V2X究竟是什么？本文告诉你答案！

政府在V2X频谱，蜂窝网络部署等方面的规划对于整个V2X产业链的产品和服务开发有着十分重要的影响。

为了提升交通系统的安全性和智能化，智能交通系统的概念正逐渐兴起。智能交通可以利用新一代的通信网络和数据处理能力，提高现有交通系统的整体效率，降低能量损耗，增加运输的安全和便捷程度。

近年来智能交通系统的开发将主要集中在智能公路交通系统领域，也就是俗称的车联网。其中V2X技术借助车-车，车与路测基础设施、车与路人之间的无线通信，实时感知车辆周边状况进行及时预警成为当前世界各国解决道路安全问题的一个研究热点。根据美国交通部提供的数据，V2V技术可帮助预防80%各类交通事故的发生。

在接下来的几篇文章里，小编将会为大家逐一梳理V2X技术发展过程中面临的标准之争、各个产业链公司在推动这项技术量产落地过程中付出的努力和成果以及5G通讯技术对V2X应用产生的影响。今天我们主要将目光投向V2X的一些基本概念以及两大底层通讯技术标准之间的对比和区别。

V2X到底是什么？

按照中国汽车工业协会对搭载V2X功能汽车的定义来看，它是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（人、车、路、后台等）智能信息的交换共享，具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能，可实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。

与自动驾驶技术中常用的摄像头或激光雷达相比，V2X拥有更广的使用范围，它具有突破视觉死角和跨越遮挡物的信息获取能力，同时可以和其他车辆及设施共享实时驾驶状态信息，还可以通过研判算法产生预测信息。另外，V2X是唯一不受天气状况影响的车用传感技术，无论雨、雾或强光照射都不会影响其正常工作。 

此外，在传统智能汽车信息交换共享和环境感知的功能之外，V2X还强调了“智能决策”、“协同控制和执行”功能，以强大的后台数据分析、决策、调度服务系统为基础。而且要实现自动驾驶，车辆必须具备有感知系统，像人一样能够观察周围的环境，所以除了传感器，V2X技术也属于自动驾驶的一个感知手段。

作为物联网面向应用的一个概念延伸，V2X（Vehicle to Everything）车联网是对D2D（Device to Device）技术的深入研究过程。它指的是车辆之间，或者汽车与行人、骑行者以及基础设施之间的通信系统。利用装载在车辆上的无线射频识别RFID技术、传感器、摄像头获取车辆行驶情况、系统运行状态及周边道路环境信息，同时借助GPS定位获得车辆位置信息，并通过D2D技术将这些信息进行端对端的传输，继而实现在整个车联网系统中信息的共享。通过对这些信息的分析处理，及时对驾驶员进行路况汇报与警告，有效避开拥堵路段选择最佳行驶线路。 

V2X车联网通信主要分为三大类：V2V（Vehicle to Vehicle）、V2I（Vehicle to Infrastructure)和V2P（Vehicle to Pedestrian）。运输实体，如车辆、路侧基础设施和行人，可以收集处理当地环境的信息（如从其它车辆或传感器设备接收到的信息），以提供更多的智能服务，如碰撞警告或自主驾驶。

V2X两大技术标准：DSRC与LTE V2X

V2X通信技术目前有DSRC与LTE V2X两大路线。DSRC发展较早，目前已经非常成熟，不过随着LTE技术的应用推广，未来在汽车联网领域也将有广阔的市场空间。

率先出击的DSRC

车用环境无线存取（WAVE）、专用短程通讯（DSRC）是IEEE 802.11p底层通信协议与IEEE 1609系列标准所构成的技术，采用5.9GHz频段，并具备低传输延迟特性，以提供车用环境中短距离通讯服务。IEEE802.11p解决在高速移动环境中数据的可靠低时延传输问题、IEEE1609系列规范对V2X通信的系统架构、资源管理、安全机制等进行阐释。

DSRC是连结车辆与车辆(V2V)、车辆与路侧装置间的RF通用射频通讯技术，在车用环境中提供公共安全和中短距离通讯服务。各个国家分配的DSRC使用频段各不相同。1999年，美国联邦通讯委员会(FCC)于1999年决定将5.9GHz(5.850～5.925GHz)频段分配给汽车通讯使用。主要目标是使公共安全应用能够挽救生命并改善交通流量。FCC还允许在本领域提供私人服务来降低部署成本，并鼓励快速开发和采用DSRC技术和应用。

▲美国的DSRC频谱和频道

美国5.9GHz DSRC的频段规划，以10MHz频宽为单位，将75MHz频宽划分成七个频道，并由低频至高频分别给予172、174、175、178、180、182与184频道编号。如下图所示，频道178为控制频道(CCH)，剩余的六个频道为服务频道(SCH)，其包含两个公共安全专用服务频道(频道172为车辆与车辆间公共安全专用服务频道，频道184为交叉路口公共安全专用服务频道)、两个中距离公共安全、私用共享服务频道(频道174与176)，以及两个短距离公共安全/私用共享服务频道(频道180与182)。

▲全球DSRC的频谱分配情况

WAVE/DSRC所表示的即是IEEE 802.11p与IEEE 1609系列标准所构成的DSRC技术，与其他DSRC技术相较，具有低传输延迟(0.0002秒)、高传输距离(1，000公尺)与高传输速度(27Mbit/s)等特性。在车辆行驶过程中，驾驶者需要对周围环境的变化做出快速判断，为了提高驾驶安全性，减少交通事故的发生，车辆间的通信时延显得尤为重要。

WAVE/DSRC技术底层采用IEEE 802.11p标准，上层则采用IEEE 1609系列标准。对应至开放系统互连参考模型(OSI Reference Model)，IEEE 802.11p标准制定实体(PHY)层与资料链结层中的媒介存取控制层(MAC )的通讯协定，而媒介存取控制层中的多频道运作(Multi-Channel Operation)至应用层之通讯协定则由IEEE 1609各个子标准所规范制定。

▲WAVE_DSRC系统的标准架构图

这里需要指出的是，IEEE 1609.2标准规范WAVE/DSRC系统中所使用的安全讯息格式和处理程序，包括安全WAVE管理讯息机制与安全应用讯息机制，同时也描述支援核心安全所需的管理功能。 WAVE/DSRC应用中的安全问题往往是最值得关注的，这些应用所提供的服务都必须具有抵御窃听、伪造、修改与重送攻击的能力。