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缩写词

3GPP（the 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴项目）

CA（Certificate Authority，证书授权）

C-ITS(Cooperative Intelligent Transportation System，协作式智能交通系统)

C-V2X(Cellular-V2X，蜂窝车联网) 

D2D（Device to Device，设备到设备）

DSRC(Dedicated Short Range Communications，专用短程通信)

GNSS（Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统）

LTE(Long Term Evolution，长期演进)

LTE-V2X(Long Term Evolution V2X，基于LTE网络的R14版本的V2X)

5G-V2X(the fifth Generation V2X，基于5G网络的R16版本的V2X)

MEC（Multi-access Edge Computing，多接入边缘计算）

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议）是一种基于发布/订阅（Publish/Subscribe）模式的轻量级通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，属于应用层协议。

OBU(On Board Unit) 车载单元

RFID(radio frequency identification，无线射频识别)

RSU(Road Side Unit) 路侧单元

RSS（Road Side Server，路侧服务器）用于信息采集和边缘计算。

SOME/IP（Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP）是车载以太网通信协议。

V2I(Vehicle to Infrastructure，车到基础设施 ) 

V2N(Vehicle to Network，车到网络)  

V2P(Vehicle to Pedestrian，车到行人) 

V2V(Vehicle to Vehicle，车到车) 

V2X(Vehicle to Everything，车联网) 

1. 历史背景

        汽车行业具有高事故率和交通拥堵等带来等燃油消耗问题，在这种背景下V2X应运而生。

        相对普通无线通信，车联网通信具有：节点高速移动，干扰环境复杂，高频度和周期性数据传输，多个车辆节点间并发通信等挑战。

        车辆通信经历广播，车载导航和3G/4G信息服务，传感器和导航(ADAS)，网联汽车(LTE-V2X)，智能网联汽车(NR-V2X)等阶段。

        与单车只能相比，V2X技术属于主动安全技术。自动驾驶发展至今基本已经解决了感知，决策和执行等核心问题，但却在真实场景应用上面临极端场景，无法预测的行人等挑战。在自动驾驶测试时，里程数并非唯一指标，场景覆盖性更为重要。

        按照公路协会《车路协同自动驾驶发展报告》车路协同自动驾驶阶段划分如下：

阶段1：信息交互协同，系统参与者对信息的采集和融合

阶段2：感知预测决策协同，系统参与者对环境信息的全面采集和驾驶决策层面

阶段3：控制协同，系统参与制对环境信息全面采集，驾驶决策和控制执行全层面，部分场景应用

阶段4：车路一体化，全场景应用

        V2X的发展存在两条技术路线，分别为：

1. 以802.11p为基础的DSRC，802.11p以802.11发展来，802.11即无线局域网，典型应用WIFI

2. 以及以蜂窝移动通讯为基础的C-V2X，其又分为LTE-V2X和NU-V2X两个阶段

        DSRC即Dedicated Short Range Communications（专用短程通信技术），是以IEEE 802.11p为基础，提供短距离无线传输的技术，车车和车路通信为其主要应用方式。

        C-V2X(Cellular-V2X，蜂窝车联网) 该技术在DSRC技术之后推出，目的同样是在车辆之间进行直接无线通信。

        C-V2X由3GPP组织定义，基于蜂窝调制解调器技术，其接入层与DSRC有着本质上的不同，完全不兼容。C-V2X中的C是指蜂窝（Cellular），它是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含了两种通信接口:一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5），另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu），可实现长距离和更大范围的可靠通信。C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术，包含LTE-V2X和5G-V2X，从技术演进角度讲，LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进。

        C-V2X作为后起之秀，在通信范围、容量、车辆移动速度、抗干扰性等方面的性能，全面优于DSRC。经过对比测试的结果，LTE-V2X在通信距离（无遮拦及有遮拦两种环境）、抗干扰能力等方面的性能是DSRC的2~3倍。

        此外，C-V2X还具备未来可支持无人自动驾驶的演进路线优势，也就是NR-V2X，目前NR-V2X标准的制定在 3GPP R16 中发布了。

        中国工业与信息化部，已经明确选择了 C-V2X 技术路线，作为车联网（智能网连汽车）的直连通信技术。结合国家政策及产业链生态的发展，C-V2X 技术更适合中国车联网的发展。

        2020年FCC决定将原分配给DSRC(IEEE 802.11p)的5.9Ghz频段(5.850~5.925GHz)划拨给

Wi-Fi和C-V2X使用，这标志着美国正式放弃DSRC并转入C-V2X。

性能指标	DSRC (IEEE 802.11P)	LTE-V2X (3GPP R14/R15)	NR-V2X (3GPP R16)
频率	5805~5925MHz(75MHz)	5905~5925MHz(20MHz)	待定
时延	<100ms	R14:20ms R15:10ms	3ms
可靠性	竞争，不支持	R14:>90% R15:>95%	>99.999%
同步	异步系统	GNSS等同步	GNSS等同步
传输范围	100m	R14:320m R15:500m	1000m
传输速率	6Mbit/s	R14:31Mbit/s R15:300Mbit/s	>400Mbit/s

 

2. 应用需求

        车联网基本应用需求：道路安全类，交通效率类和信息娱乐类。

道路安全类

        从碰撞角度，安全类需求可细分为以下场景：

• 紧急制动预警
• 前向碰撞预警
• 盲区预警/变道预警
• 逆向超车预警
• 交叉路口碰撞预警
• 车辆失控预警
• 左转辅助

        这些场景对通信性能的需求为：

        数据包50~300byte(触发类1200byte)；频率10Hz；时延100ms(碰撞20ms)；定位精度1.5m；通讯范围：150~300m；车速250~500km/h

交通效率类

        交通效率类覆盖很多，以下为两个典型场景：

• 绿波车速引导
• 紧急车辆提醒

        这两类应用对通信性能需求为：频率2~10Hz，延时100~200ms，定位精度1.5~5m，通讯范围150~300m

信息娱乐类

        信息娱乐类，典型应用场景为车辆收费服务(ETC)，此场景下的性能需求为：通讯频率2Hz，延时500ms，定位精度5m，通讯距离150m

增强应用需求

        车联网增强应用需求包括：编队驾驶，半/全自动驾驶，传感器扩展和远程驾驶等。

应用	数据包	频率	延时	通信范围
车辆编队	50~6500byte	2~50Hz	10~25ms	80~350m
半/全自动驾驶	300~12000byte	10~100Hz	3~100ms	360~700m
传感器扩展	1200byte		3ms	1000m
远程驾驶			5ms

. 性能标准

延伸阅读：

《蜂窝车辆网（C-V2X）》 陈山枝著

工业和信息化部关于印发《车联网（智能网联汽车）直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定（暂行）》的通知_部门政务_中国政府网

5GAA：C-V2X和DSRC的性能对比分析报告 – 专知

5G NR-V2X PC5直连通信候选频段和兼容性研究.pdf-原创力文档

C-V2X 技术介绍_yunfan-CSDN博客_c-v2x