LTE-V2X车联网技术、标准与应用分析

LTE-V2X车联网技术、标准与应用分析

杨金喜

高新兴智联科技有限公司天津300300

摘要:随着LTE-V2X车联网技术及标准的研究应用，将大幅提升车辆智能化水平，并有效增强交通运输的安全性。在LTE-V2X技术及标准研究中，相关部门及企业应增大研究力度，使该技术及标准不断优化，切实推进其实际应用，进而促进智能汽车等行业的发展。

关键词：车联网；LTE-V2X技术；标准

中图分类号：TN92文献标示码：A

车联网技术，有效应用了信息通讯技术，在人、车、路、服务平台之间，实现了网络连接，使汽车的智能化及自动化水平得以提升，为用户提供安全、节能、智能的服务，进而满足多元化的场景需求。在智能交通系统研发中，大唐电信科技产业集团深入研究了LTE-V2X技术及标准，并推动了该技术及标准在智能汽车等产业中的应用。由此，笔者探析了LTE-V2X技术、标准及应用，为相关研究提供参考。

1LTE-V2X车联网技术和标准

1.1LTE-V2X车联网技术

早期阶段，大唐以LTE系统为基础的LTE-V技术，其工作模式主要有两种，分别是直通方式及蜂窝方式。

1.1.1直通方式

主要是在车与车之间进行直接通信，是以道路安全、高效传输、终端隐藏以及节点高速运动等要求为基础，对资源分配机制进行强化的一种方式。

在对其进行具体应用的过程中，通过LTE-V-cell技术能够确保车辆数据传输的高效性和连续性，而LTE-V-direct技术则能够在车与车之间实现信息交互，防止车辆出现碰撞事故，即利用路侧设备和基站，车辆可以接入到智能交通系统当中，以此来获取远距离车辆的相关信息，会对道路行车安全产生一定影响。

1.1.2蜂窝方式

采用基站进行集中控制，并以此为基础对相关数据信息进行转发，通过基站可以协调干扰、控制拥堵、集中调度，使LTE-V2X的组网效率及接入效率得到很大的提升，使各项业务能够具有更高的可靠性及连续性。

1.2LTE-V2X车联网标准

以LTE-V2X技术及标准为基础，国内外进行了大量的研究，并着手5GNRV2X的相关研究。

1.2.1GPP标准

对于3GPP而言，其V2X通信标准化具体可以分为3个阶段，其中3GPPR14版标准支持LTE-V2X，并已在2017年完成发布，R15版标准则支持LTE-V2X经过增强以后的LTE-eV2X，但尚在研究制定当中，而支持5GNR-V2X的相关标准，目前还在进行评估研究，还没有正式对标准立项进行研究。

在2015年在大唐等企业的推动之下，3GPP开始正式对LTE-V2X技术进行标准化，主要从安全研究、系统架构、业务需求以及空口技术等方面入手开展各项工作，并已经获得了一定的成果，在2017年，LTE-V2X标准正式完成，其中，安全方面，主要是对V2X的安全需求进行研究，并对当前安全构架及功能的增强进行调研及评估工作；系统架构主要是对架构强化所需接口传输业务进行确定；业务需求，需要对LTE-V2X支持的相关业务要求进行定义，例如人、车、路以及网络通信之间的业务内容，并在特定场景当中给出相应的性能要求；空口技术由多家公司共同主导，对V2X标准进行第一阶段的研究，包括V2X将LTE作为基础的可行性研究、以LTEPC5接口为基础的V2V标准立项等，主要对强化支持V2X业务的技术方法进行评估，同时对资源分配、性能要求、信道结构、射频指标以及同步过程等较为关键的技术进行研究。

2016年相关人员开始针对强化V2X业务需求方面的WI和SI标准进行研究，在对TS22.886标准研究中，进行了25个用例的定义，具体可以将需求分为五大类，分别是基本需求、支持扩展传感、远程驾驶、自动车队驾驶以及半/全自动驾驶。

2017年在大唐、LG以及华为等公司主导下，开始对3GPPV2XWI标准进行第二阶段的研究，主要内容有资源共享、高阶调制、载波聚合、缩减延时及发送分集等。同年，3GPPRAN开始对评估V2X新型应用的相关方法SI进行研究，并结合3GPPTS22.886做出的增强业务需求定义进行评估研究，具体内容包括业务模型、信道模型、性能指标、仿真场景以及频谱需求等。

1.2.2ITU

ITU-R主要对智能交通方面的频谱分配进行研究，其主要目的是为了在当前移动业务划分的状态下，尽可能地实现区域的频段统一，乃至全球的频段统一，同时，针对车联网标准开展各项工作，并对协作智能交通安全方面的相关标准进行研究。

1.2.3ISO

主要针对智能交通系统以及车联网当中的信息技术标准进行研究，并提出了CALM的相关概念，能够对各种形式的通信接入技术加以支持，包括短距及蜂窝等，对CALM系统构架在LTE-V2X技术方面的支持进程。

2LTE-V2X车联网应用

为促进智能汽车产业发展，大唐等公司开发了V2X原型系统，并完成了技术验证。2017年，LTE-V预商用通信模组得以发布，并开展了相应的实际道路测试。

2017年9月，LTE-V2X测试规范得以发布。并以实验室环境为基准，明确了LTE-V2X终端设备性能的测试方法[2]。2017年12月，大唐等公司与国家研究院合作，依据LTE-V2X等测试规范，采用直通形式，对LTE-V2X终端进行了互操作测试，有效验证了LTE-V2X技术标准的可靠性。依据智能汽车等示范项目开展情况，全国各地先后示范应用了LTE-V2X技术及标准。目前，在诸多省市，如上海、长春、北京、重庆、杭州等，均示范应用了LTE-V2X技术及标准。其中，作为国家批准的首个车联网示范区，上海已经示范应用LTE-V2X车联网技术。在其他城市示范应用中，其主要目的就在于获得车联网技术在不同条件下的应用情况，如极寒环境测试、V2N应用测试等。随着LTE-V2X的研发及应用，必将推动我国LTE-V2X产业化进程，促进智能网联汽车行业的快速发展。

根据指挥交通以及智能汽车等示范项目，在全国各地对TE-V2X技术、标准进行了示范应用，包括北京、上海、重庆、长春、杭州以及武汉等城市，其中，上海为国家批准的首个车联网示范区，目前已经基于LTE-V2X车联网技术进行了相应的示范应用；其他城市的示范应用，主要是为了在不同条件下，获得车联网技术的应用情况。包括极寒环境测试、智能交通管理的综合测、V2N相关应用测试等等。

通过对LTE-V2X的研发与应用，必然会对我国的LTE-V2X产业化进行有效的推动，在我国在智能网联汽车方面实现快速的发展。

结束语

综上所述，本文探析LTE-V2X技术及标准，可有效促进车联网技术的应用及发展。基于此，本文分析了LTE-V2X车联网技术、标准与应用，从直通方式、蜂窝方式等方面，探析了LTE-V2X车联网技术，从3GPP标准、ITU及ISO标准等方面，探究了LTE-V2X车联网标准，并依据V2X原型系统、LTE-V预商用通信模组、LTE-V2X测试规范等研发进程，探析了LTE-V2X车联网技术及标准在智能汽车等示范项目中的应用。

参考文献

[1]人工智能在车联网的应用[J].李刚，杨屏，张红.办公自动化.2016(09)

[2]浅谈基于OBD功能扩展的车联网应用及趋势[J].刘良，王诗平，刘福华，陈丹.通讯世界.2016(05)

[3]我国车联网技术发展的现状和建议[J].常昊.内燃机与配件.2018(09)

[4]车联网发展的探讨[J].罗忠，罗瑛.电子技术与软件工程.2015(06)