C-V2X是基于蜂窝的V2X通信技术,它是基于4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术,包含了两种通信接口:一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口(PC5):另一种是终端和基站之间的蜂窝通信接口(Uu),可实现长距离和更大范围的可靠通信,如图5-31所示C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术,包含LTE-V2X(LTEV)和5G-V2X,从技术演进角度讲,LTEV支持向5G-V2X平滑演进。 LTEV可支持L1~L3级别的智能网联业务,包含红绿灯车速引导、交通事故提醒、远程诊断、紧急制动提醒等应用场景5G-V2X相比LTEV将在时延、可靠度、速率、数据包大小等方面有大幅度提高,可支持L4L5级别的自动驾驶业务,包含车辆编队行驶、自动驾驶、远程控制、传感器信息共享等应用场景。
LTEV是我国具有自主知识产权的V2X技术,是按照全球统一规定的体系架构及其通信协议和数据交互标准,在车辆与车辆(V2V)、车辆与基础设施(V2I)、车辆与行人(V2P)之间组网,构建数据共享交互桥梁,助力实现智能化的动态信息服务、车辆安全驾驶、交通管控等,如图5-32所示。
LTE-V通信由用户终端、路侧单元(RSU)和基站3部分组成,如图5-33所示。LTE-V通信方式针对车辆应用定义了两种通信方式,即蜂窝链路式(LTE-V-Cel)和短程直通链路式(LTE- V-Direct),其中蜂窝链路式通过Uu接口承载传统的车联网车载信息技术业务,操作于传统的移动宽带授权频段:短程直通链路式通过PC5接口实现V2V、V2I直接通信,促进实现车辆安全行驶。在短程直通链路式通信模式下,车辆之间的信息交互基于广播方式,可采用终端直通模式,也可经由RSU来进行交互,大大减少了RSU需要的数量。
V2X技术包括LTEV和DSRC两种,其中LTEV是基于LTE的智能网联汽车协议,由3GPP主导制定规范,主要参与厂商包括华为、大唐、LG等:DSRC
主要基于IEEE802.11p与IEEE1609系列标准,是一种专门用于V2V和V21之间的通信标准,主要由美国、日本主导。
LTEV和DSRC均需要路侧单元(RSU),但两种技术中RSU承载的能力不尽相同。两种技术中,RSU均会为车辆提供道路相关的信息,如红绿灯、限速,在V2I的模式下将这些信息发给车辆。不同点在V2V模式下的信息交互:在DSRC技术下,V2V的信息交流必须通过RSU,因此RSU个数需求量很大:在短程直通链路式通信模式下,车辆之前的信息交互基于广播方式,可采用终端直通模式,也可经由RSU来进行交互,因此RSU需求的数量很小。
5G是第5代移动通信系统。5G是4G的延伸,是对现有无线接入技术(包括3G、4G和Wi-Fi)的技术演进,以及一些新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。
5G网络将融合多类现有或未来的无线接入传输技术和功能网络,包括传统蜂窝网络、大规模多天线网络、认知无线网络、无线局域网、无线传感器网络、小型基站、可见光通信和设备直连通信等,并通过统一的核心网络进行管控,以提供超高速率和超低时延的用户体验及多场景的一致无缝服务。
5G移动通信技术具有以下特点。
(1)高速度。对于5G的基站峰值要求不低于20 Gbit/s,用户可以每秒钟下载部高清电影,也可支持VR视频。高速度给未来对速度有很高要求的业务提供了机会和可能。
(2)泛在网。泛在网有两个层面的含义:一是广泛覆盖;二是纵深覆盖。
(3)低功耗。5G要支持大规模物联网应用,就必须要有功耗的要求。如果能把功耗降下来,让大部分物联网产品一周充一次电,甚至一个月充一次电,就能大大改善用户体验,促进物联网产品的快速普及。
(4)低时延5G时延降低到1ms,5G的一个新场景是无人驾驶汽车,需要中央控制中心和汽车进行互联,车与车之间也应进行互联。在高速行驶中,需要在最短的时延中,把信息送到车上,进行制动与车控反应。
(5)万物互联5G时代,终端不是按人来定义的,因为每个人、每个家庭都可能拥有数个终端。通信业对5G的愿景是每平方千米,可以支撑100万个移动终端。
(6)重构安全在5G基础上建立的是智能互联网,智能互联网不仅要实现信息传输,还要建立起一个社会和生活的新机制与新体系。智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便,这就需要重新构建安全体系。
5G网络本身具有的超大带宽、超低时延特性,可以实时搜集传输更多更精确的环境信息,使用云化的计算能力用于车辆本身自动驾驶的决策。5G能够加速推进V2X在智能网联汽车上的应用,可以增强安全性,减少行车时间/提高能源效率,加速网络效应。
