车联网通信中蜂窝网络的应用

地双向传输。DSRC发展相对成熟，国际上DSRC标准主要有欧、美、日三大阵营，美国的ASTM/IEEE，日本的ARIBSTD-T75和ARIBSTD-T88标准以及欧洲的CEN/TC278。

为了促进DSRC的标准化和产业化，IEEE2004年成立了车辆无线接入（WAVE）工作组，负责研究美国ASTM制定的5.9 GHz频段DSRC标准，并对其进行升级完善，设计制定统一的、全球通用的车联网通信标准。2010年7月，WAVE工作组正式发布了IEEE 802.11p车联网通信标准，实现了DSRC标准向802.11p协议和IEEE 1069/WAVE（Wireless Access in the Vehicles Environment）系列标准的融合演进。

IEEE 802.11p是一个由IEEE 802.11标准扩充的通信协议，能够支持相邻车辆之间行车安全数据的相互通信和数据交换，符合智能交通系统的相关应用。从技术上来看，IEEE 802.11p标准对IEEE 802.11进行了多项针对车辆特殊环境的改进，例如增强了热点间切换、更好地支持移动环境、增强了安全性、加强了身份认证等。

IEEE 1609系列标准则是为了完善DSRC标准的应用层功能而提出，是以IEEE802.11p标准为基础的高层系列标准，定义了包括车辆之间以及车辆与路边基础设施之间的数据交换格式以及安全等。

4.2 3GPP C-V2X

C-V2X（Cellular Based V2X）是基于移动蜂窝网的车联网通信技术。以LTE蜂窝网络作为基础的C-V2X称为LTE-V2X，3GPP已于2017年3月完成LTE-V2X的标准制定工作。未来基于5G New Radio（新空口）蜂窝网络的C-V2X称为NR-V2X。

LTE-V2X系统的空中接口分为两种，一种是Uu接口，需要基站作为控制中心，车辆与基础设施、其他车辆之间需要通过将数据在基站进行中转来实现通信；另一种是PC5接口，可以实现车辆间数据的直接传输（见图2）。LTE-V2X的工作场景有两种，一种是基于蜂窝网络覆盖的场景，此时即可以由蜂窝网络的Uu接口提供服务，实现大带宽、大覆盖通信，也可以通过PC5接口提供服务，实现车辆与周边环境节点低时延、高可靠的直接通信；另一种是独立于蜂窝网络的工作场景，在无网络部署的区域通过PC5接口提供车联网道路服务，满足行车安全需求。在有蜂窝网络覆盖的场景下，数据传输可以在Uu接口和PC5接口之间进行灵活的无缝切换。

LTE-V2X的Uu接口在LTE的Uu接口基础上进行了针对性的增强，例如优化了LTE广播多播技术来有效支持车联网这种广播范围小且区域灵活可变的业务，对控制信道进行裁剪以便进一步降低延迟。

LTE-V2X的PC5接口是在Release 12 LTE-D2D（Device to Device）基础上进行了多方面的增强设计，从而支持车辆之间的车辆动态信息（例如位置、速度、行驶方向等）的快速交换和高效的无线资源分配机制，此外，还对物理层结构进行了增强以便支持更高的移动速度（500km/h）。

4.3 802.11p和LTE-V2X的比较

802.11p具有客观的先发优势，技术趋于成熟。而LTE-V2X作为一种基于LTE演进的车联网技术，则具备诸多后发优势。

（1）技术层面

LTE-V2X在设计过程中充分借鉴了802.11p的经验和不足，在系统容量、覆盖范围等方面具有显著的性能优势，LTE-V2X采用集中式控制传输与分布式传输相结合的方式，将V2N、V2I、V2V以及V2P结合成一个有机整体。LTE-V2X底层具备更好的链路预算，借助更加精细的信道设计及资源分配方案来获得高可靠、广覆盖、低时延的传输保障。而802.11p是一个纯粹的分布式系统，无法实现整体最优。二者在技术层面的具体比较如表1所示。

（2）终端层面

一方面，LTE-V2X的Telematics模块和V2X通信模块可共用同一块芯片，有效降低芯片复杂度，从而降低芯片成本；另一方面，LTE-V2X进一步丰富了Telematics车载信息服务，让用户更愿意续费Telematics业务；同时，Telematics的渗透率也提升了V2X的渗透率。

（3）产业层面

首先，LTE-V2X借助成熟的LTE网络及产业链，通过对现有的LTE网络基站设备进行升级就可以实现部署，不需要再铺设大量的基础设施通信模块，产业更容易快速发展起来。来自GSA的最新报告显示［6］，截至2017年1月末，全球运营商已经签署764张LTE网络合同，覆盖196个国家，其中，已经商用部署的网络达到581张。LTE成熟的生态系统吸引电信运营商，通信设备制造商和汽车企业基于现有的LTE网络和技术支持车联网通信，从而LTE-V2X成为自然的选择。其次，LTE-V2X是运营商增加新连接（车、自行车、摩托、行人等）的重要卡位。基于LTE-V2X，运营商可以自然地参与到车联网产业中来，提供车连网相关业务，如具有最核心的竞争力的连接、数据、服务等业务。此外，LTE-