車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探秘：V2X通信和智能交通系統(tǒng)

　　未來(lái)的技術(shù)方向

　　●降低時(shí)延技術(shù)

　　為了更好地滿(mǎn)足低時(shí)延的要求，車(chē)聯(lián)網(wǎng)物理層協(xié)議需要靠慮對(duì)幀結(jié)構(gòu)的適配。當(dāng)前LTE的子幀長(zhǎng)度為1ms，因?yàn)橹С肿赃m應(yīng)重傳，一來(lái)一回，每次時(shí)延至少8ms，幾次下來(lái)，光是空中接口的時(shí)延就有十幾ms.為降低時(shí)延，物理幀的長(zhǎng)度需進(jìn)一步縮短，如果采用自適應(yīng)重傳，來(lái)回時(shí)間每次應(yīng)遠(yuǎn)小于5ms.

　　在高可靠傳輸應(yīng)用中，LTE對(duì)一般數(shù)據(jù)在空口誤塊率(FER)要求是初始傳輸為10%，經(jīng)過(guò)幾次重傳后(當(dāng)然增加了時(shí)延)，誤塊率如果低于1%即可。顯然這遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足99.999%可靠度的要求。為進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)性能，首先可以考慮使用新的信道編碼技術(shù)，在不明顯增大時(shí)延的條件下，把誤塊率降到十萬(wàn)分之一?；蛘呤褂酶行У那跋蚣m錯(cuò)編碼技術(shù)(FEC)的低時(shí)延高可靠傳輸機(jī)制：通過(guò)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(shí)延。

　　通過(guò)設(shè)計(jì)較短的連接建立信令流程及終端與網(wǎng)絡(luò)的身份鑒定方法可以進(jìn)一步降低時(shí)延。

　　另外，采用跨信令棧的自適應(yīng)路由機(jī)制，在低時(shí)延及高可靠性?xún)烧咧羞M(jìn)行適時(shí)的調(diào)整，優(yōu)化網(wǎng)資源的使用，提高傳輸性能。增強(qiáng)MAC協(xié)議的業(yè)務(wù)保障能力與多業(yè)務(wù)資源合理分配功能，可以在可靠傳輸?shù)那疤嵯?，進(jìn)一步降低時(shí)延。

　　●網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新

　　反過(guò)來(lái)，車(chē)聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)也提出了新的挑戰(zhàn)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)空口具有短程特征，而且有短時(shí)延與高可靠度的需求，這導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)蜂窩網(wǎng)的建網(wǎng)理念不能完全適用。無(wú)線(xiàn)基站并非合適的路邊站，導(dǎo)致很多現(xiàn)有設(shè)施難以被重復(fù)使用。如何利用已有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，如何經(jīng)濟(jì)地鋪設(shè)新的設(shè)施(光纖傳輸網(wǎng)/微波傳輸網(wǎng)/光纖接入網(wǎng)/IP網(wǎng)/傳統(tǒng)電話(huà)網(wǎng)等)是建立智能交通基礎(chǔ)設(shè)施必須考慮的實(shí)際問(wèn)題。減少基礎(chǔ)設(shè)施的投資和提高已有設(shè)備的復(fù)用能力，需要新的組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。軟件控制網(wǎng)絡(luò)(SDN)和虛擬網(wǎng)絡(luò)(NFV)技術(shù)必將在這里得到恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用和進(jìn)一步的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要進(jìn)一步扁平化和虛擬化，通過(guò)優(yōu)化端到端數(shù)據(jù)傳輸路徑，從而減小數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)過(guò)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延;通過(guò)優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸路徑，保證數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)選擇可靠性最優(yōu)路徑進(jìn)行傳輸，從而提高通信的可靠性。

　　●車(chē)聯(lián)網(wǎng)也是D2D和MTC的一個(gè)典型應(yīng)用

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)也可以看成是終端直通通信(D2D)的一種應(yīng)用，每一個(gè)車(chē)載單元與附近其他車(chē)輛上的車(chē)載單元進(jìn)行直接的通信。因?yàn)闊o(wú)需通過(guò)基站或者路邊單元的轉(zhuǎn)發(fā)，車(chē)輛之間通信的延時(shí)可以大大降低，傳輸速率也可提高，尤其當(dāng)車(chē)輛距離較近時(shí)。D2D的未來(lái)技術(shù)，例如，基站可控的直通通信、終端間的互發(fā)現(xiàn)、基于分布式調(diào)度的移動(dòng)臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)等，都可以運(yùn)用到車(chē)聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中。車(chē)聯(lián)網(wǎng)還可以看成機(jī)器間通信(MTC)的一種應(yīng)用，也會(huì)有大量終端(這里即車(chē)載單元)存在于系統(tǒng)當(dāng)中，需要系統(tǒng)的維護(hù)和支持，小的控制信令包不斷，系統(tǒng)負(fù)擔(dān)很大。而在交通擁堵時(shí)，同時(shí)會(huì)有很多車(chē)載單元競(jìng)爭(zhēng)接入，對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)巨大的沖擊。因此，未來(lái)MTC的技術(shù)發(fā)展，尤其在控制信令優(yōu)化和“接入風(fēng)暴”處理方面的創(chuàng)新將會(huì)極大地提高車(chē)聯(lián)網(wǎng)的性能。

　　智能交通系統(tǒng)是一項(xiàng)前途廣闊的新技術(shù)領(lǐng)域，是通信和信息技術(shù)的新的應(yīng)用領(lǐng)域。不同于傳統(tǒng)技術(shù)，智能交通是一個(gè)跨行業(yè)、跨技術(shù)領(lǐng)域、跨國(guó)界的巨大的系統(tǒng)工程。完成這一工程，需要車(chē)輛制造行業(yè)、公路建造管理部門(mén)、城市建筑規(guī)劃部門(mén)、通信設(shè)備廠(chǎng)商和網(wǎng)絡(luò)公路運(yùn)營(yíng)部門(mén)的合作，共同開(kāi)發(fā)完善這一技術(shù)，使之走向成熟，形成新的產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式。

　　作為智能交通的關(guān)鍵技術(shù)，V2X技術(shù)有很大的提升余地和創(chuàng)新空間。本文對(duì)V2X技術(shù)現(xiàn)狀和未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向做了初步的展望，相信在未來(lái)5G時(shí)代，相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新將把V2X產(chǎn)業(yè)應(yīng)用帶到一個(gè)新高度，智能交通大系統(tǒng)將會(huì)在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。