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1、 第 1 页第第4章章 智能网联汽车网络系统智能网联汽车网络系统4.1 网络的类型与特点网络的类型与特点4.2 车载网络车载网络4.3 车载自组织网络车载自组织网络4.4 车载移动互联网车载移动互联网 第 2 页 第 3 页 第 4 页4.1 网络的类型与特点网络的类型与特点类型类型以以车内总线通信车内总线通信为基础的为基础的车载网络车载网络以以短距离无线通信短距离无线通信为基础的为基础的车载自组织网络车载自组织网络以以远距离远距离无线无线通信通信为基础的为基础的车载移动互联网络车载移动互联网络4.1.1 网络的类型网络的类型车载网络类型车载网络类型（1）A类类低低速速网网络络:传传输输速速率
2、率一一般般小小于于10kbit/s（千千比比特特每每秒秒)，主主流流协协议议是是LIN（局局域域互互联联网网络络），主主要要用用于于电动门窗电动门窗、电动座椅电动座椅、照明系统照明系统等等（2）B类类中中速速网网络络：传传输输速速率率在在10125kbit/s之之间间，对对实实时时性性要要求求不不太太高高，主主要要面面向向独独立立模模块块之之间间数数据据共共享享的的中中速速网网络络；主主流流协协议议是是低低速速CAN（控控制制器器局局域域网网络），主要用于络），主要用于故障诊断故障诊断、空调空调、仪表显示仪表显示2023/1/14.1.1 网络的类型网络的类型车载网络类型车载网络类型2023/
3、1/1（3）C类类高高速速网网络络：传传输输速速率率在在1251000kbit/s之之间间，对对实实时时性性要要求求高高，主主要要面面向向高高速速、实实时时闭闭环环控控制制的的多多路路传传输输网网；主主流流协协议议是是高高速速CAN、FlexRay（服服乐乐克克思思睿睿）等等，主主要要用用于于发发动动机控制机控制、ABS、ASR、ESP、悬架控制悬架控制等等（4）D类类多多媒媒体体网网络络：传传输输速速率率在在250kbit/s100Mbit/s之之间间，网网络络协协议议主主要要有有MOST、以以太太网网、蓝蓝牙牙、ZigBee技技术术等等，主主要要用于要求传输效率较高的用于要求传输效率较高的
4、多媒体系统多媒体系统、导航系统导航系统等等（5）E类类安安全全网网络络：传传输输速速率率为为10Mbit/s，主主要要面面向向汽汽车车安安全系统全系统的网络的网络4.1.1 网络的类型网络的类型车载网络类型车载网络类型2023/1/14.1.1 网络的类型网络的类型车载自组织网络车载自组织网络车车载载自自组组织织网网络络是是基基于于短短距距离离无无线线通通信信技技术术自自主主构构建建的的V2V、V2I、V2P之之间间的的无无线线通通信信网网络络，实实现现V2V、V2I、V2P之之间间的的信信息息传传输输，使使车车辆辆具具有有行行驶驶环环境境感感知知、危危险险辨辨识识、智智能能控制等功能，并能够
5、实现控制等功能，并能够实现V2V、V2I之间的协同控制之间的协同控制2023/1/14.1.1 网络的类型网络的类型车载移动互联网车载移动互联网车车载载移移动动互互联联网网是是基基于于远远距距离离通通信信技技术术构构建建的的车车辆辆与与互互联联网网之之间间连连接接的的网网络络，实实现现车车辆辆信信息息与与各各种种服服务务信信息息在在车车载载移移动动互互联联网网上上的的传传输输，使使智智能能网网联联汽汽车车用用户户能能够够开开展展商商务务办办公公、信信息息娱娱乐服务等乐服务等2023/1/14.1.2 网络的特点网络的特点（1）复复杂杂化化：智智能能网网联联汽汽车车电电控控系系统统的的网网络络体
6、体系系结结构构复复杂杂，它它包包含含多多达达数数百百个个ECU通通信信节节点点，ECU被被划划分分到到十十几几个个不不同同的的网网络络子子系系统统之之中中，由由ECU产产生生的的需需要要进进行行通通信信的的信信号号个个数数多多达数千个达数千个（2）异异构构化化：为为满满足足各各个个功功能能子子系系统统在在网网络络带带宽宽、实实时时性性、可可靠靠性性和和安安全全性性的的不不同同需需求求，CAN、LIN、FlexRay、MOST、以以太太网网、自自组组织织网网络络、移移动动互互联联网网等等多多种种网网络络技技术术都都将将在在智智能能网网联联汽汽车车上上得得到到应应用用，因因此此，不不同同网网络络子
7、子系系统统中中所所采采用用的的网网络技术之间存在很大程度的异构性络技术之间存在很大程度的异构性2023/1/14.1.2 网络的特点网络的特点（3）网网关关互互连连的的层层次次化化架架构构：智智能能网网联联汽汽车车电电控控系系统统和和先先进进驾驾驶驶辅辅助助系系统统的的网网络络体体系系结结构构具具有有层层次次化化特特点点，它它同同时时包包括括同同一一网网络络子子系系统统内内不不同同ECU之之间间的的通通信信和和两两个个或或多多个个网网络络子子系系统统所所包包含含的的ECU之之间间的的跨跨网网关关通通信信等等多多种种情情况况。如如防防碰碰撞撞系系统统功功能能的的实实现现依依赖赖于于安安全全子子系
8、系统统、底底盘盘控控制制子子系系统统、车车身身子子系系统统以以及及V2V、V2I、V2P之间的交互和协同控制之间的交互和协同控制（4）通通信信节节点点组组成成和和拓拓扑扑结结构构是是变变化化的的：智智能能网网联联汽汽车车需需要要实实现现V2V、V2I、V2P之之间间的的通通信信，它它的的网网络络体体系系结结构构中中包包含含的的通信节点通信节点和和体系结构的拓扑结构体系结构的拓扑结构是变化的是变化的2023/1/14.2 车载网络车载网络车车载载网网络络类类型型主主要要有有CAN、LIN、FlexRay、MOST、以太网、以太网等等2023/1/14.2.1 CAN总线网络总线网络定义定义CAN
9、是是控控制制器器局局域域网网络络（Controller Area Network）的的简简称称，是是德德国国博博世世公公司司在在1985年年时时为为了了解解决决汽汽车车上上众众多多测测试试仪仪器器与与控控制制单单元元之之间间的的数数据据传传输输，而而开开发发的的一一种种支支持持分分布布式式控控制制的的串串行行数数据据通通信信总总线线。目目前前，CAN总总线线已已经经是是国国际际上上应应用用最最广广泛泛的的网网络络总总线线之之一一，它它的的数数据据信信息息传传输输速速率率最最大大为为1Mbit/s，属属于于中中速网络，速网络，通信距离（无须中继）最远可达通信距离（无须中继）最远可达10km。20
10、23/1/14.2.1 CAN总线网络总线网络特点特点CAN总线采用总线采用双绞线双绞线作为传输介质，媒体访问方式为作为传输介质，媒体访问方式为位仲裁位仲裁，是一种，是一种多主总线多主总线2023/1/14.2.1 CAN总线网络总线网络特点特点（1）多多主主控控制制：在在总总线线空空闲闲时时，所所有有单单元元都都可可开开始始发发送送消消息息；最最先先访访问问总总线线的的单单元元可可获获得得发发送送权权；多多个个单单元元同同时时开开始始发发送送时时，发送发送高优先级高优先级ID(标识符标识符)消息的单元消息的单元可获得发送权可获得发送权（2）消消息息的的发发送送：在在CAN协协议议中中，所所有
11、有的的消消息息都都以以固固定定的的格格式式发发送送；总总线线空空闲闲时时，所所有有与与总总线线相相连连的的单单元元都都可可以以开开始始发发送送新新消消息息；两两个个以以上上的的单单元元同同时时开开始始发发送送消消息息时时，对对各各消消息息ID的的每每个个位位进进行行逐逐个个仲仲裁裁比比较较；仲仲裁裁获获胜胜（被被判判定定为为优优先先级级最最高高）的的单单元元可可继继续续发发送送消消息息，仲仲裁裁失失利利的的单单元元则则立立刻刻停停止止发发送送而而进进行接收工作行接收工作2023/1/14.2.1 CAN总线网络总线网络特点特点（3）系系统统的的柔柔软软性性：与与总总线线相相连连的的单单元元没没
12、有有类类似似于于“地地址址”的的信信息息；因因此此在在总总线线上上增增加加单单元元时时，连连接接在在总总线线上上的的其其他他单单元元的软硬件及应用层都的软硬件及应用层都不需要改变不需要改变。（4）高高速速度度和和远远距距离离：当当通通信信距距离离小小于于40 m时时，CAN 总总线线的的传传输输速速率率可可以以达达到到1Mbit/s；通通信信速速度度与与其其通通信信距距离离成成反反比比，当其通信距离达到当其通信距离达到10 km时，其传输速率仍可以达到约时，其传输速率仍可以达到约5kbit/s（5）远远程程数数据据请请求求：可可通通过过发发送送“遥遥控控帧帧”请请求求其其他他单单元元发发送数据
13、送数据2023/1/14.2.1 CAN总线网络总线网络特点特点（6）错误检测功能、错误通知功能、错误恢复功能）错误检测功能、错误通知功能、错误恢复功能（7）故故障障封封闭闭：CAN 总总线线可可以以判判断断出出错错误误的的类类型型是是总总线线上上暂暂时时的的数数据据错错误误（如如外外部部噪噪声声等等）还还是是持持续续的的数数据据错错误误（如如单单元元内内部部故故障障、驱驱动动器器故故障障、断断线线等等）；当当总总线线上上发发生生持持续续的的数数据据错误错误时，可将引起此故障的单元时，可将引起此故障的单元从总线上隔离出去从总线上隔离出去（8）连连接接：CAN 总总线线可可以以同同时时连连接接多
14、多个个单单元元，可可连连接接的的单单元元总总数数理理论论上上是是没没有有限限制制的的；但但实实际际上上可可连连接接的的单单元元数数受受总总线线上上的的时时间间延延迟迟及及电电气气负负载载的的限限制制；降降低低传传输输速速率率，可可连连接接的的单单元元数增加；提高传输速率，则可连接的单元数减少数增加；提高传输速率，则可连接的单元数减少2023/1/14.2.1 CAN总线网络总线网络应用应用2023/1/14.2.2 LIN总线网络总线网络定义定义LIN是是局局部部连连接接网网络络（Local Interconnect Network）的的简简称称，也也被被称称为为局局域域网网子子系系统统，是是
15、专专门门为为汽汽车车开开发发的的一一种种低低成成本本串串行行通通信信网网络络，用用于于实实现现汽汽车车中中的的分分布布式式电电子子系系统统控控制制。LIN网网络络的的数数据据传传输输速速率率为为20kbit/s，属属于于低低速速网网络络，媒媒体体访访问问方方式式为为单单主主多多从从，是是一一种种辅辅助助总总线线，辅辅助助CAN总总线线工工作作；使使用用LIN总总线线可可大大大大降低成本降低成本2023/1/14.2.2 LIN总线网络总线网络特点特点（1）LIN总总线线的的通通信信是是基基于于SCI数数据据格格式式，媒媒体体访访问问采采用用单单主主节点、多从节点节点、多从节点的方式，数据优先级
16、由主节点决定，灵活性好的方式，数据优先级由主节点决定，灵活性好（2）一条）一条LIN总线最多可以总线最多可以连接连接16个节点，共有个节点，共有64个标识符个标识符（3）LIN总总线线采采用用低低成成本本的的单单线线连连接接，传传输输速速率率最最高高可可达达20kbit/s（4）不不需需要要进进行行仲仲裁裁，同同时时在在从从节节点点中中无无须须石石英英或或陶陶瓷瓷振振荡荡器，只采用片内振荡器就可以实现自同步，从而降低硬件成本器，只采用片内振荡器就可以实现自同步，从而降低硬件成本2023/1/14.2.2 LIN总线网络总线网络特点特点（5）几乎所有的）几乎所有的MCU（微控制单元）均具备（微控
17、制单元）均具备LIN所需硬件所需硬件，且实现费用较低且实现费用较低（6）网络通信具有）网络通信具有可预期性可预期性，信号传播时间信号传播时间可预先计算可预先计算（7）通过主机节点可将）通过主机节点可将LIN与上层网络（与上层网络（CAN）相连接）相连接，实，实现现LIN的子总线辅助通信功能，从而优化网络结构，提高网络的子总线辅助通信功能，从而优化网络结构，提高网络效率和可靠性效率和可靠性（8）LIN总线通信距离最大总线通信距离最大不超过不超过40m2023/1/14.2.2 LIN总线网络总线网络应用应用LIN网网络络主主要要应应用用于于车车窗窗、门门锁锁、开开关关面面板板、后后视视镜镜等等2
18、023/1/14.2.3 FlexRay总线网络总线网络定义定义FlexRay是是一一种种用用于于汽汽车车的的高高速速可可确确定定性性的的、具具备备故故障障容容错错的总线系统的总线系统。汽汽车车中中的的控控制制器器件件、传传感感器器和和执执行行器器之之间间的的数数据据交交换换主主要要是是通通过过CAN网网络络进进行行的的。然然而而新新的的线线控控技技术术（X-by-wire）系系统统设设计计思思想想的的出出现现，导导致致车车辆辆系系统统对对信信息息传传送送速速度度尤尤其其是是故故障障容容错错与与时时间间确确定定性性的的需需求求不不断断增增加加；FlexRay通通过过在在确确定定的的时时间间槽槽
19、中中传传送送信信息息，以以及及在在两两个个通通道道上上的的故故障障容容错错和冗余信息的传送，可以满足这些新增加的要求和冗余信息的传送，可以满足这些新增加的要求2023/1/14.2.3 FlexRay总线网络总线网络特点特点（1）数数据据传传输输速速率率高高：最最大大传传输输速速率率可可达达到到10Mbit/s，双双通通道道总总数数据据传传输输速速率率可可达达到到20Mbit/s，因因此此，应应用用在在车车载载网网络上，络上，FlexRay的的网络带宽网络带宽可以是可以是CAN网络的网络的20倍倍（2）可可靠靠性性好好：具具有有冗冗余余数数据据传传输输能能力力的的总总线线系系统统使使用用两两个
20、个相相互互独独立立的的信信道道，每每个个信信道道都都由由一一组组双双线线导导线线组组成成；一一个个信信道道失失灵灵时时，该该信信道道应应传传输输的的信信息息可可在在另另一一条条没没有有发发生生故故障障的的信信道道上上传传输输；此此外外，总总线线监监护护器器的的存存在在进进一一步步提提高高了通信的可靠性了通信的可靠性2023/1/14.2.3 FlexRay总线网络总线网络特点特点（3）确确定定性性：确确定定性性数数据据传传输输用用于于确确保保时时间间触触发发区区域域内内的的每条信息都能实现每条信息都能实现实时传输实时传输（4）灵灵活活性性：灵灵活活性性是是FlexRay总总线线的的突突出出特特
21、点点，体体现现在在以以下下方方面面：支支持持多多种种方方式式的的网网络络拓拓扑扑结结构构，点点对对点点连连接接、串串级级连连接接、主主动动星星形形连连接接、混混合合型型连连接接等等；信信息息长长度度可可配配置置，可可根根据据实实际际控控制制应应用用需需求求，为为其其设设定定相相应应的的数数据据载载荷荷长长度度；双双通通道道拓拓扑扑既既可可用用于于增增加加带带宽宽，也也可可用用于于传传输输冗冗余余的的信信息息；周周期内静态、动态信息传输部分的时间期内静态、动态信息传输部分的时间都可随具体应用而改变都可随具体应用而改变2023/1/14.2.3 FlexRay总线网络总线网络应用应用（1）替替代代
22、CAN总总线线：数数据据传传输输速速率率要要求求超超过过CAN的的应应用用，FlexRay替代多条替代多条CAN总线总线（2）用用做做“数数据据主主干干网网”：数数据据传传输输速速率率高高，且且支支持持多多种种拓扑结构，非常适合于车辆主干网络，拓扑结构，非常适合于车辆主干网络，连接多个独立网络连接多个独立网络（3）用用于于分分布布式式测测控控系系统统：分分布布式式测测控控系系统统用用户户要要求求确确切切知知道道消消息息到到达达时时间间，且且消消息息周周期期偏偏差差非非常常小小，如如动动力力系系统统、底盘系统的一体化控制中。底盘系统的一体化控制中。（4）用用于于高高安安全全性性要要求求的的系系统
23、统：FlexRay本本身身不不能能确确保保系系统安全，但它具备大量功能以统安全，但它具备大量功能以支持面向安全的系统设计支持面向安全的系统设计2023/1/14.2.3 FlexRay总线网络总线网络应用应用2023/1/14.2.4 MOST总线网络总线网络定义定义MOST（多多媒媒体体定定向向系系统统传传输输）总总线线是是使使用用光光纤纤或或双双绞绞线线作作为为传传输输介介质质的的环环形形网网络络，可可以以同同时时传传输输音音/视视频频流流数数据据、异异步数据和控制数据步数据和控制数据，支持高达，支持高达150Mbit/s的传输速率。的传输速率。MOST25是是第第1代代总总线线标标准准，
24、最最高高可可支支持持24.6Mbit/s的的传传输输速速率率，以以塑塑料料光光纤纤作作为为传传输输介介质质；第第2代代标标准准MOST50的的传传输输速速率率是是MOST25的的2倍倍，采采用用塑塑料料光光纤纤、非非屏屏蔽蔽双双绞绞线线作作为为传传输输介介质质；第第3代代标标准准MOST150，不不仅仅最最高高可可支支持持147.5Mbit/s 的的传传输输速速率率，还还解解决决了了与与以以太太网网的的连连接接等等问问题题，MOST150将成为将成为MOST总线技术发展的趋势总线技术发展的趋势。2023/1/14.2.4 MOST总线网络总线网络特点特点（1）保证低成本条件下，最高可以达到）保
25、证低成本条件下，最高可以达到147.5Mbit/s的速率的速率（2）无论是否有）无论是否有主控计算机主控计算机都可以工作都可以工作（3）支持）支持声音和压缩图像声音和压缩图像的实时处理的实时处理（4）支持数据的）支持数据的同步和异步传输同步和异步传输（5）发送）发送/接收器嵌有接收器嵌有虚拟网络管理系统虚拟网络管理系统（6）支持）支持多种网络连接方式多种网络连接方式，提供，提供MOST设备标准设备标准（7）通过采用）通过采用MOST，可以，可以减轻线束的质量减轻线束的质量（8）光纤网络不会受到）光纤网络不会受到电磁辐射干扰与搭铁环的影响电磁辐射干扰与搭铁环的影响2023/1/14.2.4 MO
26、ST总线网络总线网络应用应用主主要要用用于于车车载载电电视视、车车载载电电话话、车车载载CD、车车载载互互联联网网、DVD导航等系统的控制导航等系统的控制；用在车载摄像头等行车系统用在车载摄像头等行车系统2023/1/1四种常用总线网络传输速率与成本的比较四种常用总线网络传输速率与成本的比较2023/1/14.2.5 以太网以太网定义定义以以太太网网（Ethernet）是是由由美美国国施施乐乐（Xerox）公公司司创创建建，并并由由施施乐乐、英英特特尔尔（Intel）和和数数字字装装备备（DEC）公公司司联联合合开开发发的的基基带带局局域域网网规规范范，是是当当今今现现有有局局域域网网采采用用
27、的的最最通通用用的的通信协议通信协议标准标准以以 太太 网网 包包 括括 标标 准准 以以 太太 网网（10Mbit/s）、快快 速速 以以 太太 网网（100Mbit/s）、千千兆兆以以太太网网（1000Mbit/s）和和万万兆兆以以太太网网（10Gbit/s）2023/1/14.2.5 以太网以太网特点特点（1）数数据据传传输输速速率率高高：最最大大传传输输速速率率能能达达到到10Gbit/s，并并且还在提高，比任何一种现场总线都快且还在提高，比任何一种现场总线都快（2）应应用用广广泛泛：以以太太网网是是一一种种标标准准的的开开放放式式网网络络，不不同同厂厂商的设备很容易互联商的设备很容易
28、互联（3）容容易易与与信信息息网网络络集集成成，有有利利于于资资源源共共享享：由由于于具具有有相相同同的的通通信信协协议议，以以太太网网能能实实现现与与Internet的的无无缝缝连连接接，方方便便车辆网络与地面网络的通信车辆网络与地面网络的通信2023/1/14.2.5 以太网以太网特点特点（4）支支持持多多种种物物理理介介质质和和拓拓扑扑结结构构：以以太太网网支支持持多多种种传传输输介介质质，包包括括同同轴轴电电缆缆、双双绞绞线线、光光缆缆、无无线线等等，使使用用户户可可根根据带宽、距离、价格等因素作据带宽、距离、价格等因素作多种选择多种选择（5）软软硬硬件件资资源源丰丰富富：大大量量的的
29、软软件件资资源源和和设设计计经经验验可可以以显显着降低系统的着降低系统的开发成本开发成本，加快系统的，加快系统的开发和推广速度开发和推广速度（6）可可持持续续发发展展潜潜力力大大：车车载载网网络络采采用用以以太太网网，可可以以避避免免其其发发展展游游离离于于计计算算机机网网络络技技术术的的发发展展主主流流之之外外，从从而而使使车车载载网络与信息网络技术互相促进，共同发展网络与信息网络技术互相促进，共同发展2023/1/14.2.5 以太网以太网应用应用博博通通、飞飞思思卡卡尔尔和和OmniVision推推 出出了了三三方方共共同同开开发发的的360全全景景停停车车辅辅助助系系统统是是世世界界上
30、上第第一一款款基基于于以以太太网网的的停停车车辅辅助助系系统统2023/1/14.2.5 以太网以太网应用应用2023/1/14.3 车载自组织网络车载自组织网络无无线线自自组组织织网网络络是是一一种种不不同同于于传传统统无无线线通通信信网网络络的的技技术术，它它是是由由一一组组具具有有无无线线通通信信能能力力移移动动终终端端节节点点组组成成的的、具具有有任任意意和和临临时时性性网网络络拓拓扑扑的的动动态态自自组组织织网网络络系系统统，其其中中每每个个终终端端节节点点既既可可作作为为主主机机，也也可可作作为为路路由由器器使使用用。作作为为主主机机，终终端端具具有有运运行行各各种种面面向向用用户
31、户的的应应用用程程序序的的能能力力；作作为为路路由由器器，终终端端可可以以运运行行相相应应的的路路由由协协议议，根根据据路路由由策策略略和和路路由由表表完完成成数数据据的分组转发和路由维护工作。的分组转发和路由维护工作。2023/1/14.3.1 车载自组织网络的定义车载自组织网络的定义一一种种自自组组织织、结结构构开开放放的的车车辆辆间间通通信信网网络络，通通过过结结合合GPS及及无无线线通通信信技技术术，如如无无线线局局域域网网、蜂蜂窝窝网网络络等等，可可为为处处于于高高速速移移动动状状态态的的车车辆辆提提供供高高速速率率的的数数据据接接入入服服务务，并并支支持持V2V、V2I之之间间的的
32、信信息息交交互互，已已成成为为保保障障车车辆辆行行驶驶安安全全，提提供供高高速速数数据据通通信信、智智能能交交通通管管理理及及车车载载娱娱乐乐的的有有效效技技术术。车车载载自自组组织织网网络络是是智智能能交交通通系系统统未未来来发发展展的的通通信信基基础础，也也是是智智能能网网联联汽车安全行驶的保障汽车安全行驶的保障2023/1/14.3.2 车载自组织网络的类型车载自组织网络的类型车载自组织网络结构主要车载自组织网络结构主要有有V2V、V2I、V2PuV2V是是通通过过GPS定定位位辅辅助助建建立立无无线线多多跳跳连连接接，从从而而能能够够进进行行暂暂时时的的数数据据通通信信，提提供供行行车
33、车信信息息、行行车车安安全等服务全等服务uV2I能够通过接入互联网获得更丰富的信息与服务能够通过接入互联网获得更丰富的信息与服务uV2P研究刚刚起步研究刚刚起步。2023/1/14.3.2 车载自组织网络的类型车载自组织网络的类型2023/1/14.3.2 车载自组织网络的类型车载自组织网络的类型（1）车车间间自自组组织织型型：车车辆辆之之间间形形成成自自组组织织网网络络，不不需需借借助助路路侧侧单单元元，这这种种通通信信模模式式也也称称之之为为V2V通通信信模模式式，也也是是传传统统移动自组织网络的通信模式移动自组织网络的通信模式（2）无无线线局局域域网网/蜂蜂窝窝网网络络型型：在在这这种种
34、通通信信模模式式下下，车车辆辆节节点点间间不不能能直直接接通通信信，必必须须通通过过接接入入路路侧侧单单元元互互相相通通信信，这这种种通通信信模模式式也也称称为为V2I通通信信模模式式，相相比比车车间间自自组组织织型型，路路侧侧单单元建设成本较高元建设成本较高（3）混混合合型型：混混合合型型是是前前两两种种通通信信模模式式的的混混合合模模式式，车车辆辆可以根据实际情况选择不同的通信方式可以根据实际情况选择不同的通信方式2023/1/14.3.3 车载自组织网络的路由协议类型车载自组织网络的路由协议类型路由协议路由协议是一种指定数据包转送方式的网上协议是一种指定数据包转送方式的网上协议负负责责将
35、将数数据据分分组组从从源源节节点点通通过过网网络络转转发发到到目目的的节节点点；包包括括寻寻找找源源节节点点和和目目的的节节点点的的优优化化路路径径；将将数数据据分分组组沿沿着着优优化化路径路径正确转发正确转发2023/1/14.3.3 车载自组织网络的路由协议类型车载自组织网络的路由协议类型u单播路由单播路由：是指数据包源节点向网络中是指数据包源节点向网络中一个节点一个节点转发数据转发数据u广广播播路路由由：是是指指数数据据包包源源节节点点向向网网络络中中的的所所有有其其他他节节点点转转发数据发数据u多多（组组）播播路路由由：是是指指数数据据包包源源节节点点向向网网络络中中多多个个节节点点转
36、转发数据发数据2023/1/14.3.3 车载自组织网络的路由协议类型车载自组织网络的路由协议类型基基于于拓拓扑扑结结构构的的路路由由协协议议：是是指指网网络络中中的的节节点点通通过过周周期期性性地地广广播播路路由由信信息息得得到到其其他他节节点点的的位位置置信信息息从从而选择下一跳进行数据包转发而选择下一跳进行数据包转发2023/1/14.3.3 车载自组织网络的路由协议类型车载自组织网络的路由协议类型基基于于地地理理位位置置的的路路由由：路路由由协协议议通通过过位位置置服服务务方方式式实实时时准准确确地地获获取取自自身身车车辆辆和和目目的的车车辆辆的的位位置置信信息息，同同时时通通过过路路
37、由由广广播播的的方方式式获获得得广广播播范范围围内内邻邻居居节节点点的的位位置置信信息息，根根据据分分组转发策略择优选择下一跳进行组转发策略择优选择下一跳进行数据包转发数据包转发基基于于移移动动预预测测的的路路由由：由由于于节节点点的的移移动动性性，通通过过节节点点速速度度、加加速速度度、距距离离和和时时间间等等参参数数，预预测测通通信信链链路路的的生生命命周周期期，即可预测该路由路径的有效期即可预测该路由路径的有效期2023/1/14.3.3 车载自组织网络的路由协议类型车载自组织网络的路由协议类型基基于于路路侧侧单单元元的的路路由由：借借助助于于道道路路的的路路侧侧单单元元（RSU），可可
38、以以解解决决车车辆辆在在稀稀疏疏情情况况下下，导导致致节节点点链链路路中中断断；RSU为为路路边边可可靠靠的的固固定定节节点点，具具有有高高带带宽宽、低低误误码码率率和和低低延延迟迟传传输输特特点点，并并作作为为主主干干链链路路，当当车车辆辆节节点点出出现现链链路路中中断断时时，RSU将采用将采用存储转发策略存储转发策略来发送数据包来发送数据包基基于于概概率率的的路路由由：用用概概率率描描述述车车辆辆节节点点在在某某一一段段时时间间内内该该链链路路还还未未断断开开或或存存在在的的可可能能性性；在在该该路路由由协协议议中中，需需要要建建立立相相关关的的模模型型，并并且且这这些些模模型型的的建建立
39、立是是基基于于某某些些网网络络特特性性的前提下，这样才能统计相关的变量的分布信息的前提下，这样才能统计相关的变量的分布信息2023/1/14.3.4 车载自组织网络的特点车载自组织网络的特点节节点点速速度度变变化化大大：节节点点的的可可能能速速度度在在0200km/h之之间间。节节点点速速度度很很大大时时对对应应用用程程序序的的影影响响也也很很大大，比比如如由由于于速速度度太太快快，导导致致即即时时环环境境变变化化太太快快，使使得得对对环环境境感感知知的的应应用用也也变变得得困困难难。在在另另外外一一种种极极端端情情况况下下，即即节节点点几几乎乎不不移移动动，网网络络拓拓扑扑相相对对稳稳定定。
40、然然而而，车车辆辆的的缓缓慢慢移移动动意意味味着着车车辆辆密密度度很很大大，这这会会导导致致高高干干扰扰、介介质质接接入入等诸多问题等诸多问题2023/1/14.3.4 车载自组织网络的特点车载自组织网络的特点运运动动模模式式多多变变：车车辆辆是是在在预预定定义义的的道道路路上上行行驶驶的的，一一般般情情况况下下有有两两个个行行驶驶方方向向。在在十十字字路路口口时时，车车辆辆的的行行驶驶方方向向具具有有不不确确定定性性。将将道道路路分分为为高高密密度度城城市市道道路路、高高速速公公路路和和乡乡村村道道路路三三种种类类型型。城城市市场场景景下下，交交通通流流非非常常的的无无序序；高高速速公公路路
41、上上的的车车速速度度快快，几几乎乎整整个个运运动动都是处于一维情况都是处于一维情况；乡村道路上；乡村道路上很难形成连通的网络很难形成连通的网络2023/1/14.3.4 车载自组织网络的特点车载自组织网络的特点节节点点密密度度：在在相相同同的的无无线线通通信信范范围围内内，可可能能存存在在零零到到几几十十、甚甚至至上上百百的的车车辆辆；当当节节点点密密度度非非常常小小时时，几几乎乎不不可可能能完完成成瞬瞬时时消消息息转转发发，需需要要更更复复杂杂的的消消息息传传播播机机制制，可可以以先先存存储储信信息息，并并在在车车辆辆相相遇遇时时转转发发信信息息。这这样样可可能能导导致致一一些些信信息息被被
42、同同一一车车辆辆重重复复多多次次。当当节节点点密密度度很很大大时时，消消息息只只可可能能被被选选定定的的节节点点重重复复，否否则则会会导导致致重重载载信信道道。节节点点密密度度与与时时间间也也相相关关。在在白白天天，高高速速公公路路和和城城市市中中节节点点密密度度较较高高，足足以以实实现现瞬瞬时时转转发发，有有足足够够的的时时间间使使路路由由处处理理分分段段网网络络。但但在在夜夜间间，无无论论哪哪种种类类型的道路，车辆都很少型的道路，车辆都很少2023/1/14.3.4 车载自组织网络的特点车载自组织网络的特点节节点点异异构构性性：在在车车载载自自组组织织网网络络中中，节节点点有有许许多多不不
43、同同种种类类。车车辆辆和和路路侧侧单单元元的的区区别别。而而车车辆辆可可以以进进一一步步分分为为城城市市公公交交、私私家家车车、出出租租车车、救救护护车车、道道路路建建设设和和维维修修车车辆辆等等，并并不不是是每每辆辆车车都都要要安安装装所所有有的的应应用用。例例如如只只有有救救护护车车需需要要安安装装能能够够在在其其行行驶驶路路线线上上发发出出警警告告的的应应用用。路路侧侧单单元元功功能能不不同同，可可以以简简单单的的向向网网络络发发送送数数据据，或或者者拥拥有有自自组组织织网网络络的的完完整整功功能能。此此外外，路路侧侧单单元元节节点点可可以以提提供供对对背背景景网网络络的的访访问问，如如
44、向向交交通通管管理中心报告道路状况理中心报告道路状况2023/1/14.3.4 车载自组织网络的特点车载自组织网络的特点可预测的运动性可预测的运动性：尽管车辆节点的运行规律比较复杂，但尽管车辆节点的运行规律比较复杂，但车辆车辆的运动趋势的运动趋势在一定程度上仍然是在一定程度上仍然是可以预测可以预测的。在高速公路场的。在高速公路场景，根据车辆所处的车道、实时的道路状况以及汽车自身的景，根据车辆所处的车道、实时的道路状况以及汽车自身的速度和方向就可以推测汽车在随后短时间内的运动趋势。速度和方向就可以推测汽车在随后短时间内的运动趋势。在城市场景中，不同类型的车辆具有不同的运动趋势。公交车在城市场景中
45、，不同类型的车辆具有不同的运动趋势。公交车的行驶平均速度缓慢且具有间隔性静止状态，因此根据公交的行驶平均速度缓慢且具有间隔性静止状态，因此根据公交节点的速度大小和道路特点就可以推测出短时间内的运动趋节点的速度大小和道路特点就可以推测出短时间内的运动趋势势2023/1/14.3.5 车载自组织网络的应用场景车载自组织网络的应用场景碰撞预警碰撞预警2023/1/14.3.5 车载自组织网络的应用场景车载自组织网络的应用场景避免交通拥堵避免交通拥堵2023/1/14.3.5 车载自组织网络的应用场景车载自组织网络的应用场景紧急制动警告紧急制动警告2023/1/14.3.5 车载自组织网络的应用场景车
46、载自组织网络的应用场景并线警告并线警告2023/1/14.3.5 车载自组织网络的应用场景车载自组织网络的应用场景交叉路口违规警告交叉路口违规警告2023/1/14.4车载移动互联网车载移动互联网定义定义移移动动互互联联网网：是是以以移移动动网网络络作作为为接接入入网网络络的的互互联联网网及及服服务务，包包括括移动终端移动终端、移动网络移动网络和和应用服务应用服务3个要素个要素移移动动互互联联网网包包含含两两方方面面的的含含义义：一一方方面面，移移动动互互联联网网是是移移动动通通信信网网络络与与互互联联网网的的融融合合，用用户户以以移移动动终终端端接接入入无无线线移移动动通通信信网网络络、无无
47、线线城城域域网网、无无线线局局域域网网等等方方式式访访问问互互联联网网；另另一一方方面面，移移动动互互联联网网还还产产生生了了大大量量新新型型的的应应用用，这这些些应应用用与与终终端端的的可可移移动动、可可定定位位和和随随身身携携带带等等特特性性相相结结合合，为为用用户户提提供供个个性化的、位置相关的服务性化的、位置相关的服务2023/1/1 第 58 页4.4.1车载移动互联网的定义车载移动互联网的定义4.4.2移动互联网的特点移动互联网的特点（1）终终端端移移动动性性：用用户户可可以以在在移移动动状状态态下下接接入入和和使使用用互互联联网网服务，移动的终端便于用户随身携带和随时使用服务，移
48、动的终端便于用户随身携带和随时使用（2）业业务务及及时时性性。用用户户使使用用移移动动互互联联网网能能够够随随时时随随地地获获取取自自身或其他终端的信息，身或其他终端的信息，及时获取及时获取所需的服务和数据所需的服务和数据（3）服服务务便便利利性性：由由于于移移动动终终端端的的限限制制，移移动动互互联联网网服服务务要要求求操作简便操作简便，响应时间短响应时间短（4）业业务务/终终端端/网网络络的的强强关关联联性性：移移动动互互联联网网服服务务需需要要同同时时具备具备移动终端移动终端、接入网络接入网络和和运营商运营商提供的业务提供的业务3项基本条件项基本条件（5）终终端端和和网网络络的的局局限限
49、性性：在在网网络络能能力力方方面面，受受到到无无线线网网络络传传输输环环境境、技技术术能能力力等等因因素素限限制制；在在终终端端能能力力方方面面，受受到到终终端大小、处理能力、电池容量等的限制端大小、处理能力、电池容量等的限制2023/1/14.4.3移动互联网的接入方式移动互联网的接入方式卫卫星星通通信信网网络络：优优点点是是通通信信区区域域大大、距距离离远远、频频段段宽宽、容容量量大大；可可靠靠性性高高、质质量量好好、噪噪声声小小、可可移移动动性性强强、不不容容易易受受自自然然灾灾害影响害影响；缺点是存在传输时延大、回声大、费用高缺点是存在传输时延大、回声大、费用高2023/1/14.4.
50、3移动互联网的接入方式移动互联网的接入方式无无线线城城域域网网：以以微微波波等等无无线线传传输输为为介介质质，提提供供同同城城数数据据高高速速传传输输、多多媒媒体体通通信信业业务务和和互互联联网网接接入入服服务务等等，具具有有传传输输距距离离远远、覆覆盖盖面面积积大大、接接入入速速度度快快、高高效效、灵灵活活、经经济济、较较为为完完备备的的QoS机机制制等等优优点点；缺缺点点是是暂暂不不支支持持用用户户在在移移动动过过程程中中实实现现无无缝缝切换切换2023/1/14.4.3移动互联网的接入方式移动互联网的接入方式无无线线局局域域网网：指指以以无无线线或或无无线线与与有有线线相相结结合合的的方