802.11p和LTE-V2X - 車聯網通信中蜂窩網絡的應用

4.3 802.11p和LTE-V2X的比較

802.11p具有客觀的先發優勢，技術趨于成熟。而LTE-V2X作為一種基于LTE演進的車聯網技術，則具備諸多后發優勢。

（1）技術層面

LTE-V2X在設計過程中充分借鑒了802.11p的經驗和不足，在系統容量、覆蓋范圍等方面具有顯著的性能優勢，LTE-V2X采用集中式控制傳輸與分布式傳輸相結合的方式，將V2N、V2I、V2V以及V2P結合成一個有機整體。LTE-V2X底層具備更好的鏈路預算，借助更加精細的信道設計及資源分配方案來獲得高可靠、廣覆蓋、低時延的傳輸保障。而802.11p是一個純粹的分布式系統，無法實現整體最優。二者在技術層面的具體比較如表1所示。

（2）終端層面

一方面，LTE-V2X的Telematics模塊和V2X通信模塊可共用同一塊芯片，有效降低芯片復雜度，從而降低芯片成本；另一方面，LTE-V2X進一步豐富了Telematics車載信息服務，讓用戶更愿意續費Telematics業務；同時，Telematics的滲透率也提升了V2X的滲透率。

（3）產業層面

首先，LTE-V2X借助成熟的LTE網絡及產業鏈，通過對現有的LTE網絡基站設備進行升級就可以實現部署，不需要再鋪設大量的基礎設施通信模塊，產業更容易快速發展起來。來自GSA的最新報告顯示［6］，截至2017年1月末，全球運營商已經簽署764張LTE網絡合同，覆蓋196個國家，其中，已經商用部署的網絡達到581張。LTE成熟的生態系統吸引電信運營商，通信設備制造商和汽車企業基于現有的LTE網絡和技術支持車聯網通信，從而LTE-V2X成為自然的選擇。其次，LTE-V2X是運營商增加新連接（車、自行車、摩托、行人等）的重要卡位。基于LTE-V2X，運營商可以自然地參與到車聯網產業中來，提供車連網相關業務，如具有最核心的競爭力的連接、數據、服務等業務。此外，LTE-V2X是中國主導的車聯網技術，有利于國內企業規避專利風險，有利于發揮中國影響力并擴展到其他國家。

綜上所述，盡管802.11p具備先發優勢，技術和產業相對成熟，但其僅支持車車、車路之間的直接通信，從智能交通長遠發展的角度來看，以LTE-V2X為代表的C-V2X技術實現了直通和蜂窩模式的融合，未來可以平滑演進到5G，應用前景更加光明。

5 5G車聯網通信

作為智能駕駛的最終形式，自動駕駛汽車技術依靠通信、人工智能、視覺計算、雷達、監控裝置和全球定位系統協同合作，讓電腦可以在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作車輛。未來車輛在進行自動駕駛與車聯網通信的過程中，需要進行海量、實時的數據交互。自動駕駛汽車和車聯網通信的實現還需要網絡實時傳輸汽車導航信息、位置信息以及汽車各個傳感器的數據到云端或其他車輛終端，需要更高的網絡帶寬和更低的網絡延時，而這僅靠LTE-V2X和DSRC等通信技術還無法實現。

相對于目前的車聯網通信技術，5G系統的關鍵能力指標都有極大提升。5G網絡傳輸時延可達毫秒級，滿足車聯網的嚴苛要求，保證車輛在高速行駛中的安全；5G峰值速率可達以10~20Gbit/s，連接數密度可達100萬個/km2，可滿足未來車聯網環境的車輛與人、交通基礎設施之間的通信需求。

目前，5G V2X正處于業務場景和需求確定階段。3GPP的需求組（SA1）已經基本完成5G V2X的業務場景及需求的討論，并在技術報告TR 22.886中將25個5G V2X業務場景分成了4組（見圖3），具體包括：

●車輛編隊（Vehicles Platoonning）：車輛編隊使車輛動態形成編隊一起行駛。編隊中的所有車輛從編隊頭車獲取信息來管理這個編隊，這些管理信息使車輛能夠以比正常行駛更接近（編隊車輛之間間隔僅2~5m）更協調的方式同向行駛。

●擴展傳感器（Extended Sensors）：擴展傳感器使車輛之間、車和路邊單元之間、車和行人之間以及車和V2X服務器之間可以交互本地傳感器信息和實時視頻圖像信息等，車輛可以獲得額外的環境感知能力，更全面地了解周邊環境。

●先進駕駛（Advanced Driving）：先進駕駛用于支持半自動或全自動駕駛。每個車輛把通過自身傳感器獲得的感知數據以及自身的駕駛意圖分享給周圍車輛，從而支持多個車輛之間同步和協調他們的行駛軌跡。

●遠程駕駛（Remote Driving）：遠程駕駛使遠程司機或車聯網應用服務器遙控車輛的行駛，適用于乘客不能自己駕車或遠程車輛處于危險環境中等特殊場景。高可靠性和低延遲通信是遠程駕駛的主要要求。

3GPP需求組從無線通信角度為5G V2X業務場景定義了相應的需求，具體如表2所示。

如何在高密度車輛場景下滿足5G V2X通信的低時延、高可靠性、高傳輸速率、高容量等需求，是5G車聯網通信網絡面臨的挑戰，也是5G車聯網的重點研究工作。3GPP RAN在2017年3月的第75次全會確定，將從2017年第三季度開始研究5G V2X的可用頻譜、信道模型以及評估假設并有望于2018年啟動基于5G新空口的V2X通信技術的研究，預計在2020年左右完成標準工作。