项目六-智能网联汽车车联网技术

《智能网联汽车技术概论》单元一V2X技术认知单元二专用短程通信汽车自组网技术认知项目六智能网联汽车车联网技术单元三LTE-V技术认知单元四5G-V2X技术认知单元五车载OTA系统认知单元一V2X技术认知学习目标1.了解V2X技术的基本概念2.了解V2X车辆通信系统的结构原理单元一V2X技术认知一、V2X技术的发展车联网是以车内网、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-X（X：车、路、行人及互联网等）之间，进行无线通讯和信息交换的系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。当前V2X领域主要存在两大通信技术，一种是专用短程通信汽车自组网技术，另一种是C-V2X技术。单元一V2X技术认知二、V2X车辆通信系统的构成车辆通信系统一般由车载单元OBU、路侧单元RSU以及专用短程通信协议三部分组成。汽车通信主要包括车载单元0BU之间的通信V2V、车载单元0BU与路侧单元RSU之间的通信V2R、车载单元/路侧单元和通信基础设施接入Internet的通信V2I以及车载单元/路侧单元和云端网络的通信V2N。单元一V2X技术认知1.车载单元车载单元是汽车通信的车载终端。主要由通讯处理器、射频收发器、GPS接收器/处理器、车辆CAN总线、数据存储器、显示器等组成。单元一V2X技术认知2.路侧单元路侧单元一般是指安装在路口交通设施旁或道路旁边的汽车通信设备，主要由通讯处理器、射频收发机、数据存储器、交换处理器、通信网关(如需接入其它制式的网络)等组成。单元一V2X技术认知3.专用数据链路专用数据链路主要是指采用802.11P或LTE制式的用于汽车通信的无线链路。目前主要有5.9GHz频段（5.85GHz～5.925GHz，共75MHz频宽）。单元二专用短程通信汽车自组网技术认知学习目标1.了解专用短程通信汽车自组网的基本概念2.了解专用短程通信汽车自组网的技术特点与应用单元二专用短程通信汽车自组网技术认知一、专用短程通信汽车自组网技术概要专用短程通信汽车自组网技术目前主要使用5.9GHz频段类似Wi-FiMesh的基于802.11p、IEE1609、SAEJ2735、SAEJ2945标准的DSRC汽车自组网专用短程通信技术。专用短程通信汽车自组网技术让汽车可以周期性地双向发送、接收和交换、分享车辆的基本行驶信息。单元二专用短程通信汽车自组网技术认知二、专用短程通信汽车自组网技术的指标要求专用短程通信汽车自组网技术是基于802.11p、IEEE1609、SAEJ2735、SAEJ2945标准的汽车专用短程通信技术。专用短程通信汽车自组网主要采用的无线频率是美国使用的5.9GHz频段。专用短程通信汽车自组网的车载单元单节点覆盖范围最高300m。专用短程通信汽车自组网的传输距离需要大于高速路上的安全车距，一般在100m。单元二专用短程通信汽车自组网技术认知三、专用短程通信汽车自组网技术的优势1.采用分布式控制方式。2.可支持高于192km/h的车速下的动态快速自组网，一般高速路的车速都在其支持范围，自维护路由。3.可以随时建立网络，在没有其他通信设施的情况下使用。4.无中心的点对点通信，不受固定拓扑结构的限制，不依赖于任何预设的网络基础设施，建网成本低。5.DSRC通讯距离短，发射的数据量较少，发射功率较低，功耗和能源消耗较低，工作时长较长。6.设备小巧，更换维护方便。7.可以成为汽车的内生系统，与车内总线和车内系统协同性好。单元二专用短程通信汽车自组网技术认知四、专用短程通信汽车自组网技术的实际应用凯迪拉克推出的CTS车型是首款搭载V2V技术的量产车型，通过车辆之间的信息共享，驾驶员可以预知更多道路信息和潜在风险。单元三LTE-V技术认知学习目标1.了解LTE-V技术的基本概念2.了解LTE-V技术的结构原理单元三LTE-V技术认知一、C-V2X技术概要C-V2X是由3GPP（3rdGenerationPartnershipProject）定义的基于蜂窝通信的V2X技术，它包含基于LTE以及5G的V2X系统，是DSRC技术的有力补充。单元三LTE-V技术认知二、LTE-V技术概要LTE-V是基于LTE为车车通信、车路通信、车辆与城市基础设施通信专门开发的通信技术，是用于汽车通信的专用LTE技术。单元三LTE-V技术认知三、LTE-V技术的特点1.采用半分布式-半集中式控制方式，网络性能好。2.高速移动下的切换性能，高速移动下的高可靠、低时延，安全可信的信息传输。3.支持可扩展的系统架构。4.基于商用成熟LTE技术的信道资源配置管理优势。5.基于商用成熟LTE技术的网络拥塞控制和抗干扰能力优势。单元三LTE-V技术认知三、LTE-V技术的特点6.大容量支持，商用成熟的大容量使用QoS保障和稳定性。7.更好的通信信道利用率和频谱效率。高带宽，可以支持更多的业务、应用和用户数。8.可以灵活使用的接入技术，LTE-V技术可以与DSRC技术集成起来使用。9.基于现在蜂窝技术的扩展，与现有通信技术兼容性好。10.LTE-V技术相对更适合在车多的场合发挥作用。如在交通路口高密集的场景，同区域有大量的车辆时，用于汽车和交通设施之间的通信（V2I），交换车辆的基本行驶信息，防止和避免司机闯红灯等交通违规情况并提醒交通路况。单元三LTE-V技术认知四、LTE-V技术的结构构成LTE-V主要由车载终端、路侧模块和数据平台组成。1.车载终端车载终端主要包括通信芯片、通信模组、终端设备、V2X协议栈及V2X应用软件。单元三LTE-V技术认知2.路侧模块路侧模块主要包括V2X系统所定义的路侧单元（RSU）、感知单元和计算决策单元。路侧单元（RSU）是集成C-V2X功能的路侧网联设施，用以实现路与车、路与人、路与云平台之间的全方位连接。单元三LTE-V技术认知3.数据平台数据平台可以汇聚多源数据，将V2I/V2V/V2P等各类应用数据进行深入分析、挖掘，提取关键信息，做出决策，并将决策指令及时推送到车载单元和路侧单元，为C-V2X系统高效运行提供必要支撑。单元三LTE-V技术认知五、LTE-V技术的应用大唐高鸿公司从2012年起就开始研发具有自主知识产权的LTE-V技术产品，涵盖车载终端（OBU）、路侧终端（RSU）、C-V2X云控平台、CA安全认证解决方案等。单元四5G-V2X技术认知学习目标1.了解5G-V2X技术基本概念2.了解5G-V2X技术的特点与应用单元四5G-V2X技术认知一、5G-V2X技术概要5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G网络的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s比先前的4GLTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟，更快的响应时间，低于1ms，而4G的网络延迟为30～70ms。单元四5G-V2X技术认知二、5G-V2X技术的特点1.低时延与高可靠性2.频谱和能源高效利用3.更加优越的通信质量单元四5G-V2X技术认知三、5G-V2X技术的应用2020年，国家发改委等部委联合印发的《智能汽车创新发展战略》指出，通过5G与车联网协同建设，推动道路基础设施、智能汽车、运营服务、交通管理指挥等信息互联互通。华为依托云、边、端整体技术优势，联合生态合作伙伴提供5G车联网解决方案，切实推动智能汽车产业持续健康发展。单元四5G-V2X技术认知华为5G车联网架构示意图单元五车载OTA系统认知学习目标1.了解车载OTA系统基本概念2.了解车载OTA系统技术架构3.了解车载OTA系统升级内容单元五车载OTA系统认知一、OTA系统简介汽车OTA远程升级也叫做空中下载，所谓“空中”指的是远程无线方式，通过移动通信GSM或CDMA的空中接口对SIM卡数据及应用进行远程管理。单元五车载OTA系统认知二、车载OTA架构汽车OTA主要分为FOTA固件在线升级和SOTA软件在线升级两类，前者是一个完整的系统性更新，后者是迭代更新的升级。单元五车载OTA系统认知三、车载OTA工作流程1.管理和生成相关文件2.分发和检查3.更新和刷新安装单元五车载OTA系统认知四、OTA的系统风险在FOTA流程中，主要存在传输风险和升级包篡改风险。终端下载升级包的传输流程中，攻击者可利用网络攻击手段，如中间人攻击，将篡改伪造的升级包发送给