車聯網技術探秘：V2X通信和智能交通系統

　　未來的技術方向

　　●降低時延技術

　　為了更好地滿足低時延的要求，車聯網物理層協議需要靠慮對幀結構的適配。當前LTE的子幀長度為1ms，因為支持自適應重傳，一來一回，每次時延至少8ms，幾次下來，光是空中接口的時延就有十幾ms.為降低時延，物理幀的長度需進一步縮短，如果采用自適應重傳，來回時間每次應遠小于5ms.

　　在高可靠傳輸應用中，LTE對一般數據在空口誤塊率(FER)要求是初始傳輸為10%，經過幾次重傳后(當然增加了時延)，誤塊率如果低于1%即可。顯然這遠遠無法滿足99.999%可靠度的要求。為進一步改進系統性能，首先可以考慮使用新的信道編碼技術，在不明顯增大時延的條件下，把誤塊率降到十萬分之一。或者使用更有效的前向糾錯編碼技術(FEC)的低時延高可靠傳輸機制：通過犧牲速率(或帶寬)，可以極大降低信息重傳的概率，從而有效降低傳輸時延。

　　通過設計較短的連接建立信令流程及終端與網絡的身份鑒定方法可以進一步降低時延。

　　另外，采用跨信令棧的自適應路由機制，在低時延及高可靠性兩者之中進行適時的調整，優化網資源的使用，提高傳輸性能。增強MAC協議的業務保障能力與多業務資源合理分配功能，可以在可靠傳輸的前提下，進一步降低時延。

　　●網絡架構創新

　　反過來，車聯網對傳統網絡的演進也提出了新的挑戰。車聯網的無線空口具有短程特征，而且有短時延與高可靠度的需求，這導致無線蜂窩網的建網理念不能完全適用。無線基站并非合適的路邊站，導致很多現有設施難以被重復使用。如何利用已有的網絡設施，如何經濟地鋪設新的設施(光纖傳輸網/微波傳輸網/光纖接入網/IP網/傳統電話網等)是建立智能交通基礎設施必須考慮的實際問題。減少基礎設施的投資和提高已有設備的復用能力，需要新的組網技術、網絡實現技術和網絡管理技術。軟件控制網絡(SDN)和虛擬網絡(NFV)技術必將在這里得到恰當的應用和進一步的發展。網絡架構需要進一步扁平化和虛擬化，通過優化端到端數據傳輸路徑，從而減小數據傳輸經過的網絡設備，從而降低數據傳輸時延;通過優化數據傳輸路徑，保證數據動態選擇可靠性最優路徑進行傳輸，從而提高通信的可靠性。

　　●車聯網也是D2D和MTC的一個典型應用

　　車聯網也可以看成是終端直通通信(D2D)的一種應用，每一個車載單元與附近其他車輛上的車載單元進行直接的通信。因為無需通過基站或者路邊單元的轉發，車輛之間通信的延時可以大大降低，傳輸速率也可提高，尤其當車輛距離較近時。D2D的未來技術，例如，基站可控的直通通信、終端間的互發現、基于分布式調度的移動臨時網絡等，都可以運用到車聯網當中。車聯網還可以看成機器間通信(MTC)的一種應用，也會有大量終端(這里即車載單元)存在于系統當中，需要系統的維護和支持，小的控制信令包不斷，系統負擔很大。而在交通擁堵時，同時會有很多車載單元競爭接入，對系統帶來巨大的沖擊。因此，未來MTC的技術發展，尤其在控制信令優化和“接入風暴”處理方面的創新將會極大地提高車聯網的性能。

　　智能交通系統是一項前途廣闊的新技術領域，是通信和信息技術的新的應用領域。不同于傳統技術，智能交通是一個跨行業、跨技術領域、跨國界的巨大的系統工程。完成這一工程，需要車輛制造行業、公路建造管理部門、城市建筑規劃部門、通信設備廠商和網絡公路運營部門的合作，共同開發完善這一技術，使之走向成熟，形成新的產業鏈和商業模式。

　　作為智能交通的關鍵技術，V2X技術有很大的提升余地和創新空間。本文對V2X技術現狀和未來技術發展方向做了初步的展望，相信在未來5G時代，相關的技術創新將把V2X產業應用帶到一個新高度，智能交通大系統將會在不久的將來成為現實。