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車載自組網(wǎng)通信技術(shù)研究論文
摘要：針對(duì)通信技術(shù)的創(chuàng)新和完善一直是研究工作者為提高車載自組網(wǎng)通信質(zhì)量和通信安全而進(jìn)行研究的關(guān)鍵內(nèi)容，具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義。本文中從技術(shù)視角入手，研究車載自組網(wǎng)通信技術(shù)的進(jìn)展，以期通過這種方式提升車載自組網(wǎng)通信的性能，以便更好的服務(wù)于道路車輛的運(yùn)行、溝通、調(diào)度和管理。
關(guān)鍵詞：通信技術(shù)；車載自組網(wǎng)；MAC協(xié)議
車載自組網(wǎng)是車輛道路運(yùn)行中的一種新型移動(dòng)無線自組織網(wǎng)絡(luò)，在車輛中應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)車輛與車輛之間的通信，車輛與路邊設(shè)施之間的通信，具有較高的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。車載自組網(wǎng)是具有移動(dòng)自組網(wǎng)路和傳感網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其在道路交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用范圍較廣，具有自治性、無固定性、多跳性、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化、擴(kuò)展性等特征。近幾年隨著我國科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，在車載自組網(wǎng)通信的研究上也突飛猛進(jìn)，獲得了顯著成果。因此，基于技術(shù)視角下對(duì)車載自組網(wǎng)通信的研究具有重要的研究?jī)r(jià)值和意義。
一、車載自組網(wǎng)通信動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)研究
車載自組網(wǎng)通信系統(tǒng)的發(fā)展與移動(dòng)自組網(wǎng)技術(shù)的成熟發(fā)展密不可分。當(dāng)前我國車載自組網(wǎng)通信中包含單接口多信道無線網(wǎng)絡(luò)和多接口多信道無線網(wǎng)絡(luò)，兩種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了通訊信息的傳遞。單接口多信道無線網(wǎng)絡(luò)與多接口多信道無線網(wǎng)絡(luò)主要是按照無線接口數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，其中單接口多信道無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需求是滿足復(fù)雜信道同步的問題，及時(shí)的進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的發(fā)送、輸出和接收，滿足車輛雙方信道上應(yīng)用通信效果，實(shí)現(xiàn)特定信道、規(guī)定時(shí)間的信息傳送技術(shù)。多接口多信道無線網(wǎng)絡(luò)主要是處理大規(guī)模車輛信息傳遞。因此，在其車載自組網(wǎng)通信通道中需要多個(gè)無線接口并且相互不具備干擾作用的執(zhí)行信息的發(fā)送和接收，降低信息傳輸?shù)难訒r(shí)性，提高車載自組網(wǎng)通信信息傳送的性能。多接口多信道車載自組網(wǎng)在目前技術(shù)研究中雖然以經(jīng)趨于成熟，但是仍然存在一些漏洞，其中包括邏輯拓?fù)淇刂啤?dòng)態(tài)頻譜分配等內(nèi)容。因此，未來技術(shù)人員在車載自組網(wǎng)通信技術(shù)研究的過程中可以從三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行研發(fā)和完善。第一，研究動(dòng)態(tài)頻譜分配在車載自組網(wǎng)通訊中的環(huán)境問題；第二，分析動(dòng)態(tài)頻譜分配的多接口多信道車載自組網(wǎng)通訊的應(yīng)用范圍；第三，研究網(wǎng)絡(luò)邏輯拓?fù)淇刂坪蛙囕d自組網(wǎng)通信技術(shù)路由的關(guān)系。
二、車載自組網(wǎng)通信MAC協(xié)議技術(shù)研究
當(dāng)前我國車載自組網(wǎng)通信技術(shù)在其研發(fā)的過程中主要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為平面結(jié)構(gòu)和分群結(jié)構(gòu)。二者在其本質(zhì)上并沒有差別，但是平面結(jié)構(gòu)自組網(wǎng)更為簡(jiǎn)單，分群結(jié)構(gòu)自組網(wǎng)更為復(fù)雜，二者在路由維護(hù)和開銷上存在加大的消耗差異。根據(jù)車載自組網(wǎng)通信系統(tǒng)的協(xié)議機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)物理信道，以完善車輛與車輛之間的信息發(fā)送和接收。在該物理平臺(tái)的技術(shù)研究上，其研究的重點(diǎn)內(nèi)容是信道的模型構(gòu)建，只有具全面、完善的信道模型，才能夠保障MAC接入機(jī)制的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)信息輸出的靈敏度。MAC協(xié)議技術(shù)的研究重點(diǎn)是其多跳自組網(wǎng)，我國目前對(duì)MAC技術(shù)的研究中也是從多跳引發(fā)的終端問題進(jìn)行完善和修正。此外，車載自組網(wǎng)通信MAC協(xié)議技術(shù)中能夠利用各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的平行性實(shí)現(xiàn)信道資源的公平性、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中的質(zhì)量型。因此，基于車載自組網(wǎng)通信技術(shù)MAC技術(shù)的研究具有重要的研究?jī)r(jià)值和研究意義。MAC協(xié)議中存在隱藏終端和暴露終端兩個(gè)終端系統(tǒng)，如圖1所示，在隱藏終端中節(jié)點(diǎn)B既在節(jié)點(diǎn)A范圍內(nèi)，也在節(jié)點(diǎn)C的范圍內(nèi)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)C是隱藏終端，將接收不到節(jié)點(diǎn)A發(fā)送的信息。暴露終端中當(dāng)節(jié)點(diǎn)B向節(jié)點(diǎn)C發(fā)送信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)A會(huì)受到節(jié)點(diǎn)B產(chǎn)生的信息延遲，但是如果節(jié)點(diǎn)A的接收節(jié)點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)C之外，節(jié)點(diǎn)A只要不和節(jié)點(diǎn)B進(jìn)行信息通訊，就不會(huì)造成節(jié)點(diǎn)信息的接收延遲，也不會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)C造成沖突。MAC協(xié)議技術(shù)在車載自組網(wǎng)通信中的應(yīng)用進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了車輛之間的信息發(fā)送，滿足了多個(gè)節(jié)點(diǎn)車輛之間的信息發(fā)送和接收。但是，受到技術(shù)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(wǎng)通信MAC技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的過程中必須對(duì)其節(jié)點(diǎn)信息公平接入的問題進(jìn)行完善和改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)車輛自組網(wǎng)信息公平調(diào)度，滿足各個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)的通信需求。
三、車載自組網(wǎng)通信FleetNet技術(shù)與MAC協(xié)議技術(shù)聯(lián)合
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)車載自組網(wǎng)通信在其技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新的過程中利用FleetNet技術(shù)結(jié)合MAC協(xié)議技術(shù)是當(dāng)前我國車載自組通信技術(shù)研發(fā)的必然趨勢(shì)之一。研究者期望通過該種方式完善MAC協(xié)議技術(shù)中節(jié)點(diǎn)信息發(fā)送和接收的缺點(diǎn)。FleetNet技術(shù)能夠滿足移動(dòng)自組網(wǎng)環(huán)境的高動(dòng)態(tài)和大規(guī)模，從而實(shí)現(xiàn)高速移動(dòng)下的持續(xù)信息傳輸。FleetNet技術(shù)項(xiàng)目在與MAC協(xié)議技術(shù)結(jié)合研發(fā)的過程中主要需要注意的是其自適應(yīng)、可擴(kuò)展的路由算法。如何能夠在車輛間和車輛與固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)多跳數(shù)據(jù)的傳輸，降低數(shù)據(jù)傳送到的延緩率是當(dāng)前我國車載自組網(wǎng)通訊技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵內(nèi)容。經(jīng)過多年的努力和實(shí)驗(yàn)，我國自主研發(fā)了FleetNet結(jié)合移動(dòng)技術(shù)和代理服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入提供一種可延展、透明的解決技術(shù)，滿足了在任意一個(gè)終端均具備網(wǎng)關(guān)功能的目標(biāo)。
車載自組網(wǎng)在實(shí)際車輛應(yīng)用的過程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)車輛與車輛之間的交通事故警告，還能夠?qū)崿F(xiàn)道路車輛的通信信息查詢和高速路不停車?yán)U費(fèi)、車輛局部范圍無線調(diào)度等功能，并且利用FleetNet技術(shù)與MAC協(xié)議技術(shù)實(shí)現(xiàn)了道路車輛信息的可靠、高效、快速傳輸。
參考文獻(xiàn)：
[1]張瑞鋒.車載自組網(wǎng)通信技術(shù)研究綜述[J].汽車工程學(xué)報(bào)，2014，02（01）:79-85.
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