智能网联汽车技术概论版啊课件第8-9章.pptx

1、第八章 5G环境V2X车联网技术 5G是指第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，是4G之后的延伸，其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb，这比网络的传输速度快数百倍，整部超高画质可在1秒之内下载完成。移动通信自20世纪80年代诞生以来，经过三十多年的爆发式增长，已成为连接人类社会的基础信息网络。移动通信的发展不仅深刻改变了人们的生活方式，而且已成为推动国民经济发展、提升社会信息化水平的重要引擎。面向2020年及未来的第五代移动通信（5G）已成为全球发热点。5G网络感受最明显的可能就是网速了，从理论上讲，5G的网络速度将是4G的百倍甚至更多，未来5G的峰值甚至可达到每秒20Gb，下载一

2、部超高画质电影可在1秒钟内完成，但这当然也取决于下载设备，实现起来还需一定时间。除了网速更快，5G网络还有一个优点，就是网络的时延更低（在1毫秒以内），这样可以让网络更加稳定，不会经常出现丢数据的情况，上传速度也能有质的提升，并且网络设备终端数据加大后，彼此间的网速也不会有太大的影响，同时网络的安全性也进一步提高。5G通信行业产业链条主要包括五个重要环节：（1）网络规划设计（前期技术研究及网络建设规划）；（2）无线主设备（核心网、基站天线、射频器件、光器件/光模块、小基站等，无线配套、网络覆盖与优化环节开始布局）；（3）传输设备（无线设备后需要有线传输链接，紧跟其后的包括光纤光缆、系统集成、I

3、T 支持、增值服务等）；（4）终端设备（芯片及终端配套）；（5）运营商。除了以上五个重要环节，还有:（6）PCB/CCL 产业链（用于基站射频、基带处理单元、IDC 和核心网路由器等）；（7）介质波导滤波器（基站射频）。无线数据网络在过去30年里稳步发展，一些改变生活的技术紧随其后。80年代初，第一代模拟细胞系统的诞生。而那时的手机虽然罕见，但人们终于可以在路上互相交谈了。到90年代初，第二代和2.5G移动系统使人们能够发送文本，但直到千禧年，人们才能够通过3G接入宽带互联网。手机从一个打电话的设备发展成为一个多面沟通、娱乐、购物的工具。4G的到来提供了足够的带宽和速度，可以实时信息和位置共享

4、。这种演变催生了共享经济，催生了Uber和Lyft等公司。然而，它还不足以支持类似人类的反应速度的技术，而5G应运而生。5G是3G后通信基础又一革命性突破，对车联网来说，5G解决了数据传输速度和容量问题。5G网络满足无人驾驶网络技术要求，尤其是低时延和高可靠性，将是完全自动驾驶落地的最后推手。4G阶段的LTE-V仅可以支撑部分自动驾驶，完全无人驾驶必须依赖超低时延、高可靠的5G网络。5G网络技术特性满足智能驾驶网络技术要求，尤其是在低时延、高可靠性方面，无论是DSRC还是目前基于4G的LTE-V，都无法与之比拟。随着5G时代即将到来，5G超低时延的优势将提升车联网数据采集的及时性，保障车与人、

5、车与车、车与路实时信息互通，消除无人驾驶安全风险，从而推进实现完全无人驾驶。汽车行业正经历着自动驾驶功能的指数级增长，而且这一趋势将继续下去。5G网络连接让自动驾驶更加趋于更快、更智能、更安全。尽管如此，随着自动驾驶功能的广泛应用，不久的将来L5级别自动驾驶的汽车似乎将出现在我们的道路上，而且可能比人们的意识速度更快。更令人惊讶的是，它们也更安全得多。实现自动驾驶汽车的势头争议火箭式速度蹿升。特斯拉(Tesla)和丰田(Toyota)等公司目前正在匹兹堡、波士顿和凤凰城等地的道路上测试自动驾驶汽车。最近发生的一起由无人驾驶优步(Uber)车辆引发的致命事故，让很多人质疑，公众对无人驾驶汽车产生

6、了严重的担忧：无人驾驶汽车是否能安全到让人们有信心与它们共享我们的道路。众多专家认为，要想完全释放自动驾驶汽车技术，就必须大规模采用5G无线技术。以目前的4G网络速度还无法支持更安全、更智能的自动驾驶汽车的应用。诺基亚公司Jane Rygaard在BBC的一次采访中说:“我们需要研究信息在传感器到汽车ECU上的时间，并且ECU做出决策的时间，所有这些都必须比人类做出决定所需的时间短2毫秒。因此5G技术必不可少。”目前的4G网络速度不足以让自动驾驶汽车具备如此快速的反应能力，无人驾驶只是5G带来的众多令人难以置信的技术之一。虚拟现实和人工智能是我们可以期待的另外两个例子。自动驾驶汽车内置的数百个

7、传感器可以使其更快、更智能。这些传感器产生了前所未有的海量数据，远远超过任何其他物联网应用。处理和分析这些数据需要比现有4G技术更快的网络。自动驾驶汽车系统需要惊人的数据处理能力和速度，这就需要模仿人类的反应时间。Maja Systems公司首席技术官Joy Laskar博士介绍，未来的自动驾驶汽车将产生近2兆位的数据。“自动驾驶汽车一周的数据传输需要自动驾驶汽车一周的数据传输需要230天，这就是为什么我们需要更快的天，这就是为什么我们需要更快的ASIC处理技术。处理技术。”Laskar。我们尽可能早地向大众展示尽可能多的应用案例。向汽车公司展示车辆上5G技术，让他们了解数据在车辆中的传输方式

8、；汽车的工作方式、安全性、带宽，以及用户体验都将发生改变。驾驶员无需全神贯注，思考汽车要去哪里，在做些什么。随着驾驶员得到解放，汽车对带宽的要求将呈指数级增长。全球领先的半导体公司如Intel和Qualcomm正朝着一场ASIC革命迈进，研究着如何将5G带宽与数字无线电和天线架构相结合的难题。简而言之，这些公司正在开发芯片，将自动驾驶汽车转变为移动数据中心，让无人驾驶能够做出实时、复杂的决策。市场观察人士表示，如果全面采用5G，互联网速度将比4G快100倍，它将实现V2V和V2X的连接。此外，该技术的低延迟将使这些车辆在道路上更加安全可靠比目前人为驾驶的车辆更安全。过去几十年来，通信革命给人类

9、带来了翻天覆地的变化，但这场革命仍未终止，且将越来越重要。随着汽车、家庭、工厂和公共基础设施等万物连网和海量数据涌现，这将对整个社会的经济带来深远影响。一场由5G、人工智能和大数据融合而催生的技术革命正在重新定义游戏规则，全球企业大咖竞相投入、积极布局，甚至引爆了国家级大战。谁赢得了这场战争，谁就占据了未来几十年的主导地位。早在2016年年中，美国政府就对5G网络的无线电频率进行了分配，计划在2018年实现全面的商用。当时美国政府也向电信公司提供了资助，在四座城市进行5G的先期试验。2017年，美国运营商Verizon正式宣布将于2018年下半年在美国部分地区部署5G商用无线网和5G核心网。由

10、设备商爱立信提供5G核心网、5G无线接入网、传输网以及和相关服务，这将加快基于3GPP标准的5G解决方案的商用。2018年5月高通发布首批5G手机，AT&T推出了5G移动设备，同年12月AT&T在12个城市推出移动5G服务。同样作为全球市场上颇具实力的国家，俄罗斯在5G方面的进程似乎并没有想象中那么一帆风顺。相比于其他国家，俄罗斯面临着高昂的5G建设成本，这对于本就投入巨大的5G产业而言，无疑是雪上加霜。对此，俄罗斯两家大型电信运营商MegaFon和Rostelecom正试图通过联合双方力量来共同克服在俄罗斯市场建设5G网络所面临的巨大成本挑战。双方合作的第一步是成立一个工作组，两家运营商将使

11、用3.4-3.6GHz和26GHz频段频谱探索推出5G技术的“选择”。与韩国冬奥会相似，日本2020年东京奥运会以及残奥会也成了日本发展5G的重要助力。为配合2020年东京奥运会和残奥会的举办，日本各运营商将在东京都中心等部分地区启动5G的商业利用，随后逐渐扩大区域。日本三大移动运营商NTT DoCoMo、KDDI和软银计划将于2020年在一部分地区启动5G服务，预计在2023年左右将5G的商业利用范围扩大至日本全国，而总投资额或达5万亿日元之多。2020年NTT、KDDI、软银将启动5G服务，并在当年冬奥会部署4.4-4.9GHz 5G系统。作为欧洲地区规模较大的区域性经济合作的国际组织，欧

12、盟也不会允许自己在这场全球5G盛宴中缺席。2017年7月初步协议的基础上，欧盟不久前确立了5G发展路线图，该路线图列出了主要活动及其时间框架。通过路线图，欧盟就协调5G频谱的技术使用和目的以及向电信运营商分配的计划达成了一致。欧盟电信委员会的成员国代表同意到2025年将在欧洲各城市推出5G的计划。2020年底根据欧盟委员会规划，成员国至少确定一个主要城市实现5G商用，2018年看：德国开始5G测试，Orange预计两年现场试验后，2020年开始5G商用部署。芬兰运营商Elisa宣称“世界上第一个”推出5G网络。意大利运营商TIM和Fastweb宣布收个3GPP标准的5G基站已投入商用。相较于全

13、球其他国家计划在2020年实现5G商用化的目标，韩国似乎想更早一点开展实践行动。在2017年4月，韩国第二大电信商韩国电信(KT)和爱立信以及其他技术合作伙伴宣布已经就2017年进行5G试验网的部署和优化的步骤和细节达成共识，包括技术联合开发计划等。2018平昌冬季奥运会，韩国实现了5G首秀，由韩国电信运营商KT联手爱立信(基站设备等)、三星(终端设备等)、思科(数据设备等)、英特尔(芯片等)、高通(芯片等)等产业链各环节公司全程提供的5G网络服务，成为5G全球首个大范围的准商用服务。2018年8月三星发布5G手机基带芯片，并计划在2019年上半年推出5G手机。韩国预计2020年下半年可以实现

14、5G全覆盖。对于5G发展，我国也给予了高度关注。在政府大力推动下，我国5G产业正迎来更多政策红利，关键技术加速突破。事实上，在推荐5G方面，我国已处于领跑地位。就目前而言，我国5G研发已进入到第二阶段试验。预计，中国在2020年将部署超过1万个5G商用基站。中国努力缩小差距，力争领跑5G。在运营商层面：商用布局走在全球前列。1）中国移动的5G技术研究及商用准备工作。中国移动最先提出“4G改变生活，5G改变社会”的理念，投入巨大人力物力积极研究5G。中国移动的5G研究包括两方面：一是通信能力提升，联合通信产业各方开展技术创新；二是应用探索，在5G网络技术发展的同时，积极与各垂直行业一起进行应用创

15、新。2）中国电信的5G技术研究及网络发展情况。中国电信试点城市有望达到12个，与华为建立商业联合创新中心推进5G应用开发。中国电信5G建网思路为：首先面向增强移动宽带eMBB业务，优先采用SA独立组网，并将支持全模全频全网通。在频谱方面，明确了以3.5GHz低频谱为基础，高频谱为补充的战略。在组网方面，中国电信将构建CTNet2025,全面启动网络智能化。采用“基于业务选择网络实现多网协同”的思路，将不同业务承载在适合的网络上，综合利用室内外协同优势，探索固移融合、4G/5G融合组网。3）中国联通的5G技术研究及商用准备工作。中国联通计划以雄安作为5G试验重点城市，试点城市总量达到16个。为适

16、应4G/5G网络智能化，中国联通在组织架构上进行了大规模调整，在集团公司成立了智能网络中心，对新型网络实现“规模维研”一体化，包括建设迭代化、运营集约化、研发自主化、业务随选化。这种高度集约化的组织架构，将有效促进联通网络智能化的实现。报告显示，截至2019年4月，中国企业申请的5G标准关键专利数占全球34%，居全球第一。紧接着是韩国占25，美国和芬兰各占14。瑞典接近8，日本接近5，而台湾、加拿大、英国和意大利各占不到1。其中，华为目前拥有全球15%以上的5G专利，而芬兰的诺基亚则占近14。除此之外，韩国三星和其主要竞争对手LG分别拥有低于13%和超过12的占有率。而美国顶级公司高通仅申请了

17、略超过8的关键专利，这和瑞典的爱立信大致相当，并且还落后于中国中兴通讯的11.7%的份额。V2X（vehicle-to-everything），并非一般意义上的汽车联网，而是通过车上的GPS定位，RFID识别，传感器、摄像头和图像处理等电子组件，按照约定的通信协议和数据交互标准，进行无线车讯和交换的大系统网络。以此来实现车辆与一切可能影响车辆的实体实现信息交互，目的是减少事故发生，减缓交通拥堵，降低环境污染以及提供其他信息服务。车联网V2X的名字很直观，就是把车连到网或者把车连成网，包括汽车对互联网（V2N）、汽车对汽车（V2V）、汽车对基础设施（V2I）、和汽车对行人（V2P）。V2I即车辆

18、与基础设施相连接（Vehicle To Infrastructure），I在此包含了交通信号灯、公交站、电线杆、大楼、立交桥、隧道、路障等交通设施设备。V2I通信功能采用车载智能交通运输系统的760MHz频段，可以在不影响车载传感器的情况下实现基础设施与车辆之间相互通信功能。简单点解释，就好比为盲人配上一根导盲杖，导盲杖接触到地方就可以看作是车辆与基础设施之间的信息交互，它可以避免盲人碰到墙，同样的道理，车辆可以以此收集周围环境的信息。V2P即车辆与行人相连（Vehicle to Pedestrian），车子可以实现自动驾驶，可路上终会有行人呀！我们不可能像游戏里一样有传送技能，或者为行人发明

19、一种传送带，让人可以想去哪里就去哪里。这关乎到人身安全、交通秩序、以及社会安定等方面，所以V2P是自动驾驶中最重要的环节之一。实现车辆感知行人方法很多，除了比较直观的摄像机和各种传感器外，信息互联也是一种最有效的办法。比如行人使用的终端，如手机、平板、可穿戴设备等，都可以实现人与车辆的互联。到那时候还想碰瓷就难上加难了，汽车绕开行人走，除非自己送上来“主动碰瓷”。总结一下，V2X就是对车载传感器的完善，甚至可以说车载传感器只是其辅助手段。它就像是给人们配上了智能手机，它可以无死角、穿越任何障碍物来获取信息，还可以和其他“手机”形成互联，信息互通。同时还可以通过计算来进行智能操作，完美履行“司机

20、”的义务。与车载传感器相比，它还不会受到天气状况的影响。比如，沙尘天气或者大雨、大雾下，车载摄像机的作用就会被减弱，但V2X依然可以保持正常的工作。V2X早期主要是基于DSRC，全称是dedicated shortrange communication，专用短距离通信技术。DSRC在美国已经经过多年开发测试，后期随着蜂窝移动通信技术发展才出现了C-V2X（Cellular V2X，即以蜂窝通信技术为基础的V2X）技术。DSRC是一种高效的无线通信技术，可提供高速数据传输、中短距离通讯服务。1999年，美国联邦通讯委员会(FCC)决定将5.9GHz(5.8505.925GHz)频段分配给汽车通讯

21、使用，并鼓励快速开发、采用DSRC技术和应用，主要为了提升公共安全和改善交通堵塞状况。在物理层和MAC等技术底层，DSRC主要使用IEEE802.11p标准，上层则采用IEEE1609系列标准。其中，802.11p将带宽从20MHz改为10MHz，输出为27Mb/s。这种方式使得符号持续时间和保护间隔时间增加了一倍，提高了信号的稳定性，使它适用于各种天气环境下的高速车辆通信。其实大家对于这项技术并不陌生，它是现代生活中不可或缺的专用短程通信技术。上过高速的朋友都知道ETC专用通道，它就是实现车辆身份识别，电子扣费，实现不停车、免取卡，建立无人值守车辆通道的关键。另外，在小区停车场遇见的电子拦路

22、口也有与之相同的技术应用。它的特点是对短程（数十米的距离）中，高速行驶的车辆进行识别和连接，从以上应用中也可看出来，它的技术是比较成熟的、稳定的，也是当前被广泛认可的。C-V2X是基于LTE-R14技术为基础，通过LTE-V-D和LTE-V-Cell两大技术支持包括V2I、V2V、V2P等各种应用，目前正处于标准制定的关键阶段，并在2017年9月制定了第一版的标准，形成以华为、高通等通信产业链企业、电信运营商和汽车企业为主的产业阵营。C-V2X技术正持续获得广泛的生态系统支持，并有望成为汽车安全与未来自动驾驶领域的重要技术。继福特、奥迪、PSA集团、上汽集团宣布支持Qualcomm第一个C-V

23、2X商业解决方案Qualcomm 9150C-V2X芯片组及参考平台后，越来越多的一级供应将C-V2X解决方案用于测试并作为下一步商业实施计划的基础。相比于802.11p的DSRC，C-V2X的优势比较明显：基于蜂窝网络，与目前的4G和未来的5G网络可以复用，部署成本低。网络覆盖广，网络运营盈利模式清晰。3GPP标准制定，全球通用，使用单一LTE芯片组，模块成本大幅降低。C-V2X作为5G的重要组成部分持续演进。从我国拥有全球最大的LTE网络现状和C-V2X演进的技术优势来看，C-V2X应该是国内V2X技术标准的首选。然而C-V2X的基础技术LTE同样存在一定局限性。第一，目前的蜂窝网络无法提

24、供足够的数据带宽以及满足要求的低延迟，而D2D仅能在紧急情况下运行、设备发现协议极慢，因此难以支持时间要求严格的应用场景；第二，LTE采用增强型多媒体广播多播（Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service,eMBMS）等技术进行单点到多点的接口管理，但主要支持静态场景，对于大量车辆拥挤的情况可能无法提供所需的效能；第三，LTE涉及移动网络运营商之间的移交和应用服务供应商之间的合作，针对V2X应用如何构建新的合作模式尚不明确；第四，LTE或邻近通信服务的安全机制并不适用于V2V通信，因为其仅提供安全信息的加密，但对信息真实性并无保障。V2X通信技术

25、能够实现更加安全、高效、便捷的驾驶体验，同时也是未来高度自动驾驶的基础支撑，是汽车产业融入万物互联时代的重要途径。当前，实现V2X的DSRC与C-V2X两种技术路线引发了各界的激烈讨论，由于各有优劣，最佳路线尚无定论，而V2X系统的大规模应用也仍需时日。中国作为智能汽车和智能交通的后发国家，应当从国际V2X技术的发展历程中充分吸取经验，更好地进行顶层的统筹规划和基础建设工作。为此，本文总结提出以下结论：（1）V2X技术最终将向5G发展。DSRC技术经过近20年的研发已经较为成熟，凭借其低延迟和高安全性的特点使得V2V系统的部署成为可能。然而其通信范围受限、基础设施依赖性强、缺乏技术演进路线等问

26、题促使业界将目光投向了蜂窝技术的应用。而C-V2X技术目前尚处于起步阶段，初始标准刚刚完成，还不能满足严格的车辆通信安全要求，仅适用于非安全相关的应用。但是未来5G技术将充分考虑车辆应用需求，有潜力提供高吞吐量、宽带载波支撑、超低延迟和高可靠性的通信服务，从而真正满足智能网联汽车的核心诉求。因此，国家在制定相关法规政策以及推动项目建设时，应当充分考虑当前技术与未来5G通信的过渡衔接，避免战略误判和低效投入。从这个角度看，发展与5G技术兼容性更佳的C-V2X技术将更加符合长远利益。（2）V2X系统的推广应该积极利用现有通信资源。无论采用DSRC还是C-V2X方案，V2X系统的应用均需要对现有车载

27、设备、网络基础设施和交通管理设施等进行升级改造。目前DSRC在中国主要应用于基于5.8GHz频段的电子不停车收费（Electronic Toll Collection,ETC）系统，但其路侧单元主要集中在高速公路收费站、机场停车场、城市停车场等，设施数量较少，功能相对单一，难以达到未来中高级自动驾驶的通信需求。相比而言，蜂窝移动通信资源更为丰富，据工信部2017年通信业统计公报统计，2017年底国内移动通信基站数量已达到619万个，其中包括328万个4G（4th Generation）基站，到2020年将实现全国行政村4G覆盖率超过98%。因此从网络覆盖率、基础设施改造成本、用户使用成本等各个

28、角度综合考虑，采用C-V2X方案将更有利于推动V2X系统的大规模普及应用。（3）V2X标准法规的制定需要充分的国家安全考虑。V2X系统是未来智慧城市和智能交通的核心组成部分之一，其技术标准决定了未来交通的安全性和产业的主导权。目前美国率先启动了V2X系统的技术标准和应用法规的制定工作，极有可能将DSRC作为法定技术，然而这是建立在其多年研究基础上的结果。美国DSRC的相关协议标准以及频谱划分已经引领了世界的技术趋势，通用、德尔福等公司均具有雄厚的DSRC技术积累，因此美国希望通过推广DSRC技术掌握V2X产业甚至智能汽车以及智能交通产业的话语权。而中国目前并未确立DSRC技术的主导地位，在国内

29、通信企业掌握4G技术、并且正在积极参与5G标准制定的情况下，更应当充分利用自身优势，积极参与C-V2X技术和产品的基础研发和应用建设，实现产业的自主发展，确保汽车、信息两大产业安全受控。（4）V2X系统的完善需要汽车产业与通信产业的通力合作。目前国内V2X技术的主要推动方是各大通信企业，出于拓展业务、构建生态等考虑积极参与汽车产业，而很多国内汽车企业对于V2X的发展趋势、应用场景和实际需求都不明确，相关开发和测试进展相对缓慢。相比之下，国外往往是整车企业和零部件供应商根据驾驶功能进行需求定义，再由专业团队进行开发，进而与电信运营商进行测试运营方面的合作。国内汽车产业应当提高该领域的战略认识，依

30、托于智能网联汽车产业创新联盟、国家智能网联汽车试点示范区等组织和项目，尽快形成统一的需求定义以及技术路线，从而更好地与通信产业分工协作，打造一流的车联网解决方案。V2X最早的应用是在2006年，由通用汽车在一辆凯迪拉克上做了展示。从那之后，其他的汽车制造商和汽车配套产品供应商都纷纷开始研究这项技术。简单来说，在无人驾驶汽车领域，V2X更容易实现完全自动，搭配了该系统的车型，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像系统，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。未来V2X技术将成为无人驾驶

31、技术的核心。如果通过网络云端 AI获取传统嵌入式AI视觉范围之外的信息，而单车传感器受制于视觉范围，只能获取其视线范围内的信息，对于无人驾驶远远不够。为了保证无人驾驶安全性，接入车联网系统，在单车智能系统达到极限之后，网络云端AI给汽车无人驾驶增加了一层保障，可以提前预判其他车辆的行驶地点和时间，获取视觉范围之外的信息，达到无人驾驶精准判断。V2X最早的应用是在2006年，由通用汽车在一辆凯迪拉克上做了展示。从那之后，其他的汽车制造商和汽车配套产品供应商都纷纷开始研究这项技术。简单来说，在无人驾驶汽车领域，V2X更容易实现完全自动，搭配了该系统的车型，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的

32、分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像系统，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。未来V2X技术将成为无人驾驶技术的核心。如果通过网络云端 AI获取传统嵌入式AI视觉范围之外的信息，而单车传感器受制于视觉范围，只能获取其视线范围内的信息，对于无人驾驶远远不够。为了保证无人驾驶安全性，接入车联网系统，在单车智能系统达到极限之后，网络云端AI给汽车无人驾驶增加了一层保障，可以提前预判其他车辆的行驶地点和时间，获取视觉范围之外的信息，达到无人驾驶精准判断。尽管V2X技术已经取得了长足的进步，但与大规模普及应用仍然存在相当大的距离

33、，其中涉及技术、商业模式、法律法规等多方面挑战。以目前全球趋势来看，日本、美国及欧洲等地区已经有量产的V2X技术推出。当然，这些地区也只是针对汽车的特性适当植入了V2X的部分元素，如凯迪拉克的CTS搭载了通用的V2V技术。V2I技术量产应用的例子也有，如奥迪A4和Q7均通过此项技术实现了车辆与交通灯之间的通讯。从这些例子中可以看出，V2X的技术还不成熟，不能实现汽车与外界所有信息的交换。此外V2X不能完全落地还与以下因素有关：（1）作用能力有限。警示作用明显，但很少涉及到自动控制车辆，这与自动驾驶的理念不符。（2）网络的传输速度太慢，尤其在某些信号不好的地方，影响会很大。（3）技术成熟度问题。

34、DSRC已经解决了最具挑战性的车辆安全问题，可以用于部署V2V系统，但V2I系统依赖于广泛覆盖的全新DSRC专用基础设施，需要大量投资，因此可能并不适合成为最后进行大规模部署的V2X系统。而C-V2X目前仅适用于涉及云端交互的非安全相关应用场景，现在的基础设施尚不足以支持在高速移动或拥塞情况下要求低延迟的V2X安全应用情景。因此一些专家提出两种技术共存互补的解决方案，即允许C-V2X的V2V直接通信共享DSRC专用频谱，C-V2X既可以在5.9GHz频谱中工作，也可以在相邻信道共存。但是共享频谱的方案受到DSRC支持者的质疑，同时车辆网络的特点对频谱共享后的移动出行管理、网络选择机制和切换策略

35、等均构成相当的技术挑战。（4）定位精度高低的选择也是一个问题，目前很多V2X定位方式主要采用GPS来实现，如果采用高精度的定位那么成本就会非常高，这对整车厂来说是一个难以承受的价格，除非高精度的定位产品得到大规模降价。（5）资源紧张性问题。移动互联网时代各类通信技术对于频谱资源的争夺异常激烈，由于V2X技术尚未实现大规模的商业应用，美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission,FCC）正在考虑允许未授权的国家信息基础设施设备共享DSRC频谱。思科提出未授权设备可以监视DSRC信道，如果检测到正在发送的信号则避免使用整个频段，否则可以借用信道；高通则提出

36、了重新信道化的方案，要求将关键的控制信道和公共安全信道移动到专用频段，而将其余的DSRC服务信道重新配置，允许未授权设备和非安全类DSRC应用共享该部分频谱。但是频谱共享的建议遭到了汽车产业的普遍反对，都认为频谱共享违背了利用V2X技术改善道路安全的初衷，明确表态不支持重新分配频段。可以看出在通信资源日益紧张的今天，汽车产业必须加快V2X的普及应用，以确保在物联网时代占据一席之地。（6）立法客观性问题。美国是世界上第一个考虑将V2X系统的强制安装纳入法律法规的国家，由于美国政府之前在DSRC技术上的大量投入，美国交通部的立法明确要求车辆必须搭载基于DSRC的V2V技术。而随着蜂窝技术的迅猛发展

37、，各利益相关方对于20年前适合于V2V通信的DSRC是否仍然是最佳技术路线产生了巨大分歧。美国和日本车企及其供应商已经在DSRC技术开发上投入了十余年的精力，普遍支持美国交通部的提议。通用汽车甚至在2017年3月推出的2017款凯迪拉克CTS车型上率先搭载了基于DSRC的V2V系统。但是电信产业以及多数欧洲汽车制造商并不完全支持此项提议，而是支持C-V2X方案或要求法规中立、由市场决定技术路线。包括5G汽车联盟、思科、高通等企业在内的反对方均认为将DSRC作为法定技术的提议将严重阻碍美国V2X技术的创新，难以为消费者提供最好、最先进的解决方案。正是由于技术路线的不确定性，各国政府对于V2X应用

38、的法规制订和普及建设仍然保持谨慎态度。*高通合作北汽、长安、吉利等演示LTE-V2X直接通信互联互通应用 据外媒报道，当地时间11月5日，美国高通公司（Qualcomm Incorporated）旗下子公司高通技术公司（Qualcomm Technologies,Inc.）宣布，将进一步深化与中国日益壮大的汽车生态系统合作，携手领先的汽车制造商和供应商，共同推动基于第三代合作伙伴项目（3GPP）14版（Release 14）规范的LTE车到一切（V2X）直接通信技术的商业化。高通技术将携手奥迪中国、北汽集团、长安汽车、吉利汽车、长城汽车等汽车制造商以及金溢科技、星云互联和Savari,Inc.

39、等中国汽车工程学会智能交通系统（ITS）软件堆栈供应商，并将合作在上海举办的中国汽车工程学会年会暨展览会举行首例大规模多功能LTE-V2X直接通信互操作展示。*沃达丰与捷豹路虎、华为在伦敦开展C-V2X通信测试，支持远程及近程通信 据外媒报道，沃达丰与捷豹路虎、华为在伦敦开展了一场C-V2X车载通信系统的实地演示。三家公司展示的C-V2X系统符合当前3GPP Release 14蜂窝式网络标准，这是三家公司首次在欧洲地区利用实时移动挽留过，同时采用了短程通信及远程通信（long-range communications），旨在展现C-V2X通信系统的功能性。捷豹F-PACE和路虎Discove

40、ry测试车辆均配置了C-V2X装置，该类设备内置了一款华为芯片组，可同时支持PC5（短程）和Uu（远程）移动通信。测试车辆可利用沃达丰英国的远程通信网络及PC5短程通信网络实现车辆间的通信，还能够与支持PC-4的华为路侧装置联通，获得限速警示。*华为合作罗德与施瓦茨测试5G V2X无线电技术，证明5G技术具低延迟性 据外媒报道，中国电信设备供应商华为正与测量仪器制造商罗德与施瓦茨（Rohde&Schwarz）公司合作，在德国慕尼黑和中国上海对5G V2X无线电技术进行现场测试。在该联合测试中，他们证明了5G V2X无线电技术适用于各种要求苛刻的车到一切（V2X）应用，而且测试了此技术的延迟时间

41、。此次测试结果表明，5G网络的延迟时间只达毫秒，证明了5G技术在延迟性方面优于长期演进（LTE）技术。3GPP于2017年宣布了第一套使用与IEEE 802.11p不同的无线电技术的V2I和V2V通信的C-V2X物理层标准。DSRC有美国和欧盟撑腰，但是3GPP实力也不容小觑，华为、爱立信、英特尔、诺基亚等也在积极推动C-V2X 芯片和设备产业化，车企也纷纷联合通信企业开展C-V2X 技术测试。C-V2X 在产业化进程方面与DSRC的差距逐渐减少。未来随着通信技术也是不断发展的，也可能会出现一种新的车载通信协议。未来全球V2X市场可能会出现DSRC或C-V2X技术一家独大的情况，也可能同时存在

42、DSRC和C-V2X。如果是一家独大的情况，多数人可能更倾向于认为C-V2X会独领风骚，从技术持续迭代性、可靠性和信号传输迟滞性等来说有较大优势。当然如果同时存在的话，可能在某一国家或地区会以其中一项技术为主导，具体以哪一种为主导与当时政府、通信供应商、汽车厂商等都有很大的关系，就像目前各国发展不同的3G技术一样（CDMA/WCDMA/TD-SCDMA）。美国是推动DSRC应用的主要国家，美国交通部长期致力于DSRC的试点部署工作，早在1999年便将DSRC选定为V2V通信方案，迄今已投入了约10亿美元进行开发测试。2011年8月启动的“轻型车辆驾驶员接受度诊所”项目，在美国6个地方设立不同的

43、应用环境，用以评估用户对V2V安全应用的接受程度，得到了奔驰、通用、福特、丰田等车企的参与，结果表明58%的受访者愿意以200美元以下的价格购买V2V相关安全功能。2012年8月到2014年2月密歇根大学交通研究所在安娜堡市进行了“安全试点：模拟部署”测试，共计投入超过2800辆测试车辆以及25个基础设施站点，对V2X在真实环境下的运行情况以及安全效益进行评估。2016年美国交通部还进一步在怀俄明州、纽约市和坦帕市启动了“网联车辆试点部署”项目，投资超过4500万美元进行网联系统的设计、建设和测试，如表2所示。基于以上研究，美国高速公路安全管理局在2016年12月发布V2V通信法规提案，计划从

44、2021年起实施新的法规，要求所有新增轻型车辆必须搭载基于DSRC的V2V技术。地点应用侧重点内容和目标怀俄明州 商业物流 怀俄明州是重要的货运走廊,在全美以及美国与加拿大和墨西哥之间的货物流通中发挥关键作用。专注于商用车运营商的需求并将开发使用V2I和V2V的应用程序,以支持包含路边警报、停车通知和动态出行引导在内的一系列预警服务。纽约市 出行安全 旨在通过部署V2V和V2I技术提高该市出行者和行人的安全。与该市的零伤亡愿景配合,以减少纽约市出行由碰撞引起的伤亡安全。在密集的城市交通系统中非常典型的交又口间隔紧密的情景下评估互联汽车技术和应用,预计将成为迄今为止最大的互联汽车技术部署。坦帕市

45、 交通拥堵 坦帕希尔斯伯勒高速公路管理局拥有/运营 Selmon可逆快车道(Reversible Express Lanes,REL),这是第一个用于解决城市拥堵问题的此类型设施。将部署各种V2V及V2I应用,以缓拥堵解交通拥堵、被少碰撞并防止误人REL出口。加强行人安全、加快公交运行,减少在具有大量混合交通地点的电车、行人和乘用车之间的冲突。随着蜂窝通信技术的发展，蜂窝通信扮演的角色越来越重要，现在蜂窝通信技术已经从单纯的传递声音变成向传递音频、数据转变，也从Person-to-Person向Machine-to-Machine变革，V2X技术就是M2M变革的一项应用。V2X是由3GPP（3

46、rd Generation Partnership Project）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。它借助已存在的LTE网络设施来实现V2V、V2N、V2I的信息交互，这项技术最吸引人的地方是它能紧跟变革，适应于更复杂的安全应用场景，满足低延迟、高可靠性和满足带宽要求。C-V2X涉及通信单元及通信接口，主要包括2部分：路边单元RSU(Road Side Unit)，车载单元OBU(On Board Unit)；2个通信接口：Uu接口、PC5接口。RSU主要是在覆盖范围内广播路况、信号灯、行人信息，提供时间及位置同步等，同时具有

47、移动网络接入能力，接入车联网管理平台或云平台；OBU主要采集车况、路况、行人信息，提供与RSU及其他OBU的通讯信息交互功能，同时具有移动网络接入能力，接入车联网管理平台或云平台；Uu接口是指OBU/RSU与基站之间的接口，实现与移动网络通信；PC5接口是指OBU与OBU，OBU与RSU之间的直联通信接口，即车辆与其他设施之间不借助移动网络而直接进行通信。在IC(In Coverage)场景下，OBU/RSU设备间可通过Uu接口与PC5接口联合通信，但在OC(Out of Coverage)场景下，只能使用PC5接口进行通信。C-V2X的几大技术优势如下所示：（1）卓越的射程和无线电性能：通过

48、改进调制和编码以及更好的接收器和LTE技术带来的整体技术进步，C-V2X可以提供更高的通信范围(约2倍的视距)，更好的非视距(Non-Line-of-Sight)性能，提高可靠性(更低的封包数据错误率)，更高的容量与基于IEEE 802.11p的无线电技术相比，在更密集的环境中拥有出色的拥塞控制能力。（2）可预测的效能：有别于802.11p不同，C-V2X直接通信旨在基于3GPP无线电规范中规定的标准化最低性能要求，在现实场景中提供可预测和一致的性能。（3）兼容性：C-V2X旨在为5G提供一个演进路径，并且可以向前/向后兼容。透过设计，C-V2X演进可以利用无线通信的最新进展，同时保持向后兼容

49、性。（4）成本效益：C-V2X可以整合到蜂巢式调制解调器芯片组产品中，与802.11p/DSRC相比，基于C-V2X的解决方案更经济高效。（5）ITS频谱和投资可重复利用：C-V2X直接通信设计用于ITS频谱，其无线电换出可缩短其开发时间，可重复使用多年的V2X软件投资。（6）低延迟：C-V2X专为低延迟直接通信而设计。安全讯息(如道路危险警告)可以使用全球统一的5.9 GHz ITS频谱中的低延迟传输直接通信来发送。（7）高速移动使用：不同于取代以太网布线的Wi-Fi技术，蜂巢式系统专为高速移动而设计。由于物理层缺乏增强功能，802.11p需要高级接收器实现以高速运行。（8）健全的同步性：即

50、使没有全球导航卫星系统(GNSS)，C-V2X也拥有强大的机制，可支持来自不同来源的经济高效的同步。（9）安全性：针对任何V2X应用程序，以安全为中心的沟通都非常重要。C-V2X受益于上述汽车和无线标准组织定义的既定安全和传输层以及应用协议。2015年初，3GPP正式启动基于C-V2X的技术需求和标准化研究，2015年初3GPP需求工作组开展了C-V2X需求研究，于2016年3月完成结项；2016年初3GPP 架构工作组启动C-V2X 架构研究，于2016年底完成标准化。在C-V2X研究方面，3GPP无线技术工作组于2015年7月启动SI立项，于2016年6月完成结项；2015年12月，针对车