一种基于IEEE802.11p满足V2X的新标准开始启动

　　最近，在移动通信标准化组织3GPP的积极推进下，一种旨在满足V2X应用的新标准开始启动。由于成千上万的道路使用者的安全将取决于这些技术的性能，因此对它们进行对比就显得相当重要。

　　车到车通信正在显著吸引人们的注意力，因为它能极大地减少道路交通事故，改善移动性，实现高层次的汽车自动化。支持安全关键应用是车到车通信的核心，多年来，V2X选择的技术一直是IEEE802.11p。最近，在移动通信标准化组织3GPP的积极推进下，一种旨在满足V2X应用的新标准开始启动。由于成千上万的道路使用者的安全将取决于这些技术的性能，因此对它们进行对比就显得相当重要。

　　在比较IEEE802.11p和LTE-V2X之前有几个重要的相关事实需要强调：

　　•IEEE802.11p现在已经可以商用，LTE-V2X还不行［4］。目前市场上有多家芯片供应商可以提供基于IEEE802.11p的产品。有些一级供应商还有完整的解决方案。相比之下，目前市场上还没有可商用的LTE-V2X产品，很可能还需要多年的时间才能见到完整且验证过的解决方案。曾经许诺过的V2X 5G版本甚至需要更长的时间才能浮出水面。

　　•许多上路的汽车中已经安装有IEEE802.11p。最终用户现在就可以购买到装备有IEEE802.11p技术的汽车（比如通用的凯迪拉克1）。

　　•V2V NPRM已经发布［1］。说明美国政府有明确意向要全面推进IEEE802.11p的部署工作， 也说明IEEE802.11p技术已可满足安全性需求并且通过了测试验收。

　　•IEEE802.11p大批量部署可能很快开始。作为全球最大汽车制造商之一的大众汽车公司已公开宣布，从2019年开始将在他们的首批车系中装备IEEE802.11p技术2。

　　蜂窝领域一直在鼓吹v2x的部署应该等到蜂窝技术准备好并通过测试，而全然无视在验证IEEE802.11p对安全关键应用的适用性方面作出的投资和现场测试工作。更具体地说，蜂窝领域声称LTE-V2X可以提供：

　　•强大的蜂窝生态系统。该系统借助多年来的丰富经验可以向全球提供付费服务和成熟的技术。虽然这是正确论点，但它指的是采用蜂窝技术的娱乐服务。而设备与基站之间的通信与处于动态环境中的设备与设备间通信有根本性的区别；

　　•双倍的性能［6］。然而，就像下文要指出的那样，在重要的V2V使用案例中，IEEE802.11p的性能完全超过了LTE-V2X；

　　•最小的附加成本。这是有问题的，因为对安全关键应用的支持强烈地表明需要将这些技术与娱乐软硬件分离开来。因此，LTE-V2X很可能在物理上与蜂窝调制解调器分离；

　　•演进路线图和未来不会过时的技术，因为通过3GPP会议的全面测试机制可以持续地改进这种技术。虽然这也许是真的，但每隔12到15个月升级一次标准并不能保证旧汽车能够与新汽车通信。这与创建一个稳定通用的国际标准来推动V2X技术成功的需求是背道而驰的。

　　这种建议的LTE-V2X技术源自蜂窝上行链路技术，与目前的LTE系统保持着很多相似性：比如帧结构、子载波间距、时钟精度要求以及资源块概念等。这些属性不是很适合汽车应用场景，只是继承自现有的峰窝技术。因此LTE-V2X要满足车到车通信的特殊应用要求比较吃力。

　　从技术上讲，LTE-V2X在没有网络覆盖的情况下会出现问题。它有严格的同步要求（章节2.1），否则将不能正确地从相邻和附近的发射器接收消息（章节2.3），并且通信距离也将受到限制（章节2.4）。另外，它所采用的资源分配机制无法正确处理具有不同长度的消息（章节2.5），而多用户访问机制也不能很好的处理广播消息（章节2.6）或消息冲突（章节2.9）。LTE-V2X的重载设计也会导致更高的开销（章节2.7和2.8）。

　　在商用方面，LTE-V2X无法利用汽车中已有的标准LTE调制解调器。不同的安全要求（章节2.10）和技术需求（章节4.1）强烈建议LTE-V2X的安全关键域要与标准LTE调制解调器的娱乐域分离开来。严格的同步要求（章节3.2）也会显著地增加LTE-V2X硬件的成本。

　　从发展战略上看，LTE-V2X也许不是用于安全关键应用的最佳技术，因为其更新周期不能匹配汽车的开发周期（章节4.1）。虽然当前版本的LTE-V2X还没有完成现场测试，但3GPP组织已经开始开发LTE-V2X的新版本。下一代的IEEE802.11p也在考虑中了（章节4.2.1），希望利用众多大规模现场试验的经验测试安全关键应用。