基于C-V2X實現(xiàn)“聰明的車”+“智慧的路”方式實現(xiàn)智能交通和自動駕駛

在3GPP TSG第88次會議上，5G R16標(biāo)準(zhǔn)宣布凍結(jié)，標(biāo)志著5G第一個演進版本標(biāo)準(zhǔn)正式完成。R16的完成和發(fā)布意味著各廠商可依據(jù)該版本進行相應(yīng)產(chǎn)品的研發(fā)制造，進一步豐富5G技術(shù)的應(yīng)用場景，也進一步加快全球5G網(wǎng)絡(luò)部署的進程。

“R16的發(fā)布，更多的是體現(xiàn)對垂直行業(yè)的支持，將實現(xiàn)5G從服務(wù)于人向服務(wù)于行業(yè)轉(zhuǎn)變?！敝袊?a target="_blank">信息通信科技集團有限公司副總裁、專家委主任，無線移動通信國家重點實驗室主任、IEEE Fellow陳山枝博士在接受C114專訪時表示，從能力角度看，R16標(biāo)志著5G網(wǎng)絡(luò)變得“更強”，能夠更好的支持各種垂直行業(yè)應(yīng)用，將催生新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助力數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。

5G R16標(biāo)準(zhǔn)具有五大特征

2020年初，新冠肺炎疫情在全球范圍爆發(fā)，原本定于2020年3月凍結(jié)的R16標(biāo)準(zhǔn)推遲到7月初。與此同時，由于各地防疫政策導(dǎo)致無法進行線下的交流溝通，使得R16是3GPP史上第一個通過非面對面會議審議完成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在陳山枝看來，R16作為5G的重要版本，在R15的基礎(chǔ)上，對5G的承載能力和基礎(chǔ)功能都做了一定增強和提升，標(biāo)志著5G時代的垂直行業(yè)應(yīng)用正式來臨，主要呈現(xiàn)以下五大特征。

一是，此次R16標(biāo)準(zhǔn)工作主要通過在線網(wǎng)上會議方式進行，可預(yù)見視頻將成為5G應(yīng)用的先導(dǎo)。陳山枝表示，“如果從一個全新的視角來看，線上溝通、工作、學(xué)習(xí)、生活娛樂將成為新常態(tài)，成為5G的最富有創(chuàng)新 的應(yīng)用場景?！?/p>

二是，增強5G基礎(chǔ)能力和特性，包括波束管理和多點傳輸?shù)榷?a target="_blank">天線技術(shù)增強，雙連接和載波聚合，移動性管理增強，終端的節(jié)能和定位、遠端干擾管理、無線中繼等多方面能力的增強。

三是，增強5G垂直行業(yè)的支撐能力。陳山枝表示，R16網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)更低的空口時延、更可靠的傳輸、毫秒級的時間同步及高精度定位等能力，將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)場景中發(fā)揮作用，擴展5G萬物互聯(lián)和萬物智聯(lián)的能力。

四是，首次引入了5G與衛(wèi)星通信的融合研究。未來將衛(wèi)星作為5G地面通信系統(tǒng)的擴展，利用衛(wèi)星實現(xiàn)更廣的覆蓋，滿足沙漠、海洋、森林、山區(qū)、偏遠地區(qū)等特殊場景的寬帶通信需求。

五是，R16是承前啟后的重要版本，為了滿足各行各業(yè)不斷涌現(xiàn)的對通信的新需求，5G版本將會不斷演進迭代。陳山枝表示，目前，R17技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作已經(jīng)開始，包括3GPP已經(jīng)給出衛(wèi)星與地面通信融合的研究范圍、NR-V2X的增強等等。

陳山枝介紹，作為我國移動通信的“創(chuàng)新高地”，中國信科（大唐）從2015年5G標(biāo)準(zhǔn)元年伊始便積極參與5G標(biāo)準(zhǔn)化工作中，歷經(jīng)R15和R16兩個版本，始終作為5G標(biāo)準(zhǔn)的重要支持者和貢獻者，參與了全系統(tǒng)和全流程的標(biāo)準(zhǔn)化工作，特別是在大規(guī)模天線、超密集組網(wǎng)、幀結(jié)構(gòu)與空口設(shè)計、定位技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、移動性管理和網(wǎng)絡(luò)安全等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域做出重要貢獻，提交的5G標(biāo)準(zhǔn)化提案已經(jīng)超過9000篇，已成為5G標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)企業(yè)，5G核心專利主要擁有者，5G重要專利權(quán)人。

據(jù)了解，在Rel-16階段，中國信科（大唐）提出的標(biāo)準(zhǔn)化提案超過4000篇，并擔(dān)任10個標(biāo)準(zhǔn)立項的報告人，在全球疫情的大背景下，為Rel-16的按期發(fā)布，做出重要貢獻。特別提一下，中國信科（大唐）在此次R16的四個重要方向上，包括：大規(guī)模天線增強、NR-V2X車聯(lián)網(wǎng)、5G與衛(wèi)星通信結(jié)合、終端節(jié)能等的重要貢獻。與此同時，中國信科（大唐）在國際電聯(lián)（ITU）擔(dān)任5G技術(shù)評估組主席，并在3GPP 擁有雙主席配置。

R16為C-V2X提供清晰的演進路徑

據(jù)悉，C-V2X是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，包括LTE-V2X以及NR-V2X。陳山枝在2013年最早提出LTE-V2X，帶領(lǐng)中國信科（大唐）團隊制定LTE-V2X國際標(biāo)準(zhǔn)和參與NR-V2X國際制定，并推動基于C-V2X的車路協(xié)同試驗與應(yīng)用。陳博士作為C-V2X技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的業(yè)界領(lǐng)軍者，他認(rèn)為：車聯(lián)網(wǎng)極有可能成為5G時代取得最大規(guī)模應(yīng)用的單體垂直行業(yè)應(yīng)用場景之一。

在自動駕駛的發(fā)展路徑上，國外基本采用單車智能（如Google）。陳山枝建議，我國應(yīng)采用車路協(xié)同發(fā)展模式，即基于C-V2X實現(xiàn)“聰明的車”+“智慧的路”方式實現(xiàn)智能交通和自動駕駛。他認(rèn)為，基于C-V2X的車路協(xié)同，可彌補單車智能感知和決策上的不足，實現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能，推動自動駕駛早日落地，目前業(yè)界已有基本共識。

“從標(biāo)準(zhǔn)的角度，R16完成了NR-V2X的第一個版本的標(biāo)準(zhǔn)化工作，是C-V2X的重要里程碑，給出了C-V2X清晰的演進路徑?！标惿街Ρ硎?，R16為C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈帶來信心，對后續(xù)研發(fā)、互通互連的測試和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要指導(dǎo)作用。

具體來看，R16面向車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，支持V2V（車與車）和V2I（車與路邊單元）直連通信，通過引入組播和廣播等多種通信方式，以及優(yōu)化感知、調(diào)度、重傳以及車車間連接質(zhì)量控制等技術(shù)，實現(xiàn)V2X支持車輛編隊、半自動駕駛、外延傳感器、遠程駕駛等更豐富的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。

據(jù)了解，中國信科（大唐）團隊在NR-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面做出了重要貢獻，提出了適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)拓撲劇烈變化的高效、快速和可靠的車輛間同步技術(shù)方案；高效的資源分配和反饋方案，降低資源碰撞概率，保證車聯(lián)網(wǎng)傳輸可靠性和實時性。

在經(jīng)歷了R14和R15兩個版本之后，LTE-V2X已成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)輔助駕駛安全以及在封閉園區(qū)內(nèi)實現(xiàn)中低速的自動駕駛。陳山枝表示，C-V2X的更高目標(biāo)是車輛編隊和更高速的自動駕駛，而這需要基于NR-V2X才能實現(xiàn)。

陳山枝認(rèn)為，對于NR-V2X，將與LTE-V2X相似，也將經(jīng)歷兩個版本的迭代完善。在R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)的同時，3GPP已經(jīng)緊鑼密鼓啟動了R17技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。并初步規(guī)劃了R17的主要增強技術(shù)，繼續(xù)對現(xiàn)有版本標(biāo)準(zhǔn)進行演進，計劃在2021年底完成。例如，未來R17將進一步研究弱勢道路使用者 （VRU） 保護，保護行人和非機動車，支持未來實現(xiàn)L5的自動駕駛。

車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有自身的迭代和演進節(jié)奏

不同于移動通信手機等消費類產(chǎn)品追求極致的先進技術(shù)，相關(guān)需求隨著科技進步快速迭代產(chǎn)品，產(chǎn)品生命周期短；而汽車工業(yè)對技術(shù)和產(chǎn)品的可靠性、產(chǎn)業(yè)鏈供貨的穩(wěn)定性有著極高的要求，因此有著自身獨有的產(chǎn)品更新速度和更長生命周期。對于車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也是如此，因為是服務(wù)于汽車工業(yè)和交通行業(yè)，陳山枝強調(diào)：“我們不能拿IT、CT技術(shù)的迭代速度來進行比較，車路協(xié)同的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，涉及到人命關(guān)天的汽車和交通，產(chǎn)業(yè)界需要經(jīng)過長期有規(guī)模的測試和驗證，才能確定規(guī)模商用的可行性?！?/p>

據(jù)陳山枝認(rèn)為，我國C-V2X車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展將經(jīng)歷三大發(fā)展階段。第一階段是支持輔助駕駛安全、提高交通效率。例如通過建設(shè)路側(cè)設(shè)備RSU、搭載車載設(shè)備OBU，實現(xiàn)車與交通信號燈及路側(cè)感知設(shè)備的通信，提供車速引導(dǎo)、綠波通行、彎路限速提醒等多個車路協(xié)同場景，提升交通通行效率；與此同時，還可實現(xiàn)車車通信和車路通信，及時向車主告知前方車輛是否出現(xiàn)踩剎車、變道，臨時交通事故及時預(yù)警等，降低交通事故率。據(jù)悉，中國信科（大唐）已在廈門、杭州等地開展了基于“LTE-V2X + 5G UU”的智能公交規(guī)模應(yīng)用，其中：LTE-V2X支持車車、車路的低時延、高可靠的基本道路安全業(yè)務(wù)，5G NR（Uu）支持高清地圖下載和車載娛樂等車云業(yè)務(wù)。

第二階段是封閉園區(qū)和封閉道路中的商用車及運營車輛的中低速自動駕駛。如園區(qū)無人清掃、無人擺渡等，礦山、港口碼頭、封閉園區(qū)等無人駕駛工程車輛，以及城市特定道路的自動駕駛出租車等。據(jù)悉，中國信科（大唐）與宇通客車合作于2019年5月推出鄭州智慧島無人駕駛公交車項目，智慧島園區(qū)的市民通過手機即可預(yù)約無人駕駛公交車，是C-V2X應(yīng)用于L3以上自動駕駛汽車的第一個商用案例。同時，大唐高鴻與百度深度合作，其定制化通信解決方案支持了百度多個城市L3/L4級自動駕駛的部署和應(yīng)用。

第三階段是乘用車的自動駕駛以及高速公路的車輛編隊行駛，這是需要NR-V2X的支持才能實現(xiàn)?！盁o人駕駛面臨的最大挑戰(zhàn)是需要與有人駕駛車輛、行人等并存的挑戰(zhàn)，還需應(yīng)對中國的特殊交通挑戰(zhàn)等”陳山枝指出，未來的自動駕駛還將需我國的政策法規(guī)、交通管理和產(chǎn)業(yè)監(jiān)管等方面的變革才能實現(xiàn)，需要長時間的跨界磨合、聯(lián)合測試，實踐去解決問題，達成共識。

可見，車聯(lián)網(wǎng)是一個跨界工程應(yīng)用，即跨汽車、交通、公安、通信等行業(yè)，在推進過程中存在一定困難，需先在基于成熟的LTE-V2X基礎(chǔ)上進行一定時期的第一階段和第二階段的車路協(xié)同測試和試驗，在形成產(chǎn)業(yè)界共識后，再推進更高級的自動駕駛應(yīng)用，即第三階段。

陳山枝表示，目前來看，我國車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)進入第二階段，LTE-V2X已經(jīng)能夠很好的滿足第一階段和第二階段的需求。按照3GPP的C-V2X標(biāo)準(zhǔn)演進路徑看，在未來很長的一段時間內(nèi)，LTE-V2X與NR-V2X長期共存，兩者之間是互補關(guān)系，不是替代關(guān)系。R16標(biāo)準(zhǔn)也特別制定了LTE-V2X與NR-V2X在設(shè)備內(nèi)共存的規(guī)范。

“R16的NR-V2X是一個進步，為C-V2X產(chǎn)業(yè)界帶來信心，也解決了汽車工業(yè)界關(guān)心的LTE-V2X的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)演進問題。對于車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)而言，在演進過程中需要根據(jù)汽車和交通行業(yè)的需要以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律穩(wěn)步推進、平滑升級。”陳山枝指出：“除此之外，在國家政策層面，需要開展NR-V2X頻譜需求研究，并為NR-V2X進行頻率規(guī)劃和分配，以滿足后續(xù)的測試驗證及未來商用的需求?！?br /> ? ? ? ?責(zé)任編輯:pj