車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

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

O 引言
    在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)巨大需求的背景下，汽車(chē)已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的代步工具，而是集安全、環(huán)保、舒適、娛樂(lè)、辦公及服務(wù)于一體的電子化汽車(chē)。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(chē)，汽車(chē)功能開(kāi)始向多樣化、集成化趨勢(shì)發(fā)展，這就進(jìn)一步提高了對(duì)車(chē)內(nèi)信息傳輸和通訊的要求。而當(dāng)前通過(guò)線(xiàn)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(mǎn)足車(chē)載通訊網(wǎng)絡(luò)需求，車(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)是將汽車(chē)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)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(chē)狀況實(shí)時(shí)檢測(cè)、車(chē)內(nèi)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)辦公、GPS全球定位、汽車(chē)行駛導(dǎo)航、車(chē)輛指揮調(diào)度、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、車(chē)內(nèi)娛樂(lè)等功能。
    車(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chǎng)對(duì)于車(chē)載功能的多樣化和集成化的需求而全面發(fā)展。

l 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的構(gòu)成
    車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)由車(chē)載導(dǎo)航模塊、車(chē)載無(wú)線(xiàn)通信模塊、安全報(bào)警模塊、行車(chē)狀態(tài)記錄模塊、多媒體播放模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、語(yǔ)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(guò)車(chē)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(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的構(gòu)成。

2 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的模式
    車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的模式按照通訊距離長(zhǎng)短可以分為車(chē)內(nèi)通訊、車(chē)外通訊、車(chē)路通訊及車(chē)間通訊等四類(lèi)。
2．1 車(chē)內(nèi)通訊
    車(chē)內(nèi)通訊的通訊距離為數(shù)十米之內(nèi)，涵蓋的范圍是車(chē)輛內(nèi)部空間，主要采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式，傳輸速度快、抗噪聲性能強(qiáng)，多被應(yīng)用于語(yǔ)音通話(huà)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(chē)外通訊
    車(chē)外通訊是指車(chē)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(lèi)模式中最長(zhǎng)的，有效距離可達(dá)數(shù)百公里。車(chē)外通訊主要用于GPS全球定位、汽車(chē)行駛導(dǎo)航等。車(chē)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(chē)路通訊
    車(chē)路通訊是指車(chē)輛與外部設(shè)施(如交通標(biāo)識(shí)等)的無(wú)線(xiàn)通訊，如自動(dòng)電子收費(fèi)系統(tǒng)、車(chē)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(zhuān)用短程通信(Dedicated Short Range Communications，DSRC)等。
2．4 車(chē)間通訊
    車(chē)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(chē)輛安全、防撞等意外的及時(shí)提醒與防止，所以，車(chē)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(zhuān)用短程通信等。
    車(chē)路通訊與車(chē)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(chē)載無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也開(kāi)始叩響車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的大門(mén)。
    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(lái)，目前成為藍(lán)牙技術(shù)的有力競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。有望在未來(lái)的汽車(chē)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(chē)外通訊系統(tǒng)中。Wi—Fi是最早期的高速無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)技術(shù)之一，它在距離無(wú)線(xiàn)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(cè)將會(huì)在車(chē)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(wú)線(xiàn)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(xiàn)匯合至主干線(xiàn)、交叉點(diǎn)、丁字路口時(shí)為車(chē)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(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的比較。

4 車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的發(fā)展前景
    車(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chē)電子技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)也在迅速發(fā)展，同時(shí)車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈比較完善，包括芯片、車(chē)載單元、數(shù)據(jù)供應(yīng)商等等。
    未來(lái)車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)在未來(lái)將會(huì)得到全方位提升和發(fā)展，以保證車(chē)輛安全順暢運(yùn)行，同時(shí)讓駕駛員享受到電子科技帶來(lái)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(lè)系統(tǒng)所需要的線(xiàn)纜和紅外線(xiàn)技術(shù)，從而免除線(xiàn)纜容易纏繞、紅外線(xiàn)易受陽(yáng)光影響等存在的問(wèn)題。而且，藍(lán)牙技術(shù)將支持無(wú)線(xiàn)汽車(chē)通信，如使用遙控鑰匙打開(kāi)車(chē)門(mén)、與車(chē)內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)等。
    (2)汽車(chē)與外部通訊設(shè)備的無(wú)線(xiàn)通訊和數(shù)據(jù)交換，如別的車(chē)輛信息、道通交通信息等，車(chē)輛通過(guò)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(wú)紅綠燈的交叉點(diǎn)等)有無(wú)與自身可能相撞的車(chē)輛、行人等，防止與前車(chē)追尾，降低進(jìn)入彎道時(shí)的危險(xiǎn)車(chē)速。
    (3)汽車(chē)與外部設(shè)施的無(wú)線(xiàn)通訊，如路標(biāo)提示系統(tǒng)、電子收費(fèi)系統(tǒng)等，車(chē)輛通過(guò)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和無(wú)線(xiàn)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(chē)輛的行駛做出調(diào)整，保障車(chē)輛安全行車(chē)。
    (4)新型汽車(chē)嵌入式技術(shù)的集成度越來(lái)越高，將進(jìn)一步增強(qiáng)車(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chē)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(kāi)發(fā)周期——汽車(chē)的開(kāi)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(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊的發(fā)展同時(shí)離不開(kāi)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(chē)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(chǎng)。

5 總結(jié)
    目前車(chē)載無(wú)線(xiàn)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(chē)消費(fèi)者對(duì)于車(chē)輛安全性、舒適性、可辦公等方面的不斷追求，車(chē)載無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛目深入。