李欣欣 梁康
深圳市宝山技工学校518118
摘要:随着技术的发展,5G的普及,智能网联汽车早已成为汽车行业的焦点,也备受国家的重视,为了抢占这一巨大的市场,“跨界”造车屡见不鲜,V2X作为智能网联汽车的关键技术之一,势必要成为汽车行业相关人员重点关注、学习的对象。鉴于此,本文就V2X的基本概念、发展历程以及发展趋势做了一个简单介绍。
关键词:V2X 车联网 C-V2X 智能网联汽车 5G
一、V2X技术
V2X意为Vehicle to X,X可以指代车(vehicle)、人(Pedestrian)、路(Road)、基础设施(Infrastructure)等等,所以我们通常将V2X理解为Vehicle to Everything,即车对外界的信息交换。
V2X主要包括V2N、V2V、V2P、V2R、V2I,详细介绍如下。
1、V2N
指的是车辆或驾驶人与互联网之间的信息交换。包括行驶信息和传感器数据与互联网分析的大数据结果信息交换;车辆终端系统与互联网上的资源信息交换;车辆自身的故障系统与互联网远程求助系统信息交换。
2、V2V
指的是车辆与车辆之间的信息交换。包括本体车辆的行驶速度、方向、紧急状况与附近范围内车辆的行驶速度、方向、行驶状况信息交换。
3、V2P
指的是车辆与外界行人之间的信息交换。包括车辆自身的行驶速度、方向与行人当前位置信息交换。
4、V2R
指的是车辆与道路之间的信息交换。包括车辆自身的行驶路线与道路当前路况信息交换;车辆行驶的导航信息与道路前方的路标牌信息交换。
5、V2I
指的是车辆与基础设施之间的信息交换。包括车辆的行驶状态与红绿灯、公交站台、立交桥或隧道、停车场空位等信息交换。
二、V2X的发展
现在汽车行业中公认的,实现V2X有两条技术路径,一是由美国为主导的DSRC,二是由我国推动的LTE-V。
1、DSRC(专用短距离通信技术)
DSRC,由标准IEEE 802.1扩充而来,主要用于车载电子的无线通信,它可以实现小范围内图像、语音和数据的实时、准确和可靠的双向传输。如我们日常生活中常见到的ETC,就是DSRC技术应用的典型,实现车辆快速识别,完成费用扣取。DSRC诞生至今已有多年的落地经验,对于美国来说技术相对成熟,更易发展成为V2X。
2、LTE-V
LTE-V是基于第四代移动通信技术发展而来,最早是大唐基于LTE系统提出的,包括蜂窝方式(LTE-V-cell)和直通方式(LTE-V-direct)两种工作模式。
(1)蜂窝方式
利用基站作为控制中心,实现汽车的接入以及汽车的组网,具有良好的连续性和可靠性。
(2)直通方式
车与车间直接通信,针这种方式与蜂窝式形成互补,特别适用于低延时、高速运动的应用场景。
3、C-V2X
C-V2X,是由3GPP定义的基于蜂窝通信的V2X技术,它包含基于LTE以及未来5G的V2X系统,是DSRC技术的有力补充。C-V2X比此前的技术都更加的安全和可靠,具有良好的向后/向前兼容的特性,能够兼容此前的Rel-14,更能继续向前演进,纳入5G的新空口特性,由此获得了广大通信产业链企业及汽车企业的青睐,如华为、高通等等。
对比DSRC,C-V2X的优势主要体现在以下方面:
(1)C-V2X基于蜂窝网络而来,与目前的4G和未来的5G网络可以复用,部署成本低。
(2)网络覆盖广,网络运营盈利模式清晰。
(3)C-V2X由3GPP标准制定,全球通用,使用单一的LTE芯片组,模块成本大幅降低。
(4)C-V2X作为5G的重要组成部分可以持续演进。
三、我国C-V2X发展与现状
相较于美国对于DSRC技术的成熟,我国并不具备这方面的天然优势,但是我国拥有全球最大的LTE网络,具备推动C-V2X产业发展的基础环境,而且从C-V2X还具有向前/向后兼容的技术优势来看,C-V2X应该是我国V2X技术标准的首选。随着5G时代的到来,我国信息通信领域则涌现一批世界级领军企业,通信设备制造商已进入世界第一阵营,在国际C-V2X、5G等新一代通信标准的制定中也发挥了越来越重要的作用。
(1)C-V2X标准体系
国内各行业协会和标准化组织高度重视我国C-V2X标准的推进工作,包括中国通信标准化协会(CCSA)、全国智能运输系统标准化技术委员会(TC/ITS)、中国智能交通产业联盟(C-ITS)、车载信息服务产业应用联盟(TIAA)、中国汽车工程学会(SAE-China)及中国智能网联汽车产业创新联盟(CAICV)等都已积极开展C-V2X相关研究及标准化工作[2]。初步形成了覆盖C-V2X标准协议栈各层次、各层面的标准体系,具体包括总体技术要求、接入层、网络层、应用层安全这几大类。
(2)C-V2X产业链
随着我国相关政策以及产业环境的成熟,C-V2X目前已经进入发展的快车道,C-V2X的产业链的各环节也都在不断发力。C-V2X产业链从狭义上来说主要包括通信芯片、通信模组、终端与设备、整车制造、解决方案、测试验证以及运营与服务等环节,这其中包括了芯片厂商、设备厂商、主机厂、方案商、电信运营商等众多参与方。此外,若考虑到完整的C-V2X应用实现,还需要若干产业支撑环节,主要包括科研院所、标准组织、投资机构以及关联的技术与产业。
四、5G是V2X的演进方向
有目共睹,我国在为成为智慧交通强国而不懈努力,国家层面出台一系列政策法规,行业也在不断规范行业标准,我国的汽车产业整体规模位于世界前列,自主品牌市场份日益增长,相关核心技术不落于其他强国之后。在国家基础设施建设也在不断完善,拥有自主北斗卫星导航系统,世界前列的交通网络以及领先的5G技术,这都为我国未来的V2X技术发展奠定了良好的基础。
V2X技术包含DSCR及C-V2X技术两条技术发展路径,而我国的首选必然是C-V2X,初步形成系列标准体系,技术演化及商用处于验证阶段,演进计划成熟,应对5G需求的演化版本为5G-V2X,目前代表性技术LTE-V2X技术以LTE蜂窝网络作为基础,得到了市场的广泛推广。
随着我国5G的商用化,中国汽车产业链逐渐将5G运用到V2X中。对于车企来说,5G-V2X具有低延时、高速率和大容量的优点,可以更好实现OTA系统升级、高清地图下载与升级、车载高清视频、远程监控、远程驾驶等功能。对于用户来说,5G-V2X将会实现更好的交通信息的交互,完成协同感知,拥有更安全可靠的ADAS功能。
五、结语
V2X技术是推动智能网联汽车、自动驾驶汽车行业的发展的关键技术之一。V2X之争,不仅仅是学术之争,更是国家层面的战略之争,身为汽车专业的学生或相关的从业人员,有必要紧跟时代的发展、追上国家的步伐,更进一步的了解V2X。
由于笔者水平以及篇幅的限制,本文未尽之处万望各位同仁海涵。现在是一个百花齐放的时代,思想的碰撞将会推动时代发展的进程,笔者也想尽点自己的绵薄之力。
参考文献:
[1]和福建,田晓笛,王长园.车联网发展现状及趋势研究[J].中国汽车,2019(04):55-58.
[2]于润东,余冰雁,李新洲,期治博,时晓光.C-V2X标准化进展与测试验证[J].信息通信技术与政策,2018(07):61-65.
[3]郭蓬,袁俊肖,戎辉,唐风敏,王文扬,蔡聪,王梦丹.LTE-V2X标准分析及发展现状的研究[J].中国汽车,2019(01):59-62.