LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用分析

張 京，溫 豪

（國(guó)家無線電監(jiān)測(cè)中心檢測(cè)中心，北京 100041）

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有效應(yīng)用了信息通訊技術(shù)，在人、車、路、服務(wù)平臺(tái)之間，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)連接，使汽車的智能化及自動(dòng)化水平得以提升，為用戶提供安全、節(jié)能、智能的服務(wù)，進(jìn)而滿足多元化的場(chǎng)景需求。在智能交通系統(tǒng)研發(fā)中，大唐電信科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)深入研究了LTE-V2X技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)，并推動(dòng)了該技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)在智能汽車等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。由此，筆者探析了LTE-V2X技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用，為相關(guān)研究提供參考。

1 LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在LTE系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，大唐電信科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)研發(fā)了LTE-V技術(shù)，采用了兩種工作模式，即為直通方式及蜂窩方式。采用直通方式，可實(shí)現(xiàn)車之間的直接通信，有機(jī)融合了各項(xiàng)通信要求，如終端隱藏、高效傳輸、道路安全、節(jié)點(diǎn)高速運(yùn)動(dòng)等，有力強(qiáng)化了資源分配機(jī)制。在直通方式應(yīng)用中，采用LTE-V-cell技術(shù)，對(duì)于車輛數(shù)據(jù)傳輸而言，可使之具備高效性及連續(xù)性。同時(shí)，在車之間，利用LTE-V-direct技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)信息交互，切實(shí)規(guī)避車輛碰撞事故[1]。究其原因，在智能交通系統(tǒng)中，車輛可利用路側(cè)設(shè)備及基站，有效獲取遠(yuǎn)距離車輛信息，進(jìn)而提升道路行車的安全性。采用蜂窩方式，即以基站為媒介，實(shí)現(xiàn)集中控制，并轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)數(shù)據(jù)信息。探析蜂窩方式的的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，就在于利用基站，可實(shí)現(xiàn)控制擁堵、協(xié)調(diào)干擾、集中調(diào)度等功能，切實(shí)提升LTEV2X車聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)及接入效率，并保證各項(xiàng)業(yè)務(wù)開展的可靠性及連續(xù)性。

2 LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 3GPP標(biāo)準(zhǔn)

2015年，針對(duì)LTE-V2X技術(shù)，大唐等企業(yè)推動(dòng)了3GPP標(biāo)準(zhǔn)化，從安全研究、系統(tǒng)架構(gòu)、業(yè)務(wù)需求、空口技術(shù)等方面進(jìn)行了探究。2017年，LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)正式完成。在安全層面，研究了V2X的安全需求。同時(shí)，針對(duì)安全架構(gòu)及功能的增強(qiáng)，采取了一系列的調(diào)研及評(píng)估工作。在系統(tǒng)架構(gòu)層面，確定了接口傳輸業(yè)務(wù)，促進(jìn)了架構(gòu)強(qiáng)化。在業(yè)務(wù)需求層面，針對(duì)LTE-V2X支持業(yè)務(wù)，定義了相關(guān)業(yè)務(wù)要求。在空口技術(shù)層面，主要評(píng)估了強(qiáng)化支持V2X業(yè)務(wù)的技術(shù)方法，并研究了諸多關(guān)鍵技術(shù)，如資源分配、信道結(jié)構(gòu)、射頻指標(biāo)等。2016年，針對(duì)V2X業(yè)務(wù)需求強(qiáng)化，相關(guān)人員研究了SI及WI標(biāo)準(zhǔn)。在TS22.886標(biāo)準(zhǔn)研究中，將V2X業(yè)務(wù)需求劃分為五大類，即為基本需求、遠(yuǎn)程駕駛、支持?jǐn)U展傳感、自動(dòng)車隊(duì)駕駛、半/全自動(dòng)駕駛等。2017年，針對(duì)3GPP V2X WI標(biāo)準(zhǔn)，大唐等公司研究了資源共享、載波聚合、發(fā)送分集等內(nèi)容。同年，針對(duì)V2X新型應(yīng)用，3GPP RAN評(píng)估了相關(guān)方法SI，并有機(jī)融合3GPP TS22.886增強(qiáng)業(yè)務(wù)需求定義，評(píng)估研究了業(yè)務(wù)模型、信道模型、頻譜需求等內(nèi)容。

2.2 ITU及ISO標(biāo)準(zhǔn)

在智能交通系統(tǒng)中，ITU-R主要研究了頻譜分配。在當(dāng)前移動(dòng)業(yè)務(wù)劃分狀態(tài)下，該標(biāo)準(zhǔn)的制定，有利于實(shí)現(xiàn)區(qū)域及全球頻段的統(tǒng)一。同時(shí)，依據(jù)車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用需求，大唐等企業(yè)研究了協(xié)作智能交通安全層面的標(biāo)準(zhǔn)。在智能交通系統(tǒng)及車聯(lián)網(wǎng)中，ISO主要研究了相應(yīng)的信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，大唐等企業(yè)提出了CALM等概念，可有效支持各種形式的通信接入技術(shù)，其中就包括短距及蜂窩等。在LTE-V2X技術(shù)層面，ISO標(biāo)準(zhǔn)可支持CALM系統(tǒng)構(gòu)架進(jìn)程。

3 LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

為促進(jìn)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大唐等公司開發(fā)了V2X原型系統(tǒng)，并完成了技術(shù)驗(yàn)證。2017年，LTE-V預(yù)商用通信模組得以發(fā)布，并開展了相應(yīng)的實(shí)際道路測(cè)試。

2017年9 月，LTE-V2X測(cè)試規(guī)范得以發(fā)布。并以實(shí)驗(yàn)室環(huán)境為基準(zhǔn)，明確了LTE-V2X終端設(shè)備性能的測(cè)試方法[2]。2017年12月，大唐等公司與國(guó)家研究院合作，依據(jù)LTE-V2X等測(cè)試規(guī)范，采用直通形式，對(duì)LTE-V2X終端進(jìn)行了互操作測(cè)試，有效驗(yàn)證了LTE-V2X技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可靠性。依據(jù)智能汽車等示范項(xiàng)目開展情況，全國(guó)各地先后示范應(yīng)用了LTE-V2X技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)。目前，在諸多省市，如上海、長(zhǎng)春、北京、重慶、杭州等，均示范應(yīng)用了LTE-V2X技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)。其中，作為國(guó)家批準(zhǔn)的首個(gè)車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)，上海已經(jīng)示范應(yīng)用LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在其他城市示范應(yīng)用中，其主要目的就在于獲得車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同條件下的應(yīng)用情況，如極寒環(huán)境測(cè)試、V2N應(yīng)用測(cè)試等。隨著LTE-V2X的研發(fā)及應(yīng)用，必將推動(dòng)我國(guó)LTE-V2X產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的快速發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的研究應(yīng)用，將大幅提升車輛智能化水平，并有效增強(qiáng)交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴Ｔ贚TE-V2X技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究中，相關(guān)部門及企業(yè)應(yīng)增大研究力度，使該技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)不斷優(yōu)化，切實(shí)推進(jìn)其實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)智能汽車等行業(yè)的發(fā)展。