一種基于IEEE802.11p滿足V2X的新標(biāo)準(zhǔn)開始啟動(dòng)

　　最近，在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的積極推進(jìn)下，一種旨在滿足V2X應(yīng)用的新標(biāo)準(zhǔn)開始啟動(dòng)。由于成千上萬的道路使用者的安全將取決于這些技術(shù)的性能，因此對(duì)它們進(jìn)行對(duì)比就顯得相當(dāng)重要。

　　車到車通信正在顯著吸引人們的注意力，因?yàn)樗軜O大地減少道路交通事故，改善移動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)高層次的汽車自動(dòng)化。支持安全關(guān)鍵應(yīng)用是車到車通信的核心，多年來，V2X選擇的技術(shù)一直是IEEE802.11p。最近，在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的積極推進(jìn)下，一種旨在滿足V2X應(yīng)用的新標(biāo)準(zhǔn)開始啟動(dòng)。由于成千上萬的道路使用者的安全將取決于這些技術(shù)的性能，因此對(duì)它們進(jìn)行對(duì)比就顯得相當(dāng)重要。

　　在比較IEEE802.11p和LTE-V2X之前有幾個(gè)重要的相關(guān)事實(shí)需要強(qiáng)調(diào)：

　　?IEEE802.11p現(xiàn)在已經(jīng)可以商用，LTE-V2X還不行［4］。目前市場(chǎng)上有多家芯片供應(yīng)商可以提供基于IEEE802.11p的產(chǎn)品。有些一級(jí)供應(yīng)商還有完整的解決方案。相比之下，目前市場(chǎng)上還沒有可商用的LTE-V2X產(chǎn)品，很可能還需要多年的時(shí)間才能見到完整且驗(yàn)證過的解決方案。曾經(jīng)許諾過的V2X 5G版本甚至需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能浮出水面。

　　?許多上路的汽車中已經(jīng)安裝有IEEE802.11p。最終用戶現(xiàn)在就可以購買到裝備有IEEE802.11p技術(shù)的汽車（比如通用的凱迪拉克1）。

　　?V2V NPRM已經(jīng)發(fā)布［1］。說明美國政府有明確意向要全面推進(jìn)IEEE802.11p的部署工作， 也說明IEEE802.11p技術(shù)已可滿足安全性需求并且通過了測(cè)試驗(yàn)收。

　　?IEEE802.11p大批量部署可能很快開始。作為全球最大汽車制造商之一的大眾汽車公司已公開宣布，從2019年開始將在他們的首批車系中裝備IEEE802.11p技術(shù)2。

　　蜂窩領(lǐng)域一直在鼓吹v2x的部署應(yīng)該等到蜂窩技術(shù)準(zhǔn)備好并通過測(cè)試，而全然無視在驗(yàn)證IEEE802.11p對(duì)安全關(guān)鍵應(yīng)用的適用性方面作出的投資和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作。更具體地說，蜂窩領(lǐng)域聲稱LTE-V2X可以提供：

　　?強(qiáng)大的蜂窩生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)借助多年來的豐富經(jīng)驗(yàn)可以向全球提供付費(fèi)服務(wù)和成熟的技術(shù)。雖然這是正確論點(diǎn)，但它指的是采用蜂窩技術(shù)的娛樂服務(wù)。而設(shè)備與基站之間的通信與處于動(dòng)態(tài)環(huán)境中的設(shè)備與設(shè)備間通信有根本性的區(qū)別；

　　?雙倍的性能［6］。然而，就像下文要指出的那樣，在重要的V2V使用案例中，IEEE802.11p的性能完全超過了LTE-V2X；

　　?最小的附加成本。這是有問題的，因?yàn)閷?duì)安全關(guān)鍵應(yīng)用的支持強(qiáng)烈地表明需要將這些技術(shù)與娛樂軟硬件分離開來。因此，LTE-V2X很可能在物理上與蜂窩調(diào)制解調(diào)器分離；

　　?演進(jìn)路線圖和未來不會(huì)過時(shí)的技術(shù)，因?yàn)橥ㄟ^3GPP會(huì)議的全面測(cè)試機(jī)制可以持續(xù)地改進(jìn)這種技術(shù)。雖然這也許是真的，但每隔12到15個(gè)月升級(jí)一次標(biāo)準(zhǔn)并不能保證舊汽車能夠與新汽車通信。這與創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定通用的國際標(biāo)準(zhǔn)來推動(dòng)V2X技術(shù)成功的需求是背道而馳的。

　　這種建議的LTE-V2X技術(shù)源自蜂窩上行鏈路技術(shù)，與目前的LTE系統(tǒng)保持著很多相似性：比如幀結(jié)構(gòu)、子載波間距、時(shí)鐘精度要求以及資源塊概念等。這些屬性不是很適合汽車應(yīng)用場(chǎng)景，只是繼承自現(xiàn)有的峰窩技術(shù)。因此LTE-V2X要滿足車到車通信的特殊應(yīng)用要求比較吃力。

　　從技術(shù)上講，LTE-V2X在沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下會(huì)出現(xiàn)問題。它有嚴(yán)格的同步要求（章節(jié)2.1），否則將不能正確地從相鄰和附近的發(fā)射器接收消息（章節(jié)2.3），并且通信距離也將受到限制（章節(jié)2.4）。另外，它所采用的資源分配機(jī)制無法正確處理具有不同長(zhǎng)度的消息（章節(jié)2.5），而多用戶訪問機(jī)制也不能很好的處理廣播消息（章節(jié)2.6）或消息沖突（章節(jié)2.9）。LTE-V2X的重載設(shè)計(jì)也會(huì)導(dǎo)致更高的開銷（章節(jié)2.7和2.8）。

　　在商用方面，LTE-V2X無法利用汽車中已有的標(biāo)準(zhǔn)LTE調(diào)制解調(diào)器。不同的安全要求（章節(jié)2.10）和技術(shù)需求（章節(jié)4.1）強(qiáng)烈建議LTE-V2X的安全關(guān)鍵域要與標(biāo)準(zhǔn)LTE調(diào)制解調(diào)器的娛樂域分離開來。嚴(yán)格的同步要求（章節(jié)3.2）也會(huì)顯著地增加LTE-V2X硬件的成本。

　　從發(fā)展戰(zhàn)略上看，LTE-V2X也許不是用于安全關(guān)鍵應(yīng)用的最佳技術(shù)，因?yàn)槠涓轮芷诓荒芷ヅ淦嚨拈_發(fā)周期（章節(jié)4.1）。雖然當(dāng)前版本的LTE-V2X還沒有完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，但3GPP組織已經(jīng)開始開發(fā)LTE-V2X的新版本。下一代的IEEE802.11p也在考慮中了（章節(jié)4.2.1），希望利用眾多大規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)測(cè)試安全關(guān)鍵應(yīng)用。