車載自組網通信技術研究

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摘要：針對通信技術的創新和完善一直是研究工作者為提高車載自組網通信質量和通信安全而進行研究的關鍵內容，具有重要的研究價值和意義。本文中從技術視角入手，研究車載自組網通信技術的進展，以期通過這種方式提升車載自組網通信的性能，以便更好的服務于道路車輛的運行、溝通、調度和管理。

關鍵詞：通信技術；車載自組網；MAC協議

車載自組網是車輛道路運行中的一種新型移動無線自組織網絡，在車輛中應用能夠實現車輛與車輛之間的通信，車輛與路邊設施之間的通信，具有較高的應用前景和研究價值。車載自組網是具有移動自組網路和傳感網絡的網絡系統，其在道路交通運輸領域的應用范圍較廣，具有自治性、無固定性、多跳性、網絡拓撲動態變化、擴展性等特征。近幾年隨著我國科學技術的逐漸發展，在車載自組網通信的研究上也突飛猛進，獲得了顯著成果。因此，基于技術視角下對車載自組網通信的研究具有重要的研究價值和意義。

一、車載自組網通信動態頻譜分配技術研究

車載自組網通信系統的發展與移動自組網技術的成熟發展密不可分。當前我國車載自組網通信中包含單接口多信道無線網絡和多接口多信道無線網絡，兩種網絡技術實現了通訊信息的傳遞。單接口多信道無線網絡與多接口多信道無線網絡主要是按照無線接口數據進行區分，其中單接口多信道無線網絡設計需求是滿足復雜信道同步的問題，及時的進行信息數據的發送、輸出和接收，滿足車輛雙方信道上應用通信效果，實現特定信道、規定時間的信息傳送技術。多接口多信道無線網絡主要是處理大規模車輛信息傳遞。因此，在其車載自組網通信通道中需要多個無線接口并且相互不具備干擾作用的執行信息的發送和接收，降低信息傳輸的延時性，提高車載自組網通信信息傳送的性能。多接口多信道車載自組網在目前技術研究中雖然以經趨于成熟，但是仍然存在一些漏洞，其中包括邏輯拓撲控制、動態頻譜分配等內容。因此，未來技術人員在車載自組網通信技術研究的過程中可以從三個方面對其進行研發和完善。第一，研究動態頻譜分配在車載自組網通訊中的環境問題；第二，分析動態頻譜分配的多接口多信道車載自組網通訊的應用范圍；第三，研究網絡邏輯拓撲控制和車載自組網通信技術路由的關系。

二、車載自組網通信MAC協議技術研究

當前我國車載自組網通信技術在其研發的過程中主要應用的網絡結構分為平面結構和分群結構。二者在其本質上并沒有差別，但是平面結構自組網更為簡單，分群結構自組網更為復雜，二者在路由維護和開銷上存在加大的消耗差異。根據車載自組網通信系統的協議機構對其進行設計，實現系統物理信道，以完善車輛與車輛之間的信息發送和接收。在該物理平臺的技術研究上，其研究的重點內容是信道的模型構建，只有具全面、完善的信道模型，才能夠保障MAC接入機制的穩定，實現信息輸出的靈敏度。MAC協議技術的研究重點是其多跳自組網，我國目前對MAC技術的研究中也是從多跳引發的終端問題進行完善和修正。此外，車載自組網通信MAC協議技術中能夠利用各個節點之間的平行性實現信道資源的公平性、網絡服務中的質量型。因此，基于車載自組網通信技術MAC技術的研究具有重要的研究價值和研究意義。MAC協議中存在隱藏終端和暴露終端兩個終端系統，如圖1所示，在隱藏終端中節點B既在節點A范圍內，也在節點C的范圍內，當節點A向節點B發送數據時，由于節點C是隱藏終端，將接收不到節點A發送的信息。暴露終端中當節點B向節點C發送信息時，節點A會受到節點B產生的信息延遲，但是如果節點A的接收節點在節點C之外，節點A只要不和節點B進行信息通訊，就不會造成節點信息的接收延遲，也不會對節點C造成沖突。MAC協議技術在車載自組網通信中的應用進一步實現了車輛之間的信息發送，滿足了多個節點車輛之間的信息發送和接收。但是，受到技術本身的限制其也存在一定的局限性。因此，未來在車載自組網通信MAC技術研發和應用的過程中必須對其節點信息公平接入的問題進行完善和改進，從而實現車輛自組網信息公平調度，滿足各個車輛節點的通信需求。

三、車載自組網通信FleetNet技術與MAC協議技術聯合

為進一步實現車載自組網通信在其技術研發和創新的過程中利用FleetNet技術結合MAC協議技術是當前我國車載自組通信技術研發的必然趨勢之一。研究者期望通過該種方式完善MAC協議技術中節點信息發送和接收的缺點。FleetNet技術能夠滿足移動自組網環境的高動態和大規模，從而實現高速移動下的持續信息傳輸。FleetNet技術項目在與MAC協議技術結合研發的過程中主要需要注意的是其自適應、可擴展的路由算法。如何能夠在車輛間和車輛與固定網絡節點之間實現多跳數據的傳輸，降低數據傳送到的延緩率是當前我國車載自組網通訊技術研發的關鍵內容。經過多年的努力和實驗，我國自主研發了FleetNet結合移動技術和服務器，實現互聯網接入提供一種可延展、透明的解決技術，滿足了在任意一個終端均具備網關功能的目標。

車載自組網在實際車輛應用的過程中不僅能夠實現車輛與車輛之間的交通事故警告，還能夠實現道路車輛的通信信息查詢和高速路不停車繳費、車輛局部范圍無線調度等功能，并且利用FleetNet技術與MAC協議技術實現了道路車輛信息的可靠、高效、快速傳輸。

作者:李曉君 單位:中北大學朔州校區

參考文獻：

[1]張瑞鋒.車載自組網通信技術研究綜述[J].汽車工程學報，2014，02（01）:79-85.