V2X：一种车与周边其他交通参与者、基础设施联网的技术

V2X，即 Vehicle to Everything 的缩写。 它指的是车对外界的信息交换，换句话来说就是车联网通过整合全球定位系统（GPS）导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术奠定了新的汽车技术发展方向，实现了手动驾驶和自动驾驶的兼容。

去年5月在美国，一辆正在使用Autopilot自动驾驶功能的特斯拉Model S撞上了前方的大货车，成为特斯拉首例自动驾驶状态下造成司机死亡的交通事故。事后的分析显示，特斯拉Autopilot系统中摄像头无法识别白色大货车，且毫米波雷达由于安装位置偏下而没有探测到前方车辆，是造成这起事故的一个主要的诱因。由此也引发出人们进一步的思考：如何才能给予自动驾驶最大化的安全保障？

今天，通过摄像头、雷达、LiDAR“武装”起来的汽车，确实具备了前所未来的感知能力，为汽车提供几乎是全方位的安全“监护”，但处于交通系统中的汽车不是孤立的，且车载传感器的侦测范围毕竟有限，因此自主式的“单车”智能注定会存在安全保障的“盲区”。

在上面的事故案例中，如果特斯拉能够和货车建立一种可靠的通信机制，及时互通各自的状态信息，而不是依赖于单方面的感知，就可以在碰撞前赢得宝贵的时间进行预警和处置。

试想，如果将车与车之间、车与交通设施之间，车与行人之间相互连接组网，互通交通数据，并将这些数据叠加到汽车自身传感器探测到的信息之上，这样就可以“完美”地实现自动驾驶的安全保障。而这种车与周边其他交通参与者、基础设施联网的技术就是V2X。

 

图1，V2X实现汽车与汽车、交通设施、行人、网络之间的连接和数据交互

作为一个汽车级的通信技术，V2X面临的技术挑战是不言而喻的。V2X设备需要在高度动态化的环境中工作，彼此之间保持相对较高的速率；需要提供极低的通信延迟（通常认为为要在50毫秒以内）；还需要有能力应对交通堵塞等情况下的高负载通信。

为了实现这样的目标，人们试图架构一个特殊的通信体系去满足这一场景的需要。而在这一过程中，V2X就像其他前景广阔的新兴技术一样，也遭遇到了标准纷争的困扰。

在确定V2X的通信传输标准这件事上，业内逐渐分化出两个阵营：一个是采用IEEE 802.11p标准的专用短距离通信（DSRC）标准，一个则是基于现有蜂窝移动通信技术发展而来的C-V2X标准。

从技术架构上看，DSRC与传统的蜂窝技术相比，可以在通信设备之间建立直接的通信连接，而无需经过基站去兜个圈子，所以理论上可以实现更短延时。802.11p虽然是基于802.11a，但在标准制定中专门针对汽车无线通信做了很多优化，使得其能够满足低延时、快速连网、在各种天气条件下高速通信的需要。

不过，DSRC最大的竞争筹码还是“先发优势”。早在1999年，美国联邦通信委员会(FCC)就在5.9 GHz区域为V2X留出了75 MHz的带宽，作为IEEE 802.11p标准的工作频段，在频谱资源稀缺的通信行业，这也成为DSRC最重要的一个“资产”。

该标准在2009年获得批准后，DSRC的商业化进程一直在稳步推进，经过研发和一系列的现场试验，目前已经能够提供可商用的解决方案，比如通用的凯迪拉克CTS车型上，采用了基于恩智浦半导体IEEE 802.11p芯片组的DSRC方案，可在1000英尺的范围内每秒处理多达1000条车辆的消息，基本能够满足实际应用的需要。

美国公路交通安全管理局（NHTSA）在2016年12月发布了一项拟议规则制定通知书，要求所有新型轻型车辆要配备V2V通信，这对于基于DSRC的V2X技术，无疑是极大的市场利好。此外在欧洲和亚太地区，也都能看到DSRC的部署计划及成功的应用案例。而与DSRC同场PK的C-V2X，有预测表明其大规模的部署准备要到2023年才能完成。

 

图2，安装了DSRC设备的货运车队，这是V2X一个重要的应用场景

那么是否可以说在V2X标准之争中，DSRC已经胜券在握呢？如果你仔细观察过C-V2X，就不会轻易下这个结论，因为这个对手实力确实强悍。为其做背书的3GPP的背景就无需赘言了，在其制订的5G规划中，已经定义了针对极低时延、高可靠关键业务型服务的URLLC特性，主要的目标就是自动驾驶。再看看C-V2X的朋友圈——爱立信、英特尔、华为、诺基亚、高通、奥迪、宝马集团和戴姆勒公司共同发起创立了5G汽车协会（5GAA），他们都在不遗余力地推动C-V2X的商用落地，这些重量级公司可以调动的资源不容小觑。

与DSRC相比，C-V2X基于蜂窝网络，可以复用现有的4G和未来的5G网络，部署成本低；有电信运营商操盘，网络运营商业模式清晰；标准确立后，全球通用LTE芯片组，可大幅降低硬件成本。这些优势都可谓是直指对手的“软肋”。

同时，在一些重要的市场C-V2X也更受青睐。如在中国市场，由于前期在DSRC技术上没有太多积累，而本身又坐拥全球最大的4G LTE网络和成熟的产业链，加之考虑到规避专利风险等因素，因此有分析认为中国在选择V2X标准时，天平最终会向C-V2X倾斜。

 

图3，2017年9月中国完成了首次LTE-V2X频率验证外场测试

当然，C-V2X面临的最大的问题还是商用进程的滞后。出于全球化竞争的需要，各国和汽车厂商都已制定了自动驾驶技术发展的时间表，在这种紧迫感的驱使下，“时间”显然不是C-V2X的朋友。

在两种标准竞争的胶着状态下，自然有人会想到融合。有观点认为，在未来的V2X体系中，DSRC和C-V2X应该有各自的位置——DSRC将在安全实时性的应用中站稳脚跟，而C-V2X将会在需要大数据量吞吐的应用中发挥所长。事实上这种“异质”V2X通信架构的研究一直在继续，有意思的是，5G本身也具有这种“异质”特性，它可以通过一种伞形技术把多种不一样的通信通道链接起来。所有这些，我们都可以看做是未来的一个“伏笔”，最终会在不断逼近自动驾驶这一终极目标的过程中，呈现给世人一个“完美”的答案。

 

图4，DSRC和C-V2X在实际应用中各有所长，而二者融合则可以提供更“完美”的方案