车联网通信技术简析

作为下一代智能交通的核心,车联网的研究为智能交通系统提供了解决方案。车联网通信的模式具体分为三种:车与车通信(V2V),车与路边基础设施通信(V2I),车与行人通信(V2P)三类,这三类统称为Vehicle to Everything(V2X)通信。本文对车联网中的上述三种通信模式作了简要的介绍和分析。     

基于C-V2X的车路群体协同混合组网

车联网是支持未来自动驾驶和智能交通的重要基础设施,也是5G交通新基建的重点建设方向。针对大规模车路协同智能驾驶业务场景,建立并分析了通信流量模型,测算了不同发展阶段车路群体协同带宽需求,分析了当前C-V2X独立组网和叠加组网等不同组网模式在支持车路群体协同过程中面临的困境。针对车路群体协同服务带来的通信高带宽、用户规模大和资源调度复杂挑战,提出了网络协调下的混合组网模式,为基于5G C-V2X的车联网支撑大规模车路群体协同服务提供了可行方案。     

6G车联网中的通感算融合：现状与挑战

车联网通信-计算融合对满足高可靠低时延的应用需求具有重要意义。面对无人驾驶等新兴智能服务对多极致性能的需求，探究6G车联网中的感知-通信-计算融合体系，打破感知、通信、计算三大资源的独立分治局面，实现资源灵活互通与统筹管理，对智能交通的发展具有重大意义。首先，回顾了车联网中通信、计算技术的发展；然后，针对系统架构和关键技术两个方向对现有车联网通信-计算融合的相关工作进行了回顾和整理；最后，分析了6G车联网中通感算融合的未来应用及挑战，为车联网感知-通信-计算融合方向的研究提供参考。     

多信道传播模型下C-V2X模式4通信建模与性能分析

C-V2X或LTE-V作为车联网(Vehicular Communication Networks, VCN)领域的新兴通信技术,能够有效提高道路安全和交通通信效率。在3GPP发布的R14标准中,引入不依赖于任何蜂窝基础设施的直连通信模式4,在模式4中车辆自主选择和管理其无线电资源。在不结合实际的交通场景的情况下对C-V2X模式4通信性能进行评估,提出了一种多信道传播模型下C-V2X模式4通信性能分析模型,验证了不同传输参数以及不同信号传播信道对性能的影响,试图设计更为完备的分析模型,探索参数的影响并调整参数来进一步提升C-V2X模式4通信性能的可能性。     

车联网何去何从

认为发展车联网应高度重视车联网标准化工作,特别是加强车载终端及服务的开放性、标准化,以及相关应用的标准制订;应开展车联网关键技术的研发,在终端、通信技术以及服务计算技术方面力争突破技术壁垒;车联网的长期发展还必须与智能车辆技术深度融合,形成车辆(群)乃至整个交通系统的智能化解决方案;应加强产业合作,建立积极有效的合作机制,实现资源高效共享、有机整合;需创新思维,将免费模式与收费模式相结合,将汽车思维与互联网思维相融合,探索新型商业模式。     

蜂窝车联网(C-V2X)技术发展、应用及展望

车联网作为产业变革创新的重要催化剂,正推动着交通管理模式、汽车产业形态、人们出行方式和能源消费结构的深刻变化。首先分析了智慧交通和智能驾驶等对车联网通信在通信速率、时延和可靠性等方面的需求与挑战,进而介绍了蜂窝车联网(cellular vehicle-to-everything,C-V2X)中LTE-V2X和NR-V2X的关键技术及其国际标准演进,并指出C-V2X在全球竞争中已形成超越态势。在此基础上,分析了应用C-V2X的车车协同和车路协同在智慧交通和智能驾驶中的应用优势。最后介绍了C-V2X在我国的示范应用情况和发展展望,指出中国发展智慧交通和智能网联汽车之路:将积极推进“5G+C-V2X”新型基础设施建设,探索基于车联网的“聪明的车、智慧的路、协同的云”发展模式,进而支撑我国达成“碳达峰”与“碳中和”战略目标。     

一种面向车联网网络切片的资源分配方案

为了满足车联网中不同类型的应用对服务质量的不同需求，提出了一种基于深度强化学习的车联网资源分配方案。根据车联网服务对时延和数据传输速率的要求，把车联网服务分成两种切片方式。切片1是要求低时延的V2V链路的服务；切片2是要求高数据传输速率的V2I链路的服务。通过设计动作空间、状态空间、奖励函数，训练出一个可以在车联网动态环境下实时调整，给出当下最优资源分配策略的网络，使得设计出的网络能够在保证切片1时延约束的前提下提高切片2的数据传输速率，以解决基于V2V通信和V2I通信的车联网资源分配问题。     

面向实时感知的车联网业务监控应用研究

基于车联网的数据实时采集和人车交互的基础是可靠的网络接入服务和良好的通信保证,为此文中研究了车联网中车辆接入车联网的通信可靠性保证策略和网络质量优化方法。首先,由于车辆节点的通信不稳定性和动态性,研究了动态的车联网网络质量评估方案。其次,这项工作研究了基于车辆轨迹的对车辆接入网络的数据交互时间预测算法,以应对车联网不稳定的网络拓扑和高断开率。最后,提出了一种实时通信质量感知的网络接入策略,用于为道路上的车辆提供车联网服务。仿真结果证明了该方案在不同的通信距离下具有相对较高的网络接入成功率和较好的通信质量。     

5G车联网资源优化分配方案综述

车联网作为智慧交通发展的必要组成部分，可加快我国智慧交通基础建设，对于智慧城市建设具有重要的现实意义。汽车数量及其产生的海量数据使得通信车辆节点之间的传输冲突率大幅上升，导致通信资源、计算资源短缺等问题，因此，有效的资源分配方案可以保证车联网的通信质量，从而提高车辆通信的可靠性，降低时延。首先分析了国内外车联网对智慧交通发展现状的影响以及当前车联网发展瓶颈；然后针对智慧交通通行效率、安全性方面，分析了当前车联网的资源分配问题；接着通过总结5G技术的优点，分析了5G在车联网资源优化分配管理上的贡献；最后，在车联网通信、计算和存储资源优化分配管理的应用背景下，结合人工智能技术提出了基于5G+V2X的智慧交通发展前景。     

适用于车联网应用的移动通信网络

车联网不同场景使用的通信技术有所不同。除了近距离通信技术外,属于中远距离通信技术的移动通信网络在V2I中扮演了重要的角色。但需要采取多种措施来弥补和完善以H2H通信为初始设计目标的移动通信网络的不足,以适应当前和未来车联网应用对中远距离通信的需求。基于此,本文提出了移动通信网络承载车联网应用的3个主要问题,并论述了通过多种网络的应用、终端和平台的改进、网络的简单优化以及实施特定的网络改进等方案来解决上述问题的思路。     

Web与IMS业务融合技术探讨

Web与IMS分别是互联网业务与电信网业务的主流技术,这两类业务的融合是当前的研究热点。概述了Web与IMS业务融合的实质与场景,总结了业务融合的两种技术方案,即基于集成应用服务器的方案与基于ParlayX网关的方案,并从适用场景、Web服务支持、通信效率及可实现性等方面进行了分析比较。两种方案在适用场景和可实现性方面相当,但是第一种方案具有更高的通信效率,并且支持更多的Web服务模型。因此在通常的应用场合下,可优先考虑采用基于集成应用服务器的业务融合方案。     

车联网通信机制概述

让每一辆车都作为车联网系统中的一个小单元,实现每一辆车既是信息接收点又是信息的发送点,使道路变得灵活,这样可以尽可能的提高交通体系中的工作效率,也可以减少道路事故的发生。文章从车联网内部网络和外部网络入手,介绍了两种车联网的网络通信机制,对车联网的几种关键技术进行了说明。并对于不同的车联网应用场景进行了举例分析。     

面向协同驾驶基于移动边缘计算的5G智能网联车辆服务平台

基于5G通信技术的发展,5G网络开始普及,并与物联网技术、汽车信息通信、人工智能技术等进行了有机融合,促使车联网行业走向智能化发展。截至2021年,我国车联网行业的标准体系基本建立。文中以5G智能网联车辆服务平台为研究对象,分析了移动边缘计算技术的应用,研究了5G通信技术在智能网联车辆服务平台中的全面应用,实现了车辆智能化编队、车辆行驶环境感应、车辆行驶资源分配、车辆安全预警4种核心功能。     

面向停车场管理系统多协议网关研究﹡

针对停车场管理系统,设计了两种通信技术之间直连网关。采用 Zigbee 与计算机融合的通信技术,满足了车辆管理、医院监护和智能家居等远程监控领域的个性化需求。对网关的串口通信模块和网络通信模块进行了分析,并详细介绍了在 Linux 操作系统环境下的串口编程和基于 TCP/IP 协议的 Socket网络编程及通过 ARM 控制的 GSM 短信模块,实现了远距离实时报警。本网关通过 Select 监控机制实现了串口数据流和以太网的数据流的同步转换。     

嵌入式通信服务器E1网络驱动程序设计与实现

提出了采用MPC8270嵌入式处理器和嵌入式Linux操作系统组成网络通信服务器以实现在E1传输网络上进行IP网络通信的设计方案,着重论述了实现该方案的关键技术之一E1网络驱动程序的设计。给出了基于MPC8270FCC通信控制器的HDLC（高级数据链路协议）通信模式进行E1网络通信的网络驱动程序设计方法。配置E1网络驱动程序的网络通信服务器已在实际的通信系统中得到应用。     

基于5G的车联网技术的优势及局限性分析

随着科技发展的不断发展,传统的通信网络架构已无法满足无人驾驶领域中车联网技术的需求。为了满足巨流量、大链接、超低时延等车联网通信的需求,传统无线接入网络架构亟需演进。首先结合蜂窝车联网技术C-V2X,分析了C-V2X车联网体系传输模式,并阐明了车联网体系架构和5G通信模型;然后分析了基于5G网络环境下的车联网技术的优点;最后,探讨了基于5G网络环境下车联网技术的局限性和挑战。     

NOMA技术与车联网V2I通信结合系统性能仿真研究

车联网通信是指在智能传输系统中,车辆与多种网络元素进行信息交换,这些网络元素包括:其他车辆、步行者、网关、交通基础设施。文章在LTE系统级仿真平台上,完成对车联网V2I通信模型的建立,将NOMA技术运用于搭建的仿真模型上。以吞吐量为性能指标,研究NOMA技术的不同用户配对方案和功率分配方案对系统性能的影响。仿真结果证明,基于NOMA技术的车联网通信,整体系统性能优于基于OFDMA技术的车联网通信。     

迫零混合预编码车联网系统遍历能效研究

车联网作为未来智能交通系统的重要组成部分，在城乡道路部署大量具有通信特性的基础设施，包括5G基站、传感器、路边单元等。为创造绿色可持续发展的未来，减少车联网通信开销，制定能效更高的基础设施部署方案是重要手段之一。目前相关研究关注系统瞬时能效，而瞬时能效无法处理信道状态信息的随机性，不能给出对于车联网基础设施部署的全面考量。针对该问题，考虑采用迫零混合预编码结构的收发机结构，对基于毫米波大规模MIMO技术的车联网遍历能效展开研究。首先研究了异构基站下V2X通信信道模型、收发机架构，建立一般性的车联网系统模型。其次在考虑车辆接入不同基站的情况下计算能量效率，通过离散化推导出一种异构系统遍历能效计算公式。最后进行了遍历能效研究的仿真分析。结果表明遍历能效研究可以提供更高能效的基站部署，有效减少了通信能耗。     

城市级红绿灯信息开放服务车路协同系统研究

提出了通过直连通信或蜂窝通信实现城市级红绿灯信息开放服务的车路协同系统,从信息获取、信息通信、信息处理及信息应用4个关键技术环节重点分析了该系统的构建与实施,并针对不同的应用方向或场景提出相应的解决方案,深入探讨了这些技术和方案在提升交通效率、降低成本和增强道路安全性方面的应用潜力,同时提出跨城市红绿灯信息开放服务架构,对于车路协同技术的进一步发展具有参考价值,对于城市级智能交通系统的未来建设具有指导意义。     

基于MVB技术的地铁网络通信故障分析

多功能城市轨道交通系统(Multifunctional Urban Rail Transit System,MVB)已成为现代城市地铁车辆网络的首选,具有信息采集速度快、运行效率高的优势,成为全球城市公交优化通信网络系统的最快代表。目前,基于自身核心技术优势,MVB技术已广泛应用于现代城市地铁车联网通信,这将直接影响车联网通信的保障效果。在此基础上,文章深入探讨了MVB的关键技术问题,重点分析了地铁网络通信故障的原因及优化建议,为地铁网络通信故障提供辅助功能,并提供相关科研参考。