未来交通究竟是怎样一种模式？什么样的标准将支撑所有这些V2X之前进行交流？

随着智能网联技术的发展，汽车与其他车辆、运输基础设施、行人以及数据中心的联系越来越紧密。近日，华为德国慕尼黑研究中心发表一篇关于5G车联网论文，论文中概述了他们对未来交通的设想。未来交通究竟是怎样一种模式？什么样的标准将支撑所有这些V2X之前进行交流？

目前汽车操作系统可以运行从信息娱乐到自动驾驶的几乎所有内容，车辆变得越来越智能化，并且对人类操作的依赖越来越少。搭载了大量传感器和车载连接的智能车将为人们提供更安全、更环保、更高效的旅程，同时也为汽车制造商、科技公司和通信提供商提供了一个全新的竞争平台。

V2X是汽车通信系统的总称，它代表着传感器和其他信息来源通过高带宽，低延迟，高可靠性的通讯进行链接，为全自动驾驶铺平了道路。

V2X包括车辆到车辆（V2V），车辆到基础设施（V2I），车辆到行人（V2P）和车辆到网络（V2N）通信等几个组件。在这个多元化的生态系统中，汽车将与其他车辆，交通信号灯或停车位等基础设施，携带智能手机的行人以及可通过蜂窝网络进行访问的数据中心进行交流。

通过它的即时通信V2X可以允许道路安全应用，如（非详尽列表）：

前方碰撞警告

车道变化警告/盲点警告

紧急电动刹车灯警告

交叉运动辅助

紧急车辆接近

道路工程警告

队列行驶

不同的用例具有不同的需求集合，通信系统必须有效且经济高效地处理这些需求集合。

V2X世界可以期待什么样的交通体验？华为德国慕尼黑研究中心的研究人员在最近的一篇论文中概述了他们的设想：

（1）用户通过应用程序发送按需购买的汽车;

（2）用于通过个人交通App与无线网络相连来调整汽车进入自动驾驶或者远程驾驶模式，调整车辆的预设;

（3）车辆搜索最适合用户偏好的队列，并以合作机动模式加入选定的队列，该队列允许汽车在非常短的间隙下行驶达到节能的目的;

（4）双向导航将车辆引导至拥挤的道路周围;

（5）用户可以控制导航系统选择不同的路线，是驾驶在高速公路上，还是行驶在风景优美的路线上;

（6）车辆在目的地由用户关闭系统;

（7）车辆自动驾驶到自动停车场（7a）或下一个用户（7b）。

在这篇论文中，也介绍了一些基于5G V2X的高级用例，比如合作自适应巡航控制（CACC）、车道合并、连接自动停车以及合作交叉控制等。

华为的研究人员指出：“虽然这些用例看起来很遥远，但大部分技术（高精度地图，实时交通信息，车内传感器如雷达，摄像头，超声波等）已经在使用或者在不久的将来就会成为现实。然而这里面最薄弱又最重要的一环是高可靠性，低延迟的通信系统。

与任何新的技术领域一样，V2X也有相互竞争的标准。在之前的文章《车联网中DSRC与LTE标准之争》中介绍过一些内容。

IEEE 802.11p

原始的V2X标准基于Wi-Fi分支，IEEE 802.11p（IEEE的WAVE的一部分，或用于车载环境的无线接入程序）运行在未经许可的5.9GHz频带中。2012年完成的IEEE 802.11p支持美国的专用短距离通信（DSRC）和欧洲合作智能传输系统（C-ITS）倡议中的ITS-G5。

通过802.11p的V2X通信不局限在视线有限的传感器，如摄像机，雷达和激光雷达，还包括V2V和V2I使用案例，如碰撞警告，限速警报以及电子停车和收费支付等。

802.11p的功能特性包括短距离（不到1km），低延迟（约2ms）和高可靠性。根据美国交通部的说法，“它工作在高车速的移动条件下，并且能够在极端天气条件下提供性能（如雨，雾，雪等）。”从本质上讲，即使在恶劣天气下，802.11p也可以扩展车辆视野。

IEEE 802.11p不依赖蜂窝网络覆盖，解决方案为板载单元（OBU）和路边单元（RSU）。现在已经可以从包括恩智浦，Marvell，瑞萨电子和Redpine Signals在内的硅片供应商处获得。

蜂窝V2X

IEEE 802.11p的新兴替代品是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的一个关键优势是它有两种操作模式，第一种是通过未经许可的5.9GHz频带PC5接口的低延迟C-V2X直接通信，专为主动安全消息（如即时道路危险警告和其他短距离V2V，V2I和V2P情况）而设计。这种模式与现有的IEEE 802.11p技术提供的内容紧密结合，该技术也使用5.9GHz频段。

第二种模式是通过常规授权频段蜂窝网络上的Uu接口进行的通信，并且可以处理V2N用例，例如信息娱乐和延迟容忍安全消息，涉及更远距离的道路危险或交通状况。由于它不使用蜂窝连接，因此IEEE 802.11p只能通过与路边基站建立临时连接来匹配此模式。

目前的C-V2X Rel-14规范（全球3GPP Rel-14标准和LTE高级专业版的一部分）已于去年3月完成，而高通的第一款C-V2X芯片组9150于去年9月份发布，预计将于2018年下半年进行商业采样。高通公司还推出了具有集成GNSS功能的9150 C-V2X芯片组的C-V2X参考设计，运行ITS V2X堆栈的应用处理器和硬件安全模块（HSM ）。与IEEE 802.11p相比，C-V2X在V2X市场的部署方面落后几年。

以下是802.11p与C-V2X规范之间的一些技术和用例比较：

福特汽车公司，奥迪和Groupe PSA以及上汽集团正在美国进行当前的C-V2X技术测试。展望未来，C-V2X版图将涉及高吞吐量，宽带载波支持和高可靠性的5G NR（新无线电）功能。

2025年22亿蜂窝网络连接，将有45％用在车联网领域，从C-V2X技术演变上看，应该支持C-V2X而非802.11p作为V2X的基础。然而，由于安全要求和技术需求的不同，C-V2X能否在汽车中运用标准蜂窝调制解调器，仍存在疑问。

哪个标准会胜出？

IEEE 802.11p具有较早开发和部署的优点，因此更有资历。另一方面，C-V2X可以提供更好的性能，既可以使用直接通信，也可以使用网络辅助通信，还具备通向5G的演进路径。

这不仅仅是一场技术标准辩论，它的风险很高，现在802.11p仍然是许多地区的受欢迎。在欧洲，这促使GSMA在2017年9月的简报中明确表态：

“GSMA担心欧洲的C-ITS推出计划没有考虑到C-V2X的巨大潜力。GSMA指出，欧盟委员会希望阻止两种不同V2V通信的分散部署。因此，基于802.11p在C-ITS框架内已形成了称为ITS-G5的无线电标准，很明显需要支持它。欧盟委员会正在考虑是否宣布关于C-ITS的欧洲授权法案，这意味着到2019年，市场上的任何未来技术都需要能够与802.11p技术的车辆进行通信，这将有效地将802.11p作为中央通信V2X技术锁定数十年。“

大众汽车已经在802.11p方面投入了相当大的份额，它将从2019年开始适应选定的车型。

未来802.11p和C-V2X可能会结合，结合每种技术的最强点。事实上，华为德国研究中心的研究人员也期待将诸如高频（如60GHz），高带宽毫米波和VVLC（车载可见光通信）等即将到来的技术整合到5G V2X接入网络架构中，来支持特定的V2X用例。这将允许该行业向监管机构提供可最大限度地为所有车辆用户带来收益的解决方案。

以下是华为研究人员考虑的一些用例需求以及他们对不同技术支持他们的能力的评估：

未来，不管哪项标准成为主流，有一点是可以确定的，V2X的使用将大幅提高路面利用率，实现高效、安全、环保的运输，弥补车载传感器的不足。