智能网联汽车无线通信系统共52页

通过多种接入技术为网络层提供服务。 ⑤支持传输技术多样性，网络层与数据传输技术相对独立，网络层不受底层传输技
术的影响。 ⑥服务质量(QoS)保证，可为业务建立优先级，并具备 QoS 识别能力，以支持网络
的 QoS 保证机制。 （4）应用层技术要求 ①业务接口统一，制定标准格式。 ②业务支撑管理。 ③安全性。
无线通信技术— Z i g B e e 技 术
3、ZigBee技术特点
（6）高容量 ZigBee可采用星形、对等和混合网络结构，由一个主节点管理若干子 节点，最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理，最 多可组成65000个节点的大网;一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee 网络
（3）链路管理单元携带了链路的数据设备鉴权、链路硬件配置和其他一些协议。链路 管理(软件)单元提供的服务主要有发送和接收数据、请求名称、地址查询、鉴权、建立连 接、链路模式协商和建立以及决定帧的类型等。
（4）软件单元是一个独立的操作系统不与任何操作系统捆绑，它必须符合已经制定好 的蓝牙规范。链路协议分为4层：核心协议层、电缆替代层、电话控制协议层和采纳的其 他协议层。
应用层和网络层负责把各种服务和应用 信息传递到路侧基础设施及车载单元上， 并通过车载子系统与用户进行交互;
无线通信技术— 专 用 短 程 通 信 技 术
3、专用短程通信系统的组成
DSRC系统主要由车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)以及DSRC协议3部分组成，如图912所示。
图9-12 专用短程通信技术要求
（2）路由器 路由器的功能主要是允许终端设备 以节点的身份加入网络，实现多跳路由和协助终端设 备的通信。
（3）终端设备 终端设备没有特定的维持网络结 构的责任

车辆自身与互联网之间的信息交换，包括： ①车辆自身的行驶信息和传感器数据。 ②车辆终端系统。 ③车辆自身的故障系统。
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什么是智能网联汽车V2X通信技术？ V2X通信技术有哪些应用？
6.智能网联汽车实现V2X功能的条件
智能网联汽车V2X功能的实现条件是必须首先实现车 辆自身的智能化。车辆的智能化主要包括车载传感器 的环境感知功能、汽车数据通信处理能力，以及数据 分析后的决策功能。只有在实现了车辆智能化的基础 上，才能利用网络通信技术实现智能网联汽车的V2X 功能。 目前，实现智能网联汽车V2X功能的网络通信技术主 要有移动网络通信技术和物联网无线通信技术。
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什么是智能网联汽车V2X通信技术？ V2X通信技术有哪些应用？
5.V2N
V2N是 Vehicle to Network换。
驾驶员与互联网之间的信息交换，包括：娱乐 应用、新闻资讯、车载通信等，还可以通过应 用软件及时从互联网上获取车辆的防盗信息。
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什么是智能网联汽车移动通信技术？ 移动通信技术有哪些应用？
1.移动通信技术的发展
5G 网络即为第五代移动通信网络，其传输速率可达 4G 网络的百倍之多。5G 网络的 出现使得物联网能够获得更加广泛的应用，包括诸如智能网联汽车、机 器人、智慧城市、智慧农场等应用。
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什么是智能网联汽车移动通信技术？ 移动通信技术有哪些应用？
2.无线通信的分类
（1）根据传输信号形式分类 根据传输信号形式的不同，无线通信可以分为模拟无线通信和数字无线通信。 1）模拟无线通信。模拟无线通信是将采集的模拟信号直接进行传输。 2）数字无线通信。数字无线通信是将采集的信号转变为数字信号后再进行传输 的信号只包括0、1数字。
（2）根据无线终端状态分类 根据无线终端状态的不同，无线通信可以分为固定无线通信和移动无线通信。 1）固定无线通信。固定无线通信是指终端设备是固定的，如固定电话通信。 2）移动无线通信。移动无线通信是指终端设备是移动的，如移动电话通信。

智能网联汽车通信技术
与传统去汽车相比的汽车通信主要就是指车车通信（V2V） 和车路通信（V2I）,让汽车联网化，是智能网联汽车的原动 力，智能网联汽车的初始需求就是由汽车安全行驶的核心需 要推动的，智能网联汽车需要汽车通信来实现其车内系统联 网和提高行驶安全的核心目的，汽车通信也是智能网联汽车 的核心竞争力之一。
（4）按传输的速率分类：
按照传输信号的类型可以分为：低速光纤通信系统 和高速光纤通信系统。
3.光纤通信关键技术 （1）波分复用技术
在个别地域内部，单模光纤通信从最低的消耗评价标准出发， 表现出很大的不足之处，而通过波分复用手段，可以更好地 处理这一问题，更好地将消耗掉的资源转变成宽带资源，并 予以合理利用。
会造成光纤的断裂。
2）光纤的连接，切断需要一些精密的工具、设备 和技术。
3）光信号的分路、耦合不灵活，较复杂。 4）光缆、光纤的弯曲半径不能过小。
无线通信（Wireless communication）是利用电
磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交 换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通 称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。
（2）光源波长稳定技术 在该项技术 使用过程中，波分复用通信是使用频率较大的
一种技术手段，不过由于其要通过半导体激光刺激器光源来 构建光发送设备，所以需要不断完善这类应用手段与形 式。
（3）EDFA（接铒光纤放大器）
为了优化与改善波分复用技术手段，达到提高或者延长波分 复用光纤的速率、容量和距离的目的，故制造出了EDFA （接铒光纤放大器）。
无线传感器网络工作流程
（4）蜂窝移动通信技术
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统 （NSS）、无线基站子系统（BSS）和移动台（MS） 三大部分组成

V2X综述
• 4.V2R
• V2R是Vehicle to Road的英文缩写， 即车辆自身与道路之间的信息交换。 按照道路的特殊性而言，V2R又可 分为两大类型，一类是车辆自身与 城市道路之间的信息交换，另一类 是车辆自身与高速道路之间的信息 交换车辆自身与道路之间的信息交 换内容，主要包括以下几点：
No.10008
学习目录
1
熟悉智能网联汽车的V2X含义和 功能
2
熟悉智能网联汽车V2X的实现方 式
3 了解移动网络通信技术的发展
4
熟 悉 5G 网 络 的 关 键 技 术 及 其 在 V2X中的应用
5
熟悉几种常见的物联网无线通信 技术及其在V2X中的应用
No.10008
0 1 •V2X
学习目录
• ②当前本体车辆的行驶方向与附近 范围内车辆的行驶方向进行信息内 容的交换；
• ③当前本体车辆紧急状况与附近范 围内车辆的行驶状况进行信息内容 的交换。
V2X综述
• 2.V2I
• V2I是Vehicle to Infrastructure的英文 缩写，即车辆自身与基础设施之间的信 息交换。
• 基础设施主要包括红绿灯、公交站台、 交通指示牌、立交桥、隧道、停车场等。 车辆自身与基础设施之间的信息交换内 容，主要包括以下几点：
No.10008
移动网络通信技术的发展
• 5G的网络架构包含有独立的独立组网 模式SA和与4G网络相结合的非独立组 网模式NSA两种：
• 5G网络标准分为独立组网模式（SA） 和非独立组网模式（NSA）两大类。
• 独立组网模式是指需要全新打造5G网 络环境，如5G基站、5G核心网等。
• 非独立组网模式是指在现有的4G硬件 设施基础上，实施5G网络的部署工作。

1.LIN总线 LIN（Local Interconnect Network）是面向汽车低端分布式 应用的低成本，低速串行通信总线。它的目标是为现有汽车 网络提供辅助功能，在不需要CAN总线的带宽和多功能的场 合使用，降低成本。 LIN总线包含一个宿主节点和一个或多个从属节点，所有 节点都包含一个被分解为发送和接收任务的从属通讯任务， 而宿主节点还包含一个附加的宿主发送任务，在实时LIN总线 中，通讯总是由宿主任务发起的。LIN总线拓扑图如右图所示。
智能网联汽车网络技术
（2）V2X技术 V2X主要包含vehicle-to-vehicle（V2V），vehicle-to-infrastructure（V2I），vehicle-tonetwork（V2N）以及vehicle-to-pedestrian（V2P），如下图所示。
智能网联汽车网络技术
车载网络技术
除了宿主节点的命名之外，LIN网络中的节点不使用有关系统设置的任何信息。LIN总线上的 所有通讯都由主机节点中的主机任务发起，主机任务根据进度表来确定当前的通讯内容，发送相 应的帧头，并为报文帧分配帧通道，总线上的从机节点接收帧头之后，通过解读标识符来确定自 己是否应该对当前通讯做出响应、做出何种响应（如下图所示）。基于这种报文滤波方式，LIN 可实现多种数据传输模式，且一个报文帧可以同时被多个节点接收利用。LIN总线物理层采用单 线连接，两个电控单元间的最大传输距离为40m。
车载网络技术
在总线上实行“线与”，“0”为显性电平、“1”为隐性电平，当总线有至少一个节点发送 显性电平时，总线呈现显性电平；所有节点均发送隐性电平或者不发送信息时，总线呈隐性电 平，即显性电平起着主导作用。LIN总线报文帧如下图所示。
车载网络技术
由于LIN总线一般最大值在12V左右，因此可以设置示波器的垂直档位为2V/div，时基可以 设置为500μs左右。LIN总线波形如下图所示。

环境感知层 主要功能
通过车载环境感知 技术(如视觉传感器 、雷达、高精度定 位与导航等)、车内 网技术、4G/5G及 V2X无线通信技术等
实现对车内与车外 (如道路、车辆和 行人等)静、动态 信息的提取和收集， 并向智能决策层输 送信息
作为智能网联 车各类功能实 现的前提
智能决策层 主要功能
制
我国智能网联汽车网联化分级
等级定义
控 典型信息 传输需求
制
基于车-路，车-后台通信，实
地图、交通流
现导航等辅助信息的获取，以 人 量、交通标志、 传输实时性、
及车辆行驶与驾驶员操作等数
油耗、里程等 可靠性要求
据上传
信息
较低
基于车-车，车-路，车-人，车
-后台通信，实时获取车辆周边 人 周边车辆/行人 传输实时性、
1 驾驶辅助（DA） 通过环境信息对方向和加 人与系 人
人
减速中的一项操作提供支 统
援，其他驾驶操作都由人
操作
2 部分自动驾驶 通过环境信息对方向和加 人与系 人
人
（PA）
减速中的多项操作提供支 统
援，其他驾驶操作都由人
操作
系统（自动驾驶系统）监控驾驶环境
3 有条件自动驾驶 由无人驾驶系统完成所有 系统
交通环境信息，与车载传感器 与 /非机动车位置， 可靠性要求
的感知信息融合，作为车辆自 系 信号灯相位， 较高
动驾驶决策与控制系统的输入 统 道路预警等信
息
基于车-车，车-路，车-人，车
-后台通信，实时并可靠获取车 人 车-车，车-路 传输实时性、
辆周边交通环境信息及车辆决 与 间的协同控制 可靠性要求
（CA）
驾驶操作，根据系统请求，

智能网联汽车概论
第1章 智能网联汽车基础知识 第2章 智能网联汽车环境感知系统 第3章 智能网联汽车无线通信系统 第4章 智能网联汽车网络系统 第5章 智能网联汽车导航定位系统 第6章 智能网联汽车先进驾驶辅助系统 练习与实训
第1页
第1章 智能网联汽车基础知识
1.1 智能网联汽车的定义与分级 1.2 智能网联汽车的体系结构 1.3 智能网联汽车的关键技术和发展趋势 1.4 我国智能网联汽车的发展规划
练习与实训
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练习与实训
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练习与实训
第 57 页
练习与实训
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练习与实训
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谢 谢！
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1.1.1 智能网联汽车的定义——智能汽车
➢奔驰2019款E 260 L运动型4MATIC轿车，配置了盲区监测系 统、车道偏离预警系统、车道保持辅助系统、驾驶员疲劳预警 系统、自适应巡航控制系统、自动泊车辅助系统等，属于智能 化程度较高的智能汽车
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1.1.1 智能网联汽车的定义——智能汽车
自动驾驶汽车至少包括自适应巡航控制系统、车道保持辅助系 统、自动制动辅助系统、自动泊车辅助系统，比较高级的车型 还应该配备交通拥堵辅助系统
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1.1.1 智能网联汽车的定义——自动驾驶汽车
天籁2019款2.0T XV AD1智能领航版轿车配备了并线辅助系统、 车道偏离预警系统、车道保持辅助系统、自动制动辅助系统、 驾驶员疲劳预警系统、全速自适应巡航控制系统、自动泊车辅 助系统等，属于L2级的自动驾驶汽车
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1.1.1 智能网联汽车的定义——网联汽车
网联汽车是指基于通信互联建立车与车之间的连接，车与网络中心和智能交通系统 等服务中心的连接，甚至是车与住宅、办公室以及一些公共基础设施的连接，也就 是可以实现车内网络与车外网络之间的信息交互，全面解决人—车—外部环境之间的 信息交流问题

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什么是车载自组织网络？车载自组织网络 有哪些应用？
2. 车载自组织网络的结构类型
车载自组织网络结构主要分 为三种类型，即 V2V 通信、V2I 通信、V2P 通信。
1）V2V通信是通过GPS定位辅助建立 无线多跳连接，能够进行暂时的数据通 信，提供行车信息、行车安全等服务。 2）V2I通信能够通过接入互联网获得更 丰富的信息与服务。 3）V2P通信目前主要通过智能手机中 的特种芯片提供行人和交通状况，以后 会有更多的通信方式。
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什么是车载自组织网络？车载自组织网络 有哪些应用？
3. 车载自组织网络的路由协议类型
根据节点间通信是否需要借助路侧单元进行车载自组织网络结构分类。
（1）车间自组织型：车辆之间形成自组织网络，不需借助路侧单元，这种通 信模式也称为V2V通信模式，也是传统移动自组织网络的通信模式。 （2）无线局域网/蜂窝网络型：在这种通信模式下，车辆节点间不能直接通信 ，必须通过接入路侧单元互相通信，这种通信模式也称为V2I通信模式，相比 车间自组织型，路侧单元建设成本较高。 （3）混合型：混合型是前两种通信模式的混合模式，车辆可以根据实际情况 选择不同的通信方式。
什么是车载移动互联网？ 车载移动互联网有哪些应用？
4.车载移动互联网的应用
应用案例 智能车载互联技术，即利用互联网技术，使得 汽车可以与手机、平板电脑等移动终端 设备连 接，实现驾驶员对汽车更加便捷、智能化的控 制，如通过智能手机来控制汽车，用语音来给 汽车下达指令等。目前，智能车载互联技术主 要应用在车载娱乐系统、导航、车 载 APP 以 及无人驾驶上。
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什么是车载自组织网络？车载自组织网络 有哪些应用？
5. 车载自组织网络的应用
车载自组织网络的应用场景主要包括碰撞预警、避免交通拥堵、紧急制动警告、 并线警告和交叉路口违规警告等。

高级阶段-----车路协同
车路协同系统:基于无线通信、传感探测等技术进行车路信息获取，通过车 车、车路信息交互和共享，并实现车辆和基础设施之间智能协同与配合，达 到优化利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标。
4 典型应用-----智能停车服务系统
4.1系统介绍
目前国内外停车管理公司大多是针对某一方面的研 究，例如停车场的停车诱导系统，停车场管理的停车收费 系统等，取得了良好的效果。
4 典型应用-----智能停车服务系统
4.3系统工作流程
1、车辆驶入停车场的过程。
入口工作流程 图
4 典型应用-----智能停车服务系统
①车位信息提示。当车辆进入停车场，入口处有个 信息显示牌，显示车位己用位数及空余的位数，若停车场 没有空余车位，信息显示牌提示车位己满。
②车辆信息识别。路侧读写器从车载终端中获取相 关车辆信息，送系统主机处理，同时对车辆进行车牌识别 。
状态信息在整车网络
上的传递，实现车载
电器的控制、状态监
控以及故障诊断等功
能;
车外网:无线通信技术 把车载终端与外部网 络连接起来，实现车 车两间、车辆和固定 设施。
2 车联网架构
2.1车联网系统架构
车联网感知层:由多种传感器及传感器网关构成，包括车 载传感器和路侧传感器。感知层是车联网的神经末梢，是 信息的来源。通过这些传感器，可以提供车辆的行驶状态 信息、运输物品的相关信息、交通状态信息、道路环境信 息等。主要内容车联网概述 体系架构 关键技术
典型应用
Company Logo
1 车联网概述
车联网:是物联网在智能交通系统(ITS)领域的延伸，是以车内网、车际网和车载 移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车—车、车—互联 网之间，进行无线通讯和信息交换，以实现智能交通管理控制、车辆智能化控制 和智能动态信息服务的一体化网络。

1.3.1 智能网联汽车的关键技术
➢3.控制执行技术
➢ 自动驾驶汽车决策规划出行驶路径，由底盘执行机 构实现汽车状态控制和轨迹跟踪，这一过程中，控 制执行技术起着至关重要的作用。目前，传统汽车 底盘的控制结构仍为分布式电子架构，不同子系统 都有各自的运算控制器，较难实现所有功能的协同 控制，必须实现线控底盘。
2020/12/2
1.3.1 智能网联汽车的关键技术
➢5.计算芯片技术
芯片是智能网联汽车的核心运算单元，主要包括中 央处理器、图形处理器、现场可编程门阵列及专用 定制芯片等
2020/12/2
1.3.1 智能网联汽车的关键技术
➢ 6.云计算平台 ➢ 云计算平台通过以太网络与车辆、路侧设备进行远
程通信，实现远程监控、车辆追踪、调度管理和路 径规划等功能，同时还能够利用云计算和大数据处 理，为自动驾驶控制策略、智能交通控制管理的研 究提供数据依据。
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1.3.1 智能网联汽车的关键技术
➢7.网络信息安全
智能网联汽车需满足车联网通信的保密性、完整性 、可鉴别性等要求。通过引入密码安全芯片、设计“ 端-管-云”安全主动防御机制、密码安全协议和设置 可信计算区域等手段，对云计算平台和车载终端进 行软件代码和物理硬件安全升级
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自动驾驶汽车
➢ 自动驾驶汽车是指汽车至少在某些具有关键安全性的 控制功能方面（如转向、油门或制动）无须驾驶员直 接操作即可自动完成控制动作的车辆。自动驾驶汽车 一般使用车载传感器、GPS和其他通信设备获得信息 ，针对安全状况进行决策规划，在某种程度上恰当地 实施控制。
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1.3.1 智能网联汽车的关键技术