目前，主動(dòng)安全系統(tǒng)基于反應(yīng)式機(jī)理，并依賴于自治傳感器(雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭等)在給定時(shí)間內(nèi)的實(shí)時(shí)反饋。自治傳感器的覆蓋范圍有限，缺乏協(xié)同性，并且存在盲區(qū)、適應(yīng)性有限的問(wèn)題。VANET將車(chē)間無(wú)線通信和高精度定位技術(shù)融合到車(chē)輛傳感器組件中，可以提供超視距提前感知能力，在主動(dòng)安全系統(tǒng)中引入預(yù)期或前饋行為，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)作式駕駛應(yīng)用。協(xié)作式安全系統(tǒng)使駕駛員有更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間避免進(jìn)入危險(xiǎn)駕駛情況，從而減少其它主動(dòng)安全系統(tǒng)或被動(dòng)安全系統(tǒng)的需求。

      車(chē)載自組網(wǎng)（VANET）

　　車(chē)載自組網(wǎng)(VANET)是指在交通環(huán)境中車(chē)輛之間、車(chē)輛與固定接入點(diǎn)之間及車(chē)輛與行人之間相互通信組成的開(kāi)放式移動(dòng)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，其目標(biāo)是為了在道路上構(gòu)建一個(gè)自組織的、部署方便、費(fèi)用低廉、結(jié)構(gòu)開(kāi)放的車(chē)輛間通信網(wǎng)絡(luò)，提供無(wú)中心、自組織、支持多跳轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸能力，以實(shí)現(xiàn)事故預(yù)警、輔助駕駛、道路交通信息查詢、車(chē)間通信和Internet接入服務(wù)等應(yīng)用。許多人將VANET視為無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc Network)的一種特殊的實(shí)際應(yīng)用，不過(guò)，由于VANET本身所具有的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，例如拓?fù)涓邉?dòng)態(tài)、時(shí)延要求嚴(yán)格、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度高、軌跡可預(yù)測(cè)、能量無(wú)限、定位準(zhǔn)確等，還有其應(yīng)用前景明朗且廣闊，研究范圍橫跨智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域以及無(wú)線通信領(lǐng)域三大傳統(tǒng)研究領(lǐng)域，使得對(duì)VANET的研究吸引了許多學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的注意。

　　車(chē)載自組網(wǎng)涉及到兩個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)(汽車(chē)工業(yè)和通信產(chǎn)業(yè))，相關(guān)的主體很多，基本上可以分為：政府部門(mén)(如美國(guó)的交通部U.S.DOT和FCC，歐洲的EU)，行業(yè)公司(通用、寶馬、華為)，標(biāo)準(zhǔn)化組織(美國(guó)的IEEE和機(jī)動(dòng)工程協(xié)會(huì)SAE，歐洲的ETSI和跨行業(yè)的C2C-CC聯(lián)盟)，以及各研究機(jī)構(gòu)。隨著車(chē)載網(wǎng)絡(luò)逐漸成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一部分，如Google等IT巨頭也會(huì)參與進(jìn)來(lái)，屆時(shí)更多的商業(yè)公司將會(huì)借助互聯(lián)網(wǎng)參與到VANET的市場(chǎng)中去。

　　VANET網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

 

　　VANET網(wǎng)絡(luò)可能被通信運(yùn)營(yíng)商、內(nèi)容服務(wù)商、政府機(jī)構(gòu)部署，或者由他們聯(lián)合部署，構(gòu)成一個(gè)混合架構(gòu)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)歐洲車(chē)載通信聯(lián)盟(C2C-CC)的定義，VANET的架構(gòu)已被拓展到更廣泛的范疇，分為車(chē)內(nèi)通信(In-vehicle domain)、車(chē)間通信(Ad-hoc domain)和車(chē)路通信(Infrastructure domain)三個(gè)域。車(chē)內(nèi)通信(In-vehicle)是車(chē)載單元(OBU)與用戶終端之間的通信，用戶終端可以是某種具體設(shè)備，也可以是集成于OBU的虛擬模塊，連接方式可以有線或無(wú)線的。車(chē)間通信(Ad-hoc domain)包括OBU之間的通信(V2V)以及OBU與RSU之間的通信(V2R)，通信方式可以是單跳也可以是多跳的。車(chē)路通信(Infrastructure domain)是OBU、RSU與基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信，如Satellite、Hot Spot、3G、4G等，完成接入互聯(lián)網(wǎng)的功能。對(duì)于RSU來(lái)說(shuō)，連接可以是有線的。

　　這三個(gè)域中可能采用的無(wú)線接入方式包括IEEE 802.11p(Ad-hoc domian)、Cellular Networks (2G/3G/4G用于infrastructure domain)、WLAN (802.11 a/g/n/ac用于Infrastructure domain或in-vehicle domain)，Bluetooth (in-vehicle domain)等。VANET的應(yīng)用可能用到不只一種通信方式，比如eCall，就用到了GPS定位和2G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)安全氣囊打開(kāi)等重大傳感信號(hào)被eCall設(shè)備收到，就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)通信模塊，撥打當(dāng)?shù)?12，報(bào)告車(chē)輛GPS坐標(biāo)、事故時(shí)間、車(chē)牌號(hào)等信息，并與當(dāng)?shù)鼐仍?duì)第一時(shí)間建立語(yǔ)音通信。

　　VANET參考協(xié)議棧

 

　　車(chē)載通信的一個(gè)典型特點(diǎn)是，針對(duì)不同的應(yīng)用，各層協(xié)議可以變化很大，而且往往是跨層的考慮，或者是簡(jiǎn)化層次的考慮。IEEE給出的WAVE協(xié)議棧是目前比較權(quán)威的協(xié)議架構(gòu)：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層由IEEE 802.11p、IEEE 1609.4和IEEE 802.2構(gòu)成;網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層擁有兩套協(xié)議，分別是傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議和專(zhuān)門(mén)為車(chē)載安全應(yīng)用設(shè)計(jì)的IEEE 1609.3協(xié)議;應(yīng)用層區(qū)分了安全應(yīng)用和非安全應(yīng)用，并對(duì)安全應(yīng)用引入了SAE協(xié)議作為消息子層;最后還有跨層的IEEE 1609.2作為安全協(xié)議。