關於V2X

V2X，即Vehicle to Everything / vehicle to X，車用無線通信技術，是意向以車輛為中心，與周邊車輛、設備、基站通信，從而獲取即時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息，以提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂信息等，是未來智能交通運輸系統的關鍵技術。

具體來說，我們通常認為V2X技術包含以下幾個類別：

• 車輛與車輛V2V(Vehicle-to-Vehicle)：常見應用如防碰撞安全系統
• 車輛與基礎設施V2I(Vehicle-to-Infrastructure)：交通信號指示與時間提醒
• 車輛與行人V2P(Vehicle-to-Pedestrian)：行人單車安全距離警報
• 車輛與外部網絡V2N(Vehicle-to-Network)：即時地圖，雲端服務等

V2X技術的目的是減少交通事故，提高交通效率，在目前更是助力自動駕駛的重要力量。V2X也是實現自動駕駛的重要手段，能夠彌補攝像頭、雷達等車載傳感器視距不足的缺陷，並且提高車輛在交叉口、惡劣天氣環境等特殊條件下的感知能力。

發展歷程

V2X的起源其實相當早，在國外也經歷了相當長時間的發展，在1999年美國就已經開始了相關方面的研究，分配了5.850-5.925 GHz給智能運輸系統（ITS），從2004年開始，IEEE開始基於802.11系列協議開發車用無線通信系統並提出了DSRC（專用短程通訊，Dedicated Short Range Communications）來命名這項基於802.11的車載無線通信技術，這也就是V2X的第一個技術路線的起源。

與此同時，在日本也較早展開了對車聯網技術研究，在1991年， 日本車輛信息與通信系統(VICS)中心正式成立,經過近10年的發展，VICS被認為是世界上最成功的道路交通信息提供系統。

 與歐美、日本等國比較，我國起步較晚，在2009年，隨著車聯網技術在國內的發展，V2X也開始在國內發展迅速，在這個過程中，我國在V2X的路徑上沒有選擇著重研究發展DSRC這一技術，而是在伴隨3GPP的發展框架內正式將V2X納入LTE技術，選擇了基於LTE蜂窩網的C-V2X（LTE-V2X）技術。

隨著2020年5G元年的正式到來，因4G-LTE技術設計之初並未充分考慮車聯網技術，隨著智能汽車迅速發展起來，4G-LTE技術就顯得不夠用，因此5G通信在設計之初即將智能汽車的需求考慮進去，V2X將是5G網絡的一部分，5G-V2X有融合LTE-V2X及DSRC的可能，為汽車提供更安全、更高效的運行能力。

在目前，智能汽車開始大規模快速發展，5G網絡的部署逐漸完善，自動駕駛技術已經成為發展的熱點與重點，而V2X更是智能汽車和智能交通的支撐技術之一，也將會迎來更快速的發展。

使用技術

正如之前所說，目前的V2X有以下幾種主要的技術：

DSCR技術

DSRC技術，即車輛短程通信專用技術（ Dedicated Short-Range Communications），發展較早，可以追溯至2004 年。當時，IEEE 在其802.11 無線局域網（即Wireless Local Area Networks, WLAN）標準系列下，開始製定新的車載通信標準。這一標準即是IEEE 802.11p。在2007 年左右，IEEE 802.11p 標準已經趨於穩定。

而DSRC 所採用的通信標準即是IEEE 802.11p 和1609.x。因此現在，人們將DSRC和相應的下層標準統稱為DSRC。例如，美國聯邦通信委員會提出的車載環境下的無線接入（WAVE）通信協議是目前最為完善的DSRC V2X通信標準之一，已經進行了多次大規模測試及應用。

DSRC具有以下特點：

• 美國在發展DSRC的初期，為其分配了專屬帶寬：位於5.9GHz 頻帶的一段75MHz 的帶寬（5.850-5.925GHz）被劃為DSRC 專屬的交通安全頻譜。二十多年的發展過程中，國際上DSRC專用短程通信技術曾出現3個主要的工作頻段：800-900MHz、2.4GHz和5.8GHz頻段,；目前我們國家採用的是源於ISO／TC204國際標準化組織智能運輸系統技術委員會(國內編號為SAC／TC268)的5.795-5.815GHz ISM頻段，下行鏈路(D-link)500Kbp，2-AM；上行鏈路(U-link)250Kbp，2-PSK的技術標準。
• 從覆蓋的距離來看，DSRC是一種相對來說距離較近的通信方式，一般有效通信距離不超過1km。
• DSRC的平均時延一般小於50ms，因此在安全性相關的場景中更具有實用價值。

C-V2X技術

3GPP在2017年發布的第14版本（Release 14）的LTE技術明確支持V2X，這就意味著V2X迎來了第二條技術路線。基於LTE蜂窩技術的V2X被稱為C-V2X，既Cellular V2X，由於當前的C-V2X技術是基於LTE的，因此又被稱為LTE-V2X。

而3GPP的第16版本（Release 16）支持基於5G技術的V2X，因此屆時將被稱為5G-V2X或者NR-V2X。按照3GPP的時間表（如下圖），Release16的製定將在2020年下半年完成。

為什麼會演進出不同於DSRC的C-V2X技術呢？基於Wi-Fi技術的DSRC性能存在局限性——Wi-Fi難以支持高速移動場景，移動速度一旦提高，DSRC信號就開始驟降、可靠性差、時延抖動較大，所以很長一段時間DSRC的性能不穩定，一直處於測試階段。

此外，DSRC在實際部署中有效工作距離一般為幾十米，如果需要全境覆蓋，那麼需要部署的RSU設備的數量就相當之多，從經濟成本還是部署難度來講都是難以實現的。

因此，隨著蜂窩網的逐步發展與LTE技術的演進，業界開始研究在蜂窩通信技術（Cellular）基礎上重新設計V2X的構想，C-V2X（基於LTE技術）由此應運而生。就目前而言，主要有兩種通信模式存在：集中式（LTE-V-Cell）和分佈式（LTE-V-Direct）。

1、集中式（LTE-V-Cell）也稱為蜂窩式通信或網絡通信模式

需要基站作為控制中心，利用基站作為集中式的控制中心和數據信息轉發中心，使用網絡運營商提供的頻段，由基站完成集中式調度、擁塞控制和乾擾協調等，支持大帶寬、大覆蓋通信，可以顯著提高LTE-V2X的接入和組網效率，保證業務的連續性和可靠性，滿足Telematics（遠程信息處理）應用需求。

2、分佈式（LTE-V-Direct）也稱為直接通信模式

無需基站作為支撐，可以獨立於蜂窩網絡，實現車輛與周邊環境節點低時延、高可靠的直接通信，滿足行車安全需求。基於“萬物互聯”的物聯網思想也為未來平滑向5G進行演進轉換提供渠道，保證向後兼容性。

我們對通信模式進行整理與歸納，對其進行對比：

內容	集中式（LTE-V-Cell）通信	分佈式（LTE-V-Direct）通信
時延	較低	低
eNodeB接口	PC5接口	Uu接口
頻段	在ITS頻段實現V2V , V2I,V2P	在網絡運營商提供的頻段實現V2N
網絡連接	網絡獨立	需連接網絡
範圍	短距離(<1km)	長距離(>1km)

總結來說，由於C-V2X的基礎設施是在蜂窩技術上發展起來的，僅通過改造現有的基站，就可以將C-V2X基礎設施集成進去；終端部署方面，可以延用LTE和5G的生態系統，在一個通信模塊內裡面把LTE、V2X集成在一起，形成一個統一的連接性的解決方案，部署成本較DSRC更優。

5G-V2X

 5G-V2X是5G通信的V2X標準，也稱作NR-V2X，因4G-LTE技術設計之初並未充分考慮車聯網技術，隨著智能汽車迅速發展起來，4G-LTE技術就顯得不夠用，因此5G通信在設計之初即將智能汽車的需求考慮進去，V2X將是5G網絡的一部分，5G-V2X有融合LTE-V2X及DSRC的可能，為汽車提供更安全、更高效的運行能力。

DSRC V2X和LTE V2X互有長短，各有千秋，這兩種通信技術各有優點，前者是基於十幾年的研究，最終形成標準統一的，具有可靠穩定性的技術；後者在覆蓋範圍、感知距離、承接數量、短時延以及後續更新演進具有優勢，而NR-V2X在一定程度上是二者的融合與延續，目前大力發展的高級駕駛輔助（ADAS）與自動駕駛都將依託於NR-V2X的能力，隨著相關標準的逐步完善，其研發進度也正在逐步加快。

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