車載自組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)綜述

摘要車載自組織網(wǎng)絡(luò)(VANET：vehicularadhocnetworks)是由車載節(jié)點、路邊通信基本設(shè)施和服務(wù)器構(gòu)成自組織無線多跳網(wǎng)絡(luò)。與老式基本設(shè)施網(wǎng)絡(luò)相比，車載自組織網(wǎng)絡(luò)具備成本低、容易布置和操作優(yōu)勢。此外從技術(shù)角度來看，車載自組織網(wǎng)絡(luò)可以以便地為臨近車輛建立實時或者非實時短距離通信。車載自組網(wǎng)可以通過車輛信息（如車速、位置和方向等）以及路況信息（如擁塞狀況、交通批示燈信息和道路實時狀態(tài)等）交互，提高車輛通行效率及安全性。車載自組網(wǎng)重要應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)中安全預(yù)警、協(xié)助駕駛、分布式交通信息發(fā)布、基于通信車輛控制及辦公與娛樂化等方面。本文重要從車載自組織網(wǎng)絡(luò)背景、構(gòu)造簡介、重難點和研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ANET進行綜述。核心詞：VANET車載通信路由合同目錄TOC\o"3-3"\h\z\t"1級標(biāo)題,1,二級標(biāo)題,2,3級標(biāo)題,3"一、背景及意義 41.1研究背景 41.1.1國際動態(tài) 41.1.2國內(nèi)動態(tài) 41.2研究意義 41.2.1減少事故率 41.2.2提高交通系統(tǒng)效率 41.2.3開發(fā)跨領(lǐng)域應(yīng)用 4二、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造與通信方式 52.1車載自組網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造 52.2車載自組網(wǎng)通信方式 5三、路由合同[5] 63.1單播路由合同 73.1.1平面路由合同 73.1.2基于分簇路由合同 73.2廣播路由合同 83.3地理組播路由合同 83.4路由合同小結(jié) 8四、車載自組織網(wǎng)絡(luò)有關(guān)技術(shù)[7] 84.1物理層原則 84.2MAC層[9] 9五、車載自組網(wǎng)絡(luò)特點及研究難點 105.1車載自組網(wǎng)特點 105.1.1長處 105.1.2缺陷 105.2研究難點 11六、應(yīng)用領(lǐng)域[10] 116.1積極安全應(yīng)用 126.2公共安全應(yīng)用 126.3改進駕駛應(yīng)用 126.4電子商務(wù)與移動娛樂應(yīng)用 12七、結(jié)語 13八、參照文獻 13背景及意義研究背景隨著機動車廣泛發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速。其中，作為車聯(lián)網(wǎng)一種分支，車載自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)引起世界各國研究機構(gòu)和科研人員密切關(guān)注。國際動態(tài),美國聯(lián)邦通信委員會專門為車輛間通信劃分了一種專用頻段。在該年汽車通信原則化會議上，各國專家提出車用自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有望將交通事故帶來損失減少50％。~，MobiCom專門召開了3次專項研討會討論VANET。,歐洲成立了車輛間通信聯(lián)盟(Car2Carcommunicationconsortium)。日本也通過了兩個車輛間通信原則。詳細研究項目有歐洲多國合伙開展Fleenet項目、德國“NetworkonWheels”、日本JSK領(lǐng)導(dǎo)“AssociationofElectronicTechnologyforAutomobileTrafficandDriving”，“GroupCooperativeDriving”、美國VII、美國馬里蘭州立大學(xué)TrafficView項目、法國各種研究機構(gòu)合伙開展CIVIC等。國內(nèi)動態(tài)在國內(nèi)，某些研究機構(gòu)和大學(xué)對車載自組網(wǎng)MAC合同進行了研究，但是更多是在軍事領(lǐng)域進行研究。解放軍信息工程大學(xué)提出了一種移動自組織絡(luò)新型MAC合同BR-TDMA,該合同采用分布式控制，支持分組突發(fā)業(yè)務(wù)和資源預(yù)留實時業(yè)務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不敏感，較好地解決了隱藏、暴露終端等問題。鄭州解放軍信息工程大學(xué)提出了一種新型用于自組網(wǎng)車載通信系統(tǒng)MAC合同CCR-ALOHA。該合同采用競爭與預(yù)約相結(jié)合分派方式，并將用于預(yù)約控制時隙和業(yè)務(wù)時隙相分離，可以提供可靠單跳廣播信道和高效多跳廣播服務(wù)，平時分組時延較小，具備較好可擴展性。當(dāng)前，VANET研究重要涉及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，\o"物理層"物理層技術(shù)，\o"媒體"媒體訪問\o"機制"機制，路由合同，安全技術(shù)等。研究意義減少事故率車載自組網(wǎng)通過提供車輛之間通信從而實現(xiàn)信息共享。它創(chuàng)造性地將自組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于車輛間通信，使司機可以在超視距范疇捏獲得其她車輛狀況信息和實時路況信息。通過車輛信息（如車速、加速度、位置和方向等）以及路況信息（如交通擁塞狀況、交通批示燈信息和道路實時狀態(tài)等）交互，提高車輛通行效率及安全性[1]。提高交通系統(tǒng)效率隨著車載自組織網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，越來越多車輛會具備通信和信息解決能力，這使分布式交通控制成為也許。車輛可以通過度布式協(xié)調(diào)、同步等，實現(xiàn)對道路資源合理分派，從而控制車輛安全、高效地行駛，大大推動智能交通系統(tǒng)發(fā)展［2］。開發(fā)跨領(lǐng)域應(yīng)用當(dāng)前,商業(yè)與娛樂是無線通信應(yīng)用最多領(lǐng)域,該領(lǐng)域應(yīng)用關(guān)注客戶消息傳播、車輛自動化或電子支付業(yè)務(wù),如下載音樂、車隊管理、車輛自身程序、電子付款、停車收費或道路不斷車收費等。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造與通信方式車載自組網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造車載自組網(wǎng)構(gòu)成某些：車、設(shè)施（涉及路邊基站、信號燈等）、衛(wèi)星（提供GPS定位服務(wù)）、互聯(lián)網(wǎng)（實現(xiàn)布置功能）等。圖1顯示了車載自組網(wǎng)模型示意[3]：圖SEQ圖\*ARABIC1：車載網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造圖 衛(wèi)星通信系統(tǒng)分別為車載自組網(wǎng)提供全球定位服務(wù)(GPS，globalpositioningsystem)和數(shù)字多媒體服務(wù)(DMB，digitalmultimediabroad—casting)。車與車通信使車輛之間可以通過多跳方式進行自動互聯(lián)，這好比車與車之間可以像人同樣互相交談，起到提高車輛運營安全和疏導(dǎo)交通流量等作用。車載自組網(wǎng)除了可以單獨組網(wǎng)實現(xiàn)局部通信外，還可以通過路燈、加油站等作為接入點網(wǎng)關(guān)(gateway)，連接到其她固定或移動通信網(wǎng)絡(luò)上，提供更為豐富娛樂、車內(nèi)辦公等服務(wù)。 VANET網(wǎng)絡(luò)也許被通信運營商、內(nèi)容服務(wù)商、政府機構(gòu)布置，或者由她們聯(lián)合布置，構(gòu)成一種混合架構(gòu)無線通信網(wǎng)絡(luò)。依照歐洲車載通信聯(lián)盟（C2C-CC）定義，VANET架構(gòu)已被拓展到更廣泛范疇，分為車內(nèi)通信（In-vehicledomain）、車間通信（Ad-hocdomain）和車路通信（Infrastructuredomain）三個域。車內(nèi)通信（In-vehicle）是車載單元（OBU）與顧客終端之間通信，顧客終端可以是某種詳細設(shè)備，也可以是集成于OBU虛擬模塊，連接方式可以有線或無線。車間通信（Ad-hocdomain）涉及OBU之間通信（V2V）以及OBU與RSU之間通信（V2R），通信方式可以是單跳也可以是多跳。車路通信（Infrastructuredomain）是OBU、RSU與基本設(shè)施之間通信，如Satellite、HotSpot、3G、4G等，完畢接入互聯(lián)網(wǎng)功能。對于RSU來說，連接可以是有線。車載自組網(wǎng)通信方式車載自組網(wǎng)是運營于道路上新型移動無線自組織網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)車與車（V2V，vehicletovehicle）和車與設(shè)施（V2R，vehicletoroadsidefacilities）間單跳或多跳無線通信。車載自組網(wǎng)基本思想是車輛與車輛或車輛與外界在一定通信范疇內(nèi)信息交互。如圖2所示，車輛在建立連接后，會自組織建立起一種暫時移動通信網(wǎng)絡(luò)。其中，車載終端設(shè)備既作為信息采集節(jié)點，又作為信息轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，即中繼節(jié)點，將其她車輛傳播過來信息以多跳方式傳播至后續(xù)車輛節(jié)點或者路邊信息手機設(shè)備。普通, 由于采用802.11系列合同，單個車輛節(jié)點單跳范疇只有幾百米，可以看作一種移動WLAN網(wǎng)絡(luò)[4]。圖SEQ圖\*ARABIC2：兩種通信方式路由合同[5]車載自組網(wǎng)路由合同研究是個熱門課題。由于車載自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲變化頻繁、鏈路不穩(wěn)定，路由技術(shù)是車載自組網(wǎng)技術(shù)重大挑戰(zhàn)之一。諸多研究機構(gòu)和公司對車載自組網(wǎng)路由算法進行了研究，并提出了許多車載自組網(wǎng)路由合同算法。這些算法大某些來自于移動自組網(wǎng)路由算法，但是又較好地解決了移動自組網(wǎng)路由算法無法合用于車載環(huán)境下缺陷。 路由合同是兩個通信實體間進行通信和信息交流原則。它分為路由建立、路由選取和路由維護三個某些。路由建立是指依照網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點信息而生成路由途徑；路由選取是依照需求和算法對已建立路由進行選?。宦酚删S護是指對選定路由途徑進行維護，在發(fā)生途徑斷裂狀況下，采用一定恢復(fù)方略進行路由恢復(fù)。路由選取算法是為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點尋找下一轉(zhuǎn)發(fā)途徑，成功將消息發(fā)送到目節(jié)點。它分為兩個環(huán)節(jié)：第一，為源節(jié)點選取到達目節(jié)點途徑，在不同節(jié)點運營路由選取算法并在節(jié)點間互換信息；第二，將消息發(fā)送到目節(jié)點，消息涉及每個節(jié)點存儲路由表和路由表動態(tài)更新。抱負路由算法應(yīng)當(dāng)具備精確、簡樸、自適應(yīng)和最優(yōu)特點。 總來說，車載自組網(wǎng)路由合同算法普通分為三種：單播路由算法、廣播路由算法和地理組播路由算法。其中單播路由算法是車載自組網(wǎng)路由合同算法中重要構(gòu)成某些，它是端到端路由，也就是點對點路由。它是以研究數(shù)據(jù)包如何從源節(jié)點到達目節(jié)點為目。本文著重簡介單播路由算法，單播路由算法應(yīng)用前景十分廣泛。廣播路由算法是一對多路由，源節(jié)點周邊都是目節(jié)點，源節(jié)點需要把數(shù)據(jù)包傳播到周邊所有節(jié)點。地理組播路由算法是將一定區(qū)域所有節(jié)點作為目節(jié)點，源節(jié)點需要將信息傳播到一定區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點，這個區(qū)域稱之為有關(guān)區(qū)域。單播路由合同單播路由合同可分為基于拓撲路由合同、基于地理位置路由合同和基于分簇路由合同三種。如果單播路由合同依照與否分級來分，可以分為平面路由合同和基于分簇路由合同。平面路由合同重要思想是車載自組網(wǎng)中節(jié)點沒有進行分級，節(jié)點間是平等，任何節(jié)點之間都可以直接互相通信。平面路由合同依照與否需要節(jié)點位置信息來選取路由途徑來分，可以分為基于拓撲路由合同和基于地理位置路由合同兩種。基于拓撲路由合同重要思想是依照網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造和鏈路信息來做出路由規(guī)劃，并不需要節(jié)點自身位置信息和移動速度信息。而基于地理位置路由合同則不需要路由表或存儲途徑，而是充分運用定位服務(wù)獲得位置信息和速度信息，為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)選出更好更有效路由途徑。這種路由合同可以更好適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大小和拓撲構(gòu)造變化?；诜执芈酚珊贤瑢⒐?jié)點分級節(jié)點分為簇首節(jié)點、普通節(jié)點和網(wǎng)關(guān)節(jié)點。在簇內(nèi)，普通節(jié)點只能與簇首節(jié)點進行通信，而簇與簇之間是通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點來通信?；诜执芈酚珊贤‖F(xiàn)重要是為了充分運用網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大規(guī)?；?。平面路由合同平面路由合同分為基于拓撲路由算法和基于地理位置路由算法。由于車載自組網(wǎng)可以看作是一種極其特殊移動自組網(wǎng)，因而移動自組網(wǎng)路由算法也可以應(yīng)用到車載自組網(wǎng)上。而基于拓撲路由算法恰恰是從移動自組網(wǎng)基于拓撲路由算法中演變過來。詳細有PRAODV算法、DAODV算法、PAODV算法、VPRP算法、ROMSGP算法。當(dāng)前，基于拓撲路由算法重要是依照典型基于拓撲路由算法和進行改進。由于定位系統(tǒng)普及，每個車輛節(jié)點都裝有，可以獲得節(jié)點位置和速度方向信息。在車載自組網(wǎng)中，車輛節(jié)點依照獲得地理位置信息進行路由規(guī)劃。由于基于地理位置路由算法在無線傳感網(wǎng)絡(luò)和移動自組網(wǎng)中都體現(xiàn)較好，研究機構(gòu)開始將它應(yīng)用到車載自組網(wǎng)中，徐徐地成為了車載自組網(wǎng)主流路由算法，甚至于在基于拓撲路由算法中都引入了位置和速度方向信息。詳細有基于地理位置貪婪路由算法GPSR、延時容忍路由算法、服務(wù)質(zhì)量路由算法?；诜执芈酚珊贤c平面路由算法不同，基于分簇路由算法能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模性，可以減少車載自組網(wǎng)控制開銷，具備較好發(fā)展前景。但是車載自組網(wǎng)中節(jié)點移動速度快，對簇形成和維護提出更高規(guī)定。因而如何將一群節(jié)點構(gòu)成一種個簇，設(shè)計出能適應(yīng)車載自組網(wǎng)高移動性分簇算法是核心。如圖3所示，它顯示了基于分簇路由合同基本構(gòu)造。其中，較大車作為簇頭節(jié)點，其她車輛為普通節(jié)點。圖SEQ圖\*ARABIC3：基于分簇路由合同基本構(gòu)造廣播路由合同在車載自組網(wǎng)中，有時候必要要用到廣播路由合同。它是車載自組網(wǎng)中基本操作，通過廣播形式將信息傳播到其她所有節(jié)點，例如交通狀況，天氣狀況和廣告等信息。在單播路由合同中，有也需要用廣播來傳送路由控制信息。在車載自組網(wǎng)中，運用廣播方式來傳播信息最重要是目節(jié)點位置信息傳遞。最簡樸廣播方式是采用泛洪，即每個節(jié)點收到廣播信息后再將其傳播給它所有鄰居節(jié)點，除了發(fā)送給它廣播信息那個節(jié)點。洪泛方式能保證每個節(jié)點都收到廣播信息，但是不可避免地會帶來信道沖突、廣播風(fēng)暴和很高開銷，故而泛洪方式只適合于小規(guī)模車載自組網(wǎng)。地理組播路由合同Geocast路由合同[6]是一種基于位置組播路由合同，它把數(shù)據(jù)包從源節(jié)點傳送到某個特定地理區(qū)域內(nèi)節(jié)點集。在車載自組網(wǎng)中，諸多應(yīng)用都需要這種位置輔助組播路由，特別是在交通安全領(lǐng)域，當(dāng)某車輛節(jié)點發(fā)生交通事故時，該算法將在區(qū)域內(nèi)發(fā)出事故警報，提示該區(qū)域車輛節(jié)點不要接近事故發(fā)生地，以免導(dǎo)致連環(huán)事故和交通堵塞。而不必要告知區(qū)域之外車輛節(jié)點，就不需要收到該組播信息。在此路由算法中，只要車輛節(jié)點進入?yún)^(qū)域，就意味著它加入了組播組。同理，一旦駛出該區(qū)域，則表達它退出了組播組。多數(shù)位置輔助組播路由都是通過定向泛洪發(fā)送組播信息，即通過定義轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域和限制轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)泛洪傳播，用來減少由于泛洪引起控制開銷和信道沖突。尚有一種解決辦法是通過單播路由把數(shù)據(jù)包傳送到目的區(qū)域，而在目的區(qū)域內(nèi)再使用泛洪方式。路由合同小結(jié)在車載自組網(wǎng)中，路由合同是核心技術(shù)之一。通過對各種路由合同分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計出一種萬能路由合同是不實際。在不同應(yīng)用環(huán)境下，需要不同車載自組網(wǎng)路由合同。對于大規(guī)模性車載自組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化頻繁，它合同要可以對拓撲變化具備高度適應(yīng)性，并且具備良好可擴展性。對于節(jié)點移動速度快，對時延規(guī)定較高車載自組網(wǎng)，它合同必要要保證低時延。因此，依照詳細應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造出適合路由合同才是車載自組網(wǎng)路由合同設(shè)計核心，也是難點。隨著設(shè)備普及，車輛節(jié)點都可以獲得自己位置信息和移動速度信息，因此當(dāng)前合同都將位置信息和移動速度信息作為下一跳選取度量因素，基于地理位置路由算法成為了車載自組網(wǎng)路由合同主流。車載自組網(wǎng)路由合同研究還在發(fā)展中，隨著研究進一步，更多路由算法被提出，更多解決方案被實現(xiàn)。車載自組織網(wǎng)絡(luò)有關(guān)技術(shù)[7]物理層原則車載自組網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在高速移動中進行通信,因此需要一種穩(wěn)健頻道以及良好信號,以適應(yīng)車載自組網(wǎng)需求可以支持高速率傳播以及多跳傳播,保證明時信息、地傳送對于信號延遲要減少到最小,并且要保證信息傳送實時性必要與鏈路層一合同接口匹配。當(dāng)前世界上應(yīng)用于車載網(wǎng)物理技術(shù)重要有:802.11b（Wi-Fi:無線保真技術(shù)）和UTRA-TDD（TD-CDMA：時分碼分多址技術(shù)）。相比之下，802.11b應(yīng)用比較簡樸、價格便宜,但是性能上要遠遜于UTRA-TDD。參數(shù)比較如表1[8]。表SEQ表\*ARABIC1：802.11b和UTRA-TDD對比示意圖國內(nèi)普通使用GSM移動通信技術(shù),A-GSM是公司資助研究支持自組織技術(shù)移動通信技術(shù),重要針對GSM系統(tǒng)中移動臺中繼技術(shù)進行研究,以此來增大GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋半徑。因此GSM技術(shù)也可以嘗試性地應(yīng)用于車載網(wǎng)中。美國和日本專用于車載自組網(wǎng)系統(tǒng)DSRC原則（DedicatedShortRangeCommunication：專用短距離通信技術(shù)），，美國FCC專門為車載網(wǎng)系統(tǒng)通信分派了75MHz信道。MAC層[9]MAC層向網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點提供了物理尋址和信道接入控制，為上層提供迅速、可靠報文傳播支持。特別在無線網(wǎng)絡(luò)中，MAC合同能否有效地運用無線信道有限帶寬，將對無線網(wǎng)絡(luò)性能起著決定性作用。對于VANET，MAC層除了考慮接入公平性、隱藏終端、暴露終端等AdHoc網(wǎng)絡(luò)普遍問題外，還需考慮如下特殊因素：移動自適應(yīng)拓撲變化、不同類別應(yīng)用優(yōu)先級、低傳播延時、可靠傳播等。初期關(guān)于VANETMAC層合同研究重要基于對老式AdHoc網(wǎng)絡(luò)MAC合同改進，以合用于高速移動VANET。例如，IEEE802.11DCF[17]合同，基于CSMA/CA，以較小RTS/CTS分組交互，分派較大無線資源，從而提高無線資源運用率，但IEEE802.11DCF不能較好支持實時業(yè)務(wù)；AdHocMAC[18]合同，通過TDMA機制為每個終端預(yù)留時隙，為VANET提供了較好QoS保證，但AdHocMAC合同不能有效地運用信道，且通信范疇內(nèi)節(jié)點數(shù)目受限制；D-MAC合同(directionalMAC，定向天線MAC合同)[19]是基于IEEE802.11提出，每個終端通過GPS懂得自己和鄰終端地理位置，在相鄰平行運營車輛中，定向天線有助于減少傳播干擾和沖突，但其復(fù)雜性以及其昂貴設(shè)施給實現(xiàn)帶來了困難。近幾年，關(guān)于VANETMAC層合同研究較多，且提出了某些專門為車載環(huán)境下無線接入設(shè)計MAC層新合同，大大改進了VANET無線接入控制性能，提高了通信可靠性，減少了傳播延時。車載自組網(wǎng)絡(luò)特點及研究難點車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)作為一種特殊移動AdHoc網(wǎng)絡(luò)，除了具備普通AdHoc網(wǎng)絡(luò)某些共性外，還具備普通AdHoc網(wǎng)絡(luò)所不具備特性。正是這些特性給設(shè)計車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)路由層提出了新挑戰(zhàn)。車載自組網(wǎng)特點長處擁有豐富外部輔助信息隨著GPS（全球定位系統(tǒng)，GlobalPositioningSystem）和GIS（地理信息系統(tǒng)，GeographicInformationSystem）普及,車載自組網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不但可以獲得自身位置信息,還可以得到所在區(qū)域地理信息。GPS可覺得節(jié)點提供精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)時鐘信息，利于車輛獲取自身位置信息和進行時鐘同步。GPS和電子地圖相結(jié)合，運用途徑規(guī)劃功能，將使車載自組網(wǎng)絡(luò)由方略實現(xiàn)變得更為簡樸。無能量約束網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點可以使用車輛電池作為電源,因此,車載自組網(wǎng)不像其她移動自組織網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)那樣存在嚴格能量約束。優(yōu)質(zhì)高效硬件設(shè)施保證車輛承載空間較大，可以保證各類通信設(shè)備尺寸和規(guī)模，如天線、路由器等，同步具備強大計算能力和存儲能力。車輛節(jié)點運動有規(guī)律性道路靜態(tài)形狀使得車輛移動是受限制，車輛軌道普通可以預(yù)測。車輛同向行駛,拓撲相對比較穩(wěn)定車輛反向行駛,拓撲變化快、鏈路壽命短。結(jié)合車速、街道形狀,可以預(yù)測途徑狀態(tài)。因而,不同運動場景對車輛運動規(guī)律性有著較大影響。然而大多數(shù)場合,具備相似或類似運動規(guī)律車輛可看作一種整體,可避免個體特殊運動行為帶來分析誤差,有助于分析成果精確性。缺陷網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造變化快在都市場景下汽車移動速度都比較迅速。汽車迅速移動使得無線覆蓋半徑變得相對較小，特別是在高速公路上當(dāng)無線覆蓋半徑是250米而汽車行駛速度達到120km/h時候。汽車節(jié)點高度動態(tài)性使得汽車AdHoc網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造變化迅速，這個特性給路由管理帶來了很大不便。此外在車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，汽車節(jié)點會頻繁加入和退出，特別是在都市場景中，車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)規(guī)模在車流高峰期時會迅速增大。因而對車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)路由算法擴展性提出了很高規(guī)定。在車載AdHoc網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點速度大體在5～42m/s之間，這種高速移動性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)造變化快，途徑壽命短，例如平均速度為100km/h道路上，如果節(jié)點覆蓋半徑為250m，則鏈路存在15s概率僅為57%。無線信道質(zhì)量不穩(wěn)定由于車輛節(jié)點具備高速移動性，道路周邊又有建筑物影響，導(dǎo)致無線信道質(zhì)量不穩(wěn)定。受各種其她因素影響，涉及道路狀況、車輛類型和車輛相對速度等，數(shù)據(jù)傳播過程中，受到多普勒效應(yīng)嚴重干擾，信道質(zhì)量不穩(wěn)定。信道帶寬嚴重低于理論值由于車輛分布集中，導(dǎo)致了對無線信道頻繁競爭，負載過于集中，使得車輛終端得到實際帶寬遠遠不大于理論值，比普通AdHoc網(wǎng)絡(luò)更嚴重。受地理位置影響ＶＡＮＥＴ數(shù)據(jù)通信往往與地理位置關(guān)于，有一定方向性。譬如，ＶＡＮＥＴ中安全消息具備后向傳遞性，在事故預(yù)警時，消息總是向來車方向進行傳播。受洪泛影響大移動自組織網(wǎng)絡(luò)中慣用路由合同需要使用泛洪廣播機制來搜索途徑,頻繁拓撲變化必然導(dǎo)致頻繁泛洪廣播。而車載自組網(wǎng)路由呈現(xiàn)“桶狀”形式,泛洪廣播更會帶來嚴重阻塞。鏈路層公平性問題車載自組網(wǎng)在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層采用成熟技術(shù)和設(shè)備，主流使用IEEE802.11原則。但原則應(yīng)用在車載自組網(wǎng)方面存在某些問題，如在狹窄道路空間內(nèi)也許存在更多沖突,原有避免方略也許效果并不十分抱負同步，802.11原則自身退避機制不公平性也許會加劇這種沖突，這對車載自組網(wǎng)中需要緊急傳播事故告警信息非常不利。研究難點基于以上特點，由兩種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造構(gòu)成車載網(wǎng)絡(luò)，將需要克服某些難題。一方面，有必要實現(xiàn)對兩種網(wǎng)絡(luò)下合同和應(yīng)用兼容（兩種路由合同切換和互操作）；另一方面，考慮顧客局部管理問題，要匯總局部數(shù)據(jù)到一種整體，以實現(xiàn)全局搜索和訪問；再次，滿足一定QoS，例如時延和帶寬規(guī)定；此外，由于異構(gòu)存在，數(shù)據(jù)傳播時，必然要大量連接、切換，因而要提供透明傳播以及提供RVC網(wǎng)絡(luò)頻繁無縫切換機制。這些問題都將是將來車載網(wǎng)絡(luò)中研究方向和熱點。重要挑戰(zhàn)有（1）網(wǎng)絡(luò)連通性問題,車載自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,會頻繁浮現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信分割斷線現(xiàn)象（2）信道接入問題,車載自組網(wǎng)是多跳路由多點共享信道,車輛節(jié)點接入無線信道也是技術(shù)難點（3）路由合同設(shè)計問題,車輛節(jié)點可以作為路由設(shè)備來使用,并且網(wǎng)絡(luò)拓撲變化較快,因此必要設(shè)計一種高效原則合同（4）通信質(zhì)量問題,網(wǎng)絡(luò)傳播信息安全問題,需要對帶寬也許存在擁堵、過高時延等問題進行解決（5）網(wǎng)絡(luò)管理問題,車載網(wǎng)管理涉及節(jié)點移動性、節(jié)點地址、以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理等,存在需要進行定位車輛節(jié)點和節(jié)點自動分派地址某些問題。應(yīng)用領(lǐng)域[10]車載自組網(wǎng)四類重要應(yīng)用有積極安全,如VSC（VehicleSafetyCommunications）項目中對車輛積極進行剎車、變道、繞行等行為進行物理描述與仿真分析。Maihofer等人提出了一種虛擬預(yù)警信號,并對其應(yīng)用進行了描述。此外,在大多數(shù)關(guān)于車載自組網(wǎng)文獻中也包括了應(yīng)用實例?？傊?車載自組網(wǎng)分類方式需要依照詳細網(wǎng)絡(luò)使用狀況與目,具備相似特性應(yīng)用可歸為同類別加以劃分。車載自組網(wǎng)在交通運送中浮現(xiàn)，將會擴展司機視野與車載部件功能，從而提高道路交通安全與高效。典型應(yīng)用涉及：行駛安全預(yù)警，運用車輛間互相互換狀態(tài)信息，通過車載自組網(wǎng)提前告示給司機，建議司機依照狀況作出及時、恰當(dāng)駕駛行為，這便有效提高了司機注意力，提高駕駛安全性；協(xié)助駕駛，協(xié)助駕駛員迅速、安全通過“盲區(qū)”，例如在高速路出／入口或交通十字路口處車輛協(xié)調(diào)通行；分布式交通信息發(fā)布，變化老式基于中心式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造交通信息發(fā)布形式，車輛從車載自組網(wǎng)中獲取實時交通信息，提高路況信息實時性，例如，綜合出與自身有關(guān)車流量狀況，更新電子地圖以便更高效地決定途徑規(guī)劃；基于通信縱向車輛控制，通過車載自組網(wǎng)，車輛能依照尾隨車輛和更多前邊視線范疇外車輛互相協(xié)同行駛，這樣可以自動形成一種更為和諧車輛行駛隊列，避免更多交通事故。積極安全應(yīng)用積極安全應(yīng)用被視為是與道路安全有最直接影響車載自組網(wǎng)典型應(yīng)用。其基本目是通過消息傳播使駕駛更安全,這意味著當(dāng)駕駛員面臨一種危險境地,交通事故將無法避免發(fā)生時,車輛可以積極嘗試避免意外發(fā)生或做出恰當(dāng)安全辦法。將積極安全應(yīng)用場景按危險限度分類。如危險道路曲線特性是靜態(tài),可以預(yù)見。因而，危險性低當(dāng)交通異常，而道路狀況依然沒有變化時,可視為是一種動態(tài)狀況。如,駕駛員按照常規(guī)方式駛過發(fā)生事故區(qū)域。在這些狀況下,危險度會逐漸升高。當(dāng)浮現(xiàn)高危險時,應(yīng)用會盡量避免車輛碰撞例如,如果大量密集交通車輛同步制動。如果剎車行為依然無法制止碰撞產(chǎn)生,就需要借助碰撞預(yù)警感應(yīng)器,盡量減少對即將發(fā)生碰撞進行避免或減少危害。如,可通過關(guān)閉窗戶或提高減震器功能減少影響。最后,當(dāng)危險已經(jīng)發(fā)生后,預(yù)警系統(tǒng)將啟動告警功能,警告接近車輛或撥打求助電話。公共安全應(yīng)用車輛網(wǎng)絡(luò)同樣也可以支持如電子警察或緊急現(xiàn)場恢復(fù)等公共服務(wù)功能。這一類典型例子對具備虛擬警報或發(fā)送高優(yōu)先級信號緊急車輛支持。在此類應(yīng)用場景下,緊急救援車輛可以更快到達其目現(xiàn)場。交通監(jiān)控設(shè)備可以簡化,如只需懂得電子車牌即可,無需通過監(jiān)視器辨別,甚至采用圖像解決方式解決并辨認肇事車輛身份。然而,這樣應(yīng)用需要用于專門場合,此處僅僅作為車輛公共安全應(yīng)用學(xué)術(shù)研究討論之用。改進駕駛應(yīng)用此類應(yīng)用嘗試用通信方式改進或簡化駕駛。從微觀角度出發(fā),可改進車輛周邊區(qū)域交通狀況從宏觀角度看,各個車輛及周邊車輛運營優(yōu)化組合提高整個交通網(wǎng)絡(luò)運營效率。第一種狀況,輔助應(yīng)用程序可協(xié)助駕駛員,在正常交通流量狀況下進入高速公路,并入新交通流或者協(xié)助削弱遠燈帶來強光照射。第二種狀況,在更大區(qū)域需要提高整個交通效率。這意味著,事故警告將在更廣范疇傳播,告知接受車輛潛在障礙,使駕駛員采用不同路線。此外,另一項服務(wù)是停車信息,甚至停車位預(yù)約保存。電子商務(wù)與移動娛樂應(yīng)用當(dāng)前,商業(yè)與娛樂是無線通信應(yīng)用最多領(lǐng)域,該領(lǐng)域應(yīng)用關(guān)注客戶消息傳播、車輛自動化或電子支付業(yè)務(wù),如下載音樂、車隊管理、車輛自身程序、電