近年來，交通擁堵和交通事故以及交通工具帶來的環(huán)境污染已經成為全球性問題。交通問題給人們帶來巨大的財產和生命損失，據世界衛(wèi)生組織報告，全球有超過1億人死于交通事故，每年造成的經濟損失高達5000億美元。
此外，城市地區(qū)的交通擁堵降低了交通系統的效率，從而阻礙了經濟增長。因此，當前交通系統的效率和安全性都有明顯的改進空間。異構車載網絡能很好的實現車與車、車與基礎設施之間的信息交換，超過50%的受訪消費者對車聯網的想法非常感興趣，其中22%的人愿意每月支付費用來購買增值服務。
專用短程通信技術和移動蜂窩網絡用于車聯網都有其自身的局限性，專用短程通信技術最初設計的思想用于短距離通信，而移動蜂窩網絡不能滿足車聯網實時信息交換的需求，因此，將專用短程通信技術與蜂窩網絡集成在一起的異構車載網絡可以很好地支持智能交通系統(ITS)的通信需求。
DSRC和LTE技術
車載網絡兩大路線分別是長期演進技術(LTE)和專用短程通信技術(DSRC)。
LTE對頻率誤差和時序誤差更為敏感，在不精確的頻率同步狀態(tài)下，殘留頻率誤差會導致載波差拍干擾。LTE的要求與用戶的同步源有關。當用戶使用不同的同步源時，比如鎖定到不同的基站，同步的要求將無法滿足，從而影響汽車彼此之間的通信性能。例如，信號在隧道、地下停車場和城市峽谷等位置有可能丟失，在沒有可靠的信號情況下，用戶不得不選擇替代源實現同步，這會影響通信的可靠性。因此LTE很難滿足ITS服務質量(QoS)的要求。
DSRC通信系統由3部分組成，包括車載單元(OBU)、路側單元(RSU)以及專用短距離無線通信協議。DSRC技術能為車與車之間、車與基礎設施之間以及智能交通系統提供高速的無線通信服務，數據傳輸速率高，傳輸延時短。DSRC能支持車輛的公共安全和不停車收費系統，能提供高速的數據傳輸，并保證通信鏈路的低延時和低干擾，保證系統的可靠性。但是DSRC無法滿足車流量大、交通事故高的場景。DSRC和LTE對比如表1所示。
總之，無論DSRC還是LTE都不能很好的滿足ITS的QoS的要求，因此在結合DSRC和LTE優(yōu)點的基礎上提出了一個異構網絡架構，很好的滿足了車載網絡的需要。
異構車載網絡
異構車載網絡架構由無線電接入網絡(RAN)，核心網絡(CN)和服務中心(SC)構成。服務提供商通常可以通過服務中心向駕駛員提供各種服務，核心網絡主要用于聚合，認證，切換等。
異構車載網絡最大挑戰(zhàn)就是支持不同網絡的動態(tài)和實時組合，并允許運營商高效、方便、快捷的利用無線網絡資源，因此在異構網絡中增加了異構鏈路層(HLL)，它工作在無線網絡的MAC層的上層，實現統一管理，為更高層提供統一接口，并支持底層無線網絡的接入。
在異構鏈路層中定義了無線網絡資源的聯合管理和不同網絡之間的負載共享功能，有效的促進多個鏈路層的互通。異構鏈路層主要目標是實現網絡資源的全局管理，并協調各種無線網絡來滿足服務質量(QoS)的要求。異構車載網絡架構如圖1所示。
DSRC和LTE各有其優(yōu)缺點，在異構車載網絡下，他們可以借助HLL功能來選擇最優(yōu)的通信技術，下面從兩個例子來說明。
1城市交叉口情景
圖2描述了城市交叉路口的安全駕駛案例，在這種情況下，DSRC用于車輛之間的通信，即V2V通信，而LTE用于提供車輛和eNB之間的連接，即V2I通訊。在這樣的城市交叉路口，必須考慮以下情況安全駕駛：
車輛和eNB之間的協作：行人和障礙物被車輛檢測并報告給基站(eNB)，eNB通過一些基于道路拓撲的和基于行為的移動性預測算法預測他們的移動性，將現有的交通路況廣播到可能經過的車輛。
車輛之間的協作：前方車輛能夠通知后面的車輛急停，從而避免了后端問題。此外，涉及車禍的車輛可以廣播該事件，以防止進一步的碰撞。
交通燈管理：可以智能地調整交通信號的持續(xù)時間，以通過高優(yōu)先級的車輛，例如消防車和救護車。
2高速公路場景
在高速公路場景中如圖3所示，車輛有隨機行駛和同步行駛兩種方式，彼此切換。
隨機行駛：在車輛隨機行駛時，異構車載網絡上的車輛數量很少，并且車輛之間的相互作用也少，車高速行駛導致網絡拓撲快速變化，使得無線網絡鏈路不可靠，這種情況下LTE比較有優(yōu)勢;然而在隧道中，車輛接收eNB的信號比較弱，這是DSRC比較有優(yōu)勢。
同步行駛：在車輛同步行駛時，車輛的密度很大，eNB廣播消息就很多，當交通堵塞，車速比較低的時候，車與車直接的網絡鏈路變得相對靜止，這時DSRC比較有優(yōu)勢;在車輛密度比較大，相對靜止的時候，DSRC把車輛形成一個集群，通過LTE把數據把集群頭發(fā)給eNB，可以減少流量。
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