隨著智能網聯技術的不斷發展，車輛及道路基礎設施也逐漸向智能化、網聯化的方向不斷升級，人-車-路之間信息交互也逐漸變的全方位化。車路協同作為引領未來的前沿技術,已經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網等技術，全方位實施車車、車路動態實時信息交互。在車路協同環境系統的研究中，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，實現近距離范圍內的終端在無中心節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，工作在傳統移動通信授權頻段，由基站集中分配并轉發數據，從而實現集中化的資源調度功能，可提高LTE-V2X的接入能力和組網效率。

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射功率。考慮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。

在車路協同環境下，LTE-V2X技術所實現的主要應用可包括車路信息的實時更新、地圖數據獲取等等，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（以公交優先為例）

目前，優先發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公交車輛的優先，可通過在時間上或空間上為公交車輛提供優先通行權。

而在車路協同環境下，車輛與道路的實時通信更便于實現這種時空資源的實時調配，比如通過檢測流量信息、公交車輛實時位置等，動態調整信號相位、車道路權，從而實現動態的時空資源優先。

以上述車路協同環境下的公交優先為例作為應用場景，不妨構建LTE-V2X系統架構，分析其在車路協同環境中的應用形式。

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

對于車路協同環境下的公交優先場景，圖3中通過簡單列舉了兩種車路協同環境下實現公交優先的措施，即通過信號燈的信號相位調節以及布設可變道路信息版對車道路權進行調節，可為公交車輛動態分配時空資源，從而實現公交優先。

車路協同環境下各交通管控設備直接的通信框架如下圖所示：

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

通過獨立的支持LTE-V2X的路側單元實現基于PC5接口的廣播通信。路側布置各類感知設施或交管設施，將感知數據和狀態數據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為通用V2X消息，再通過RSU分發給目標用戶終端。同時, 部署車載單元（Onboard Unit，OBU）實現車車、車路之間的PC5接口廣播通信, 并最終實現車路協同。