一 引言

车联网是指利用先进传感技术、网络技术、计算技术、控制技术、智能技术，对道路和交通进行全面感知，实现多个系统间大范围、大容量数据的交互，对每一辆汽车进行交通全程控制，对每一条道路进行交通全时空控制，以提高通行效率和交通安全为主的网络与应用。车联网是由行驶车辆携带的车载单元（On Board Unit，OBU）、路边单元（Roadside Unit，RSU）、控制中心，以及个人通信电子设备等组成的网络系统，通过车与车、车与路和车与人之间的互联互通实现车、路和人的智能协同，从而提高交通效率，保障通行安全，提供车载娱乐和互联网接入服务。

根据欧洲电信标准化协会（ETSI）于2009年6月发布的技术报告和美国车辆安全通信项目第三任务组总结报告，车联网的应用可分为三种基本类型：道路安全应用、交通管理和交通效率应用，以及车载娱乐和互联网接入。道路安全应用主要包括车辆换道辅助、交通事故广播、交叉路口碰撞避免、紧急情况或事件警告等；交通管理应用是智能交通系统ITS的一部分，主要包括ETC（不停车电子收费）、交叉路口管理、协作式导航控制、绕行或拥塞警示等；车载娱乐应用为用户提供生活资讯、在线音乐视频等服务。

车联网包含三种基本的通信模式：

（1）车与车之间的通信（Vehicle-to-Vehicle，V2V）。车载单元使用广播或单播路由转发技术将交通信息发送给其他车载单元。如图1（a）所示，车辆将即将碰撞、动态路径规划等紧急信息分发给后面的车辆。

（2）车与路边单元之间的通信（Vehicle-to-Roadside，V2R）。车与路边单元之间的通信主要用于：车辆到互联网的接入，路边单元广播消息给附近所有车辆，以及车辆利用路边单元协助其转发消息等。如图1（b）所示，路边单元广播动态速度限制消息给周围单跳内所有车辆。

图1 车联网的三种通信模式

（3）车与人之间的通信（Vehicle-to-People，V2P）。车联网的目的是为人服务，车与人的通信实现了人及时获取车或道路信息，以及通过车联网实现人与互联网的交互。如图1（c）所示，车辆接收到用户的请求（如加油站、旅馆等）后，将用户所需信息以单播方式返还给用户。

车联网不同于其他无线网络，它具有以下独特的性质：①车辆高速运动不仅导致了车辆之间及车辆与路边单元之间的无线通信链路频繁断开，而且也使得网络拓扑结构动态变化，无法形成稳定的拓扑结构；②车辆的移动轨迹受限，总沿着道路给定方向行驶，其行驶速度受前方车辆的运动状态影响，其位置、运动方向和速度具有一定的可预测性；③能量并非十分限制，车辆本身携带和不断补充能量，可给车载设备持续供电，这使得车载设备可具有较强的性能；④GPS辅助定位，目前很多车辆有GPS定位功能，不仅为车辆提供了位置、速度等信息，而且为车辆提供了准确的全球同步时钟，这些都为车辆之间的通信和交互提供了很好支持；⑤服务质量需求多样性，车联网是一种大型多应用的网络，车辆通常会形成整个城市、高速公路等的大规模网络，网络中存在多种应用消息类型：换道警示、超车警示等道路安全信息，道路速度限制通告、绿灯最优速度建议等管理信息，本地多媒体、商业等服务信息，不同的消息对通信的服务质量有着不同的要求。

二 车联网的国际研究现状

（一）美国车联网进展

美国政府、产业界和学术界对车载网的相关领域有较多的支持和关注。其交通部于2009年12月发布美国智能交通5年（2010～2014）战略规划，从应用开发、技术支撑和政策支持三个方面重点支持IntelliDrive项目。美国通用和福特等七大汽车生产商组建车辆安全通信协会，并启动第一期项目VSC（Vehicle Safety Communication）；其后又启动第二期项目VSC-A和第三期项目VSC3。美国学术界也基于California PATH等项目在车载网通信机制、安全机制和商业应用等方面开展了相关研究工作。

IntelliDrive项目的前身为VII（Vehicle Infrastructure Integration）。VII项目推动了5.9G赫兹 DSRC（Dedicated Short-Range Communications）标准化、系统结构与硬件设计、原型应用系统的开发，并在密歇根进行了概念验证测试。IntelliDrive项目目前的主要研究方向为：安全通信和交通机动性的应用开发，通信标准和系统结构等技术的研究，以及部署场景和运营管理等政策制定。IntelliDrive的试验成果将为美国2013年的智能交通管理规定提供技术支持。

第一期项目VSC描述了