隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術的不斷發(fā)展，車輛及道路基礎設施也逐漸向智能化、網(wǎng)聯(lián)化的方向不斷升級，人-車-路之間信息交互也逐漸變的全方位化。車路協(xié)同作為引領未來的前沿技術,已經(jīng)成為智能交通研究領域的新熱點，采用先進的無線通信和新一代互聯(lián)網(wǎng)等技術，全方位實施車車、車路動態(tài)實時信息交互。在車路協(xié)同環(huán)境系統(tǒng)的研究中，最核心的技術在于車輛與周圍一切事物的通信V2X（Vehicle to Everything）。

LTE-V2X主要包含兩種通信模式：直通模式和蜂窩模式。直通模式通過引入PC5接口，采用V2X專用頻段，實現(xiàn)近距離范圍內(nèi)的終端在無中心節(jié)點的情況下短距離直接通信，從而達到V2X終端之間的低時延傳輸，但需要較好的擁堵控制算法。

蜂窩模式是通過在終端和基站之間建立5G無限空中接口通信，工作在傳統(tǒng)移動通信授權頻段，由基站集中分配并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)集中化的資源調(diào)度功能，可提高LTE-V2X的接入能力和組網(wǎng)效率。

對于物理信道設計，LTE-V2X采用單載波頻分多址接入技術，可以有效降低峰均功率比，在相同功放情況下有更大的發(fā)射功率?？紤]到車輛的高速移動特性，為滿足其高頻使用的需要，LTE-V2X往往采用子幀結構增強設計，能夠有效處理高速場景高頻段的信道檢測。

在車路協(xié)同環(huán)境下，LTE-V2X技術所實現(xiàn)的主要應用可包括車路信息的實時更新、地圖數(shù)據(jù)獲取等等，所傳遞信息可包括車路位置、地圖消息、信號相位等信息，考慮以上應用功能可構建協(xié)議體系結構的應用層，包括用戶應用及消息子層。因此LTE-V2X協(xié)議體系結構可構建為下圖所示：

LTE-V2X技術在交通場景中的應用（以公交優(yōu)先為例）

目前，優(yōu)先發(fā)展公共交通以成為世界各國的共識，而在有限道路資源條件下實現(xiàn)公交車輛的優(yōu)先，可通過在時間上或空間上為公交車輛提供優(yōu)先通行權。

而在車路協(xié)同環(huán)境下，車輛與道路的實時通信更便于實現(xiàn)這種時空資源的實時調(diào)配，比如通過檢測流量信息、公交車輛實時位置等，動態(tài)調(diào)整信號相位、車道路權，從而實現(xiàn)動態(tài)的時空資源優(yōu)先。

以上述車路協(xié)同環(huán)境下的公交優(yōu)先為例作為應用場景，不妨構建LTE-V2X系統(tǒng)架構，分析其在車路協(xié)同環(huán)境中的應用形式。

其中一種應用形式是利用4G/5G基站，通過Uu接口實現(xiàn)點到點通信的定向播發(fā)，比較適合單個車輛的控制引導。另一種形式是利用網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下Sidelink信道實現(xiàn)車車之間基于PC5接口的單播或廣播，降低Uu接口對移動互聯(lián)網(wǎng)資源的搶占。

對于車路協(xié)同環(huán)境下的公交優(yōu)先場景，圖3中通過簡單列舉了兩種車路協(xié)同環(huán)境下實現(xiàn)公交優(yōu)先的措施，即通過信號燈的信號相位調(diào)節(jié)以及布設可變道路信息版對車道路權進行調(diào)節(jié)，可為公交車輛動態(tài)分配時空資源，從而實現(xiàn)公交優(yōu)先。

車路協(xié)同環(huán)境下各交通管控設備直接的通信框架如下圖所示：

圖中車路協(xié)同系統(tǒng)所涉及的設備主要包括檢測設備、路側設備以及路面系統(tǒng)。路側單元（Road Side Unit，RSU）與其他交通管控設備相連，實現(xiàn)道路車輛、信號相位狀態(tài)、交通流狀態(tài)等信息的交互。

通過獨立的支持LTE-V2X的路側單元實現(xiàn)基于PC5接口的廣播通信。路側布置各類感知設施或交管設施，將感知數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)實時同步給路側計算單元，通過計算單元進行信息解析后轉(zhuǎn)為通用V2X消息，再通過RSU分發(fā)給目標用戶終端。同時, 部署車載單元（Onboard Unit，OBU）實現(xiàn)車車、車路之間的PC5接口廣播通信, 并最終實現(xiàn)車路協(xié)同。

編輯：黃飛

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