大唐高鴻胡金玲：C-V2X 車聯網發展

毋庸置疑，V2X 是實現智能駕駛至關重要的一環。盡管相關技術不斷發展，標準化工作也持續推進，但 C-V2X 車聯網的總體發展目前還面臨著一些挑戰。

近日，雷鋒網新智駕邀請了大唐高鴻車聯網首席專家及車聯網事業部副總經理胡金玲來進行業內分享。以下為胡金玲演講內容，新智駕進行了不改變原意的整理：

大家好,我是大唐高鴻的胡金玲。

我今天演講的重點是 C-V2X 車聯網的進展，主要包括三部分：產業背景、C-V2X 技術及產業發展，以及大唐高鴻 C-V2X 整體方案。

產業背景

作為新基建的重要方向之一，5G 近來備受關注。

我們先來回顧一下 5G 應用場景與指標。此前，我國 IMT-2020（5G）推進組提出了四大應用場景，即廣域覆蓋、熱點高容量、低功率大連接，以及低時延高可靠。經過 ITU-R（國際電信聯盟無線電通信部門）的廣泛討論，最終將其融合為三大應用場景：

• eMBB 增強移動寬帶。可以理解為個人通信的部分，在現有移動寬帶業務場景的基礎上，對用戶體驗等性能進行提升；不僅傳輸高清照片和 3D 視頻變得更加快捷，AR/VR 的應用也會不斷展開。

• mMTC 海量機器類通信。該場景側重點在于支持更廣泛的物與物通信，即物聯網；智慧城市和智能家居都可以屬于這一類型的應用。

• uRLLC 超高可靠、低時延通信。這個場景與車聯網的關聯最密切。

根據數據顯示，相比起 4G 網絡，5G 在包括流量密度、連接數密度、時延在內的關鍵指標上實現了全面增強。（如下圖）

不僅如此，5G 通信技術還可以賦能垂直行業。比如，5G 與其他新興技術結合，包括云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等，可以進一步推動社會各行業的新變革。

隨著 5G 應用的進一步深入，智能網聯汽車將變得更加安全、智能和舒適。未來汽車不單是一個交通工具，還將成為最大的移動終端。另一方面，車聯網有助于解決當前一些社會問題，比如減少交通事故的發生，提升交通通行效率等。因此，車聯網可以看作是未來出行的關鍵支撐技術。據預測，2025 年所有新車都將聯網。

車聯網還是跨界融合的載體。自 2016 年起，我國就出臺了一系列政策支持車聯網以及智能汽車的發展，尤其是今年年初，相關部委出臺政策十分密集。

比如，發改委等 11 部委聯合發布了《智能汽車創新發展戰略》，其中提到“到 2025 年，車用無線通信網絡（LTE-V2X）實現區域覆蓋，新一代車用無線通信網絡（5G-V2X）在部分城市、高速公路逐步開展應用，高精度時空基準服務網絡實現全覆蓋 ”；23 部委發文，要推動車聯網部署應用；工信部也在日前發布關于推動 5G+車聯網加速發展的通知。

車聯網是 5G 重要應用場景，從技術角度可以分為 LTE-V2X 和 NR-V2X 兩個階段。LTE-V2X 最早由大唐電信于 2013 年提出，2017 年在 3GPP 完成標準化；NR-V2X 是 LTE-V2X 的演進技術，基于新空口的 V2X，面向未來增強的車聯網應用。

C-V2X 技術及產業發展

接下來介紹蜂窩車聯網技術和產業發展情況。

蜂窩車聯網技術即 C-V2X（Cellular V2X），主要是基于移動通信蜂窩網絡技術而發展出來的車聯網解決方案，包括 LTE-V2X 及其演進的 NR-V2X。

一般來說，終端和終端之間進行通信需要經過基站，兩輛車之間的通信也是如此。但與道路相關的應用對可靠性和時延的要求極高，如果車輛之間能夠直接通信，或者通過路側基礎設施來實現直接通信的話，就可以進一步提升可靠性、降低時延，從而保障道路安全。簡而言之，就是增加終端與終端之間的直通性。

商業應用方面，C-V2X 將結合短距與中長距通信，從而更加有效支持多樣化的車聯網應用。

實際上，關于 3GPP 關于車聯網標準的演進一共經歷了三大版本：

• 2017 年 3 月，LTE-V2X R14 版本完成。這一版本支持基本的道路安全業務，主要引入了 PC5 接口（終端之間的直通接口），支持 V2X 短距直通，支持基于網絡中轉的 V2X 通信方式。

• LTE-eV2X R15 版本能夠支持更高級的 V2X 業務，引入了多項技術和機制進一步增強了 PC5 接口在速率、可靠性、低時延方面的性能。

• 隨著新技術的發展，支持自動駕駛及未來車聯網需求的 NR-V2X R16/R17 標準版本也已開始討論。具體來說，目前正在研究基于 NR R15 Uu 口潛在增強技術、研究 NR 直通鏈路的工作框架（包括直通鏈路的網絡架構和協議），以及研究考慮低于和高于 6GHz 的 ITS 頻段和 IMT 頻段。

除了國際標準化組織，國內也有標準化組織和產業論壇在研究車聯網標準，比如 CCSA，即中國通信標準化協會。該協會主要分為兩個技術委員會，一個是專注于無線標準的 TC5，另一個是專注于物聯網標準的 TC10。

車聯網的發展不僅需要解決通信問題，還涉及到交通和汽車行業的應用。目前，交通方面的車聯網標準工作主要是在 C-ITS 智能交通產業聯盟、ITS 標委會開展；汽車方面在 C-SAE 智能網聯創新聯盟 V2X 工作組、汽標委智能網聯分標委推進。

交通和汽車車聯網標準的研究都在行業應用的基礎之上，針對道路安全應用、智能駕駛應用等研究車聯網通信需求，制定路側及車載應用、消息層標準。

如今，C-ITS 與 C-SAE 已聯合發布了團體標準《車用通信系統應用層及應用數據交互標準》，正在展開第二階段研究。汽標委也已啟動國標《基于 LTE-V2X 的車載信息交互系統直連通信技術要求》制定工作。

除了技術和標準的發展，中國在 C-V2X 的產業推動方面也做了大量工作，車聯網通信最重要的是實現互聯互通。

2018 年 10 月，上海舉行了 C-V2X“三跨”互聯互通應用測試，這是世界首例“跨通信模組、跨終端、跨整車”的 C-V2X 互通測試。2019 年舉行的“四跨”互聯互通應用測試在“三跨”的基礎上增加了“跨安全平臺”的測試。此次活動由大唐高鴻和國汽智聯的驗證平臺提供通信安全證書。

在 C-V2X“四跨”互聯互通應用展示中，除了 V2I 和 V2V 兩種經典演示場景，還增加了安全機制驗證場景，比如偽造限速預警防御、偽造紅綠燈信息防御、偽造緊急車輛防御、偽造前向碰撞預警防御等。（具體如下圖）

上述安全機制主要是為了解決一些新的風險，比如通過終端直通接口來進行廣播的惡意/假冒信息，這些信息將嚴重破壞通信安全。該機制的運作原理可以這么來理解：

首先，消息發送、接收方之間需要建立信任關系，車輛或路側終端需向 CA 平臺申請授權證書，證書申請通過之后，該設備就擁有了合法發送信息的憑證。設備發送消息要使用證書進行簽名，信息接收方可通過驗證簽名證書來確認信息發送方的設備是否合法，其發送的信息是否可信。如果對方設備沒有通過驗證，它所發出的消息則會被拋棄。

不過，授權證書的管理體系也涉及到隱私問題。為了解決證書信息被跟蹤的問題，管理體系引入了“匿名證書”，換句話說就是給車輛/路側終端發放多個證書，證書可隨時間發生變化，從而減小被跟蹤的風險，實現隱私保護。同時，如果管理系統檢測到異常行為，會對證書進行撤銷。

目前國內 LTE-V2X 和 C-V2X 的發展已經形成了較為完整的產業鏈：模組-車載設備-路側設備-測試與驗證-應用與平臺-車企。NR-V2X 的標準制定也在持續推進，當前典型的應用場景為車輛編隊、傳感共享、高級自動駕駛、遠程駕駛，這些場景對通信指標的要求都進一步提升。

除此之外，通信模式也變得更加復雜，比如協同式環境感知：車輛 C 具備 V2X 能力，而車輛 A 不具備，由于車輛 C 視線被卡車B所遮擋，直接變道存在與車輛 A 相撞的風險。這時，具備 V2X 能力的卡車 B 可以和車輛 C 進行信息共享，幫助車輛 C 得知車輛 A 的行駛狀態，避免相撞。（如下圖）

3GPP R16 NR-V2X WI 工作范圍大致概括如下：

NR 直通鏈路設計支持單播、組播和廣播。另外，新模式必然帶來新的信道結構設計，并且涉及資源分配、同步、單播組播相關的 HARQ 反饋、信道狀態指示 CSI 等。未來 LTE-V2X 和 NR-V2X 會在一段時間內共存，因此設備內部 NR-V2X 和 LTE-V2X 共存、LTE Uu 接口控制 NR 直通鏈路、NR Uu 接口控制 LTE 直通鏈路也是重要的研究內容。

相比起 R14 和 R15，NR-V2X 的標準設計是非常復雜的，不過，NR-V2X 標準制定的工作在持續推進。2018 年年中，3GPP 開始進行相應的研究，并于 2019 年 Q1 啟動了標準化的制定工作。

不過，受到疫情影響，原本定于今年 Q1 完成核心部分的計劃略有延遲，預計初步的版本將在今年 6 月問世。之后就是性能完善的相關工作。

在產業發展方面，2017 年到 2020 年，主要是 LTE-V2X 進行技術實驗、規模實驗，以及先導試驗；NR-V2X 標準研究和制定。2020 年到 2023 年，LTE-V2X 實現商業應用，起步發展；NR-V2X 概念驗證，并且進行技術試驗。2023 年到 2025 年，LTE-V2X 在商業應用的基礎上成為主流應用技術；NR-V2X 則進行互通試驗和規模試驗。

大唐高鴻 C-V2X 整體解決方案

大唐高鴻是中國信科（大唐電信與烽火集團合并后成立的中國信息通信科技集團）旗下的一個上市公司。為了加強車聯網產業布局，推動 C-V2X 產業發展，2019 年中國信科在大唐高鴻框架下成立了車聯網事業部，其中又包括市場營銷部、解決方案部、系統標準部和研發部。

大唐一直致力于 LTE-V2X 系列產品的研發。

2012 年，首次提出 LTE-V2X 概念；2014 年，研發出全球首臺 LTE-V 樣機；2016 年發布業界首款預商用設備并廣泛應用于各大示范區；2017 年發布業界首款商用 LTE-V2X 通信模組 DMD31；2018 年，發布采用全新架構設計的下一代產品，在“三跨”互聯互通測試中作為“橋梁”，為多家企業提供解決方案；2019 年，發布 C-V2X 車規級模組 DMD3A，5G+C-V2X 智能路側終端。

除了提到的一系列的硬件設備，大唐高鴻還提供：

• 軟件。包括 LTE-V SDK、LTE-V APP、安全預警預處理算法、交通安全預警算法、車路協同應用、云控子系統。

• 解決方案。高速公路解決方案、智慧園區解決方案、智聯公交解決方案、城市道路解決方案

• 服務。V2X 網聯規劃與優化、測試床搭建、高精定位、LTE-V2X 技術咨詢和培訓。

同時，大唐高鴻也參與了業內許多重大產業事件的推動，比如 2018 年和 2019 年的 i-VISTA 自動駕駛大賽，大唐高鴻對參賽車輛的車載設備部署以及場地路側設備部署提供了支持。另外，還有近兩年舉辦的 C-V2X“三跨”“四跨”互聯互通應用，大唐高鴻也在其中發揮了重要作用。

基于 5G 技術，大唐高鴻目前在智能網聯汽車也開展了許多落地項目。比如在廈門引進了首個 BRT 快速公交 5G 智能網聯應用；在重慶打造了首個 5G 自動駕駛應用示范公共服務平臺；在天津、保定、北京、無錫等地均開展了大量工作。

作為國內最早一批研究 LTE-V2X 的公司，大唐高鴻參與了我國眾多 C-V2X 智能網聯應用示范區的建設，包括北京、上海、長春、重慶等地區的測試示范區。在城市道路、高速公路等實際項目當中，大唐高鴻的技術也有相關部署。

總而言之，隨著 C-V2X 的持續發展，人們未來在出行時能夠享受到更好的服務。大唐高鴻也希望能夠和產業界伙伴共同合作，推動這一產業的發展。

謝謝大家，以上就是今天演講的全部內容。

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