#百人创作先锋团#5G C-V2X PC5通信接口

C-V2X可支持的工作场景既包括有蜂窝网络覆盖的场景，也包括没有蜂窝网络部署的场景。落实到具体的通信技术而言，C-V2X可提供两种通信接口，一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5），另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu），可实现长距离和更大范围的可靠通信。当支持C-V2X的终端设备（如车载终端，智能手机，路侧单元等）处于蜂窝网络覆盖内时，可在蜂窝网络的控制下使用Uu接口；无论是否有网络覆盖，均可以采用PC5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，共同用于V2X业务传输，形成有效的冗余来保障通信可靠性。

C-V2X通信接口

下面介绍下PC5接口，车车之间（V2V）和车与路侧基础设施（V2I）的通信机制。为了满足之前提到的应用领域的特性，这两种类型的通信既是双向的，同时也是基于位置的机制。

一些特性如合作式编队、收费或远程诊断需要双向通信，但其他的如合作式前向碰撞警告、合作式自适应巡航控制，或危险位置提示需要基于位置的通信。特殊的功能，如合作式合流辅助，两种通信都要求。基于位置的通信对于一些特性是一种必须要有的要求，因为这些特性需要对某个特定的地理位置车辆进行寻址。

双向通信机制

双向通信也即单播通信，使得两车之间或车与路侧能够双向交互信息，路侧站可以被当作一个固定位置的车辆。这也意味着对于每一个发送的信息，期望从接收方得到相应的反馈，这样确定消息没有丢失。因此，通过这种方式提供更高的可靠性。

双向通信实施包含四个阶段。在发现阶段，一辆车搜索周围的节点（另一辆车或路侧单元）。在连接阶段，一辆车发起与另一辆车或路侧单元初始连接。另一辆车或路侧单元按照一套规则，允许或拒绝连接。在数据发送阶段，通信双方保持开放的连接进行信息交互。在结束阶段，其中一方决定结束连接并且通信双方停止信息交互。

双向通信的例子

在上述过程中有些要求（如开放不同通信信道）必须对应用层是透明的并且能被底层通信层处理。

发起者需要：

• 执行发现过程。
• 确定和选择适合特定业务的车辆或路侧单元。
• 发送连接请求给响应者。
• 在合适的时间，执行双方之间的单播、双向通信交换信息。

响应者需要：

• 回复所有的连接请求（接受或拒绝）。
• 鉴权和检查来自车辆信息的可信性。
• 在合适的时间，执行双方之间的单播、双向通信交换信息。

发起者和响应者都可以在任何时候结束连接。双向通信对两个特殊的车辆（或者车辆和路侧单元）能够按需预约双向的信息交互。这种信息交互总是能够得到另一方的响应，所以没有信息丢失。这样，可以说这种通信为双方提供了互动的益处。但是由于双向信息交换以及在消息发送后要等待反馈，导致了时延的产生。如果消息发送给更多的车辆，则导致更长的时延和更高的网络负荷。因此这种通信不适合某些应用，但是对于另一些应用却是必需的。

基于位置的通信机制

基于位置的通信机制是一种特殊的机制，在该机制中信息同时传播给一个特定地理区域的一组车辆。

地理位置广播

信息只被网络中的车辆或路侧单元执行单向分发，其中路侧可看成一个固定位置的车辆。基于位置的通信实现包含两个阶段。发现阶段是指在一个特定的地理区域，其中的一辆车或路侧单元决定发送信息给该区域内的其他车辆。位置更新是维持周边节点的实时位置信息。泛洪(泛洪是交换机不知道这个帧发给谁时用的转发方式，可以对任意目的地的数据帧进行泛洪操作)是参与者传递带标签的信息的阶段（在理想的位置区域）。接收到信息的车辆检查标签并且根据标签确定是保留该消息还是丢弃。

基于位置通信的例子

通信机制的实施如下。

发送者需要：

• 获得信息（可能是本地的车辆的遥感勘测的数据如位置、速度或者其他某一个确定时段存储的信息）。
• 将信息数据打包成一条消息。
• 使用地理广播机制将消息发送给周围的车辆。

接收者需要：

• 获取发送者的消息。
• 将消息解码成本地车辆数据。
• 通过比较本地的传感器数据，检查其他车辆传输的消息的可信性。

这种机制最重要的好处是将消息发送给特定区域的车辆，而这是一些应用所必需的特性。这种机制能够将消息快速地传递给很多车辆，并且能够减少网络负荷以及减少信息分发的时间。不足之处在于只能单向发送，这意味着双方没有交互，不能确认对方是否成功接收。

基于位置的多跳通信机制

如果消息需要在链路中从一辆车传送给另一辆车并持续传递下去，怎么办呢？

那么消息需要经过多跳到达最终目标。为了这样做，要求一种去发现下一个相邻跳节点的路由算法。

多跳通信

在基于位置的机制中，路由要求本地化机制（每一个参与者的物理位置）。路由需要达到两件事，一件事是决定目标的位置（实际匹配一辆车与它的地理位置），另一件是在下一相邻跳中选择一个相邻的节点将消息传递出去。

所以，按照通信的需求，有三种通信机制：

• 双向（经典或快速）。
• 基于位置的单跳（伴随着单方向的永久信标或警告）。
• 基于位置的多跳（伴随着警告）。

文章转载自公众号：智车Robot