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[转载]聚焦DSRC与LTE-V技术浅析及建议
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聚焦DSRC与LTE-V技术浅析及建议
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DSRC相关情况
（一） 由来
1998年，美国国会颁布了《21世纪交通平等法》，其中拟定了适用于专用短程车路无线通信设施的标准。将5.850~5.925GHz中的75MHz频段作为智能交通系统中专用短程通信DSRC（Dedicated Short Range Communications）的无线电服务，服务目的是为了改善交通安全程度，减少拥堵等。后续，欧盟、日本、新加坡、韩国等相继推出自己的通信标准，但是各国在频段划分、定义、使用方面存在差异（详见附件）。
（二） 技术特点
专用短程通信DSRC技术是一种高效、专用的车辆无线通信技术，以IEEE 802.11p为基础的标准。DSRC物理层技术实际是Wi-Fi的扩展，其MAC层与Wi-Fi相同，同样采用载波监听多路访问/碰撞避免CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）技术控制移动节点接入网络。
关键指标：支持车速200km/h，反应时间100ms，数据传输速率平均12Mbps（最大27Mbps），传输范围1km。
说明：
（1）目前，国内不少媒体、期刊将不停车收费系统ETC（Electronic Toll Collection）称为基于DSRC技术实现，而实际上ETC使用的是基于射频的电子标签识别RFID（Radio Frequency Identification）技术，参照的是《GB/T20851电子收费 专用短程通信》标准。然而，国际上提出的DSRC技术特指的是采用电气和电子工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）制定的802.11p、1609.x协议，是802.11系列的扩充，属于Wi-Fi范畴。因此，ETC系统采用的RFID通信方式严格意义上来说与DSRC的Wi-Fi通信方式是两套不同的技术体系。
（2）DSRC技术路线的反对方认为：一是CSMA/CA机制存在隐藏节点、数据竞争碰撞问题；二是高频段穿透性不如低频信号，固体物质更易吸收5.9GHz的信号，很大程度上限制了城市环境下通信信号的传输范围。
（三） 发展应用情况
1、美国使用5.9GHz DSRC。2009年11月8日，美国交通部（DOT）发布了《智能交通系统战略计划：2010-2014》，为未来五年该部的智能交通系统（ITS）研究项目提供战略引导。其中IntelliDrive项目是利用专用短程通信系统（DSRC），实现车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）之间的通信，从而通过向驾驶员提供建议或发出危机情况警告，提高驾驶员的情境感知能力及减少或免除碰撞事件的发生；并且根据实时信息改变他们的行驶路线、驾驶的时间和方式以避免交通拥堵等。
后续政策：美国ITS关键的安全性应用领域要求采用5.9GHz DSRC；美国产业发展优先支持5.9GHz DSRC；未来美国主要路段将布设路侧设备，所有销往美国的车辆都必须加装5.9GHz DSRC车载设备。
2、欧盟使用5.9GHz DSRC。欧洲成立了车辆间通信联盟（Car2Car Communication Consortium），制定了车路协同标准和规范，并开展了PReVENT、NoW（Network on Wheels）、CVIS（Cooperative Vehicle Infrastructure Systems）等车路协同相关项目的研究。其中CVIS项目是以开发标准化的网络终端以实现车-车、车-基础设施之间的通讯为目标，利用伽利略开发获取增强车辆位置信息和动态地图信息的新技术，采用车载和路侧设备来检测事故、监控路网运行，开发用于辅助驾驶、交通管理、移动信息服务、商务及货运管理的合作性应用系统。该项目已在7个国家进行了许多大规模联合技术试验。
试验结论：5.9GHz直线传播较好，在转弯处通信受限；5.9GHz和2G/3G无线通信技术配合使用是必要的。
3、日本使用5.8GHz DSRC。日本2004年推出了Smartway计划，该计划是由政府与23家企业共同发起。其发展重点是整合日本各项ITS功能及建立车载单元的共同平台，使道路与车辆（车-路）能够由ITS通信双向传输而成为智能道路和智能车辆。
特点：DSRC设备与ETC设备集成。车辆导航系统和电子不停车收费系统（ETC）集成，一个终端设备实现多种功能。这些服务在路侧安装的ITS点和车载导航系统之间实现高速和大容量通信（5.8GHz DSRC），例如交通信息服务或图像服务等。
LTE-V相关情况
（一） 由来
2014年9月，LG向3GPP提交了LTE在V2X通信应用（RP-141381，Consideration of LTE-based V2X Communication）的规范草案。同年12月，Ericsson提交了增强LTE D2D相近服务（RP-142027，Enhanced LTE Device to Device Proximity Services）的规范草案，随后于2015年2月和6月，3GPP的SA1和RAN1工作组分别设立了专题“Study on LTE Support for V2X Services（V2XLTE）”和“Feasibility Study on LTE-based V2X Services”，标志着LTE-V技术标准化研究的正式启动。
国内主导LTE-V发展的是高通与华为，大唐电信也积极扮演推手。华为、乐金电子（LGE）与中国本地电信设备制造商CATT并共同主导了3GPP研究。中国通信标准化协会（Chinese Communication Standards Association，CCSA）已经在中国针对LTE V2X推出了工作项目。
（二） 技术特点
LTE-V针对车辆应用定义了两种通信方式：集中式（LTE-V-Cell）和分布式（LTE-V-Direct）。集中式也称为蜂窝式，需要基站作为控制中心，集中式定义车辆与路侧通信单元以及基站设备的通信方式；分布式也称为直通式，无需基站作为支撑，在一些文献中也表示为LTE-Direct（LTE-D）及LTE D2D（Device-to-Device），分布式定义车辆之间的通信方式。
图1 LTE-V两种通信方式架构
关键指标：LTE-V-Cell传输带宽最高可扩展至100MHz，峰值速率上行500Mbps，下行1Gbps，时延用户面时延≤10ms，控制面时延≤50ms，支持车速500km/h，覆盖范围与LTE范围类似。目前暂无LTE-V-Direct方面的技术指标。
说明：LTE-V技术路线的反对方认为：一是LTE-V目前还在草案阶段，市场应用还待认可；二是部分人片面的认为LTE-V技术仅仅采用了蜂窝式技术，即需要借由基站作为通信控制中心，所以对其延迟、可靠性传输方面提出质疑。
（三） 国内标准化工作
1、 国内标准化进展
图2 标准进展情况
LTE V2X在3GPP仍在研究阶段，之后将成为3GPP正式标准Release 14下的工作项目。根据3GPP的时程表，Release 14标准可望在2017年完成；在标准化之后，通常需要至少一年的时间才有商业化晶片组生产。所以，可以初步推断LTE V2X到2018年以前都无法商业应用，甚至会更晚。
2、相关标准研发支撑工作
后续推行建议
一是尽快研究、制定适用于中国交通情况的V2X标准、技术、方案、模式。从目前国内外V2X技术的研发、使用、商业模式等情况来看，两种方式的技术路线各有优劣，是否采用其中一种，或是两种并存的方案还有待商榷。
二是积极学习外国项目经验和试验教训，避免概念、标准、技术盲目跟风，推行先行先试，充分发挥作用。充分调研国外目前的研究、试点成果，梳理、制定国内的技术发展路线；规范国内专项、示范试点项目的功能划分，充分发挥各自优势，促进资源复用，避免重复建设，
三是做好无线电设备的准入管理工作，同时保障设备质量、安全等方面符合标准。工信部是我国无线电发射设备型号核准的实施主体，负责型号核准行政许可的管理、审批；在V2X终端设备上着重把控质量和安全问题，确保设备合法合规。
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