车载无线通讯技术的应用及发展前景

摘要：车载无线通讯技术是现代电子汽车的重要组成之一，简要介绍了车载无线通讯技术及其构成，阐述了其应用模式，分析了车载无线通讯的传输技术，并对车载无线通讯技术的发展前景进行了展望。
关键词：车载；无线通讯技术；车载网络；安全

O 引言
    在科学技术进步和市场巨大需求的背景下，汽车已经不再是简单的代步工具，而是集安全、环保、舒适、娱乐、办公及服务于一体的电子化汽车。随着现代电子科技、计算机技术和通信技术的飞速发展，远程通信和信息系统逐步进入汽车，汽车功能开始向多样化、集成化趋势发展，这就进一步提高了对车内信息传输和通讯的要求。而当前通过线束构成物理连接这一传统网络构建方式已经不能满足车载通讯网络需求，车载无线通讯技术作为其有效的补充者、乃至替代者的出现成为必然。
    车载无线通讯技术是将汽车技术、电子技术、计算机技术、无线通讯技术紧密结合，整合各种不同的应用系统而产生的一种新型技术，主要实现汽车状况实时检测、车内无线移动办公、GPS全球定位、汽车行驶导航、车辆指挥调度、环境数据采集、车内娱乐等功能。
    车载无线通讯技术的应用最早可追溯到20世纪80年代，但时至今日，这一技术才顺着市场对于车载功能的多样化和集成化的需求而全面发展。

l 车载无线通讯技术的构成
    车载无线通讯技术由车载导航模块、车载无线通信模块、安全报警模块、行车状态记录模块、多媒体播放模块、数据采集模块、语音识别模块、地理信息系统模块八部分组成。所有的数据都通过车载信息中心进行处理、协调，并作出正确的反应。图l为车载无线通讯技术的构成。

2 车载无线通讯技术的模式
    车载无线通讯的模式按照通讯距离长短可以分为车内通讯、车外通讯、车路通讯及车间通讯等四类。
2．1 车内通讯
    车内通讯的通讯距离为数十米之内，涵盖的范围是车辆内部空间，主要采用无线传输方式，传输速度快、抗噪声性能强，多被应用于语音通话及设备接口。目前采用比较成熟的蓝牙技术(Bluetooth)。
2. 2 车外通讯
    车外通讯是指车辆与外部通讯设备进行信息资源交换的应用，其所覆盖的通讯范围是四类模式中最长的，有效距离可达数百公里。车外通讯主要用于GPS全球定位、汽车行驶导航等。车外通讯技术要求在高速移动的状态下也能可靠传输，所以目前主要采用2G、2．5G、3G、3．5G蜂窝系统以及全球定位系统(Global Positicming Syslem，GPS)等技术。
2．3 车路通讯
    车路通讯是指车辆与外部设施(如交通标识等)的无线通讯，如自动电子收费系统、车辆指挥调度、环境参数采集等。目前采用的技术主要有：微波、红外技术、专用短程通信(Dedicated Short Range Communications，DSRC)等。
2．4 车间通讯
    车间通讯应用于多动点之间的双向传输，主要应用于车辆安全、防撞等意外的及时提醒与防止，所以，车间通讯对安全性和实时性的需求都很高。目前采用的技术有微波、红外技术、专用短程通信等。
    车路通讯与车间通讯其实是同一技术的两种不同应用模式，通讯距离大约介于数百公尺到一公里左右的范围。

3 车载无线通讯采用的技术分析
    随着电子技术的发展和消费群体的要求，更高频段无线通信技术也开始叩响车载无线通讯的大门。
    超宽带(Ultra Wideband，UWB技术以其传输速率高、抗干扰能力强、保密性好等优点迅速发展起来，目前成为蓝牙技术的有力竞争技术。有望在未来的汽车内得到应用。
    WiMAX是一项新兴技术，能够为高速数据应用提供更出色的移动性。凭借这一特点，有望应用于车外通讯系统中。Wi—Fi是最早期的高速无线数据技术之一，它在距离无线接入点设备100米的范围内可以实现高速连接。预测将会在车路通讯中占有一席之地。甚至一些最新的平台能够支持多个Wi—Fi标准(如802．11a、b、g)，从而支持数个无线网络之间的兼容性。

    DSRC已经在电子收费系统(Eelectronic To11 Collection System，ETC)上得到应用，今后可能会在支线汇合至主干线、交叉点、丁字路口时为车辆提供相关道路的交通信息。
    表1列出了四种模式下各种车载无线通讯技术的比较。

4 车载无线通讯技术的发展前景
    车载无线通讯技术近几年得到了快速发展，这是因为随着汽车电子技术的进步，无线通讯技术也在迅速发展，同时车载无线通讯技术的产业链比较完善，包括芯片、车载单元、数据供应商等等。
    未来车载无线通讯技术在未来将会得到全方位提升和发展，以保证车辆安全顺畅运行，同时让驾驶员享受到电子科技带来的便利和舒适。
    (1)蓝牙技术将替代DVD播放器、立体声耳机等现有后坐娱乐系统所需要的线缆和红外线技术，从而免除线缆容易缠绕、红外线易受阳光影响等存在的问题。而且，蓝牙技术将支持无线汽车通信，如使用遥控钥匙打开车门、与车内检测系统交换数据等。
    (2)汽车与外部通讯设备的无线通讯和数据交换，如别的车辆信息、道通交通信息等，车辆通过收集外部信息，从而了解前方道路上的障碍物、交叉点(特别是无红绿灯的交叉点等)有无与自身可能相撞的车辆、行人等，防止与前车追尾，降低进入弯道时的危险车速。
    (3)汽车与外部设施的无线通讯，如路标提示系统、电子收费系统等，车辆通过自动识别技术和无线通讯技术和的应用，将自动接收交通信息和提示，对车辆的行驶做出调整，保障车辆安全行车。
    (4)新型汽车嵌入式技术的集成度越来越高，将进一步增强车载无线通讯技术的实时性、可靠性和网络通信的能力。
    (5)车载无线通讯技术并不会像电子产品那样立即采用最先进的技术，可能会滞后3～5年的时间。其原因除成本高之外，还有：可靠性——车载无线通讯系统一般要能使用10年以上而不需维护，因此，在应用前必须先证明其可靠性；工作环境——汽车上恶劣的工作环境对电子系统提出了比办公计算机更高的要求；产品开发周期——汽车的开发时间通常为3～5年，这一周期也会延缓新技术的应用。
    车载无线通讯的发展同时离不开交通设施、交通信息广播等的建设与完善，所以需要政府加大对交通设施、汽车计算平台以及相应电子设备的投资，并尽快实现从实验室走向实际应用市场。

5 总结
    目前车载无线通讯技术的实际应用还停留在较为基础的领域。但随着汽车消费者对于车辆安全性、舒适性、可办公等方面的不断追求，车载无线通讯技术的应用将更为广泛目深入。