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车辆动态自组织网络(VANET)先容

       交通状况的日益拥挤和交通事故的不断攀升是现代社会面临的重大挑战,汽车行业的发展带来的诸如此类的问题,其主要原因是汽车对外部环境信息的探测接收主要取决于驾驶者的生理感知能力,而驾驶员的感知能力通常有很大局限性。在被人们称为信息时代的今天,汽车已经发展到需要相互实时通信构成网络的时刻,构建一个智能交通系统(ITS Intelligent Transportation Systems)从而来缓解交通拥堵,提高行车安全,这必将翻开汽车工业发展新的篇章。
       VANET(Vehicular Ad Hoc Networks-车辆动态自组织网络)是实现车与车、车与路边设备(简称Car2X)通信的网络。VANET由移动自组织网络(MANET)发展而来,用以描述实际交通环境中某个区域内车辆或者地面接入点所构成的复杂而特殊的网络。VANET创造性地将自组网技术应用于车辆间通信,使司机能够在超视距的范围内获得其他车辆的状况信息(如车速、方向、位置、刹车板压力等)和实时路况信息。
       VANET网络体系架构主要包含安全应用和非安全应用,安全应用主要用于传输与安全有关和通信指令等信息,非安全应用则传输娱乐相关的数据。这一体系有多种实现形式,其中被广泛认可的一种形式是上层标准为IEEE 1609相关协议规定,下层标准则是IEEE 802.11p。

 

       其中IEEE1609.2主要负责安全服务,IEEE1609.3主要负责网络服务,IEEE1609.4主要负责IEEE 802.11p的多信道操作,即上层MAC标准的制定,而IEEE802.11p则负责下层MAC标准和物理层(PHY)标准的制定。

       VANET的另一种实现方式由C2C联盟制定。2005 年,欧洲成立了车辆间通信联盟(Car2Car communication consortium),致力于开发车载自组织网络(VANET)通信。联盟自己开发的基于802.11p之上的网络层协议,与IEEE1609协议一致,并且已经成为ETSI TS (欧洲电信标准化协会-European Telecommunications Standards Institute Technical Specification)协议标准。该网络通信体系如下图所示:

 

       但是由于以联盟形式推广的协议具有一定的封闭性,一般只有加入组织,才能获取到全部协议,另一方面该体系架构还未成熟,尚处于不断的完善之中,所以在国内并没有得到广泛研究推广。

       事实上,基于无线通信的汽车互连技术已经有一二十年的历史,目前,欧美等汽车行业比较发达的国家都启动了相关的大型科研项目,在车载自组网方面较为活跃项目也很多,例如:由6家企业和3所大学为了推动车间通信发展而建立的FleetNet(Internet on the Road)项目,奔驰开展的simTD-安全智能交通德国测试区项目,此外还有美国的VII项目、美国马里兰州立大学的TrafficView项目、法国多个研究机构合作开展的CIVIC等。相信不久的将来VANET也必将是国内各大整车厂很重要的研究方向,汽车工业的发展也将登上一个崭新的台阶。

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