什么是 V2X車載通信、DSRC？ DSRC 和 LTE-V 對比

什么是 V2X車載通信、DSRC？ DSRC 和 LTE-V 對比

什么是 V2X車載通信？什么是DSRC？



車載通信技術（即 Vehicle-to-Everything, V2X）正是為類似的安全性任務而設計的。以車輛專用短程通信技術（即 Dedicated Short-Range Communications, DSRC）為例，該技術支持所有的交通參與者以每秒 10 到 20 次的頻率交互其動態(tài)信息。


援引自維基百科：「V2X 車載通信，是在車輛和任何會被該車輛所影響的實體之間分享信息的技術。它包含了 V2I 車-基礎設施通信，V2V 車-車通信，V2P 人-車通信，V2D 車-設備通信和 V2G 車-電網通信?！?/span>


援引自美國交通部：「V2V 系統(tǒng)可以避免 79% 的各類交通事故。具體地說，V2V 系統(tǒng)可以避免 81% 的輕型車輛事故以及 71% 的重型車輛事故。V2I 系統(tǒng)可以避免 26% 的各類交通事故。


具體地說，V2I 系統(tǒng)可以避免 27% 的輕型車輛事故以及 15% 的重型車輛事故。將 V2V 和 V2I 系統(tǒng)整合起來，可以避免 83% 的輕型車輛事故以及 72% 的重型車輛事故?！褂梦覀兊脑捳f：V2X 是一個強大的平臺。它能將車輛，司機，自動駕駛系統(tǒng)，行人，交通基礎設施，路邊傳感器，交通管理部分以及其它各類交通實體，聯通整合在一起。


V2X 所使用的無線電波，不受光照條件影響，并能輕易地穿透或繞過障礙物，從而在各類交通參與者之間分享有價值的交通信息。這些信息會在覆蓋整個交通系統(tǒng)的巨大的數據網絡中流通，使得信息的獲取者能夠了解到更大范圍的交通情況。由此，人類司機或自動駕駛系統(tǒng)可以更早更快地對周圍的交通情況作出反應。更重要的是，V2X 使得各類交通參與者能夠主動地相互協(xié)作，讓每一個人和物都能積極地為更安全更高效的交通做出自己的貢獻。


V2X 標準化 – DSRC 與 LTE-V 之爭


各類車輛和設備是由不同的廠家所生產的。為了讓本不兼容的它們能都有次序地、高效地、公平地相互通信，我們需要建立通信標準來規(guī)范它們的信號發(fā)送和接收行為?，F如今，V2X 領域存在著兩大通信標準，即 DSRC（車載專用短程通信）和 LTE-V（長期演進技術-車輛通信）。其中，DSRC 是由電氣電子工程師學會（即 IEEE）制定，并且有主要車輛生產商支持的標準。而 LTE-V 是由第三代合作伙伴計劃（即 3GPP）通過拓展 LTE 而制定的。


DSRC 的標準化流程可以追溯至 2004 年。當時，IEEE 在其 802.11 無線局域網（即 Wireless Local Area Networks, WLAN）標準系列下，開始制定新的車載通信標準。這一標準即是 IEEE 802.11p。在 2007 年左右，IEEE 802.11p 標準已經趨于穩(wěn)定。于是，IEEE 又開始著手制定 1609.x 系列標準，以做為 V2X 的安全性框架。差不多同一時間，美國汽車工程師協(xié)會（即 Society of Automotive Engineers, SAE）從汽車工業(yè)的需求出發(fā)，也開始制定關于 V2V 應用的標準，并將其稱為 DSRC。而 DSRC 所采用的通信標準即是 IEEE 802.11p 和 1609.x?，F在，人們將 DSRC 和相應的下層標準統(tǒng)稱為 DSRC。


LTE-V 是 3GPP 在 2017 年新發(fā)布的。與 IEEE 802.11 無線局域網標準不同，LTE-V 是一組基于蜂窩通信網絡的 V2I 和 V2V 的通信物理層協(xié)議。


現有的研究表明，相較于 DSRC，LTE-V 擁有更大的帶寬，因而能更好地支持非安全性應用，例如文件下載和互聯網連接。然后，LTE-V 的通信延時較大，阻礙了它在安全性相關的場景中的應用。DSRC 在碰撞預警等安全性相關的場景中的表現，優(yōu)于 LTE-V。


DSRC 與 LTE-V 的異同 （A. Filippi et al., “Ready to roll: Why 802.11p beats LTE and 5G for V2X”）表 1 在各個方向上對 DSRC 和 LTE-V 進行了對比。



表 1: DSRC 和 LTE-V 的對比

綜上所述，要通過 V2X 升級現有的自動駕駛系統(tǒng)并提升其安全性能，是首選。


進一步認識 DSRC


在美國和其它許多國家，各方都在積極地發(fā)展和部署 DSRC。2014 年 2 月，美國交通部首度承諾它將大力支持 DSRC 在輕型車輛上的應用。從那時開始，美國國會，美國交通部，IEEE 以及各個大的車企，都在積極地推薦 DSRC 的立法工作。值得一提的是，美國公路交通安全管理局要求在不久的將來，車輛都需要以 DSRC 做為 V2V 車輛安全標準。車輛將會通過 DSRC 發(fā)送和接收基礎安全信息（即 Basic Safety Messages, BSMs）。這一要求得到了絕大多數車企的支持。只有少部分手機和 Wi-Fi 領域的企業(yè)表示了反對。大規(guī)模部署 DSRC 的時間表如下圖所示。



DSRC 部署時間表
DSRC 要點：


專屬帶寬：位于 5.9GHz 頻帶的一段 75MHz 的帶寬被劃為 DSRC 專屬的交通安全頻譜。這與一些常見的其它通信協(xié)議有所不同。例如，Wi-Fi、藍牙和 Zigbee 就是共享開放的 2.4Ghz 頻帶。


短距離通信：DSRC 的目標通信范圍在 1 千米之內。相對于蜂窩通信和衛(wèi)星通信來說，其通信距離較短。


75MHz 的帶寬被分為 7 個頻道，如下圖所示。


DSRC 頻道的劃分


每輛車都會在信道 172 中，以每秒 10 到 20 次的頻率，交互 DSRC 基礎安全信息。緊急信息則會在信道 184 中，以更高的優(yōu)先級進行傳播。


每一條基礎安全信息都包含兩部分信息。第一部分信息是強制性信息，包括位置、速度、方向、角度、加速度、制動系統(tǒng)狀態(tài)和車輛尺寸。第二部分是可選信息，例如防抱死系統(tǒng)狀態(tài)、歷史路徑、傳感器數據、方向盤狀態(tài)等。下圖 展示了基礎信息的具體格式細節(jié)。



DSRC 基礎安全信息的格式要求

以上就是關于什么是 V2X車載通信、DSRC？ DSRC 和 LTE-V之間的聯系及應用的知識介紹，今后在 V2X 的支持下，我們能在不同的粒度和層級上 (即從單個車輛的粒度，到某個路口、某片街區(qū)的層級，直到整個城市的級別)，調度并協(xié)調交通。

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來源：賢集網
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