于潤東 中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師

余冰雁 中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師

李新洲 中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師

期治博 中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師

時曉光 中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師

1 引言

近年來，車聯(lián)網(wǎng)成為國內(nèi)外新一輪科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必爭之地，進入產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前的戰(zhàn)略機遇期，正在催生大量新技術、新產(chǎn)品、新服務。車聯(lián)網(wǎng)技術向著智能化、網(wǎng)聯(lián)化方向演進，車載操作系統(tǒng)、新

型汽車電子、車載通信、服務平臺、安全等關鍵技術成為研究熱點。C-V2X通信技術作為實現(xiàn)車輛與一切事物連接的載體，是推動車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心關鍵技術之一，具有廣闊的應用和發(fā)展前景。

2 C-V2X內(nèi)涵

車用無線通信技術（VehicletoEverything，V2X）是將車輛與一切事物相連接的新一代信息通信技術，支持實現(xiàn)車與車（VehicletoVehicle，V2V）、車與路側(cè)基礎設施（VehicletoInfrastructure，V2I）、車與人（Vehicleto Pedestrian，V2P）、車與云平臺（Vehicle to Network/Cloud，V2N/V2C）的全方位連接和信息交互（見圖1）。

V2V是指通過車載終端進行車輛間的通信。車載終端可以實時獲取周圍車輛的車速、車輛位置、行車情況等信息，車輛間也可以構(gòu)成一個互動的平臺，實時交換文字、圖片和視頻等信息。V2V通信主要應用于避免或減少交通事故、車輛監(jiān)督管理等。V2I是指車載設備與路側(cè)基礎設施（如紅綠燈、交通攝像頭、路側(cè)單元等）進行通信，路側(cè)基礎設施也可以獲取附近區(qū)域車輛的信息并發(fā)布各種實時信息。V2I通信主要應用于實時信息服務、車輛監(jiān)控管理、不停車收費等。V2P是指弱勢交通群體（包括行人、騎行者等）使用用戶設備（如手機、筆記本電腦等）與車載設備進行通信。V2P通信主要應用于避免或減少交通事故、信息服務等。V2N/V2C是指車載設備通過接入網(wǎng)/核心網(wǎng)與云平臺連接，云平臺與車輛之間進行數(shù)據(jù)交互，并對獲取的數(shù)據(jù)進行存儲和處理，提供車輛所需要的各類應用服務。V2N/V2C通信主要應用于車輛導航、車輛遠程監(jiān)控、緊急救援、信息娛樂服務等。

綜上所述，V2X將“人、車、路、云”等交通參與要素有機地聯(lián)系在一起，不僅可以支撐車輛獲得比單車感知更多的信息，促進自動駕駛技術創(chuàng)新和應用；還有利于構(gòu)建一個智慧的交通體系，促進汽車和交通服務的新模式新業(yè)態(tài)發(fā)展，對提高交通效率、節(jié)省資源、減少污染、降低事故發(fā)生率、改善交通管理具有重要意義。

C-V2X是指基于3G/4G/5G等蜂窩網(wǎng)通信技術演進形成的車用無線通信技術，目前階段C-V2X的熱點研究包括LTE-V2X的產(chǎn)業(yè)化和未來5G-V2X的標準化。LTE-V2X是指基于LTE移動通信技術演進形成的車用無線通信技術，包括蜂窩通信（Uu）和直接通信（PC5）兩種工作模式。其中，蜂窩通信模式借助已有的LTE蜂窩網(wǎng)絡，支持高帶寬、廣覆蓋、長距離的通信連接，滿足道路事故/施工提醒、信號燈提醒、車速引導、動態(tài)地圖等信息服務、交通效率類車聯(lián)網(wǎng)應用需求；直接通信模式既可以在網(wǎng)絡覆蓋內(nèi)工作又可以在網(wǎng)絡覆蓋外工作，使用5.9GHz附近的專用頻譜進行終端設備之間的直接通信，實現(xiàn)車輛與周邊車輛、路側(cè)基礎設施、行人等節(jié)點的低時延、高可靠的通信。

C-V2X目前主要覆蓋3大典型應用場景：交通主動安全、交通效率和信息服務，并且逐步向支持實現(xiàn)自動駕駛應用演進。交通主動安全是C-V2X最重要的應用場景之一，對于緩解交通事故有十分重要的意義。典型的交通主動安全應用場景例如前向碰撞預警、交叉路口碰撞預警、緊急制動預警等。交通效率是CV2X的重要應用場景，同時也是智慧交通的重要組成部分，對于緩解城市交通擁堵、節(jié)能減排具有十分重要的意義。典型的交通效率應用場景包括車速引導、車內(nèi)標牌、協(xié)作式自適應巡航等。信息服務是提高車主駕車體驗的重要應用場景，是C-V2X應用場景的重要組成部分。典型的信息服務應用場景包括緊急呼叫業(yè)務、多媒體業(yè)務、汽車近場支付等。伴隨無線通信技術的發(fā)展，C-V2X應用場景不斷演進，未來5G網(wǎng)絡能夠在提供99.999%穩(wěn)定性的同時做到小于1ms的通訊時延，因此5G-V2X可以支持更多面向高度自動駕駛的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，包括車隊編隊行駛、擴展傳感器、先進駕駛、遠程遙控駕駛等。

在C-V2X國際標準化方面，作為LTE平臺向垂直行業(yè)新業(yè)務的延伸，3GPP為車輛通信的增強進行了標準研究和開發(fā)。當前，C-V2X的標準化可以分為3個階段。支持LTE-V2X的3GPPR14版本標準已在2017年正式發(fā)布；支持LTE-V2X增強的LTE-eV2X 3GPP R15版本標準于2018年6月正式完成；支持5G-V2X的標準于2018年6月啟動研究。

3 我國LTE-V2X標準體系基本完成構(gòu)建

國內(nèi)各行業(yè)協(xié)會和標準化組織高度重視我國C-V2X標準推進工作，包括中國通信標準化協(xié)會（CCSA）、全國智能運輸系統(tǒng)標準化技術委員會（TC/ITS）、中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（C-ITS）、車載信息服務產(chǎn)業(yè)應用聯(lián)盟（TIAA）、中國汽車工程學會(SAEChina)及中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟(CAICV)等都已積極開展C-V2X相關研究及標準化工作。初步形成了覆蓋LTE-V2X標準協(xié)議棧各層次、各層面的標準體系，能夠指導LTE-V2X上下游企業(yè)開展相關技術研究和產(chǎn)品研發(fā)，目前我國LTE-V2X標準體系如圖2和表1所示。

圖2 國內(nèi)C-V2X標準體系

國內(nèi)各標準組織的相關標準化工作已支持形成我國C-V2X標準體系，包括應用定義及需求、總體技術要求、關鍵技術、信息安全等多方面。但是，大部分標準是分散在不同的團體組織或行業(yè)標準化委員會內(nèi)來開展研究制定，仍然需要相互之間的統(tǒng)籌協(xié)同，加快推進形成體系完整的統(tǒng)一國家標準。

4 C-V2X測試驗證進展

表1 國內(nèi)C-V2X標準內(nèi)容及進展

C-V2X測試驗證將加速C-V2X通信技術和產(chǎn)品的成熟，對于C-V2X規(guī)?；逃镁哂兄匾饬x，中國信息通信研究院作為通信行業(yè)權(quán)威檢測機構(gòu)，具備完備的無線通信測試驗證環(huán)境，已支持開展C-V2X終端設備的功能、性能和協(xié)議一致性測試。

（1）C-V2X終端通信功能測試

中國信息通信研究院在IMT-2020C-V2X工作組中組織制定《LTE-V2X終端通信功能測試規(guī)范（實驗室）》、《LTE-V2X性能測試規(guī)范（實驗室）》，組織完成LTE-V終端直通互操作測試，實現(xiàn)了基于3GPPR14標準的LTE-V終端直通的異廠家互操作。

（2）C-V2X終端網(wǎng)絡層應用層一致性測試

依據(jù)國標《合作式智能運輸系統(tǒng)專用短程通信第3部分網(wǎng)絡層及應用層規(guī)范》，中國信息通信研究院已建立 C-V2X終端網(wǎng)絡層應用層測試環(huán)境。在終端網(wǎng)絡層應用層協(xié)議一致性測試方面，能夠?qū)ΠňW(wǎng)絡層專用短程通信消息DSM、專用短程通信業(yè)務公告DSA，應用層車輛基本安全消息BSM、地圖消息MAP、路側(cè)交通信息消息RSI、路側(cè)安全消息RSM、信號燈消息SPAT等開展協(xié)議一致性測試。

（3）C-V2X終端應用層功能測試

依據(jù)TCSAE53-2017《合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應用層及應用數(shù)據(jù)交互標準》，能夠?qū)η跋蚺鲎差A警（FCW）、交叉路口碰撞預警（ICW）、左轉(zhuǎn)輔助（LTA）、盲區(qū)預警/變道預警（BSW/LCW）、逆向超車預警（DNPW）、緊急制動預警（EBW）、異常車輛提醒（AVW）、車輛失控預警（CLW）、緊急車輛提醒（EVW）等應用場景進行功能驗證測試。

此外，國內(nèi)車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)積極開展C-V2X通信技術產(chǎn)品的規(guī)?；炞C。示范區(qū)有助于推動C-V2X車聯(lián)網(wǎng)通信技術創(chuàng)新和標準制定、促進產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新、培育發(fā)展新型業(yè)態(tài)，部分示范區(qū)在C-V2X領域的重要進展如下：

（1）國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車（上海）試點示范區(qū)已聯(lián)合中國移動、華為等行業(yè)伙伴，在示范區(qū)內(nèi)（含封閉區(qū)）新建LTE-V2X基站13座，完整搭建1套C-V2XServer數(shù)據(jù)中心平臺，實現(xiàn)路側(cè)數(shù)據(jù)整合并滿足V2X信息計算要求，綜合為整車及零部件企業(yè)提供C-V2X車路通信應用的研發(fā)與測試支撐服務。目前，上汽集團、通用汽車等整車企業(yè)已完成基于示范區(qū)封閉測試區(qū)和開放道路數(shù)據(jù)接口的C-V2X應用場景開發(fā)，實現(xiàn)道路交通控制等路側(cè)數(shù)據(jù)在車載端的顯示和應用，整體效果良好。上海示范區(qū)計劃在2018—2019年，科學規(guī)劃、分步驟有序開展城市級、規(guī)?；疌-V2X應用示范工程建設。

（2）無錫國家智能交通綜合測試基地及車聯(lián)網(wǎng)應用示范區(qū)于2017年9月啟動無錫車聯(lián)網(wǎng)項目，該項目規(guī)劃了開放道路測試研究、城市級規(guī)模示范應用、打造車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)基地3個階段，實施區(qū)域包括綜合測試基地周邊全場景道路、太湖新城主要道路、主城區(qū)部分路口、主要高架道路、環(huán)太湖高速部分路段，率先部署基于LTE-V2X通訊技術的新業(yè)務應用。

5 IMT-2020(5G)推進組蜂窩車聯(lián)工作組加速C-V2X產(chǎn)業(yè)推進

2017年4月23日，IMT-2020(5G)推進組第十二次會議討論決定在IMT-2020（5G）推進組成立蜂窩車聯(lián)工作組（C-V2X工作組），負責組織開展LTE-V2X和5G-V2X的技術研究、試驗驗證和產(chǎn)業(yè)與應用推廣等工作。目前已有75家科研院所、企業(yè)加入，形成了“產(chǎn)、學、研、用”合作，“汽車、信息通信、交通”等多行業(yè)協(xié)同的成員聯(lián)盟（見圖3）。

圖3 IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組成員單位

2017年，C-V2X工作組重點開展了LTE-V2X測試評估、LTE部署與組網(wǎng)方案、LTE-V2X商業(yè)模式研究、C-V2X業(yè)務需求演進等多項研究工作，發(fā)布了《LTEV2X終端通信功能測試規(guī)范（實驗室）》、《LTE-V2X性能測試規(guī)范（實驗室）》等多項工作組文件，組織完成LTE-V終端直通互操作測試，實現(xiàn)了基于3GPPR14標準的LTE-V終端直通的異廠家互操作。2018年，C-V2X工作組將持續(xù)深入開展C-V2X推進工作，包括LTE-V2X頻率需求、規(guī)劃分配和管理模式研究、LTEV2X安全認證機制的研究與試驗驗證、C-V2X與邊緣計算融合創(chuàng)新研究、高精度定位增強技術及其在車聯(lián)網(wǎng)中的應用研究、C-V2X應用推廣和商業(yè)模式深度研究等研究課題。并重點推動開展LTE-V2X規(guī)模性試驗驗證和應用示范以及C-V2X測試認證評估體系搭建等工作。

6 C-V2X產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

（1）協(xié)同開展LTE-V2X測試評估體系的建立

搭載LTE-V2X設備以實現(xiàn)智能化、網(wǎng)聯(lián)化的汽車主動安全和交通效率提升應用，在市場化之前，需要保證技術的可靠性和成熟性，必須經(jīng)過嚴格的測試驗證，需要詳細的測試結(jié)果分析，這也是LTE-V2X實現(xiàn)市場化應用的關鍵。LTE-V2X測試涉及多個行業(yè)，包括車輛制造業(yè)、ICT行業(yè)（包括通信、計算機和控制）等，因此不僅需要覆蓋零部件級測試，還要考慮整車級測試。此外，LTE-V2X測試是一個系統(tǒng)性工程，需要構(gòu)建跨行業(yè)協(xié)作的測試評估體系，包括客觀的、統(tǒng)一的、可重復的、自動化的測試方法、流程和規(guī)范，以及測試驗證實驗室平臺和外場環(huán)境，以支持開展LTE-V2X的通信性能、應用功能、協(xié)議一致性、信息安全和可靠性等多方面測試。與此同時，在市場化應用前，還應進行大規(guī)模的區(qū)域性、城市級測試驗證，保證性能、功能有效的同時，對于提煉V2X典型應用場景、分析交通效率提升影響和加大用戶接受度普及具有重要意義。

（2）加快C-V2X技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的商業(yè)模式創(chuàng)新

區(qū)別于基于雷達、攝像頭等感知設備的先進輔助駕駛系統(tǒng)應用，基于V2X技術的主動安全類應用需要依靠車輛與車輛、車輛與路側(cè)基礎設施的通信來實現(xiàn)協(xié)同感知和控制，因此V2X技術應用效果在很大程度上取決于設備在交通參與者中的滲透率。建議加快研究提升V2X技術在車輛以及路側(cè)基礎設施中滲透率的部署推廣方式，如從主動安全應用的社會效益考慮，通過強制要求車輛安裝，快速提升V2X技術的滲透率等。此外，為了實現(xiàn)V2X新技術、新產(chǎn)品的可持續(xù)轉(zhuǎn)化，在實現(xiàn)主動安全類應用的同時，要探索商業(yè)模式創(chuàng)新，推動新型業(yè)態(tài)的創(chuàng)新發(fā)展，一方面培育一批具備產(chǎn)業(yè)化條件的應用服務，如共享出行、緊急救援、自動駕駛、智慧路網(wǎng)等；另一方面要加強V2X交互數(shù)據(jù)的再利用，并探索V2X交互數(shù)據(jù)脫敏后的開放共享機制，如衍生出車聯(lián)網(wǎng)保險、車輛個性化定制等服務。

（3）建立健全安全保障體系

V2X技術在實現(xiàn)汽車聯(lián)網(wǎng)獲得更多服務的同時，也將汽車的控制系統(tǒng)暴露在網(wǎng)絡虛擬環(huán)境當中，容易遭受外界的惡意攻擊，帶來了新的安全問題。我國應探索建立汽車聯(lián)網(wǎng)的安全管理平臺，健全安全管理制度，全面提升汽車聯(lián)網(wǎng)后的安全防護水平。與此同時，為確保道路通行安全和事故責任認定，V2X信息交互時，應當進行完備的消息合法性/完整性驗證，建立國家級的V2X通信認證鑒權(quán)體系。此外，盡快開展汽車聯(lián)網(wǎng)的敏感數(shù)據(jù)、重要數(shù)據(jù)界定和劃分的依據(jù)，加快汽車聯(lián)網(wǎng)相關的個人信息保護和數(shù)據(jù)流動管理等方面的研究。