淺談智能網聯汽車通信系統

■ 孟震

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淺談智能網聯汽車通信系統

■ 孟震

智能網聯汽車，可以分成兩個部分，一個是智能，一個是網聯。智能這方面就通過一些汽車的傳感器、通過實現半自動駕駛到自動駕駛。所謂網聯汽車，也就是如何把這些車用通信的技術去感知周圍的數據，然后從通信的角度去解決問題。

車聯網能夠解決什么問題。這些大家都很清楚，我總結了四點，第一是行車安全，可以輔助類的報警、安全控制，第二它還可以通過數據分析提高你的出行效率。第三是實現遠程管理，第四是現在所提的娛樂服務活動，而這個已經很成熟。

我對車聯網網絡架構的理解，它主要分為三個方面，第一是車內網，車內網所指的就是現在所有的車有各種的傳感器，然后車內會有各種子系統把這些系統和數據整合在一起，我們可以通過讀取這些數據進而獲得這個車輛實時的駕駛信息。第二個是車間網，也是我們整個項目團隊最核心的技術，我們只關注DSRC技術，它是通過車與車之間的通信、車與路邊設置的通信、甚至車與人進行通信，通過這些通信方式其感知周圍進而獲得安全的應用。第三是現有的移動的3G、4G網絡，它可以對不要求時間很高的娛樂活動可以進行大網傳輸。三個網絡組合在一起，就是我們現階段所說的車聯網。

我們項目的基于標準是WAVE，也就是車載環境下專用的無線接入環境，底層是通過802.11p，從底層到物理層再到網絡層、到應用層，是完整的協議站，我們的工作就是實現這個協議站，做一些產品和應用的展示。我們目前的產品，它現在可以集成DSRC、3G、WIFI，DSRC模塊主要是提供車與車之間的通信，3G是實時把車輛數據往上傳，WIFI就可以提供它跟車內其他非駕駛人的連接，完美符合WAVE協議的通信設備。坦誠地說，我們底層是通過協議的要求在驅動層進行了一些修改，上層主要是實現160.3網絡層的協議，至于160.2的安全，目前正在做，還沒有整合到這個系統當中。多種網絡模式是既有DSRC也有傳統的WIFI也有3G，這三種通信的方式在這個終端上都可以同時實現。

至于這個東西有什么功能，目前我們在做實驗的時候可以放在我們的車上，第一是它有一個藍牙，有藍牙接口，車上有個OBD的接口，我們就可以通過藍牙實時獲取車輛的信息，因為目前的廠商這些信息是封閉的，我們只能拿到一些基礎的協議，也就是像車速、油耗這些基本的信息，但是轉向燈這些信息我們是拿不到的。第二是DSRC模塊，這個模塊是我們整個系統的核心模塊，它是通過傳統的11a的芯片實現V2V的實時通信，它的性能我們實際測過，它的端到端的時延可以達到10毫秒，丟包率和通信距離，在我們北郵的校園里應該能到300-500米，它的協議要求是1000米，因為我們初期天線的設置、功率的設置還沒有達到它的要求，所以目前測試結果是500米左右。第三是WIFI的模塊主要是通過跟你的手機端的APP連接，可以通過你的手機去實時觀測你車輛的信息。第四3G或4G的模塊，這個模式就相當于滴滴打車，你的車在外面開，你就可以在外面看這個車在哪，可以實時關注車的位置。這是整個我們這個盒子的四個主要的功能，也就是我剛才提到的車內網、車間網和移動互聯網的整個實現。

車聯網里邊最大的問題就是它一定要求低時延、高可靠，因為它涉及到安全問題，所以我們目前這個設備的時延可以達到10毫秒，它快速建立網絡連接，不像我們傳統的WIFI想連這個網絡還需要健全，它只要在通信范圍內直接就可以聯網，只要你在我的通信范圍內都可以收到我的安全消息。

至于技術方面，如何去實現DSRC。服務方面也是我們所考慮的，因為現在大家車上都沒有這個設備，如果我們想所有的設備都去安裝這個東西，然后就可以采集一些車輛的狀態，然后車輛駕駛人的行為分析進行下一步應用的合作，因為它是一個實驗級的東西。我們在南京有一個智能交通論壇去實時測試，當時提供了我們四輛車，每輛車上都裝上我們的設備，就可以在屏上實時看車輛的信息，而且在我們的校園里，在這邊走，這邊路上就有一個人抱著一臺相應的設備，相當于它是通過通信的方式先把數據傳過來，V2V的方式是應用DSRC實現的。這個模塊是有兩輛車，裝上兩臺設備，它是實時的開，通過3G把實時的位置和速度等信息傳到實驗室的服務器上做一個回放，在遠端可以看到這個車輛，相當于跟移動互聯網整個大網進行結合。這是一個簡單的服務系統，因為我們是做一個通信終端，要拿給別人看的話人家會關心你的頻段、發生的速率，包括你的丟包率、時延這些數據，我們都可以給他們測，因為我們只需把管道做好，上層應用就可以把接口開放給它。

至于商業模式，因為我們還沒有真正成立公司，目前只是一個團隊，我們能夠想到的就是與車廠進行合作，能不能把DSRC所實現的這部分技術跟他們共享。然后硬件服務包括信息服務和硬件提供。這也是我們的設想。

簡單講一下目前市面上所提供的車聯網的產品，首先深圳有一家公司叫金溢科技，他們是在車聯網V2V公司在國內是做得最好的一家，他們有了這個產品WBO1001車載單元，他們也是提供V2V車載通信的，它的產品跟我們不太一樣，就是我們還可以提供上層的應用服務。騰訊路寶也提供過車聯網相關的產品與服務，但它沒有涉及到關于車與車通信的東西，它只是有一個APP可以讀車上的東西，它的優勢就是它的用戶群體很多、受眾很多，每個人都裝上騰訊的東西它就可以實時監測你的數據信息。另外就是CohdaWireless，它出過MK1-5系列的產品，他的性能和技術指標都是國內非常先進的，但它的價格是非常昂貴的，可能裝在每輛車上甚至比你的車還貴，所以它真正去實現的話應該就不太好普及了。

簡單說一下我們的規劃，首先我們要跟車廠合作能夠拿到更多的車輛的數據信息，第二是我們下一步的工作重點就是去研究一下車聯網安全，就是說我們有一個最大的問題就是隨便找一個路邊設施就可以冒充去廣播一些信息，這也是我們下一步重點要去解決的問題。

眾所周知，當前車聯網市場產值很高，包括移動運營商、包括互聯網、包括汽車的原生產廠商都紛紛建立了各種車聯網的研究機構。主要的行業陣營，目前國內的廠商主要是支持華為主導的技術，因為國家的標準還沒有制定，所以后續可能針對國家標準制定完之后，真正往車上去實現的話就要根據國家的標準再去做了。

最后一個是投資亮點，科研力量雄厚、產品功能完善，在國內的高校中我們和清華大學都有合作，做DSRC技術還有北京航空航天大學，這三個學校我們私下都有交流，它們做DSRC方面都是比較有基礎的。值得一提的是，目前我們一套終端成本價是在4000元人民幣左右，它甚至比國外的產品還要高一個很大的量級，但價格又相對要低，所以推廣起來在成本上就會有一定的優勢。因為在前期做的時候勢必會有相當的科研投入，包括一些硬件投入，而且還要去測試，因為車聯網的通信終端去測試每次都是租車，需要花很多錢，所以有一定經費的需求。所以任重而道遠，還有很長的路要走，并且這條路上也不是全部都是“平坦的”。

作者單位：北京郵電大學信息與通信工程學院