V2X究竟是什么？本文告訴你答案！

政府在V2X頻譜，蜂窩網絡部署等方面的規(guī)劃對于整個V2X產業(yè)鏈的產品和服務開發(fā)有著十分重要的影響。

為了提升交通系統的安全性和智能化，智能交通系統的概念正逐漸興起。智能交通可以利用新一代的通信網絡和數據處理能力，提高現有交通系統的整體效率，降低能量損耗，增加運輸的安全和便捷程度。

近年來智能交通系統的開發(fā)將主要集中在智能公路交通系統領域，也就是俗稱的車聯網。其中V2X技術借助車-車，車與路測基礎設施、車與路人之間的無線通信，實時感知車輛周邊狀況進行及時預警成為當前世界各國解決道路安全問題的一個研究熱點。根據美國交通部提供的數據，V2V技術可幫助預防80%各類交通事故的發(fā)生。

在接下來的幾篇文章里，小編將會為大家逐一梳理V2X技術發(fā)展過程中面臨的標準之爭、各個產業(yè)鏈公司在推動這項技術量產落地過程中付出的努力和成果以及5G通訊技術對V2X應用產生的影響。今天我們主要將目光投向V2X的一些基本概念以及兩大底層通訊技術標準之間的對比和區(qū)別。

V2X到底是什么？

按照中國汽車工業(yè)協會對搭載V2X功能汽車的定義來看，它是搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與X（人、車、路、后臺等）智能信息的交換共享，具備復雜的環(huán)境感知、智能決策、協同控制和執(zhí)行等功能，可實現安全、舒適、節(jié)能、高效行駛，并最終可替代人來操作的新一代汽車。

與自動駕駛技術中常用的攝像頭或激光雷達相比，V2X擁有更廣的使用范圍，它具有突破視覺死角和跨越遮擋物的信息獲取能力，同時可以和其他車輛及設施共享實時駕駛狀態(tài)信息，還可以通過研判算法產生預測信息。另外，V2X是唯一不受天氣狀況影響的車用傳感技術，無論雨、霧或強光照射都不會影響其正常工作。?

此外，在傳統智能汽車信息交換共享和環(huán)境感知的功能之外，V2X還強調了“智能決策”、“協同控制和執(zhí)行”功能，以強大的后臺數據分析、決策、調度服務系統為基礎。而且要實現自動駕駛，車輛必須具備有感知系統，像人一樣能夠觀察周圍的環(huán)境，所以除了傳感器，V2X技術也屬于自動駕駛的一個感知手段。

作為物聯網面向應用的一個概念延伸，V2X（Vehicle to Everything）車聯網是對D2D（Device to Device）技術的深入研究過程。它指的是車輛之間，或者汽車與行人、騎行者以及基礎設施之間的通信系統。利用裝載在車輛上的無線射頻識別RFID技術、傳感器、攝像頭獲取車輛行駛情況、系統運行狀態(tài)及周邊道路環(huán)境信息，同時借助GPS定位獲得車輛位置信息，并通過D2D技術將這些信息進行端對端的傳輸，繼而實現在整個車聯網系統中信息的共享。通過對這些信息的分析處理，及時對駕駛員進行路況匯報與警告，有效避開擁堵路段選擇最佳行駛線路。?

V2X車聯網通信主要分為三大類：V2V（Vehicle to Vehicle）、V2I（Vehicle to Infrastructure)和V2P（Vehicle to Pedestrian）。運輸實體，如車輛、路側基礎設施和行人，可以收集處理當地環(huán)境的信息（如從其它車輛或傳感器設備接收到的信息），以提供更多的智能服務，如碰撞警告或自主駕駛。

V2X兩大技術標準：DSRC與LTE V2X

V2X通信技術目前有DSRC與LTE V2X兩大路線。DSRC發(fā)展較早，目前已經非常成熟，不過隨著LTE技術的應用推廣，未來在汽車聯網領域也將有廣闊的市場空間。

率先出擊的DSRC

車用環(huán)境無線存?。╓AVE）、專用短程通訊（DSRC）是IEEE 802.11p底層通信協議與IEEE 1609系列標準所構成的技術，采用5.9GHz頻段，并具備低傳輸延遲特性，以提供車用環(huán)境中短距離通訊服務。IEEE802.11p解決在高速移動環(huán)境中數據的可靠低時延傳輸問題、IEEE1609系列規(guī)范對V2X通信的系統架構、資源管理、安全機制等進行闡釋。

DSRC是連結車輛與車輛(V2V)、車輛與路側裝置間的RF通用射頻通訊技術，在車用環(huán)境中提供公共安全和中短距離通訊服務。各個國家分配的DSRC使用頻段各不相同。1999年，美國聯邦通訊委員會(FCC)于1999年決定將5.9GHz(5.850～5.925GHz)頻段分配給汽車通訊使用。主要目標是使公共安全應用能夠挽救生命并改善交通流量。FCC還允許在本領域提供私人服務來降低部署成本，并鼓勵快速開發(fā)和采用DSRC技術和應用。

▲美國的DSRC頻譜和頻道

美國5.9GHz DSRC的頻段規(guī)劃，以10MHz頻寬為單位，將75MHz頻寬劃分成七個頻道，并由低頻至高頻分別給予172、174、175、178、180、182與184頻道編號。如下圖所示，頻道178為控制頻道(CCH)，剩余的六個頻道為服務頻道(SCH)，其包含兩個公共安全專用服務頻道(頻道172為車輛與車輛間公共安全專用服務頻道，頻道184為交叉路口公共安全專用服務頻道)、兩個中距離公共安全、私用共享服務頻道(頻道174與176)，以及兩個短距離公共安全/私用共享服務頻道(頻道180與182)。

▲全球DSRC的頻譜分配情況

WAVE/DSRC所表示的即是IEEE 802.11p與IEEE 1609系列標準所構成的DSRC技術，與其他DSRC技術相較，具有低傳輸延遲(0.0002秒)、高傳輸距離(1，000公尺)與高傳輸速度(27Mbit/s)等特性。在車輛行駛過程中，駕駛者需要對周圍環(huán)境的變化做出快速判斷，為了提高駕駛安全性，減少交通事故的發(fā)生，車輛間的通信時延顯得尤為重要。

WAVE/DSRC技術底層采用IEEE 802.11p標準，上層則采用IEEE 1609系列標準。對應至開放系統互連參考模型(OSI Reference Model)，IEEE 802.11p標準制定實體(PHY)層與資料鏈結層中的媒介存取控制層(MAC )的通訊協定，而媒介存取控制層中的多頻道運作(Multi-Channel Operation)至應用層之通訊協定則由IEEE 1609各個子標準所規(guī)范制定。

▲WAVE_DSRC系統的標準架構圖

這里需要指出的是，IEEE 1609.2標準規(guī)范WAVE/DSRC系統中所使用的安全訊息格式和處理程序，包括安全WAVE管理訊息機制與安全應用訊息機制，同時也描述支援核心安全所需的管理功能。 WAVE/DSRC應用中的安全問題往往是最值得關注的，這些應用所提供的服務都必須具有抵御竊聽、偽造、修改與重送攻擊的能力。