R16标准是C-V2X车联网重要里程碑

刘晶

在上海举办的2020世界人工智能大会上，自动驾驶是一个热门的话题。近日，国际移动通信标准组织3GPP也刚刚完成了R16版本的标准制定。在这一版本的标准中，首次对基于5G新空口（NR）技术实现的V2X（车联网）功能进行了定义，参与标准制定的专家认为，R16能够支持L3/L4级别的自动驾驶。那么，新的标准是否能够很快在车联网中商用推广？

《中国电子报》记者近日对C-V2X技术与产业领军人物，中国信科副总经理、专家委主任，无线移动通信国家重点实验室主任，IEEE Fellow陈山枝博士就R16标准对车联网发展的影响进行了专访。

陈山枝认为，R16是C-V2X车联网标准的重要里程碑，也是NR-V2X车联网的起点，为C-V2X服务于汽车产业和交通行业提供了长期演进的技术方向，意义重大。但从标准推出到产业落地，要经过一个严格的性能和安全测试过程，尤其是用于自动驾驶的功能，需要经过从芯片到产品研发，再到车规级严格测试的过程，真正实现落地商用，还需要三到五年。而当前车联网的商用，更多要依靠已经成熟的基于LTE-V2X支持的车联网技术。

R16车联网标准

为业界指明技术演进路径

C-V2X是结合蜂窝移动通信和直通通信的车联网技术，发展历史并不算长。

美国主导的IEEE 802.1ip标准在WiFi基础上增强设计为V2X直通通信，已有近十年的研究和测试评估，虽然能够提供多对多、低时延通信，但可靠性差。此外，蜂窝移动通信（如4G LTE）技术具有覆盖广、容量大、可靠性高的优点，但端到端通信时延大。单一的直通通信或蜂窝通信制式各具优缺点，但均无法满足车联网通信的严苛需求。

为了解决这一世界性的共同难题，陈山枝带领大唐研究团队在2013年提出蜂窝通信与直通通信融合的LTE-V2X概念和关键技术，之后从2015年开始在3GPP牵头并联合相关企业制定LTE-V2X国际标准，于2017年3月完成标准化，建立了基本（道路）安全服务的基础。过去几年的多次实际道路测试的结果均表明，相对于DSRC（IEEE802.11p）车联网通信技术标准，LTE-V2X技术在网络覆盖、通信场景、时延、可靠性、通信速率等关键性能指标方面具有显著比较优势，吸引了来自信息通信、汽车、交通运输领域的学术专家与行业专家们的浓厚兴趣。由此，C-V2X已发展成为全球主流的车联网通信标准。

此外，随着移动通信系统从4G向5G演进，为满足自动驾驶、车辆编队等增强应用及更高通信传输速率、更低时延、更高可靠性等要求，LTE-V2X进一步向NR-V2X演进。中国信科（大唐）团队在此次R16的NR-V2X技术标准方面做出了重要贡献，提出了适应车联网拓扑剧烈变化的高效、快速和可靠的车辆间同步技术方案;高效的资源分配和反馈方案，降低资源碰撞慨率，保证车联网传输可靠性和实时性。

C-V2X目前主要包括LTE-V2X和5GNR-V2X两个大的标准阶段，其中LTE-V2X标准在3GPP的R14、R15中完成，NR-V2X标准则在3GPP的R16、R17中完成。陈山枝说，LTE-V2X和NR-V2X是互补的关系，而非替代，未来支持C-V2X的汽车中，LTE-V2X和NR-V2X将在车内设备内共存。

相比LTE-V2X，NR-V2X面向更高级的车联网业务，提供更灵活、更可靠、更快速的通信服务，包括空口时延3毫秒级、接人可靠性99.999%、数据包大小从600-1200Bytes、消息发送频率高达100Hz等更严苛的通信需求，支持如车辆编队、高级驾驶、传感扩展、远程驾驶等业务。

陈山枝说，对汽车工业来说，车联网技术是否具有长期演进路径和能否平滑升级，对汽车业能否提供长期稳定和发展的支持，是极其重大的事情。R16版本中NR-V2X的确是一个强烈的信号，给产业界以足够的信心。

NR-V2X商用落地

尚需时日

R16标准定义之后，NR-V2X会像5G用在智能手机里一样，很快用在汽车上吗？陈山枝说，手机是通信消费类产品，追求技术的先进性和时尚感;汽车则是车规级产品，追求技术的可靠性和产业的稳定性。尽管近年受造车新势力的影响，汽车业的技术迭代节奏在加快，但这种速度依然无法与移动通信行业的手机每年的更新换代速度相提并论。

目前，产业界使用的通信模组分为三个等级，分别是消费级、工业级和车规级。消费级的要求与手机的要求相当，最高级别是车规级的通信芯片和模组，它们要做包括高低温度、振动、电磁兼容、破坏性测试等各种严苛测试。陈山枝告诉记者，车规级仅温度一项，要做从-40℃低温到80℃高温的连续几千次冲击压力测试，C-V2X芯片模组要在这个条件下依然具有稳定可靠的功能和性能，这在消费级手机芯片中是不可想象的。

“作为支持汽车产业的通信企业，我们要懂得和理解汽车行业的产业发展规律。”陈山枝说，“我们已经在汽车行业里做车规级的芯片和模组，这个行业的开发测试需要三到五年，这期间要不断测试和验证各种功能和眭能，一旦通过测试验证进入到汽车的前装供应商里，整个供貨期将是5到10年。“正是意识到汽车行业技术和产品的迭代速度和生命周期不同，因此在R16标准中，NR-V2X与LTE-V2X是互补的关系，不是替代关系，而且在标准规范中已制定了两者在设备内如何共存，这意味着两者是长期共存的。

LTE-V2X经历了R14和R15两个版本的迭代之后已经趋于成熟。陈山枝认为，对于NR-V2X，将与iTE-V2X相似，在当前Rl6标准冻结的同时，3GPP已经启动了R17研究工作，以实现对NR-V2X性能的增强，包括：弱势道路使用者（VRU）保护，保护行人和非机动车，以及更低时延和更高可靠性通信，支持实现更高级的自动驾驶，预计在2021年底完成。

尽管NR-V2X商用落地没有那么快，但相应的准备要提前做，例如对频谱需求的研究和频谱规划。