车到车通讯正在明显招引人们的留意力，因为它能极大地削减路途交通事端，改善移动性，完结高层次的轿车自动化。支撑安全要害运用是车到车通讯的中心，多年来，V2X挑选的技能一直是IEEE802.11p。最近，在移动通讯规范化安排3GPP的活跃推动下，一种旨在满意V2X运用的新规范开端发动。因为不计其数的路途运用者的安全将取决于这些技能的功用，因而对它们进行比照就显得适当重要。
在比较IEEE802.11p和LTE-V2X之前有几个重要的相关现实需求着重：
•IEEE802.11p现在现已能够商用，LTE-V2X还不可[4]。现在商场上有多家芯片供货商能够供给依据IEEE802.11p的产品。有些一级供货商还有完好的解决方案。相比之下，现在商场上还没有可商用的LTE-V2X产品，很或许还需求多年的时刻才干见到完好且验证过的解决方案。从前许诺过的V2X 5G版别乃至需求更长的时刻才干浮出水面。
•许多上路的轿车中现已设备有IEEE802.11p。终究用户现在就能够购买到配备有IEEE802.11p技能的轿车(比方通用的凯迪拉克1)。
•V2V NPRM现已发布[1]。阐明美国政府有清晰意向要全面推动IEEE802.11p的布置作业, 也阐明IEEE802.11p技能已可满意安全性需求并且经过了测验检验。
•IEEE802.11p大批量布置或许很快开端。作为全球最大轿车制造商之一的群众轿车公司已揭露宣告，从2019年开端将在他们的第一批车系中配备IEEE802.11p技能2。
蜂窝范畴一直在宣扬v2x的布置应该比及蜂窝技能准备好并经过测验，而全然无视在验证IEEE802.11p对安全要害运用的适用性方面作出的出资和现场测验作业。更具体地说，蜂窝范畴宣称LTE-V2X能够供给：
•强壮的蜂窝生态体系。该体系凭借多年来的丰厚经历能够向全球供给付费服务和老练的技能。虽然这是正确观点，但它指的是选用蜂窝技能的文娱服务。而设备与基站之间的通讯与处于动态环境中的设备与设备间通讯有根本性的差异;
•双倍的功用[6]。但是，就像下文要指出的那样，在重要的V2V运用事例中，IEEE802.11p的功用彻底超越了LTE-V2X;
•最小的附加本钱。这是有问题的，因为对安全要害运用的支撑激烈地标明需求将这些技能与文娱软硬件别离开来。因而，LTE-V2X很或许在物理上与蜂窝调制解调器别离;
•演进路线图和未来不会过期的技能，因为经过3GPP会议的全面测验机制能够持续地改善这种技能。虽然这或许是真的，但每隔12到15个月晋级一次规范并不能确保旧轿车能够与新轿车通讯。这与创立一个安稳通用的国际规范来推动V2X技能成功的需求是各走各路的。
这种主张的LTE-V2X技能源自蜂窝上行链路技能，与现在的LTE体系保持着许多相似性：比方帧结构、子载波间隔、时钟精度要求以及资源块概念等。这些特点不是很合适轿车运用场景，仅仅承继自现有的峰窝技能。因而LTE-V2X要满意车到车通讯的特别运用要求比较费劲。
从技能上讲，LTE-V2X在没有网络掩盖的情况下会出现问题。它有严厉的同步要求(章节2.1)，不然将不能正确地从相邻和邻近的发射器接纳音讯(章节2.3)，并且通讯间隔也将受到限制(章节2.4)。别的，它所选用的资源分配机制无法正确处理具有不同长度的音讯(章节2.5)，而多用户拜访机制也不能很好的处理播送音讯(章节2.6)或音讯抵触(章节2.9)。LTE-V2X的重载规划也会导致更高的开支(章节2.7和2.8)。
在商用方面，LTE-V2X无法运用轿车中已有的规范LTE调制解调器。不同的安全要求(章节2.10)和技能需求(章节4.1)激烈主张LTE-V2X的安全要害域要与规范LTE调制解调器的文娱域别离开来。严厉的同步要求(章节3.2)也会明显地添加LTE-V2X硬件的本钱。
从发展战略上看，LTE-V2X或许不是用于安全要害运用的最佳技能，因为其更新周期不能匹配轿车的开发周期(章节4.1)。虽然其时版别的LTE-V2X还没有完结现场测验，但3GPP安排现已开端开发LTE-V2X的新版别。下一代的IEEE802.11p也在考虑中了(章节4.2.1)，期望运用许多大规模现场实验的经历测验安全要害运用。
咱们的结论是，IEEE802.11p技能是即便在没有网络的情况下还能支撑安全要害运用的抱负之选。如果有蜂窝根底设施，LTE-V2X是一种可行的代替方案，可认为文娱服务供给更为老练的生态体系。这种双赢态势要把要点放在每种技能的最强项上，共同努力供给最佳的车到车通讯解决方案，并持续为安全要害运用布置IEEE802.11p，一起确保新的LTE-V2X技能能与之共存。
前沿
自从10年前推出以来，V2X挑选的技能一直是IEEE802.11p3，这种技能现已完结了规范化、产品完结和全面的测验。最近，一种面向V2X运用的新规范正在移动通讯规范化安排3GPP的推动下开端发动。不计其数路途运用者的安全将依赖于这些技能的功用;因而对方针制定者、轿车制造商和更宽规模的轿车生态体系来说首战之地的是要对这些技能进行全面的比较。
1.1 V2X的功用方针
经过一起作业和同享信息使得交通运输更安全、更环保和更风趣是极具招引力的。与这个概念有关的技能——统称为协作性智能交通体系(C-ITS)许诺要削减交通拥堵、减轻交通对环境的影响并明显削减丧命交通事端的数量。
支撑C-ITS的一种要害技能是无线通讯，掩盖车到车(V2V)通讯、轿车到摩托车(V2M)通讯、轿车到根底设施(V2I)通讯以及根底设施到轿车(I2V)通讯。这些无线业务被总称为轿车到万物或V2X通讯。
V2X技能将支撑许多与安全相关的、也或许与安全无关的C-ITS体系运用场合。它需求在十分动态的环境中牢靠地作业，在发射机和接纳机之间具有相对较高的通讯速度，并且支撑在高速公路、拥堵的城市路口和地道等安全相关运用中供给极低的延时。
1.2 IEEE802.11p
IEEE802.11p规划满意每种V2X运用要求和最严厉的功用规范。1999年，美国联邦通讯委员会(FCC)在5.9GHz区段内留出75MHz频谱给了V2X。IEEE802.11p规范因而就作业在这个频率规模内。
IEEE802.11p是IEEE802.11a(WiFi)的扩展，作业在自安排网络形式，不需求BSS(根本服务集，WiFi‘基站’)。它针对存在障碍物的移动条件进行了优化，能够处理因为相对速度高达500km/h而产生的快速改变的多径反射和多普勒频移。典型的视距(LoS)通讯间隔是1km，但IEEE802.11p的首要方针是‘能够看到转角’(非视距，NLOS)，因为轿车中没有其它传感器能够做到这一点。现实标明，凭借国际最先进的技能，作为现在商用化的现货产品一般可达几公里的更大规模。当IEEE802.11p多址拜访机制(抵触防止的载波侦听多址拜访协议，CSMA-CA协议)与分布式拥塞操控(DCC)结合在一起运用时能够高效地敷衍高密度运用场合。
规范化作业从10多年前就开端了，终究草案是2009年同意的，并且自从同意后做了许多的测验和验证作业。simTD项目[8]是第一个大规模现场测验项目，开端于2009年，其时运用了100多台轿车。从那时开端到现在，完结商用化IEEE802.11p产品的现场实验项目有几十个，并且还有许多仍在进行着。参阅文献[8-13]就提到了其间的一些项目。最大的IEEE802.11p先导项目之一是由USDOT(怀俄明州，坦帕和纽约市)赞助的，包括超越一万多辆完结了各种运用的轿车，出资总额超越4500万美元[13]。巨大出资用于确保这种技能的质量和牢靠性。
多家半导体公司规划和测验了经过轿车资历认证的IEEE802.11p兼容产品。多家供货商能够供给许多的硬件和软件产品，然后组成了一个丰厚的生态体系。商场上有许多类型轿车选用了IEEE802.11p技能，还有其它类型轿车正方案很快发布，比方：
•通用的凯迪拉克CTS轿车配备有IEEE802.11p4;
•丰田在日本国内就有挨近10万辆轿车配备有IEEE802.11p;
•群众挑选了IEEE802.11p技能来支撑V2X运用5。
USDOT宣告，依据收集到的依据证明，IEEE802.11p技能能够明显削减路途上的磕碰事端数量。专家们预期USDOT行将进入可认为了安全而强制要求在一切新的轻便型轿车中选用IEEE802.11p技能[14] 的正式流程。
1.3 LTE-V2X
LTE-V2X是一种相对较新的技能(初次评论产生于2015年)，是3GPP Rel-12设备到设备(D2D)功用的扩展，自身依赖于运用LTE上行链路传输和上行链路频谱资源完结设备间的直接通讯。V2V根底安全功用最早出现在LTE Rel-14规范中。
LTE-V2X规划时就考虑了多种布置场景，因而提出了以下要求：
1.能够在有或没有eNB(‘基站’)掩盖的条件作业。Rel-14中的LTE-V2X依据的是PC5接口，答使用户在有或没有网络掩盖的条件下彼此间直接播送音讯。在蜂窝掩盖下的操作能够运用同步网络的一切优点，其间的中心和谐、调度和办理是用一系列基站完结的。但是需求留意的是，存在这种设备无法作业的许多情形，比方掩盖率很差的农村地区、高速公路以及会产生频频切换基站的快速移动用户。LTE-V2X技能有必要能够在没有基站掩盖的区域完结牢靠的作业;
2.在专用的免答应载波或有答应的频谱条件下独立作业;
3.增强D2D空中接口功用，以便支撑低延时、高密度和高速度。
为了满意提高了的要求，Rel-14 LTE-V2X引入了新的Sidelink传输形式(传输形式3&4)，参阅表1。因为引入了低延时传输技能，因而这些形式有别于Rel-12 D2D形式(传输形式1&2)，改善了对更高速度和新的分布式信道拜访机制的支撑[15]。
表1：LTE-Sidelink通讯中可用的操作形式。
虽然近年来业界作了很大的奉献和规范化作业，但LTE-V2X规范还远未老练，许多技能课题仍在评论中，最近举办的RAN会议期间我们还一致同意做了许多明显的规范修正。与V2X有关的保护修正恳求(CR’s)数量很大，使得芯片制造商在确认功用集、进入可互操作性测验阶段、固定软硬件架构和投产方面面对很大的应战。轿车制造商也质疑其实践功用和对安全要害用例的支撑。此时此刻，LTE Rel-14规范的实践功用几乎是不知道的。
对安全要害运用来说最相关的也是最具应战性的LTE-V2X操作形式是Sidelink传输形式4，这个形式能够被看作是自组网形式。与IEEE802.11p技能的比较要点就放在这个形式上。
