自动驾驶之眼 - C-V2X篇

1、C-V2X基础解析

V2X ，即 Vehicle to Everything , 表示车与外界其他事物进行“沟通交流”的一种通信方式；“X”表示任何能与车辆进行“交流沟通”的对象，目前主要的类型有：

1）V2V - 车与车通信

2）V2P - 车与人通信

3）V2I - 车与道路基础设施通信

4）V2N - 车与云端网络通信

从全球来看，V2X车联网主要包括两种无线通信技术：

1）美国主推的以IEEE802.11为基础的802.11p通信技术

2）我国主推的以移动蜂窝通信技术为基础的C-V2X通信技术

而V2X前面的“C”什么意思呢？“C”即Cellular （蜂窝状的）的首写字母：

—— C-V2X即 Cellular-V2X，是基于3GPP全球统一标准的通信技术，即基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术；

—— C-V2X包含LTE-V2X和5G-V2X，LTE-V2X即4G-V2X，从技术演进角度讲，LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进；

C-V2X包含两种通信接口：
1）PC5（直连通信接口）：终端与终端之间的通信接口，即车、人、道路基础设施之间的短距离直接通信接口；其特点是：通过直连、广播、网络调度的形式实现低时延、高容量、高可靠的通信。

2）Uu（蜂窝网通信接口）：终端和基站之间的通信接口；其特点是：实现长距离和更大范围的可靠通信；

两种通信接口的使用条件：
Uu接口：当支持C-V2X的终端设备（如车载终端、智能手机，路侧单元等）处于基站的蜂窝网络覆盖范围内时，在蜂窝网络的控制下方可使用；

PC5接口：无论是否有蜂窝网络覆盖均可采用PC接口进行V2X通信。

C-V2X 将Uu接口和PC5接口相结合，彼此相互支撑，形成有效冗余来保障通信可靠性。

图1. C-V2X的两种通信接口形式

2、车辆网联化等级分级

等级分级原则 - 基于C-V2X为车辆提供交互信息、参与协同控制的程度的不同

车辆网联化划分了三个层级：

1）网联辅助信息交互

2）网联协同感知

3）网联协同决策与控制

网联辅助信息交互：基于V2I、V2N通信，实现导航、道路状态、交通信号灯等辅助信息的获取以及车辆行驶与驾驶人操作等数据的上传。

网联协同感知：基于V2V、V2I、V2P、VIN通信，实时获取车辆周边交通环境信息，与车载传感器的感知信息融合，作为自主决策与控制系统的输入。

网联协同决策与控制：基于V2V、V2I、V2P、VIN通信，实时并可靠获取车辆周边交通环境信息及车辆决策信息，车-车、车-路等交通参与者之间信息进行交互融合，形成车-车、车-路等交通参与者之间的协同决策与控制。
图2. 车辆网联化不同等级特点

3、C-V2X典型应用场景

通过人、车、路、云平台之间的全方位连接和高效信息交互，V2X将各个交通参与要素有机地联系在一起，一方面帮助车辆获得比单车感知更多的信息，推动智能网联汽车以更安全、更高效的方式出行；另一方面赋能智能路况综合感知，动态协同及交通控制等功能，为智能交通发展奠定基础。

图3. 单车感知+ 车联网感知
智能网联汽车C-V2X的应用场景可划分为三大类：交通安全类、交通效率类以及信息服务类；

表1. 交通安全类

表2. 交通效率类

表3. 信息服务类

参考资料：

1. IMT-2020（5G）推进组 - C-V2X白皮书

2. 下一代车联网创新研究报告（2019）

3. C-V2X 产业化路径和时间表研究 白皮书

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