车联网V2X通信应用介绍

　　通信的应用

　　（1）专用短程通信（DSRC）

　　DSRC是基于美国电气电子工程师协会（IEEE），在IEEE802.11的Wi-Fi技术基础上改进制定的｝EEE802.11 p标准和IEEE1609标准的V2V和V2I通信协议，是比较成熟、高效的无线通信系统技术，它是智能交通系统的重要基础之一，目前已被欧洲、日本等国汽车制造企业采用并完善。我国在高速公不停车收费设备（ETC）也采用该项技术。

　　DSRC通信在5.9GHz附近的频段上，专门将车与车、车与道路基础设施有机连接，实现在数百米的范围内对高速行驶的车辆进行识别和双向通信，提供实时图像、语音和数据信息传输，保证通信链路的低时延和低干扰以及系统的可靠性。

　　例如DSRC在有效通信距离范围内，本车辆通过DSRC以10Hz的频率，向路上其他车辆发送位置、车速、方向等信息；同时本车辆还能收到其他车辆所发出的信号，在必要时（例如马路转角有车辆驶出，或前方车辆突然紧急刹车，变换车道的情况发生）车内信号装置会以闪烁、语音提醒或座椅、方向盘振动等方式提醒驾驶员注意，采取必要安全措施，如图9所示。

　　DSRC系统结构主要由三部分组成。分别是车载单元（on Board unit，OBU）、路侧单元（road-side unit，RSU）、专用通信链路。OBU安装在车辆上的嵌入式车载通信单元内，它通过专用的通信链路依照通信协议的规定与RSU进行信息交互。RSU是安装在指定地点（如车道旁边、车道上方等）固定的通信设备，与不同OBU进行实时高效的通信，并通过有线光纤的方式接入移动互联网设备，与云端智能交通（ITS）平台进行数据交互。专用通信链路是OBU和RSU保持信息交互的通道，它由两部分组成：下行链路和上行链路。RSU到OBU的通信应用为下行链路，主要实现RSU向OBU写入信息的功能。上行链路是从OBU到RSU的通信，主要实现RSU读取OBU的信息，完成车辆状态的自主识别功能。因此在DSRC的架构中需要部署大量的RSU才能较好地满足业务需要，建设投资较大。

　　（2）C-v2x通信

　　C-V2X通信是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含基于4G网络的LTE-V2X系统以及未来5G资源的5G -V2X系统，借助已存在的LTE网络设施来实现V2V、V21、V2P、V2N的信息交互，适应于更复杂的安全应用场景，满足低时延高可靠性和带宽要求。

　　10LTE-V2X技术

　　LTE-V （Long Term Evolution-Vehicle，长期演进，V2X）是我国具有自主知识产权的V2X技术，是基于TD.LTE（Time Division-Long Term Evolution，分时长期演进）的ITS（Intelligent Transport System，智能交通系统）系统解决方案，属于LTE后续演进生态系统的重要应用分支。

　　OZLTE-V2X协议架构与组成

　　LTE-V2X标准协议架构由三部分组成，包括物理层、数据链路层、应用层。物理层是LTE-V2X系统的底层协议，主要提供帧传输控制服务和信道的激活、失效服务，定时收发及同步功能。数据链路层负责信息的可靠传输，提供差错和流量控制，对上层提供无差错的链路链接。应用层基于数据链路层提供的服务，实现通信初始化和释放程序、广播服务、远程应用等相关操作。LTE-V2X系统设备组成包含了UE（User Equipment，用户终端）、RSU（Road Side Uni，路侧单元）、和基站三部分。

　　UE包含了车载设备、个人用户便携设备等。RSU处于基站和UE之间，承担着V21的数据通信任务。基站是承担了LTE-V2X系统的无线接入控制功能的设备，主要完成无线接入功能，包括管理空中接口、用户资源分配、接入控制、移动性控制等无线资源管理功能。GpS信号则通过卫星地面站与基站进行通信。

　　03LTE-V2X主要技术指标分析

　　V2X技术影响用户体验的主要系统指标有延时时间、可靠性、数据速率、通信覆盖范围移动性、用户密度、安全性等。其相关指标有安全类时延≤20ms，非安全类时延≤100ms，峰值速率上行500Mbps、下行1 Gbps，支持车速280km/h，在后续演进5G版本中提升至500km/h，可靠性几乎为100%5覆盖范围与LTE范围相当。