異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)和解決方案

      2異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)

　　異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由無線電接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)，核心網(wǎng)絡(luò)(CN)和服務(wù)中心(SC)構(gòu)成。服務(wù)提供商通?？梢酝ㄟ^服務(wù)中心向駕駛員提供各種服務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò)主要用于聚合，認(rèn)證，切換等。

　　異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)最大挑戰(zhàn)就是支持不同網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)和實時組合，并允許運營商高效、方便、快捷的利用無線網(wǎng)絡(luò)資源，因此在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中增加了異構(gòu)鏈路層(HLL)，它工作在無線網(wǎng)絡(luò)的MAC層的上層，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，為更高層提供統(tǒng)一接口，并支持底層無線網(wǎng)絡(luò)的接入。在異構(gòu)鏈路層中定義了無線網(wǎng)絡(luò)資源的聯(lián)合管理和不同網(wǎng)絡(luò)之間的負載共享功能，有效的促進多個鏈路層的互通。異構(gòu)鏈路層主要目標(biāo)是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的全局管理，并協(xié)調(diào)各種無線網(wǎng)絡(luò)來滿足服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求。異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

　　DSRC和LTE各有其優(yōu)缺點，在異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)下，他們可以借助HLL功能來選擇最優(yōu)的通信技術(shù)，下面從兩個例子來說明。

　　1、 城市交叉口情景，圖2描述了城市交叉路口的安全駕駛案例，在這種情況下，DSRC用于車輛之間的通信，即V2V通信，而LTE用于提供車輛和eNB之間的連接，即V2I通訊。在這樣的城市交叉路口，必須考慮以下情況安全駕駛：

　　車輛和eNB之間的協(xié)作：行人和障礙物被車輛檢測并報告給基站(eNB)，eNB通過一些基于道路拓撲的和基于行為的移動性預(yù)測算法預(yù)測他們的移動性，將現(xiàn)有的交通路況廣播到可能經(jīng)過的車輛。

　　車輛之間的協(xié)作：前方車輛能夠通知后面的車輛急停，從而避免了后端問題。此外，涉及車禍的車輛可以廣播該事件，以防止進一步的碰撞。

　　交通燈管理：可以智能地調(diào)整交通信號的持續(xù)時間，以通過高優(yōu)先級的車輛，例如消防車和救護車。

　　2、 高速公路場景：在高速公路場景中如圖3所示，車輛有隨機行駛和同步行駛兩種方式，彼此切換。

　　隨機行駛：在車輛隨機行駛時，異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)上的車輛數(shù)量很少，并且車輛之間的相互作用也少，車高速行駛導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓撲快速變化，使得無線網(wǎng)絡(luò)鏈路不可靠，這種情況下LTE比較有優(yōu)勢;然而在隧道中，車輛接收eNB的信號比較弱，這是DSRC比較有優(yōu)勢。

　　同步行駛：在車輛同步行駛時，車輛的密度很大，eNB廣播消息就很多，當(dāng)交通堵塞，車速比較低的時候，車與車直接的網(wǎng)絡(luò)鏈路變得相對靜止，這時DSRC比較有優(yōu)勢;在車輛密度比較大，相對靜止的時候，DSRC把車輛形成一個集群，通過LTE把數(shù)據(jù)把集群頭發(fā)給eNB，可以減少流量。

　　3結(jié)束語

　　本文在DSRC和LTE基礎(chǔ)上提出了一種異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)，有效的保證了無線網(wǎng)絡(luò)在ITS中的QoS要求，說明異構(gòu)車載網(wǎng)絡(luò)是車聯(lián)網(wǎng)的最佳解決方案之一。

　　參考文獻：

　　[1]F. Martinez, C.-K. Toh, J.-C. Cano, C. Calafate, and P. Manzoni,“Emergency services in future intelligent transportation systems based on vehicular communication networks,” IEEE Trans. Intell. Transp. Syst. Mag., vol. 2, no. 2, pp. 6–20, Oct.2010.

　　[2]G. Araniti, C. Campolo, M. Condoluci, A. Iera, and A.Molinaro,, “LTE for vehicular networking: a survey,” IEEE Commun. Mag., vol. 51, no. 5, pp. 148–157, May 2013.

　　[3]J. Kenney, “Dedicated short-range communications (DSRC)standards in the united states,” Proceedings of the IEEE,vol. 99, no. 7, pp. 1162–1182, Jul. 2011.

　　[4]G. Karagiannis, O. Altintas, E. Ekici, G. Heijenk, B. Jarupan,K. Lin, and T. Weil, “Vehicular networking: A survey and tutorial on requirements, architectures, challenges, standards and solutions,” IEEE Commun. Surveys & Tutorials, vol. 13,no. 4, pp. 584–616, Jul. 2011.

　　[5]X. Wu, S. Subramanian, R. Guha, R. White, J. Li, K. Lu,A. Bucceri, and T. Zhang, “Vehicular communications using DSRC: Challenges, enhancements, and evolution,” IEEE J. Sel.Areas in Commun., vol. 31, no. 9, pp. 399–408, Jul. 2013.

　　[6]M. Booysen, S. Zeadally, and G.-J. van Rooyen, “Survey of media access control protocols for vehicular ad hoc networks,”IET Communications, vol. 5, no. 11, pp. 1619–1631, Jul. 2011

本文來源于中國科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2019年第1期第49頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處