車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2X通信應(yīng)用介紹

通信的應(yīng)用

（1）專(zhuān)用短程通信（DSRC）

DSRC是基于美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE），在IEEE802.11的Wi-Fi技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)制定的｝EEE802.11 p標(biāo)準(zhǔn)和IEEE1609標(biāo)準(zhǔn)的V2V和V2I通信協(xié)議，是比較成熟、高效的無(wú)線通信系統(tǒng)技術(shù)，它是智能交通系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)之一，目前已被歐洲、日本等國(guó)汽車(chē)制造企業(yè)采用并完善。我國(guó)在高速公不停車(chē)收費(fèi)設(shè)備（ETC）也采用該項(xiàng)技術(shù)。

DSRC通信在5.9GHz附近的頻段上，專(zhuān)門(mén)將車(chē)與車(chē)、車(chē)與道路基礎(chǔ)設(shè)施有機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)在數(shù)百米的范圍內(nèi)對(duì)高速行駛的車(chē)輛進(jìn)行識(shí)別和雙向通信，提供實(shí)時(shí)圖像、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信息傳輸，保證通信鏈路的低時(shí)延和低干擾以及系統(tǒng)的可靠性。

例如DSRC在有效通信距離范圍內(nèi)，本車(chē)輛通過(guò)DSRC以10Hz的頻率，向路上其他車(chē)輛發(fā)送位置、車(chē)速、方向等信息；同時(shí)本車(chē)輛還能收到其他車(chē)輛所發(fā)出的信號(hào)，在必要時(shí)（例如馬路轉(zhuǎn)角有車(chē)輛駛出，或前方車(chē)輛突然緊急剎車(chē)，變換車(chē)道的情況發(fā)生）車(chē)內(nèi)信號(hào)裝置會(huì)以閃爍、語(yǔ)音提醒或座椅、方向盤(pán)振動(dòng)等方式提醒駕駛員注意，采取必要安全措施，如圖9所示。

DSRC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由三部分組成。分別是車(chē)載單元（on Board unit，OBU）、路側(cè)單元（road-side unit，RSU）、專(zhuān)用通信鏈路。OBU安裝在車(chē)輛上的嵌入式車(chē)載通信單元內(nèi)，它通過(guò)專(zhuān)用的通信鏈路依照通信協(xié)議的規(guī)定與RSU進(jìn)行信息交互。RSU是安裝在指定地點(diǎn)（如車(chē)道旁邊、車(chē)道上方等）固定的通信設(shè)備，與不同OBU進(jìn)行實(shí)時(shí)高效的通信，并通過(guò)有線光纖的方式接入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，與云端智能交通（ITS）平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。專(zhuān)用通信鏈路是OBU和RSU保持信息交互的通道，它由兩部分組成：下行鏈路和上行鏈路。RSU到OBU的通信應(yīng)用為下行鏈路，主要實(shí)現(xiàn)RSU向OBU寫(xiě)入信息的功能。上行鏈路是從OBU到RSU的通信，主要實(shí)現(xiàn)RSU讀取OBU的信息，完成車(chē)輛狀態(tài)的自主識(shí)別功能。因此在DSRC的架構(gòu)中需要部署大量的RSU才能較好地滿足業(yè)務(wù)需要，建設(shè)投資較大。

（2）C-v2x通信

C-V2X通信是基于3G/4G/5G等蜂窩網(wǎng)通信技術(shù)演進(jìn)形成的車(chē)用無(wú)線通信技術(shù)，包含基于4G網(wǎng)絡(luò)的LTE-V2X系統(tǒng)以及未來(lái)5G資源的5G -V2X系統(tǒng)，借助已存在的LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)V2V、V21、V2P、V2N的信息交互，適應(yīng)于更復(fù)雜的安全應(yīng)用場(chǎng)景，滿足低時(shí)延高可靠性和帶寬要求。

10LTE-V2X技術(shù)

LTE-V （Long Term Evolution-Vehicle，長(zhǎng)期演進(jìn)，V2X）是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的V2X技術(shù)，是基于TD.LTE（Time Division-Long Term Evolution，分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)）的ITS（Intelligent Transport System，智能交通系統(tǒng)）系統(tǒng)解決方案，屬于LTE后續(xù)演進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的重要應(yīng)用分支。

OZLTE-V2X協(xié)議架構(gòu)與組成

LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議架構(gòu)由三部分組成，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。物理層是LTE-V2X系統(tǒng)的底層協(xié)議，主要提供幀傳輸控制服務(wù)和信道的激活、失效服務(wù)，定時(shí)收發(fā)及同步功能。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)信息的可靠傳輸，提供差錯(cuò)和流量控制，對(duì)上層提供無(wú)差錯(cuò)的鏈路鏈接。應(yīng)用層基于數(shù)據(jù)鏈路層提供的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)通信初始化和釋放程序、廣播服務(wù)、遠(yuǎn)程應(yīng)用等相關(guān)操作。LTE-V2X系統(tǒng)設(shè)備組成包含了UE（User Equipment，用戶終端）、RSU（Road Side Uni，路側(cè)單元）、和基站三部分。

UE包含了車(chē)載設(shè)備、個(gè)人用戶便攜設(shè)備等。RSU處于基站和UE之間，承擔(dān)著V21的數(shù)據(jù)通信任務(wù)。基站是承擔(dān)了LTE-V2X系統(tǒng)的無(wú)線接入控制功能的設(shè)備，主要完成無(wú)線接入功能，包括管理空中接口、用戶資源分配、接入控制、移動(dòng)性控制等無(wú)線資源管理功能。GpS信號(hào)則通過(guò)衛(wèi)星地面站與基站進(jìn)行通信。

03LTE-V2X主要技術(shù)指標(biāo)分析

V2X技術(shù)影響用戶體驗(yàn)的主要系統(tǒng)指標(biāo)有延時(shí)時(shí)間、可靠性、數(shù)據(jù)速率、通信覆蓋范圍移動(dòng)性、用戶密度、安全性等。其相關(guān)指標(biāo)有安全類(lèi)時(shí)延≤20ms，非安全類(lèi)時(shí)延≤100ms，峰值速率上行500Mbps、下行1 Gbps，支持車(chē)速280km/h，在后續(xù)演進(jìn)5G版本中提升至500km/h，可靠性幾乎為100%5覆蓋范圍與LTE范圍相當(dāng)。