高速公路场景下基于C-V2X和IEEE802.11p的V2V通信性能对比

李鹏飞，陈宇峰，余瑞，孟振宇，向郑涛

（湖北汽车工业学院 电气与信息工程学院，湖北 十堰442002）

随着5G时代的推进，车联网行业将迅猛发展，车辆越来越智能与安全。车用无线通信技术（vehi⁃cle-to-everything，V2X）即车辆与车辆包括与路边设备等彼此互联，共享诸如速度、位置和方向之类的信息，有助于缓解现代城市交通拥堵、事故和环境污染等问题。较为成熟的2 个V2X 标准是美国的专用短距离通信（dedicated short range communi⁃cation，DSRC）和欧洲专用ITS-G5，都是基于IEEE 802.11p 技术。而IEEE 802.11p 容易发生网络拥堵，缺乏最低性能保证，导致覆盖范围有限，限制了实用性和应用规模。2017年第三代合作伙伴项目（3rd generation partnership project，3GPP）正式发布了支持基于蜂窝网络的C-V2X（Cellular V2X）R14版本［1］。基于蜂窝（long term evolution，LTE）的CV2X 完全兼容5G 移动技术的实施部署，在技术上享有众多优势。这项研究可使车联网通信更加安全、高效和稳定。因此IEEE 802.11p 和C-V2X 的对比研究一直受关注。5G 汽车协会对IEEE 802.11p 和C-V2X 技术的安全性进行了评估［2］，分析得出，C-V2X 在防止事故发生方面，超越了IEEE 802.11p 的性能。Argjent Hali 将现有模块结合到框架中，对这些模块进行了评估［3］，并对2 种技术进行分析，发现IEEE 802.11p在延时方面表现稳定；C-V2X 在车辆数量较多时，虽然延时会增加，但可以发送大量的数据包。通过对现有的研究分析发现，C-V2X 相对于IEEE 802.11p 来说，尽管会导致一些时延但能够为远距离通信提供可靠的保障［4-6］。文中通过模拟高速公路场景下不同车辆速度和车辆数目对C-V2X 和IEEE 802.11p 的V2V通信性能进行对比研究。仿真的主要环境平台为OMNET++，同时结合SUMO和Veins完成仿真。

1 技术背景

1.1 IEEE 802.11p

IEEE 802.11p 是专门应用于车用环境的无线通信技术，支持5.9 GHz，被广泛认为是最成熟的V2X标准，已有10多年的现场试验经验，仍面临着一些挑战。……