车联网 V2X 通信解决方案的演进路径

车联网 V2X 通信解决方案的演进路径

早期探索阶段

车联网 V2X 通信概念最初萌芽时,主要依赖于传统的通信技术,如 DSRC(专用短程通信)。DSRC 基于 IEEE 802.11p 标准,使用 5.9GHz 频段,能够实现车与车、车与路边单元之间短距离的低延迟通信,在早期的智能交通系统中发挥了重要作用,如应用于美国、欧洲的 ETC 系统以及紧急避撞场景等。

蜂窝车联网 C-V2X 的兴起

随着移动通信技术的快速发展,基于蜂窝网络的 C-V2X 通信技术逐渐崭露头角。C-V2X 包括 LTE-V2X 和 5G NR-V2X,它支持蜂窝网络(Uu 接口)与直连通信(PC5 接口)双模,能够复用现存基站网络,大大降低了部署成本。

  • LTE-V2X 阶段 :2017 年 3 月完成了 R14 LTE-V2X 标准化,其主要面向基本安全业务,如交叉路口碰撞预警等基础安全类场景,时延小于 100ms。随后的 R15 LTE eV2X 仍基于 LTE 技术设计,在 Sidelink 上引入了多载波操作、高阶调制、发送分集等,但直通链路只支持 CP-OFDM 一种波形,且主要针对直连通信进行了优化,支持终端进行灵活的资源选择。
  • 5G NR-V2X 阶段 :5G NR-V2X 依托 5G 新空口技术,在性能上有了质的飞跃。其时延可小于 10ms,带宽提升至 1Gbps,能够支持高精度定位与自动驾驶协同等更复杂的应用场景。在 Rel-16 NR V2X 中引入了资源重选机制,通过资源预留、抢占和释放策略,提高了资源分配的灵活性和效率,还引入了针对组播和单播的 HARQ 反馈机制,增强了通信的可靠性。

持续演进与增强

  • Rel-17 NR-V2X 及以后 :Rel-17 NR-V2X 引入了部分带宽及资源池配置、Short-term Sensing 机制等,进一步降低了资源碰撞概率,提高了传输可靠性。Rel-18 NR-V2X 则开始聚焦于支持直连通信在非授权频谱上的运行,需要研究如何在现有 Mode-B 机制基础上支持基于 LBT 的信道接入。
  • 多技术融合趋势 :未来,车联网 V2X 通信解决方案将朝着多技术融合的方向发展。例如,将 C-V2X 与人工智能、大数据、云计算等技术相结合,实现更智能的交通管理和更高效的出行服务。同时,V2X 通信还将与车辆的自动驾驶系统深度融合,为完全自动驾驶的实现提供更强大的通信支持。

产业发展与应用拓展

  • 产业生态逐渐完善 :在全球范围内,越来越多的汽车制造商、通信设备厂商、芯片制造商、运营商等纷纷投入到车联网 V2X 产业链中。他们通过合作研发、标准制定、测试验证等方式,共同推动了 V2X 技术的发展和产业化进程。例如,大唐、华为等中国企业牵头在全球主流通信标准化组织 3GPP 中积极推动 LTE-V2X 标准化工作。
  • 应用领域不断拓展 :从最初的基本交通安全服务,如碰撞预警、道路施工提醒等,逐步拓展到智能驾驶辅助、交通拥堵缓解、智能停车管理、车联网信息服务等多个领域。例如,通过 V2X 通信实现车辆的自动编队行驶,提高道路通行效率和燃油经济性;或者为驾驶员提供实时的路况信息和周边车辆信息,辅助其进行更安全、更便捷的驾驶决策。