車載無線通訊技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

摘要：車載無線通訊技術(shù)是現(xiàn)代電子汽車的重要組成之一，簡要介紹了車載無線通訊技術(shù)及其構(gòu)成，闡述了其應(yīng)用模式，分析了車載無線通訊的傳輸技術(shù)，并對(duì)車載無線通訊技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：車載；無線通訊技術(shù)；車載網(wǎng)絡(luò)；安全

O 引言
在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和市場巨大需求的背景下，汽車已經(jīng)不再是簡單的代步工具，而是集安全、環(huán)保、舒適、娛樂、辦公及服務(wù)于一體的電子化汽車。隨著現(xiàn)代電子科技、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，遠(yuǎn)程通信和信息系統(tǒng)逐步進(jìn)入汽車，汽車功能開始向多樣化、集成化趨勢發(fā)展，這就進(jìn)一步提高了對(duì)車內(nèi)信息傳輸和通訊的要求。而當(dāng)前通過線束構(gòu)成物理連接這一傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式已經(jīng)不能滿足車載通訊網(wǎng)絡(luò)需求，車載無線通訊技術(shù)作為其有效的補(bǔ)充者、乃至替代者的出現(xiàn)成為必然。
車載無線通訊技術(shù)是將汽車技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通訊技術(shù)緊密結(jié)合，整合各種不同的應(yīng)用系統(tǒng)而產(chǎn)生的一種新型技術(shù)，主要實(shí)現(xiàn)汽車狀況實(shí)時(shí)檢測、車內(nèi)無線移動(dòng)辦公、GPS全球定位、汽車行駛導(dǎo)航、車輛指揮調(diào)度、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、車內(nèi)娛樂等功能。
車載無線通訊技術(shù)的應(yīng)用最早可追溯到20世紀(jì)80年代，但時(shí)至今日，這一技術(shù)才順著市場對(duì)于車載功能的多樣化和集成化的需求而全面發(fā)展。

l 車載無線通訊技術(shù)的構(gòu)成
車載無線通訊技術(shù)由車載導(dǎo)航模塊、車載無線通信模塊、安全報(bào)警模塊、行車狀態(tài)記錄模塊、多媒體播放模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、語音識(shí)別模塊、地理信息系統(tǒng)模塊八部分組成。所有的數(shù)據(jù)都通過車載信息中心進(jìn)行處理、協(xié)調(diào)，并作出正確的反應(yīng)。圖l為車載無線通訊技術(shù)的構(gòu)成。

2 車載無線通訊技術(shù)的模式
車載無線通訊的模式按照通訊距離長短可以分為車內(nèi)通訊、車外通訊、車路通訊及車間通訊等四類。
2．1 車內(nèi)通訊
車內(nèi)通訊的通訊距離為數(shù)十米之內(nèi)，涵蓋的范圍是車輛內(nèi)部空間，主要采用無線傳輸方式，傳輸速度快、抗噪聲性能強(qiáng)，多被應(yīng)用于語音通話及設(shè)備接口。目前采用比較成熟的藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth)。
2. 2 車外通訊
車外通訊是指車輛與外部通訊設(shè)備進(jìn)行信息資源交換的應(yīng)用，其所覆蓋的通訊范圍是四類模式中最長的，有效距離可達(dá)數(shù)百公里。車外通訊主要用于GPS全球定位、汽車行駛導(dǎo)航等。車外通訊技術(shù)要求在高速移動(dòng)的狀態(tài)下也能可靠傳輸，所以目前主要采用2G、2．5G、3G、3．5G蜂窩系統(tǒng)以及全球定位系統(tǒng)(Global Positicming Syslem，GPS)等技術(shù)。
2．3 車路通訊
車路通訊是指車輛與外部設(shè)施(如交通標(biāo)識(shí)等)的無線通訊，如自動(dòng)電子收費(fèi)系統(tǒng)、車輛指揮調(diào)度、環(huán)境參數(shù)采集等。目前采用的技術(shù)主要有：微波、紅外技術(shù)、專用短程通信(Dedicated Short Range Communications，DSRC)等。
2．4 車間通訊
車間通訊應(yīng)用于多動(dòng)點(diǎn)之間的雙向傳輸，主要應(yīng)用于車輛安全、防撞等意外的及時(shí)提醒與防止，所以，車間通訊對(duì)安全性和實(shí)時(shí)性的需求都很高。目前采用的技術(shù)有微波、紅外技術(shù)、專用短程通信等。
車路通訊與車間通訊其實(shí)是同一技術(shù)的兩種不同應(yīng)用模式，通訊距離大約介于數(shù)百公尺到一公里左右的范圍。

3 車載無線通訊采用的技術(shù)分析
隨著電子技術(shù)的發(fā)展和消費(fèi)群體的要求，更高頻段無線通信技術(shù)也開始叩響車載無線通訊的大門。
超寬帶(Ultra Wideband，UWB技術(shù)以其傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展起來，目前成為藍(lán)牙技術(shù)的有力競爭技術(shù)。有望在未來的汽車內(nèi)得到應(yīng)用。
WiMAX是一項(xiàng)新興技術(shù)，能夠?yàn)楦咚贁?shù)據(jù)應(yīng)用提供更出色的移動(dòng)性。憑借這一特點(diǎn)，有望應(yīng)用于車外通訊系統(tǒng)中。Wi―Fi是最早期的高速無線數(shù)據(jù)技術(shù)之一，它在距離無線接入點(diǎn)設(shè)備100米的范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)高速連接。預(yù)測將會(huì)在車路通訊中占有一席之地。甚至一些最新的平臺(tái)能夠支持多個(gè)Wi―Fi標(biāo)準(zhǔn)(如802．11a、b、g)，從而支持?jǐn)?shù)個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)之間的兼容性。

DSRC已經(jīng)在電子收費(fèi)系統(tǒng)(Eelectronic To11 Collection System，ETC)上得到應(yīng)用，今后可能會(huì)在支線匯合至主干線、交叉點(diǎn)、丁字路口時(shí)為車輛提供相關(guān)道路的交通信息。
表1列出了四種模式下各種車載無線通訊技術(shù)的比較。

4 車載無線通訊技術(shù)的發(fā)展前景
車載無線通訊技術(shù)近幾年得到了快速發(fā)展，這是因?yàn)殡S著汽車電子技術(shù)的進(jìn)步，無線通訊技術(shù)也在迅速發(fā)展，同時(shí)車載無線通訊技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈比較完善，包括芯片、車載單元、數(shù)據(jù)供應(yīng)商等等。
未來車載無線通訊技術(shù)在未來將會(huì)得到全方位提升和發(fā)展，以保證車輛安全順暢運(yùn)行，同時(shí)讓駕駛員享受到電子科技帶來的便利和舒適。
(1)藍(lán)牙技術(shù)將替代DVD播放器、立體聲耳機(jī)等現(xiàn)有后坐娛樂系統(tǒng)所需要的線纜和紅外線技術(shù)，從而免除線纜容易纏繞、紅外線易受陽光影響等存在的問題。而且，藍(lán)牙技術(shù)將支持無線汽車通信，如使用遙控鑰匙打開車門、與車內(nèi)檢測系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)等。
(2)汽車與外部通訊設(shè)備的無線通訊和數(shù)據(jù)交換，如別的車輛信息、道通交通信息等，車輛通過收集外部信息，從而了解前方道路上的障礙物、交叉點(diǎn)(特別是無紅綠燈的交叉點(diǎn)等)有無與自身可能相撞的車輛、行人等，防止與前車追尾，降低進(jìn)入彎道時(shí)的危險(xiǎn)車速。
(3)汽車與外部設(shè)施的無線通訊，如路標(biāo)提示系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)等，車輛通過自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和無線通訊技術(shù)和的應(yīng)用，將自動(dòng)接收交通信息和提示，對(duì)車輛的行駛做出調(diào)整，保障車輛安全行車。
(4)新型汽車嵌入式技術(shù)的集成度越來越高，將進(jìn)一步增強(qiáng)車載無線通訊技術(shù)的實(shí)時(shí)性、可靠性和網(wǎng)絡(luò)通信的能力。
(5)車載無線通訊技術(shù)并不會(huì)像電子產(chǎn)品那樣立即采用最先進(jìn)的技術(shù)，可能會(huì)滯后3～5年的時(shí)間。其原因除成本高之外，還有：可靠性――車載無線通訊系統(tǒng)一般要能使用10年以上而不需維護(hù)，因此，在應(yīng)用前必須先證明其可靠性；工作環(huán)境――汽車上惡劣的工作環(huán)境對(duì)電子系統(tǒng)提出了比辦公計(jì)算機(jī)更高的要求；產(chǎn)品開發(fā)周期――汽車的開發(fā)時(shí)間通常為3～5年，這一周期也會(huì)延緩新技術(shù)的應(yīng)用。
車載無線通訊的發(fā)展同時(shí)離不開交通設(shè)施、交通信息廣播等的建設(shè)與完善，所以需要政府加大對(duì)交通設(shè)施、汽車計(jì)算平臺(tái)以及相應(yīng)電子設(shè)備的投資，并盡快實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用市場。

5 總結(jié)
目前車載無線通訊技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還停留在較為基礎(chǔ)的領(lǐng)域。但隨著汽車消費(fèi)者對(duì)于車輛安全性、舒適性、可辦公等方面的不斷追求，車載無線通訊技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛目深入。