浅谈智能网联汽车通信系统

■ 孟震



浅谈智能网联汽车通信系统

■ 孟震

智能网联汽车，可以分成两个部分，一个是智能，一个是网联。智能这方面就通过一些汽车的传感器、通过实现半自动驾驶到自动驾驶。所谓网联汽车，也就是如何把这些车用通信的技术去感知周围的数据，然后从通信的角度去解决问题。

车联网能够解决什么问题。这些大家都很清楚，我总结了四点，第一是行车安全，可以辅助类的报警、安全控制，第二它还可以通过数据分析提高你的出行效率。第三是实现远程管理，第四是现在所提的娱乐服务活动，而这个已经很成熟。

我对车联网网络架构的理解，它主要分为三个方面，第一是车内网，车内网所指的就是现在所有的车有各种的传感器，然后车内会有各种子系统把这些系统和数据整合在一起，我们可以通过读取这些数据进而获得这个车辆实时的驾驶信息。第二个是车间网，也是我们整个项目团队最核心的技术，我们只关注DSRC技术，它是通过车与车之间的通信、车与路边设置的通信、甚至车与人进行通信，通过这些通信方式其感知周围进而获得安全的应用。第三是现有的移动的3G、4G网络，它可以对不要求时间很高的娱乐活动可以进行大网传输。三个网络组合在一起，就是我们现阶段所说的车联网。

我们项目的基于标准是WAVE，也就是车载环境下专用的无线接入环境，底层是通过802.11p，从底层到物理层再到网络层、到应用层，是完整的协议站，我们的工作就是实现这个协议站，做一些产品和应用的展示。我们目前的产品，它现在可以集成DSRC、3G、WIFI，DSRC模块主要是提供车与车之间的通信，3G是实时把车辆数据往上传，WIFI就可以提供它跟车内其他非驾驶人的连接，完美符合WAVE协议的通信设备。坦诚地说，我们底层是通过协议的要求在驱动层进行了一些修改，上层主要是实现160.3网络层的协议，至于160.2的安全，目前正在做，还没有整合到这个系统当中。多种网络模式是既有DSRC也有传统的WIFI也有3G，这三种通信的方式在这个终端上都可以同时实现。

至于这个东西有什么功能，目前我们在做实验的时候可以放在我们的车上，第一是它有一个蓝牙，有蓝牙接口，车上有个OBD的接口，我们就可以通过蓝牙实时获取车辆的信息，因为目前的厂商这些信息是封闭的，我们只能拿到一些基础的协议，也就是像车速、油耗这些基本的信息，但是转向灯这些信息我们是拿不到的。第二是DSRC模块，这个模块是我们整个系统的核心模块，它是通过传统的11a的芯片实现V2V的实时通信，它的性能我们实际测过，它的端到端的时延可以达到10毫秒，丢包率和通信距离，在我们北邮的校园里应该能到300-500米，它的协议要求是1000米，因为我们初期天线的设置、功率的设置还没有达到它的要求，所以目前测试结果是500米左右。第三是WIFI的模块主要是通过跟你的手机端的APP连接，可以通过你的手机去实时观测你车辆的信息。第四3G或4G的模块，这个模式就相当于滴滴打车，你的车在外面开，你就可以在外面看这个车在哪，可以实时关注车的位置。这是整个我们这个盒子的四个主要的功能，也就是我刚才提到的车内网、车间网和移动互联网的整个实现。

车联网里边最大的问题就是它一定要求低时延、高可靠，因为它涉及到安全问题，所以我们目前这个设备的时延可以达到10毫秒，它快速建立网络连接，不像我们传统的WIFI想连这个网络还需要健全，它只要在通信范围内直接就可以联网，只要你在我的通信范围内都可以收到我的安全消息。

至于技术方面，如何去实现DSRC。服务方面也是我们所考虑的，因为现在大家车上都没有这个设备，如果我们想所有的设备都去安装这个东西，然后就可以采集一些车辆的状态，然后车辆驾驶人的行为分析进行下一步应用的合作，因为它是一个实验级的东西。我们在南京有一个智能交通论坛去实时测试，当时提供了我们四辆车，每辆车上都装上我们的设备，就可以在屏上实时看车辆的信息，而且在我们的校园里，在这边走，这边路上就有一个人抱着一台相应的设备，相当于它是通过通信的方式先把数据传过来，V2V的方式是应用DSRC实现的。这个模块是有两辆车，装上两台设备，它是实时的开，通过3G把实时的位置和速度等信息传到实验室的服务器上做一个回放，在远端可以看到这个车辆，相当于跟移动互联网整个大网进行结合。这是一个简单的服务系统，因为我们是做一个通信终端，要拿给别人看的话人家会关心你的频段、发生的速率，包括你的丢包率、时延这些数据，我们都可以给他们测，因为我们只需把管道做好，上层应用就可以把接口开放给它。

至于商业模式，因为我们还没有真正成立公司，目前只是一个团队，我们能够想到的就是与车厂进行合作，能不能把DSRC所实现的这部分技术跟他们共享。然后硬件服务包括信息服务和硬件提供。这也是我们的设想。

简单讲一下目前市面上所提供的车联网的产品，首先深圳有一家公司叫金溢科技，他们是在车联网V2V公司在国内是做得最好的一家，他们有了这个产品WBO1001车载单元，他们也是提供V2V车载通信的，它的产品跟我们不太一样，就是我们还可以提供上层的应用服务。腾讯路宝也提供过车联网相关的产品与服务，但它没有涉及到关于车与车通信的东西，它只是有一个APP可以读车上的东西，它的优势就是它的用户群体很多、受众很多，每个人都装上腾讯的东西它就可以实时监测你的数据信息。另外就是CohdaWireless，它出过MK1-5系列的产品，他的性能和技术指标都是国内非常先进的，但它的价格是非常昂贵的，可能装在每辆车上甚至比你的车还贵，所以它真正去实现的话应该就不太好普及了。

简单说一下我们的规划，首先我们要跟车厂合作能够拿到更多的车辆的数据信息，第二是我们下一步的工作重点就是去研究一下车联网安全，就是说我们有一个最大的问题就是随便找一个路边设施就可以冒充去广播一些信息，这也是我们下一步重点要去解决的问题。

众所周知，当前车联网市场产值很高，包括移动运营商、包括互联网、包括汽车的原生产厂商都纷纷建立了各种车联网的研究机构。主要的行业阵营，目前国内的厂商主要是支持华为主导的技术，因为国家的标准还没有制定，所以后续可能针对国家标准制定完之后，真正往车上去实现的话就要根据国家的标准再去做了。

最后一个是投资亮点，科研力量雄厚、产品功能完善，在国内的高校中我们和清华大学都有合作，做DSRC技术还有北京航空航天大学，这三个学校我们私下都有交流，它们做DSRC方面都是比较有基础的。值得一提的是，目前我们一套终端成本价是在4000元人民币左右，它甚至比国外的产品还要高一个很大的量级，但价格又相对要低，所以推广起来在成本上就会有一定的优势。因为在前期做的时候势必会有相当的科研投入，包括一些硬件投入，而且还要去测试，因为车联网的通信终端去测试每次都是租车，需要花很多钱，所以有一定经费的需求。所以任重而道远，还有很长的路要走，并且这条路上也不是全部都是“平坦的”。

作者单位：北京邮电大学信息与通信工程学院