V2X无线通信技术的优势、面临的挑战及未来发展趋势

【导读】V2X无线通信技术是一种车对外界的无线信息交换的通信技术，‌旨在通过允许车辆与几乎所有可检测的东西进行通讯，‌从而提高车辆的安全性、‌舒适性和便利性。‌这种技术超越了主动安全感测和感知系统，‌该系统基于来自雷达、‌摄像机、‌超声波传感器和激光雷达的数据支持车道保持和避免撞车等功能。‌V2X通信不仅包括车与车（‌V2V）‌、‌车与基础设施（‌V2I）‌、‌车与行人（‌V2P）‌、‌车与网络（‌V2N）‌之间的通信，‌还涉及直连通信和通过LTE广播的通信方式，‌以实现长距离和更大范围的可靠通信。‌

V2X无线通信技术的优势

V2X无线通信技术的优势主要体现在提高交通安全、‌改善交通流量、‌支持智能导航、‌促进车辆自动驾驶技术的发展、‌改善能源效率等方面。‌

（1）提高交通安全

‌V2X技术能够实时收集道路信息，‌通过车辆与其他车辆及基础设施的通信，‌提供实时的交通状况信息，‌包括路况、‌拥堵、‌施工等，‌使驾驶者能够提前做出决策，‌避免事故的发生。‌

（2）改善交通流量

V2X技术通过对车辆的实时调度和路线规划，‌实现交通信息的共享，‌减少拥堵和交通堵塞，‌提高整体交通效率。‌

（3）支持智能导航

‌提供车辆导航和路径规划的信息，‌帮助驾驶者选择最佳路线，‌并提供实时的交通变化和路况信息，‌优化行驶路线。‌

（4）促进车辆自动驾驶技术的发展

‌V2X技术通过车辆与其他车辆及基础设施的通信，‌使车辆能够更准确地感知道路情况并做出相应决策，‌提高自动驾驶的安全性和可靠性。‌

（5）改善能源效率

‌通过优化车辆的行驶路线和速度，‌实现节能减排的效果，‌提高能源使用效率。‌

此外，‌V2X技术还支持基于5G技术的C-V2X，‌具有大带宽、‌低延时、‌高传输速率和高可靠性的特点，‌为车联网的发展提供了重要支持。

V2X面临的挑战及未来发展趋势

（1）V2X面临的挑战

尽管V2X已经取得了长足的进步，但远未能大规模普及应用，其中涉及技术、商业模式以及法律法规等多方面的挑战。目前，实现V2X的DSRC和C-V2X两种技术路线引发了激烈的争论，由于其各有优劣，最佳技术路线尚无定论。有专家提出两种技术共存互补的方案[14]， 但是共享频谱的方案受到DSRC支持者的质疑，同时车辆网络的特点对频谱共享后的移动出行管理、网络选择机制和切换策略等构成相当的技术挑战。此外，技术路线的不确定性使各国政府对V2X应用的法规制订和普及建设持谨慎态度。美国交通部的立法明确要求车辆必须搭载基于DSRC的V2V技术，得到了美国和日本车企及其供应商的支持；但是电信产业以及多数欧洲汽车制造商支持C-V2X方案或者要求法规中立、由市场决定技术路线。

（2）未来发展趋势

1) 5G与V2X

DRSC技术发展比较成熟，但通信范围受限、对基础设施依赖强并且缺乏技术演进路线。另外一方面，C-V2X技术尚处于起步阶段，还不能满足严格的车辆通信安全要求，仅适用于非安全相关的应用。未来5G 技术 [15] 将充分考虑车辆安全的应用需求,有潜力提供高吞吐量、宽带载波支撑、超低延迟和高可靠性的通信服务, 从而真正满足智能汽车的核心诉求。发展与5G技术兼容性更佳的C-V2X技术更加符合长远利益。

2）提高V2X的智能化水平

智能化的V2X通信系统能够提高车辆安全性，舒适性以及能源效率 [5]。 以机器学习算法为基础的智能算法能够取代传统的算法来增强V2X通信系统的智能化水平。比如图神经网络GNN和增强学习算法RL可以用来提高V2I和V2V链路之间共享资源的有效分配。

3）与智能座舱的融合

智能座舱是智能化的驾乘空间，为用户/乘客提供更加丰富的车载信息娱乐服务以及更加智能化的车内人机交互体验。V2X无线通信技术能够使得车与外界进行互联，能够为智能座舱提供多层次的信息 (实时路况，导航，无线通信等) 。V2X和智能座舱（比如车载信息娱乐系统）的深度融合，将能够进一步提升人机交互的智能化和用户的驾乘体验，有着广阔的商业应用前景。

目前，尽管V2X无线通信技术已有相关的标准体系并且相关解决方案已经成型，但是大规模应用仍需时日。综合各方面考虑，未来发展与5G技术兼容的C-V2X技术方案将会极大地推动V2X技术的普及。

推荐阅读：

音频处理：从MCU向SoC晋级

即插即用的汽车域控制器方案与设计要点

ST、RK和先楫工控开发板PCBA方案

伺服驱动器实战方案及MCU必备五大特性

汽车氛围灯主控方案与电路设计要点