隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，汽車與其他車輛、運輸基礎設施、行人以及數(shù)據(jù)中心的聯(lián)系越來越緊密。近日，華為德國慕尼黑研究中心發(fā)表一篇關(guān)于5G車聯(lián)網(wǎng)論文，論文中概述了他們對未來交通的設想。未來交通究竟是怎樣一種模式？什么樣的標準將支撐所有這些V2X之前進行交流？

目前汽車操作系統(tǒng)可以運行從信息娛樂到自動駕駛的幾乎所有內(nèi)容，車輛變得越來越智能化，并且對人類操作的依賴越來越少。搭載了大量傳感器和車載連接的智能車將為人們提供更安全、更環(huán)保、更高效的旅程，同時也為汽車制造商、科技公司和通信提供商提供了一個全新的競爭平臺。

V2X是汽車通信系統(tǒng)的總稱，它代表著傳感器和其他信息來源通過高帶寬，低延遲，高可靠性的通訊進行鏈接，為全自動駕駛鋪平了道路。

V2X包括車輛到車輛（V2V），車輛到基礎設施（V2I），車輛到行人（V2P）和車輛到網(wǎng)絡（V2N）通信等幾個組件。在這個多元化的生態(tài)系統(tǒng)中，汽車將與其他車輛，交通信號燈或停車位等基礎設施，攜帶智能手機的行人以及可通過蜂窩網(wǎng)絡進行訪問的數(shù)據(jù)中心進行交流。

通過它的即時通信V2X可以允許道路安全應用，如（非詳盡列表）：

前方碰撞警告

車道變化警告/盲點警告

緊急電動剎車燈警告

交叉運動輔助

緊急車輛接近

道路工程警告

隊列行駛

不同的用例具有不同的需求集合，通信系統(tǒng)必須有效且經(jīng)濟高效地處理這些需求集合。

V2X世界可以期待什么樣的交通體驗？華為德國慕尼黑研究中心的研究人員在最近的一篇論文中概述了他們的設想：

（1）用戶通過應用程序發(fā)送按需購買的汽車;

（2）用于通過個人交通App與無線網(wǎng)絡相連來調(diào)整汽車進入自動駕駛或者遠程駕駛模式，調(diào)整車輛的預設;

（3）車輛搜索最適合用戶偏好的隊列，并以合作機動模式加入選定的隊列，該隊列允許汽車在非常短的間隙下行駛達到節(jié)能的目的;

（4）雙向?qū)Ш綄④囕v引導至擁擠的道路周圍;

（5）用戶可以控制導航系統(tǒng)選擇不同的路線，是駕駛在高速公路上，還是行駛在風景優(yōu)美的路線上;

（6）車輛在目的地由用戶關(guān)閉系統(tǒng);

（7）車輛自動駕駛到自動停車場（7a）或下一個用戶（7b）。

在這篇論文中，也介紹了一些基于5G V2X的高級用例，比如合作自適應巡航控制（CACC）、車道合并、連接自動停車以及合作交叉控制等。

華為的研究人員指出：“雖然這些用例看起來很遙遠，但大部分技術(shù)（高精度地圖，實時交通信息，車內(nèi)傳感器如雷達，攝像頭，超聲波等）已經(jīng)在使用或者在不久的將來就會成為現(xiàn)實。然而這里面最薄弱又最重要的一環(huán)是高可靠性，低延遲的通信系統(tǒng)。

與任何新的技術(shù)領(lǐng)域一樣，V2X也有相互競爭的標準。在之前的文章《車聯(lián)網(wǎng)中DSRC與LTE標準之爭》中介紹過一些內(nèi)容。

IEEE 802.11p

原始的V2X標準基于Wi-Fi分支，IEEE 802.11p（IEEE的WAVE的一部分，或用于車載環(huán)境的無線接入程序）運行在未經(jīng)許可的5.9GHz頻帶中。2012年完成的IEEE 802.11p支持美國的專用短距離通信（DSRC）和歐洲合作智能傳輸系統(tǒng)（C-ITS）倡議中的ITS-G5。

通過802.11p的V2X通信不局限在視線有限的傳感器，如攝像機，雷達和激光雷達，還包括V2V和V2I使用案例，如碰撞警告，限速警報以及電子停車和收費支付等。

802.11p的功能特性包括短距離（不到1km），低延遲（約2ms）和高可靠性。根據(jù)美國交通部的說法，“它工作在高車速的移動條件下，并且能夠在極端天氣條件下提供性能（如雨，霧，雪等）。”從本質(zhì)上講，即使在惡劣天氣下，802.11p也可以擴展車輛視野。

IEEE 802.11p不依賴蜂窩網(wǎng)絡覆蓋，解決方案為板載單元（OBU）和路邊單元（RSU）。現(xiàn)在已經(jīng)可以從包括恩智浦，Marvell，瑞薩電子和Redpine Signals在內(nèi)的硅片供應商處獲得。

蜂窩V2X

IEEE 802.11p的新興替代品是C-V2X或Cellular V2X，其主要支持者是5G Automotive Association和芯片制造商高通（Qualcomm）。

C-V2X的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是它有兩種操作模式，第一種是通過未經(jīng)許可的5.9GHz頻帶PC5接口的低延遲C-V2X直接通信，專為主動安全消息（如即時道路危險警告和其他短距離V2V，V2I和V2P情況）而設計。這種模式與現(xiàn)有的IEEE 802.11p技術(shù)提供的內(nèi)容緊密結(jié)合，該技術(shù)也使用5.9GHz頻段。

第二種模式是通過常規(guī)授權(quán)頻段蜂窩網(wǎng)絡上的Uu接口進行的通信，并且可以處理V2N用例，例如信息娛樂和延遲容忍安全消息，涉及更遠距離的道路危險或交通狀況。由于它不使用蜂窩連接，因此IEEE 802.11p只能通過與路邊基站建立臨時連接來匹配此模式。

目前的C-V2X Rel-14規(guī)范（全球3GPP Rel-14標準和LTE高級專業(yè)版的一部分）已于去年3月完成，而高通的第一款C-V2X芯片組9150于去年9月份發(fā)布，預計將于2018年下半年進行商業(yè)采樣。高通公司還推出了具有集成GNSS功能的9150 C-V2X芯片組的C-V2X參考設計，運行ITS V2X堆棧的應用處理器和硬件安全模塊（HSM ）。與IEEE 802.11p相比，C-V2X在V2X市場的部署方面落后幾年。

以下是802.11p與C-V2X規(guī)范之間的一些技術(shù)和用例比較：

福特汽車公司，奧迪和Groupe PSA以及上汽集團正在美國進行當前的C-V2X技術(shù)測試。展望未來，C-V2X版圖將涉及高吞吐量，寬帶載波支持和高可靠性的5G NR（新無線電）功能。

2025年22億蜂窩網(wǎng)絡連接，將有45％用在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，從C-V2X技術(shù)演變上看，應該支持C-V2X而非802.11p作為V2X的基礎。然而，由于安全要求和技術(shù)需求的不同，C-V2X能否在汽車中運用標準蜂窩調(diào)制解調(diào)器，仍存在疑問。

哪個標準會勝出？

IEEE 802.11p具有較早開發(fā)和部署的優(yōu)點，因此更有資歷。另一方面，C-V2X可以提供更好的性能，既可以使用直接通信，也可以使用網(wǎng)絡輔助通信，還具備通向5G的演進路徑。

這不僅僅是一場技術(shù)標準辯論，它的風險很高，現(xiàn)在802.11p仍然是許多地區(qū)的受歡迎。在歐洲，這促使GSMA在2017年9月的簡報中明確表態(tài)：

“GSMA擔心歐洲的C-ITS推出計劃沒有考慮到C-V2X的巨大潛力。GSMA指出，歐盟委員會希望阻止兩種不同V2V通信的分散部署。因此，基于802.11p在C-ITS框架內(nèi)已形成了稱為ITS-G5的無線電標準，很明顯需要支持它。歐盟委員會正在考慮是否宣布關(guān)于C-ITS的歐洲授權(quán)法案，這意味著到2019年，市場上的任何未來技術(shù)都需要能夠與802.11p技術(shù)的車輛進行通信，這將有效地將802.11p作為中央通信V2X技術(shù)鎖定數(shù)十年。“

大眾汽車已經(jīng)在802.11p方面投入了相當大的份額，它將從2019年開始適應選定的車型。

未來802.11p和C-V2X可能會結(jié)合，結(jié)合每種技術(shù)的最強點。事實上，華為德國研究中心的研究人員也期待將諸如高頻（如60GHz），高帶寬毫米波和VVLC（車載可見光通信）等即將到來的技術(shù)整合到5G V2X接入網(wǎng)絡架構(gòu)中，來支持特定的V2X用例。這將允許該行業(yè)向監(jiān)管機構(gòu)提供可最大限度地為所有車輛用戶帶來收益的解決方案。

以下是華為研究人員考慮的一些用例需求以及他們對不同技術(shù)支持他們的能力的評估：

未來，不管哪項標準成為主流，有一點是可以確定的，V2X的使用將大幅提高路面利用率，實現(xiàn)高效、安全、環(huán)保的運輸，彌補車載傳感器的不足。