面向车联网应用的信息传输技术研究

周利民

摘要：文章首先进行了车联网通信技术定义的介绍，然后对车联网的功能需求进行了分析，最后对其在日常工作中的应用进行了研究，对其在应用中的关键参数进行了探讨。

关键词：车联网；通信技术；信息传输

近年来，在国内前沿计算机网络技术，如移动互联网技术、物联网技术和无线传感器网络技术等的快速发展和广泛应用下，车联网技术作为未来智能交通的有效途径逐渐进入人们的视野，并成为当前全球前沿技术关注研究的重点。從理论上说，通信技术是车联网技术的理论基础，该技术是车联网技术的关键支撑技术，决定了车联网技术的整体性能。

1 车联网通信技术概述

在当前的理论体系中，车联网通信技术还没有统一的理论定义。在目前阶段，从不同的技术角度出发，车辆往通信技术有以下三种定义描述：

1）信息感知技术角度的定义。在信息感知技术角度，车联网通信技术是指对车辆的各种状态属性进行识别感知的技术。例如，通过RFID等无线射频识别技术，识别车辆上的电子标签，提取和利用车辆的属性、静态和动态信息，从而达到监管和服务车辆运行状态的目的。

2）智能交通技术角度的定义。为了对复杂的交通状况进行智能管理，车联网通信技术的另一个定义是指，运用信息感知技术、传输技术、信息控制技术及信息处理技术等先进的技术，建立的实时、准确、高效的综合交通运输信息处理系统。

3）车辆组网和通信技术角度的定义。车联网通信技术就是通过在车辆安全无线通信终端的方式将所有车辆接入进网络（包括异构网络和同构网络），以此实现所有的移动车辆之间和移动车辆与路边设施之间的通信的技术。

通过上述三种定义角度的描述，车联网通信技术的具体定义可以总结为，车联网技术是一种综合性智能化采集通信决策信息系统，其采用的手段是在车辆和道路设施中安装电子设备和终端；利用的技术为无线通信技术、汽车导航系统、智能终端设施和信息处理系统；实现的结果是根据移动车辆之间、移动车辆与人员之间、移动车辆与交通设施之间的数据，实现对车辆、人员、设施、道路等各种方面的信息进行高准确度的实时监控和高效的调度管理；最终目的是为了提高车辆、道路交通管理效率。车联网是基于传统智能交通系统和物联网技术相互融合，然后应用发展起来的产物，也是一种智能化的新型特殊无线传感器网络技术。

2 车联网信息发布系统的功能需求分析

车联网是一种移动自组网，其结构比较特殊，不仅具有移动自组网的一般特点，如移动性、自组性、多跳性和无中心等。除此之外，车辆网还具有不同于移动自组网的特殊性，如拓扑结构的动态性、通信网络的移动不稳定性、道路车辆不同时段和不同地域的差异性等。这些特殊性增加了车联网研究和设计的难度，因此也引起了相关专家学者的重视，成为目前此领域研究的重点和难点。

车联网依靠V2V、V2I通信方式，能够提供不同的应用服务和大量的数据信息给驾乘人员和车辆管理人员。车联网中的车载电子设备，如通信设备、传感器和定位设备，能够上传车辆本身的状态信息，并接收来自交通环境的数据信息，依靠这种方法来缓解交通压力、提高交通运输效率、增加车辆行驶的安全性，使车辆驾乘人员获得便利和更好的驾乘体验。按照车联网应用类型的不同，可分类为：安全相关应用类和非安全应用类。

1）安全相关应用类。在全世界范围内，车辆在交叉路口行驶时，时常发生碰撞、追尾和并线碰撞等交通事故。车联网的安全相关应用的主要目的是给驾乘人员提供实时的道路安全信息，以避免或降低道路交通事故的发生。其采用的方式主要是通过车辆之间、车辆与道路间随时交互相关安全消息，同时经过对这些安全信息的分析利用，达到对潜在的交通事故进行提示预警的目的。

2）非安全应用类。主要包含的是交通管理类、多媒体和云服务等多种并不涉及设备和人员安全的应用，其中，如何提高车辆交通效率和提高驾驶员的驾乘体验是其关注的重点。

车联网高效应用的前提就是网络信息的高效传输，由于目前的网络资源和网络技术的限制，针对同一道路不同时段以及不同道路交通的状况，还有车辆的移动性和随机性，网络信息传输时会存在一定的差异性，因此，为移动车辆和其他不同的需求者提供具有针对性、准确性、实时性、高效性的信息，提高车联网系统的稳定性，这对于推动车联网技术的发展有着重要的意义。

3 车联网通信发展方向

针对车联网通信技术面临的问题，根据物联网、移动互联网的发展趋势，车联网通信技术的发展方向有如下几点。

1）向通信协议的统一方向发展。标准协议一是制定新的通信标准协议为车辆之间的通信、车量与行人之间的通信和车辆与控制中心的通信提供规范。二是完善已有的标准协议，提供更多服务功能。三是建立统一的国际标准，制定颁发统一的车联网国际通信标准。

2）向异构网络的融合方向发展。随着车联网规模的不断增大，车辆节点和路边单元节点也会随着增加，不同网络结构的引入，将会使众多不同的网络结构混杂在一起，对网络中的数据共享造成一定的限制，所以要加强不同网络结构的兼容和集成，以此实现数据信息顺畅共享和互联。

3）向更高通信容量和速率的方向发展。随着社会经济的發展，人们生活水平的提高，私家车的数量急剧增加，而且随着计算机技术和网络技术的发展，车联网中的车辆也成倍的增加，使得车联网系统需要采集、传输、处理、分析的数据量也呈现井喷式的增长，这也是典型的信息时代和大数据时代的特征。若不能及时有效的处理、挖掘车联网中的大规模数据，将会严重影响车联网业务的正常运行。因此，需要对其通信容量和速率进行不断加强，同时充分运用云计算、大数据技术，研发大容量、高速率的通信产品或技术，这将是车联网的重点发展方向之一。

4）向车联网信息更安全的方向发展。目前车联网系统正处于大规模推广的阶段，其网络平台的开放性也带来了保密工作的难题，也引发了许多不同形式的通信安全问题，所以未来的车联网系统会向更安全的方向发展。具体方向有：一是加强密钥管理技术的研发。二是加强身份认证技术的研发。三是加强通信抗干扰技术的研发。关键点主要是车载终端、服务器端和移动终端这三个核心点。例如华为的谢尔德试验室采取的新型层级安全架构来确保车机异种网络安全隔离。最外层为了避免外部的网络攻击加强了V2X认证技术，还采取了防火墙和智能检测技术，对系统与车内网进行有效的隔离和保护。

4 结语

交通一直在向智能化方向发展，而车联网技术是其一个主要的发展方向，因此继续对车联网技术进行深入而细致的研究应用，对推广应用车联网技术具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]任开明，李纪舟，刘玲艳，等.车联网通信技术发展现状及趋势研究[J].通信技术，2015，48（5）：507513.

[2]李晓欢.面向车联网应用的信息传输技术研究[D].华南理工大学，2015.