在车联网中,车辆作为移动通信设备和用户的载体,以拓扑节点的形式组织移动网络拓扑。由于车辆自身的移动性,车载通信具有移动区域受限、网络拓扑变化快、网络频繁接入和中断、节点覆盖范围大、通信环境复杂等特点。根据车联网的上述特征,当前车联网的实施存在以下多方面挑战和困难。
(1)在体系结构方面,由于移动互联网通信技术的快速发展,为满足用户的多功能体验,车联网的体系结构变得复杂。在车载移动互联网中,路侧单元(RSU)作为车辆自组网(VANET)无线接入点,将车辆以及道路等信息上传至互联网并发布相关交通信息,这种车与基础设施(V2I)的协作通信模型需要大量的RSU支撑,增加了建设的成本和能源消耗。
(2)在通信方面,车联网中存在多种类型的通信网络,这些网络使用不同的标准和协议,数据处理和网络的融合不完善,影响车联网系统运行效率。虽然IEEE 802.11p标准的车辆自组网通信在高速运行环境下传输距离远、分组丢失率低、可靠性高,但在极其复杂的非视距环境下通信质量会受到不同程度的干扰。另外,由于车辆的高速移动,需要快速可靠的网络接入与信息交互,时延受限成为当前车联网面临的重要问题。
(3) 在安全方面,车联网中的用户信息都将连接在该网络上,随时随地被感知,很容易被干扰和窃取,严重影响了车联网体系的安全。当前车联网在每一层都存在不同程度的威胁:在感知层,车辆单元(OBU)和RSU节点的物理安全、感知信息的无线传输;在网络层,数据破坏、数据泄露、虚假信息等安全与隐私问题;在应用层,也存在身份假冒、越权操作等由于技术方面的不足或因管理不当而带来的隐形危害。
由此可知,车联网正在改变我们人类交通和通信的方式,促使车辆向网络化智能化的发展。