技术演变正在进行：V2X 架构

3GPP 计划在 V2X 中使用 5G 技术以及汽车级别的射频前端模块（FEM），相比于当前专用短距离通信或其他 C-V2X 协议，该技术具有明显的优势。

新兴车联网应用（如 V2X）需要满足延迟、数据速率、可靠性和通信范围方面严格的服务质量 (QoS) 要求。在开发自动驾驶汽车过程中，通常会使用以下三种传感器技术：摄像头、雷达和激光雷达。然而，现有的另一种无线技术，即车对万物 (V2X)，可大大提高自动驾驶汽车的价值。V2X 是指各种交通运输相关传感器之间进行的高带宽、低延迟可靠通信。5G 移动网络将提供适合车对车 (V2V) 以及车对基础设施 (V2I) 通信的连接。汽车前端模块 (FEM) 将成为实现新一代技术的重要解决方案，并将推动基于蜂窝技术的 V2X 方案的整体成功部署。

接下来，我们将讨论 3GPP 计划如何在 V2X 应用中使用 5G 技术，较当前专用短距离通信 (DSRC) 或其他蜂窝 V2X (C-V2X) 协议，该技术具有显著优势。

从通信技术角度来看，未来智能交通系统 (ITS) 服务将得到广泛应用。如此以来，自动驾驶会最终实现，并要求通过先进的通信技术（如 5G V2X）在车辆内实现高互联度。经过学术界和业界多年的研究，推动 5G 发展的成熟技术落地后，3GPP 开始起草 5G V2X 标准，从版本 16 开始实施。

首先，让我们来了解一下 V2X 的定义。车对万物技术是一种双向通信技术，可实现汽车、电动汽车以及周围可能会对其产生影响的任何实体之间的信息传输。由于 V2X 应用能够缓解交通拥堵，减少环境影响并提高驾驶员和乘客的舒适性，所以在实现完全自动驾驶之前，这些应用将对安全性和便利性产生巨大影响。

5G 配合 V2X 技术，可提升车辆和行人的安全性。新增功能包括：针对正在靠近的急救车辆发出距离/方向信息；为穿过人行横道的行人（为确保安全、在发生意外事件期间以及为便于识别，将控制或延长交通信号灯/信号显示）以及回避冲进车流中行人的车辆，提供通知和控制功能。发生事故时，发送车辆位置和距离通知。校车通知（包括该地区中小学生上下车）等功能将确保行人安全。

基于蜂窝通信技术的 V2X 从属于 V2X 的大类。它将作为摄像头、雷达和激光雷达等视距 (LoS) 传感器的补充，实现对提高驾驶安全至关重要的非视距感知力。C-V2X 还可实现比 LoS 传感器更为广泛的探测范围，也是车辆相互通信以及与周围万物通信的基础。2014 年，3GPP 以第 14 版开始 C-V2X 的标准化工作。它将 LTE 作为其根本技术。2017 年发布了相关规范。

使用的传输通信功能包括车对基础设施 (V2I)、车对网络 (V2N)、车对车 (V2V)、车对行人 (V2P)、车对弱势道路使用者（如自行车手）、车对设备 (V2D) 以及车对电网 (V2G)（图 1）。

汽车行业也在寻求各种方法，以降低支持 5G V2X 的车载单元 (OBU) 成本，同时避免/尽量减少车辆价格上涨。

5G 将使 V2X 通信更易实现，且更加快速和可靠。下面总结了 5G 和 V2X 框架之间的主要差异：

5G 与所有无线电移动服务一样，使用一种称为基站的基础设施，其中划分为独立的单元，这些单元广泛重叠，并由适当的天线系统管理。

与所有无线服务一样，V2X 的结构更为灵活，其中的小型天线设备系统（称为热点）通过使用可靠的交互方案，确保提供优质的连接服务。

上图为主要的 C-V2X 用例：车对车 (V2V)、车对行人 (V2P)、车对基础设施 (V2I) 和车对网络 (V2N)。V2X 安全消息可能包括欧洲的协作意识消息 (CAM) 和分散环境通知信息 (DENM)，以及美国的基本安全消息 (BSM)。（数据来源：《引入开源 C-V2X 模拟器的 C-V2X 模式 4 通信性能分析》（Performance Analysis of C-V2X Mode 4 Communication Introducing an Open-Source C-V2X Simulator），2019 年 7 月 23 日，作者：Fabian Eckermann 等人，多特蒙德工业大学）