一、順應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)需求,LTE V2X標準應(yīng)運而生
近年來,隨著汽車保有量持續(xù)增長,道路承載容量在許多城市已達到飽和,交通安全、出行效率、環(huán)境保護等問題日益突出。在此背景下,汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化作為解決這些問題的重要途徑,受到了業(yè)界的高度重視。車聯(lián)網(wǎng)通過車車/車路/車人/車云之間的通信和信息交換,實現(xiàn)智能動態(tài)信息服務(wù)、車輛智能化控制和智能化交通管理等應(yīng)用。目前,車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展重點正逐步從信息娛樂向全面提升交通安全和交通效率轉(zhuǎn)變。因此,面向行駛安全提高、交通效率改善的V2X(Vehicle-to-X,X:車、路、行人等)通信技術(shù)已成為車聯(lián)網(wǎng)重要的發(fā)展方向。
LTE作為第四代移動通信技術(shù),已經(jīng)在全球移動寬帶市場得到了廣泛應(yīng)用。近年來國內(nèi)外努力將LTE技術(shù)擴展到物聯(lián)網(wǎng)等垂直應(yīng)用領(lǐng)域。車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)與智能汽車的高度集成與應(yīng)用,成為LTE技術(shù)向新的應(yīng)用領(lǐng)域擴展的重要目標。基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)(LTE V2X)通信技術(shù)的研究與標準化已成為近年來國際國內(nèi)相關(guān)標準化組織的重要任務(wù)。
國際標準化組織3GPP于2015年初啟動LTE V2X的技術(shù)研究,2016年9月已完成LTE V2X的第一階段標準。3GPP LTE V2X研究與標準化包括業(yè)務(wù)需求定義、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和無線空口技術(shù)增強等方面。2015年初,3GPP首先啟動業(yè)務(wù)需求研究工作,通過分析V2X業(yè)務(wù)的需求,明確了LTE技術(shù)承載V2X業(yè)務(wù)在時延、可靠性、無線覆蓋、終端移動速度和安全等方面應(yīng)達到的要求,為后續(xù)的標準研究工作明確了目標。
為滿足車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,特別是較高工作頻段(如5.8GHz/5.9GHz)、高車速(車速250km/h,相對車速500km/h)和車輛高密度等特點對通信能力的要求,3GPP對無線空口技術(shù)進行增強。為支持產(chǎn)業(yè)界盡早開展LTE V2X車載終端的研發(fā),3GPP分兩階段完成LTE V2X標準。第一階段優(yōu)先完成基于終端直通(D2D)模式的車車通信(V2V)標準化,通過深入研究引入了更優(yōu)化的物理層解調(diào)參考信號、資源調(diào)度、干擾協(xié)調(diào)等技術(shù);2016年9月,作為3GPP Release 14技術(shù)規(guī)范的一部分,LTE V2X第一階段的標準已經(jīng)完成。第二階段將完成LTE V2X完整標準,包括基于蜂窩網(wǎng)的V2V通信(V2V)和車路通信(V2I)、車人通信(V2P) 等,計劃2017年3月完成。
國內(nèi),中國通信標準化協(xié)會(CCSA)積極推動LTE V2X的標準研究。CCSA于2015年啟動了LTE V2X通信技術(shù)的研究與標準化,先后開展了LTE V2X需求與系統(tǒng)架構(gòu)、無線空口技術(shù)和頻譜需求等標準項目的研究。在這些工作基礎(chǔ)上,將繼續(xù)開展面向LTE V2X試驗和商用的設(shè)備標準與測試標準的研究制定工作。
二、LTE V2X具有技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,將推動車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
LTE V2X作為LTE基礎(chǔ)上的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),標準制定過程中吸取了其它技術(shù)的經(jīng)驗教訓(xùn),在傳輸可靠性、時延、覆蓋范圍等方面性能更佳。
LTE V2X技術(shù)可以依靠已有的移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進行組網(wǎng)部署,提供包括廣域通信和短距離通信的多種通信方式,具備車車/車路/車人通信能力。LTE V2X技術(shù)支持終端直通(D2D)、基于蜂窩網(wǎng)的通信這兩種工作模式。在移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的控制下,LTE V2X終端與終端可在專用頻率上、直接進行短距離通信(終端直通模式)。另外,終端也可通過蜂窩網(wǎng)的基站、在LTE公網(wǎng)頻率上進行通信,利用LTE網(wǎng)絡(luò)提供廣域通信能力;LTE網(wǎng)絡(luò)已有的大量基站對各類車聯(lián)網(wǎng)場景提供了廣泛覆蓋,可以實現(xiàn)更低成本、更可靠的V2X通信。
LTE成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,為LTE V2X技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實基礎(chǔ)。LTE V2X完成標準化后,預(yù)計將有企業(yè)在較短時間內(nèi)推出LTE V2X芯片樣片,支撐相關(guān)的LTE V2X試驗與測試。
國內(nèi),除了積極推動3GPP和CCSA等組織的LTE V2X標準化工作之外,業(yè)界從研發(fā)和應(yīng)用示范等方面積極推動LTE V2X的發(fā)展。研發(fā)方面,在相關(guān)科研課題支持和市場牽引下,國內(nèi)主要通信設(shè)備制造企業(yè)抓緊關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備樣機的研發(fā)。應(yīng)用示范方面,國內(nèi)多地積極推動車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的示范區(qū)或產(chǎn)業(yè)園建設(shè),LTE-V的試驗驗證將作為一項重要內(nèi)容加以推動。
可以預(yù)計,在LTE V2X先進的技術(shù)能力基礎(chǔ)上,依托LTE堅實的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)和遍及全球的LTE蜂窩網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施條件,LTE V2X技術(shù)將有望較快地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,推動車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和市場的發(fā)展。
作者簡介:徐霞艷,就職于中國信息通信研究院技術(shù)與標準所,主要從事無線與移動領(lǐng)域的研究工作。
杜瀅,現(xiàn)任中國信息通信研究院技術(shù)與標準所主任工程師。