车联网通信协议之C-V2X

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C-V2X(即Cellular Vehicle to Everything,蜂窝车联网)就是利用蜂窝网络将车辆与一切事物连接的技术。其中,Cellular技术包括3G/4G/5G,V2X包括V2V(Vehicle to Vehicle,车与车之间)、V2I(Vehicle to Infrastructure,车与路之间)、V2P(Vehicle to Pedestrian,车与行人之间)、V2N(Vehicle to Network,车与网络之间)。

上图是V2X的简要示意图,其中,

V2V(车与车):车辆可以交互周围车辆的信息,包括车速、位置等;

V2I(车与路):车辆与路边的设备通信,包括摄像头、交通灯等;

V2P(车与人):车辆与行人通信,包括手机、平板等;

V2N(车与网):车辆与网络通信,包括基站和核心网;

V2X的典型应用场景包括:

(1) 车辆在路上行驶的过程中出现紧急情况(比如发生事故),可以自动通过V2N接口发起紧急求助,同时可以自动将相关信息(包括车辆类型、事故时间和地点等)提供给救助方;

(2) 车辆在交叉路口由于视线盲区的存在,可以通过V2V/V2P/V2N等接口探测到碰撞风险,并通过预警或者提醒等方式避免发生碰撞;

对于C-V2X而言,它是基于蜂窝网络设计的车联网协议,它包括两种空口,一个是Uu口,用于终端与基站之间的连接。另一个是PC5接口,用于车、人、路之间的连接。

针对车载场景的特点(车辆速度快、车辆状态信息或者事故信息的低时延要求),C-V2X的PC5和Uu口协议在针对智能手机的蜂窝网络协议基础上,做了如下增强:

PC5接口在蜂窝网络D2D(Device to Device)协议基础上,做了如下增强:

(1) 对抗多普勒频移的物理层增强;

(2) 同步性能增强(支持全球卫星导航系统同步);

(3) 资源分配机制和拥塞控制机制增强;

Uu口在如下方面做了增强:

(1) 上行传输的多路半静态调度,缩短上行调度时延;

(2) 下行传输的单小区点到多点传输(SC-PTM, Single Cell – Point To Multipoint),降低下行时延;

(3) 支持边缘计算技术,满足超级时延和超高可靠性传输;

参考:

(1) IMT-2020(5G)推进组C-V2X白皮书;



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