车联网技术探秘：V2X通信和智能交通系统

未来的技术方向
●降低时延技术
为了更好地满足低时延的要求，车联网物理层协议需要靠虑对帧结构的适配。当前LTE的子帧长度为1ms，因为支持自适应重传，一来一回，每次时延至少8ms，几次下来，光是空中接口的时延就有十几ms.为降低时延，物理帧的长度需进一步缩短，如果采用自适应重传，来回时间每次应远小于5ms.

在高可靠传输应用中，LTE对一般数据在空口误块率（FER）要求是初始传输为10%，经过几次重传后（当然增加了时延），误块率如果低于1%即可。显然这远远无法满足99.999%可靠度的要求。为进一步改进系统性能，首先可以考虑使用新的信道编码技术，在不明显增大时延的条件下，把误块率降到十万分之一。或者使用更有效的前向纠错编码技术（FEC）的低时延高可靠传输机制：通过牺牲速率（或带宽），可以极大降低信息重传的概率，从而有效降低传输时延。

通过设计较短的连接建立信令流程及终端与网络的身份鉴定方法可以进一步降低时延。

另外，采用跨信令栈的自适应路由机制，在低时延及高可靠性两者之中进行适时的调整，优化网资源的使用，提高传输性能。增强MAC协议的业务保障能力与多业务资源合理分配功能，可以在可靠传输的前提下，进一步降低时延。

●网络架构创新
反过来，车联网对传统网络的演进也提出了新的挑战。车联网的无线空口具有短程特征，而且有短时延与高可靠度的需求，这导致无线蜂窝网的建网理念不能完全适用。无线基站并非合适的路边站，导致很多现有设施难以被重复使用。如何利用已有的网络设施，如何经济地铺设新的设施（光纤传输网/微波传输网/光纤接入网/IP网/传统电话网等）是建立智能交通基础设施必须考虑的实际问题。减少基础设施的投资和提高已有设备的复用能力，需要新的组网技术、网络实现技术和网络管理技术。软件控制网络（SDN）和虚拟网络（NFV）技术必将在这里得到恰当的应用和进一步的发展。网络架构需要进一步扁平化和虚拟化，通过优化端到端数据传输路径，从而减小数据传输经过的网络设备，从而降低数据传输时延；通过优化数据传输路径，保证数据动态选择可靠性最优路径进行传输，从而提高通信的可靠性。

●车联网也是D2D和MTC的一个典型应用
车联网也可以看成是终端直通通信（D2D）的一种应用，每一个车载单元与附近其他车辆上的车载单元进行直接的通信。因为无需通过基站或者路边单元的转发，车辆之间通信的延时可以大大降低，传输速率也可提高，尤其当车辆距离较近时。D2D的未来技术，例如，基站可控的直通通信、终端间的互发现、基于分布式调度的移动临时网络等，都可以运用到车联网当中。车联网还可以看成机器间通信（MTC）的一种应用，也会有大量终端（这里即车载单元）存在于系统当中，需要系统的维护和支持，小的控制信令包不断，系统负担很大。而在交通拥堵时，同时会有很多车载单元竞争接入，对系统带来巨大的冲击。因此，未来MTC的技术发展，尤其在控制信令优化和"接入风暴"处理方面的创新将会极大地提高车联网的性能。

智能交通系统是一项前途广阔的新技术领域，是通信和信息技术的新的应用领域。不同于传统技术，智能交通是一个跨行业、跨技术领域、跨国界的巨大的系统工程。完成这一工程，需要车辆制造行业、公路建造管理部门、城市建筑规划部门、通信设备厂商和网络公路运营部门的合作，共同开发完善这一技术，使之走向成熟，形成新的产业链和商业模式。

作为智能交通的关键技术，V2X技术有很大的提升余地和创新空间。本文对V2X技术现状和未来技术发展方向做了初步的展望，相信在未来5G时代，相关的技术创新将把V2X产业应用带到一个新高度，智能交通大系统将会在不久的将来成为现实。