关于C-V2X的标准组成及研究现状分析

崔 硕，姜洪亮，戎 辉，王文扬，郭 蓬

（1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545000；2.中国汽车技术研究中心，天津 300300）

随着汽车市场在全球的快速发展，汽车拥有量的增长势必会对交通系统带来考验，导致交通拥挤、事故频发，造成严重的损失。因此各国政府希望能通过建立一个如同物联网一样的针对汽车的互联网体系，即车联网（V2X），实现无堵塞、无事故发生的未来城市交通体系［1］。

V2X，即是vehicle to everything，目的是通过不同的通信手段将车与能影响车辆行驶的实体实现信息交互，其主要有：①V2V，即是车与车进行信息交换，不仅可以预防两车之间的追尾和碰撞，同时也可以将车检测到的路况信息相互共享，故而车辆具有突破检测死角和遮挡物获得路况实时信息的能力；②V2I，即车与交通设施间的信息获取，例如说交通信号灯；③V2N，即车与互联网之间的信息交互，这是车联网最广泛同时也是关键的应用，车辆连接到云服务器，可以从云服务器获取最佳路径规划以便于避免堵车等拥挤的交通情况，提高交通效率；④V2P，即车与行人的信息交互，例如可以通过发出警示让人群给特殊紧急车辆让行，预防交通事故的发生。

V2X技术主要包括DSRC（即dedicated short range communication，专用短距离通信技术）和C-V2X。V2X最早期基于的通信技术是DSRC，主要是美国等国家在使用开发［2］，而之后由于蜂窝移动通信技术的快速发展从而出现了以蜂窝通信技术为基础的V2X，即C-V2X。相较于DSRC，后来居上的C-V2X有较为明显的优势，C-V2X基于蜂窝网络，网络覆盖广，运营盈利模式清晰，部署成本低。不仅可以与当前的4G网络，也可以与之后的5G网络进行复用［3］。同时3GPP标准（以GSMMAP核心网为基础，以WCDMA为无线接口制定第3代移动通信标准，同时负责在无线接口上定义与ANSl-41核心网兼容的协议）制定，全球通用，使用单一LTE芯片组，模块成本大幅降低。作为全球最大的汽车消费市场，中国拥有全世界最大的LTE网络现状，再加上C-V2X相对于DSRC有着较大的技术优势，故中国的V2X技术标准的选择是C-V2X。因此现在对于中国企业来说，研究C-V2X的标准并力争在3GPP中参与C-V2X标准的制定及后续演进技术是至关重要的。

1 C-V2X标准组成

为了推进车辆通信，3GPP进行了针对C-V2X的标准研究和开发，其主要分为3个阶段：支持LTE-V2X的3GPP Rel-14版本标准、支持LTE-V2X增强的LTE-eV2X的Rel-15版本标准和支持5G NR-V2X的标准。

1）LTE-V2X标准 从2015年开始，3GPP已经着手研究LTE-V2X技术标准，其各个工作组开展标准化工作从4个部分入手：业务需求、系统架构、安全研究以及空口技术。其相关工作已经有了实质性的进展，已于2017年完成，并正式发布出来。

2）LTE-eV2X标准 LTE-eV2X标准主要是支持增强的V2X业务需求，分为SI与WI标准研究工作，共包含了5大需求：自动排队驾驶、半/全自动驾驶、传感器之间信息交互支持扩展传感、远距离驾驶和基本需求。

3）5G NR-V2X标准 5G NR-V2X通信技术研究立项工作主要由3GPP RAN工作组开展，根据3GPP TS 22.886的增强的业务需求进行评估方法研究，包括仿真场景、性能指标、频谱需求、信道模型和业务模型等。此项目现在只是开始前期的评估研究，将于2018年的下半年进行相关的立项研究工作。图1是C-V2X标准的组成。

图1 C-V2X标准组成

2 C-V2X国内外发展现状

2.1 国外发展现状

车联网这个概念最先由美国提出，现在欧美和日本在V2X技术研究中占据领先地位。

美国将智能汽车与国家战略结合，大力推动国家战略、立法、研发测试全面部署。美国提出了ITS战略计划，预计到2019年实现车辆联网、推动车辆自动化，并且美国已经建立了十几座自动驾驶汽车试验场。在2016年末，美国推动DSRC强制安装立法，并且支持C-V2X作为备选技术，得到了OEM和行业组织的支持。美国SAE创建了C-V2X技术委员会用来推进C-V2X产业化的相关工作，SAE针对C-V2X制定安全通信技术要求标准，与J2945/1的标准J3161类似，所有相关的标准化工作预计在2018年底完成。美国高通公司与福特在圣地亚哥开展美国第1个C-V2X试验，高通公司第1款针对C-V2X的Qualcomm 9150 C-V2X芯片预计在2018年下半年投入市场。

欧洲重视顶层设计和技术研发，强调自动化、网联化和应用。采用C-ITS技术，考虑ETSI-ITS-G5（基于IEEE802.11p/DSRC）和蜂窝V2X（4G和5G）。5G汽车联盟与宝马集团等公司在欧洲完成第1个跨多车型的C-V2X直接通信现场演示，展现了C-V2X对交通安全以及效率问题的提升，包括通过V2V减少碰撞事故等。C-V2X在ITS频段上运行，无需蜂窝网络覆盖，并且已经做好了商用准备。

日本政府直接参与规划，推进V2X和自动驾驶融合。在2015年，日本政府把755.5～ 764.5MHz频段分配给ITS业务，其中还有一些频段可以供其余业务使用。日本智能交通系统信息交流论坛针对802.11p和LTE-V2X进行技术性能评估，将LTE-V2X作为另一个备选技术。2018年初，通信、车辆等公司在日本开展C-V2X设备直接通信性能测试，并且将关于C-V2X的结论反馈给相关部门，以促进C-V2X持续发展。

2.2 国内发展现状

国际上对V2X技术的选择各有不同，虽然国内对于车联网技术的研究起步晚，但是中国政府大力推进车联网，促进各行业融合合作。中国是5G技术开发者之一，为了深入探索5G技术应用，中国政府大力推进智能网联汽车的建设研究。中国主要推进C-V2X技术，适用于更新应用场景，满足更高业务要求。

2017年，华为与沃达丰一起完成了欧洲第1个5G远程驾驶测试，在50km外的车辆以20km/h的速度行驶时，长距离控制车辆停止的误差仅仅只是6cm。中国华为、移动、中兴等企业都加入了5G汽车联盟，并且该组织于2018年3月在巴塞罗那举办了世界移动通信大会，讨论C-V2X对未来交通系统的改变。C-V2X技术使互联汽车和生态系统成为可能，为未来移动性提供解决方案。

3 国家重点示范区与汽车厂商对C-V2X的研究情况

3.1 国家重点示范区对C-V2X的研究

虽然中国车联网的研究起步较晚，但是在国家的大力推动下，已经建立了多个示范区，国内的汽车厂商也在大力推进车联网通信（C-V2X）的发展和研究

1）国家上海智能网联汽车试点示范区

国内首个智能网联汽车示范区，重要服务于自动驾驶测试工作。到2017年底，已完成封闭测试与体验区，开放道路测试区两个阶段的建设工作，2020年底要建设成为我国智能网联汽车技术研发和检测认证的主要基地。

目前福特汽车携手大唐电信已经在该示范区开展基于蜂窝通信技术的车联网通信（C-V2X）试验；大陆集团与华为联合针对C-V2X通信标准的效率也开展了实地测试。

2）国家无锡智能交通综合测试基地及车联网应用示范区

无锡示范区是公安局联合工信部和江苏省合作打造的智能交通综合测试基地，是全球首个城市级规模的LTEV2X车路协同开放道路的应用部署。无锡示范区会继续推进车联网技术的发展，未来将打造成为全国首个车联网产业的基地。

3）国家京冀智能汽车与智慧交通示范区

该示范区可模拟多种道路和场景，为智能网联汽车研究与发展搭建了实际的环境，可对V2X、无人驾驶汽车等多项技术进行模拟测试。

京冀示范区拥有全球第1条V2X潮汐开放试验道路，同时其全新建设封闭试验场可满足面向L3以上智能驾驶测试需求，是车联网技术发展的国际级示范区。

4）重庆智能网联汽车示范区

该示范区是在国家工信部和重庆市政府共同指导下，中国汽车工程研究院联合长安、华为、大唐、中国信通院等众多单位建设的具有国际先进水平的智能汽车集成系统试验示范区。

除以上城市，还有包括吉林，浙江，湖北等多个城市也积极投入C-V2X车联网的试验工作，建设示范区进行测试和实验验证，为蜂巢式车联网产业做出积极的贡献。

表1主要对国家重点示范区针对C-V2X的研究情况进行了对比分析。

3.2 汽车厂商对C-V2X的研究

1）上汽集团 中国厂商中上汽是第1家公开演示V2X技术的公司，预计在2019年达到V2X技术量产要求。上汽集团的C-V2X技术是上汽集团、中国移动和华为3年联合开发，共同推进C-V2X产业的发展。

2）长安汽车 长安汽车是国内率先实现车载地图和手机同步的汽车厂商，可以进行路况实时更新。目前已完成多个V2V、V2I典型场景的应用，还搭建完成了软件管理平台实现远程在线功能。并且长安汽车和清华大学等合作，共同制定了V2X的应用层标准。

表1 国家重点示范区对比

3）东风汽车 东风汽车在2017年初与华为等召开了基于LTE-V/5G的网联式自动驾驶的研讨会，对发展方向和后续的工作进行了研究，并计划未来3～5年将投入网联式自动驾驶的示范应用。

4）奇瑞 2017年奇瑞汽车建设成安徽省第1条V2X示范道路。奇瑞汽车继续进行V2X示范场地建设，把V2X技术与无人驾驶车辆全面融合，主要应用在包括区域（RSU）交通管理、路侧以及云平台搭建区域显示及策略控制等场景。