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摘要：随着城市道路等基础设施逐渐完善以及人民对出行需求的提高，汽车已经进入了千家万户。蓬勃发展的交通行业，势必带来诸如堵车、交通事故等等问题。车联网的出现可以减轻城市交通的压力，对V2X技术的现状和发展进行分析，以期更好的推动车联网的发展是撰写本文的主要目的。
随着经济的发展，汽车的保有量持续增加，堵车和交通事故均成为社会性问题。为了解决这些问题，国家一直在积极发展交通基础建设，完善安全驾驶规章制度，但是收效甚微。车联网的出现，可以有效缓解由于车辆增长带来的各种问题，通过提升城市交通的智能化水平，为人们的出行提供了便利，使得出行更安全，更方便。
车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的交互网络，实现了车车、车人、车与传感设备之间的通信。V2X技术是实现车联网的关键技术。
1、V2X概要
V2X就是使车辆和周围环境中一切可能与其发生关联的事物进行通信的技术，包括与周围车辆通信的V2V技术，与信号灯等交通设施通信的V2I技术，还有可以与行人的智能手机间通信的V2P技术等。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。
2、主要实现技术
目前实现V2X的两大主流技术阵营分别为由美国主导DSRC（IEEE 802.11p）标准以及国内企业（大唐电信、华为等）推动的LTE-V。
2.1专用短程通信技术（Dedicated short range communications，DSRC）。它是一种高效的
无线通信技术，可以实现在特定小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。
（1）组成：DSRC由物理层标准IEEE 802.11p又称为WAVE（Wireless Access in Vehicular Environment）及网络层标准IEEE 1609所构成，包含车载装置（On Board Unit，OBU）与路侧装置（Road Site Unit，RSU）两项重要组件，透过OBU与RSU提供车间与车路间信息的双向传输，RSU再透过光纤或行动网络将交通信息传送至后端平台。由于车间与车路通讯应用情境复杂，汽车数量多寡、距离与道路气候等都会影响无线网络的通讯，通讯速度与质量将对用路人安全造成极大影响，因此车联网安全应用相关通讯网络通常被要求须要具备高移动性与低延迟率，IEEE将安全应用通讯延迟容许范围定在50ms内，最多不超过100ms，允许接收讯息后有足够反应时间。
（2）DSRC关键指標：支持车速 200km/h，反应时间 100ms，数据传输速率平均 12Mbps（最大27Mbps），传输范围 1km。根据美国交通运输部的报告，违反交通信号灯指示的时延要求是小于100ms；车辆防碰撞指示的时延要求是小于20ms。
（3）标准进程：DSRC发展较成熟，美国、欧洲等国家已提出相关标准规格，在布建上DSRC由于需要安装新的路侧设备，将增加导入成本与时间。
（4）DSRC优缺点：DSRC拥有比较完善的加密通信机制、应用领域宽广、具备统一的国家标准、产品之间的兼容性强、技术支持丰富等优点，但与此同时，它也存在明显不足：①距离覆盖短。如果汽车通过DSRC网关接入互联网，就会受到DSRC沿路边覆盖范围的约束，这种约束最明显的表现在高速公路上。即使扩展了覆盖范围，由于互联网有掉线等问题，因此不能保证车辆能时刻接入互联网。②接入技术不够完善。在车辆密度集中地区，车辆之间的信道接入竞争会变得异常激烈，使用基于CSMA/CA（Carrier sense multiple access with collision detection）的接入技术，会导致高速数据传输碰撞、信道接入延迟。③难以实现大规模商用。路边设施投入过大、商业盈利模式不清晰，无法满足车辆离路后获取服务的应用场景，这些缺点都局限了DSRC的商用性。到目前为止，DSRC技术比较成熟的两个应用是AVI和ETC。
2.2 LTE-V2X技术：随着 LTE（Long Term Evolution，长期演进）通信技术的普及，尤其是 LTE-D2D 通信标准的制定，使得基于 LTE 技术实现车-车、车-路、车-人之间直接通信成为可能，从而满足车-车、车-路、车-人之间低时延、高可靠性的通信需求。2015 年 2 月，3GPP SA1 正式启动了 LTE-V2X 业务需求研究项目，拉开了 LTE-V2X 技术在 3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）各小组的标准化序幕。
（1）组成：LTE-V2X的主要组成=无线通信网+路边单元+车载单元。由于LTE技术针对蜂窝设计，其核心是移动终端同基站之间进行无线连接完成语音、数据等通信，其基站覆盖范围大，移动终端相对比较固定，与此相反的是，车辆处于快速移动中，而且组网自由。因此，要想实现LTE-V2V技术，必须对LTE技术进行修改，满足车辆通信网络的特点。
（2）关键指标：传输带宽最高可扩展至100MHz，峰值速率上行500Mbps，下行1Gbps，时延用户面时延≤10ms，控制面时延≤50ms，支持车速 500km/h，覆盖范围与 LTE 范围类似。
（3）标准进程：LTE-V目前已在3GPP进入标准制定流程，但至少需到2017年Release 14中才会完成，LTE-V则能够整合既有的基地台装置，不需要大量布建新基础建设，可缩短导入时间，两者之间互有优势。
（4）优缺点：基于LTE的V2X技术优势包括以下几点：基于现有的蜂窝网，建设简单；覆盖范围广，可实现无缝连接；传输更可靠，半静态调度使得资源分配更合理；④GPP持续演进，可支持未来ITS业务需求⑤网络运营模式灵活，盈利模式多样化。当然，它的缺点也是不可忽视的。譬如：技术更复杂，市场规模比Wi-Fi小；标准尚在制定过程中，技术成熟度较低，面向车-车主动安全与智能驾驶的服务性能还需要充分的测试验证。
3、发展趋势
V2X包含汽车对汽车（V2V）、汽车对路侧设备（V2R）、汽车对基础设施（V2I）、汽车对行人（V2P）、汽车对机车（V2M）及汽车对公交车（V2T）等六大类。目前以V2V的发展最为成熟。
不同于其他传感器的复杂安装方式，V2X设备可以通过后装方式轻易的安装在现有车辆上，如同安装GPS导航仪那样简单。与欧美、日本等国家相比，车联网技术在我国发展相对较晚。现在国家对于车联网的发展较为重视，以推动基于蜂窝网的 V2X 为主。工信部目前已推动在全国 5 处建立车联网测试基地，并确定 5.9 GHz 作为试验频谱，用于 V2V 技术测试和验证，大唐和华为也研发了基于 LTE-V2V 的设备进行测试，由此可见，车联网的未来发展大势一定是属于V2X的。
随着经济的发展，汽车的保有量持续增加，堵车和交通事故均成为社会性问题。为了解决这些问题，国家一直在积极发展交通基础建设，完善安全驾驶规章制度，但是收效甚微。车联网的出现，可以有效缓解由于车辆增长带来的各种问题，通过提升城市交通的智能化水平，为人们的出行提供了便利，使得出行更安全，更方便。
车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的交互网络，实现了车车、车人、车与传感设备之间的通信。V2X技术是实现车联网的关键技术。
1、V2X概要
V2X就是使车辆和周围环境中一切可能与其发生关联的事物进行通信的技术，包括与周围车辆通信的V2V技术，与信号灯等交通设施通信的V2I技术，还有可以与行人的智能手机间通信的V2P技术等。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。
2、主要实现技术
目前实现V2X的两大主流技术阵营分别为由美国主导DSRC（IEEE 802.11p）标准以及国内企业（大唐电信、华为等）推动的LTE-V。
2.1专用短程通信技术（Dedicated short range communications，DSRC）。它是一种高效的
无线通信技术，可以实现在特定小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。
（1）组成：DSRC由物理层标准IEEE 802.11p又称为WAVE（Wireless Access in Vehicular Environment）及网络层标准IEEE 1609所构成，包含车载装置（On Board Unit，OBU）与路侧装置（Road Site Unit，RSU）两项重要组件，透过OBU与RSU提供车间与车路间信息的双向传输，RSU再透过光纤或行动网络将交通信息传送至后端平台。由于车间与车路通讯应用情境复杂，汽车数量多寡、距离与道路气候等都会影响无线网络的通讯，通讯速度与质量将对用路人安全造成极大影响，因此车联网安全应用相关通讯网络通常被要求须要具备高移动性与低延迟率，IEEE将安全应用通讯延迟容许范围定在50ms内，最多不超过100ms，允许接收讯息后有足够反应时间。
（2）DSRC关键指標：支持车速 200km/h，反应时间 100ms，数据传输速率平均 12Mbps（最大27Mbps），传输范围 1km。根据美国交通运输部的报告，违反交通信号灯指示的时延要求是小于100ms；车辆防碰撞指示的时延要求是小于20ms。
（3）标准进程：DSRC发展较成熟，美国、欧洲等国家已提出相关标准规格，在布建上DSRC由于需要安装新的路侧设备，将增加导入成本与时间。
（4）DSRC优缺点：DSRC拥有比较完善的加密通信机制、应用领域宽广、具备统一的国家标准、产品之间的兼容性强、技术支持丰富等优点，但与此同时，它也存在明显不足：①距离覆盖短。如果汽车通过DSRC网关接入互联网，就会受到DSRC沿路边覆盖范围的约束，这种约束最明显的表现在高速公路上。即使扩展了覆盖范围，由于互联网有掉线等问题，因此不能保证车辆能时刻接入互联网。②接入技术不够完善。在车辆密度集中地区，车辆之间的信道接入竞争会变得异常激烈，使用基于CSMA/CA（Carrier sense multiple access with collision detection）的接入技术，会导致高速数据传输碰撞、信道接入延迟。③难以实现大规模商用。路边设施投入过大、商业盈利模式不清晰，无法满足车辆离路后获取服务的应用场景，这些缺点都局限了DSRC的商用性。到目前为止，DSRC技术比较成熟的两个应用是AVI和ETC。
2.2 LTE-V2X技术：随着 LTE（Long Term Evolution，长期演进）通信技术的普及，尤其是 LTE-D2D 通信标准的制定，使得基于 LTE 技术实现车-车、车-路、车-人之间直接通信成为可能，从而满足车-车、车-路、车-人之间低时延、高可靠性的通信需求。2015 年 2 月，3GPP SA1 正式启动了 LTE-V2X 业务需求研究项目，拉开了 LTE-V2X 技术在 3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）各小组的标准化序幕。
（1）组成：LTE-V2X的主要组成=无线通信网+路边单元+车载单元。由于LTE技术针对蜂窝设计，其核心是移动终端同基站之间进行无线连接完成语音、数据等通信，其基站覆盖范围大，移动终端相对比较固定，与此相反的是，车辆处于快速移动中，而且组网自由。因此，要想实现LTE-V2V技术，必须对LTE技术进行修改，满足车辆通信网络的特点。
（2）关键指标：传输带宽最高可扩展至100MHz，峰值速率上行500Mbps，下行1Gbps，时延用户面时延≤10ms，控制面时延≤50ms，支持车速 500km/h，覆盖范围与 LTE 范围类似。
（3）标准进程：LTE-V目前已在3GPP进入标准制定流程，但至少需到2017年Release 14中才会完成，LTE-V则能够整合既有的基地台装置，不需要大量布建新基础建设，可缩短导入时间，两者之间互有优势。
（4）优缺点：基于LTE的V2X技术优势包括以下几点：基于现有的蜂窝网，建设简单；覆盖范围广，可实现无缝连接；传输更可靠，半静态调度使得资源分配更合理；④GPP持续演进，可支持未来ITS业务需求⑤网络运营模式灵活，盈利模式多样化。当然，它的缺点也是不可忽视的。譬如：技术更复杂，市场规模比Wi-Fi小；标准尚在制定过程中，技术成熟度较低，面向车-车主动安全与智能驾驶的服务性能还需要充分的测试验证。
3、发展趋势
V2X包含汽车对汽车（V2V）、汽车对路侧设备（V2R）、汽车对基础设施（V2I）、汽车对行人（V2P）、汽车对机车（V2M）及汽车对公交车（V2T）等六大类。目前以V2V的发展最为成熟。
不同于其他传感器的复杂安装方式，V2X设备可以通过后装方式轻易的安装在现有车辆上，如同安装GPS导航仪那样简单。与欧美、日本等国家相比，车联网技术在我国发展相对较晚。现在国家对于车联网的发展较为重视，以推动基于蜂窝网的 V2X 为主。工信部目前已推动在全国 5 处建立车联网测试基地，并确定 5.9 GHz 作为试验频谱，用于 V2V 技术测试和验证，大唐和华为也研发了基于 LTE-V2V 的设备进行测试，由此可见，车联网的未来发展大势一定是属于V2X的。