可以使得车辆随时获悉其周边各类设施的相关信息,提供各类服务信息及数据网络接入,其通信系统一般由车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)以及专用短距离无线通信协议3部分组成。 车载自组织网络是基于ad hoc网络基础上发展而来的,它将ad hoc网络运用于车载环境下,以达到改善目前的行车环境的目的。车载自组织网络与普通的无线局域网不同,它具有自己独特的特点: (1)节点快速移动,网络拓扑和网络密度快速变化; (2)节点移动具有一定的规律性; (3)带宽受限; (4)对信息的时延很敏感; (5)节点能量不受限制,位置信息可通过全球定位系统(Global Positioning System,GPS)获得 由于车载自组织网络的以上特点,使得传统的基于接入点(Access Point,AP)的无线局域网很难适应车载自组织网络的需求,而ad hoc网络却能很好的适应。 根据ad hoc网络的划分,可以把车载自组织网络分成三类。 第一类是基于路边基础设施(Road Side Unit,RSU)的移动车载自组织网络,即基础设施全覆盖,路边基础设施充当网络的接入点,分组的转发由路边基础设施或车载单元(On Board Unit, OBU)进行。 第二类是借助路边基础设施辅助的移动车载自组织网络,如在高速公路某些事故高发区,交叉路口等地段铺设路边单元,借助路边单元在某些地段有针对性的保证网络的联通性。 第三类是无路边基础设施的移动车载自组织网络,即完全的车载ad hoc网络,它通过车辆之间的多跳连接建立起一个完全自组织的网络。 由于完全基于路边单元覆盖的网络技术相对简单,但成本太高, 而完全自组织又很难保证网络的连通性, 所以笔者认为将来基于路边单元辅助的车载自组织网络是最有可能被采用的方案。 目前车载自组织网络MAC协议的研究主要有两种: ①基于竞争的CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)协议 ②基于预约的时分多址技术TDMA(Time Division Multiple Access,TDMA)协议, 如图1.1所示,其中比较有代表性的分别为IEEE 802.11p协议和可靠预约ALOHA(Reliable Reservation ALOHA,RR-ALOHA)协议。 DSRC简介 智能交通系统(简称ITS).是运用先进的信息、通

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