2020年世界電信和信息社會日大會5月17日召開了。大會上，中國信科集團(tuán)副總經(jīng)理、專家委主任，無線移動通信國家重點(diǎn)實驗室主任、IEEE Fellow陳山枝博士以《“5G+車聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)與應(yīng)用》為題，分享5G賦能垂直行業(yè)、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展、C-V2X產(chǎn)業(yè)進(jìn)展和應(yīng)用、“5G+車聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展展望、中國信科（大唐）對5G和車聯(lián)網(wǎng)的貢獻(xiàn)等內(nèi)容。
01、5G賦能垂直行業(yè)
移動通信基本上按照10年一代進(jìn)行演進(jìn)，從80年代的大哥大開始，2G承載話音+短信、3G支持互聯(lián)網(wǎng)、4G的高速數(shù)據(jù)和各種APP改變了我們的生活。5G的著重點(diǎn)是改變社會，特別是萬物互聯(lián)、進(jìn)入到垂直行業(yè)。5G從服務(wù)人到服務(wù)行業(yè)，賦能產(chǎn)業(yè)升級，催生新興業(yè)態(tài)，對未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級帶來很大變化。
5G的驅(qū)動力基于兩個方面，一是移動互聯(lián)網(wǎng)的增長，特別是視頻流量的增長，未來5G的流量將是現(xiàn)在流量的1000倍。二是萬物互聯(lián)，據(jù)預(yù)測，未來連接到網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備將是現(xiàn)在的100-1000倍，全球?qū)⒂?00-300億聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。5G最關(guān)鍵的三大典型應(yīng)用場景，增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）使得手機(jī)接入速率達(dá)到Gbps。另外兩個應(yīng)用，海量機(jī)器類通信（Mmtc）、超高可靠低時延通信（uRLLC）是之前移動通信系統(tǒng)（特別是1G到3G）所沒有的。海量機(jī)器類通信（mMTC）實現(xiàn)每平方公里接入近1百萬的設(shè)備，使智能物流、環(huán)境監(jiān)測、智能計量等應(yīng)用得以快速發(fā)展；超高可靠低時延通信（uRLLC）的ms級空口時延，使得自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能電網(wǎng)等對于時延特別敏感的業(yè)務(wù)接入成為可能。
我國政府的大力支持5G發(fā)展，由工信部牽頭的5G技術(shù)試驗在2019年Q1整體完成；由運(yùn)營商牽頭的5G規(guī)模試驗在2019年Q3已經(jīng)完成，2020年進(jìn)入5G規(guī)模商用。隨著5G商用的啟幕，將推動移動互聯(lián)網(wǎng)在我國由消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，5G和大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能等多種新技術(shù)疊加，催化反應(yīng)，產(chǎn)生裂變，將顛覆部分傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，升級部分傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，孵化新應(yīng)用，催生新業(yè)態(tài)、產(chǎn)生新商業(yè)模式。
5G是產(chǎn)業(yè)升級引擎和經(jīng)濟(jì)增長新極，預(yù)計2020--2035年5G產(chǎn)業(yè)價值鏈GDP貢獻(xiàn)將達(dá)3.5萬億美元，相當(dāng)于世界第七大經(jīng)濟(jì)體印度的GDP，并將創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會2200萬人次。5G將以全新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，開啟萬物廣泛互聯(lián)、人機(jī)深度交互的新時代，成為全面構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。5G也將帶來巨大的產(chǎn)業(yè)變革，跨界競爭、打破壁、重構(gòu)產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。電信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商、移動通信設(shè)備商、消費(fèi)電子設(shè)備商、IT制造商、汽車制造商等融合跨界競爭。
02、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
信息通信技術(shù)應(yīng)用于汽車行業(yè)，從最早的收音機(jī)，到衛(wèi)星導(dǎo)航、3G和4G的遠(yuǎn)程信息服務(wù)（Telematics），再到目前的LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)以及未來的NR-V2X，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使低時延、高可靠的通信成為可能，“5G+車聯(lián)網(wǎng)”將促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車（ICV）、智能交通和自動駕駛的發(fā)展。中國每年約有26萬人死于交通事故，通過車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)車車、車路間的實時通信將對剎車、變道、突發(fā)事故等提前預(yù)警，提高道路安全。我國每年道路擁堵時間達(dá)12億小時，汽車排放的有害氣體比正常行駛時高出40%之多，通過車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)車車及車路協(xié)同將從技術(shù)上為綠波帶通行、高優(yōu)級車輛通行提供保障，提升交通效率。此外車輛的信息娛樂服務(wù)，比如保險和金融服務(wù)、車輛的遠(yuǎn)程診斷、多媒體信息與娛樂服務(wù)等，拓展了汽車信息服務(wù)和商業(yè)模式創(chuàng)新的空間。車聯(lián)網(wǎng)可以提升道路安全和交通效率，最終支撐自動駕駛成為可能。
廣義車聯(lián)網(wǎng)包含：車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車云網(wǎng)；狹義車聯(lián)網(wǎng)專指“V2X”。車內(nèi)網(wǎng)通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)技術(shù)建立的整車內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)汽車內(nèi)部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通信；車云網(wǎng)（Telematics）遠(yuǎn)程信息服務(wù)或車載移動互聯(lián)網(wǎng)，指車載終端通過3G/4G等實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的無線連接；車際網(wǎng)（V2X）是實現(xiàn)車車通信、車路通信的無線通信技術(shù)，包括C-V2X和IEEE 802.11p。C-V2X技術(shù)提出后，車云網(wǎng)和車際網(wǎng)都可以通過C-V2X實現(xiàn)。廣義車聯(lián)網(wǎng)（三者結(jié)合）是實現(xiàn)智能交通和無人駕駛的關(guān)鍵，車際網(wǎng)（V2X）聯(lián)合ADAS 實現(xiàn)車車和車路協(xié)同，車云網(wǎng)將各種數(shù)據(jù)上傳至云平臺，實現(xiàn)宏觀交通調(diào)控及開拓“出行即服務(wù)（MaaS）”等新市場。
相比通過3G和4G的Telematics只提供實時性和可靠性要求不高的遠(yuǎn)程信息服務(wù)，V2X (Vehicle to everything )支持車與車之間（V2V，Vehicle-to-Vehicle）、車與路之間（V2I，Vehicle-to-Infrastructure）、車與人之間（V2P，Vehicle-to-Pedestrian）、車與網(wǎng)絡(luò)之間（V2N，Vehicle-to-Network），提供低時延、高可靠信息傳輸，支持道路安全類應(yīng)用。
本人在2013年517電信日，首次在國內(nèi)外公開提出LTE-V2X概念和關(guān)鍵技術(shù)，之后中國信科（原大唐）與產(chǎn)業(yè)界共同在3GPP形成國際標(biāo)準(zhǔn)，是首個基于蜂窩與直通融合的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。LTE-V2X支持LTE-V-CELL 和LTE-V-Direct兩種模式。LTE-V-CELL利用運(yùn)營商部署的集中式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持車輛本地快速接入。LTE-V-Direct為分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用靈活可靠的MAC機(jī)制，靈活支持車輛通信。通過大唐-福特汽車（Ford）京津高速公路聯(lián)合測試，測試結(jié)果表明LTE-V2X通信性能優(yōu)于IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)，LTE-V2X的各項性能居國際領(lǐng)先水平。在相同傳輸距離時，傳輸可靠性比IEEE 802.11p提升25%以上。
根據(jù)3GPP C-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)，LTE V2X和NR V2X互補(bǔ)關(guān)系，而不是替代關(guān)系（LTE-V2X和NR-V2X的in-device共存）。相比LTE-V，NR-V2X面向更高級V2X業(yè)務(wù)，提供更靈活、更可靠、更快速通信服務(wù)。比如車輛編隊、高級駕駛、傳感擴(kuò)展、遠(yuǎn)程駕駛等時延在3-10MS級，接入可靠性在99.999%，數(shù)據(jù)傳輸速率要求100Mbps -1000Mbps等應(yīng)用，NR-V2X相當(dāng)于要求在直通鏈路（Sidelink）上實現(xiàn)eMBB以及URLLC。
03、V2X產(chǎn)業(yè)進(jìn)展與應(yīng)用
2017年9月，國家制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組召開車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項委員會第一次會議，提出發(fā)展LTE-V2X，到2019年9月國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，我國頒布了一系列政策支持C-V2X的發(fā)展。特別是《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》指出:要加強(qiáng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協(xié)同）研發(fā)，形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
在一系列政策的支持下，我國建設(shè)了10個智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)，中國信科（大唐）的產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于各大示范區(qū)部署。2018年8月，重慶i-VISTA自動駕駛大賽中首次引入LTE-V2X，中國信科（大唐）獨(dú)家為此次挑戰(zhàn)賽提供了LTE-V2X相關(guān)設(shè)備和技術(shù)支持。2018年11月，V2X“三跨”互聯(lián)互通應(yīng)用展示是世界首例跨通信模組、跨終端提供商和跨整車廠的互通測試，體現(xiàn)了中國C-V2X標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)的成熟度。2019年10月，汽車工程學(xué)會，IMT-2020 C-V2X工作組等單位聯(lián)合組織了C-V2X“四跨”互聯(lián)互通應(yīng)用展示活動，在18年三跨基礎(chǔ)上增加了安全機(jī)制，共70多家廠商參與，體現(xiàn)了中國C-V2X產(chǎn)業(yè)的健康有序的發(fā)展勢頭。中國信科（大唐）作為唯一端到端供應(yīng)商全面參與“三跨”、“四跨”活動，全面提供路側(cè)設(shè)備（RSU）、車載終端（OBU）、LTE-V2X通信模組、CA和安全模塊等產(chǎn)品和解決方案。
國際上，2019年3月為加快C-ITS部署，歐盟出臺新規(guī)試圖在底層技術(shù)上排除C-V2X。2019年6月在5GAA等組織的努力推動下，歐盟委員會駁回了上述提案，保持技術(shù)中立。2019年11月21日，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）提出在5.9GHz頻段中劃撥20MHz專用于C-V2X的建議。
雷達(dá)、激光、攝像頭等高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS, Advanced Driving Assistance System）受限于視距、環(huán)境等因素，成本高且難以適應(yīng)復(fù)雜道路環(huán)境，需要車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配合，實現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與ADAS是互補(bǔ)關(guān)系，ADAS+C-V2X將從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能，提升道路安全和交通效率，最終實現(xiàn)自動駕駛。
04、“5G+車聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展展望
隨著《工業(yè)和信息化部關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》等文件的發(fā)布，5G新基建已經(jīng)出現(xiàn)，未來需要更豐富5G應(yīng)用場景，培育新型應(yīng)用模式，構(gòu)建 5G應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。5G+車聯(lián)網(wǎng)、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G+醫(yī)療健康等在眾多應(yīng)用中相比更加成熟，將有利于得到更快的推廣和應(yīng)用。
基于C-V2X的道路基礎(chǔ)設(shè)施將包括應(yīng)用層的交通監(jiān)管、事故處理、信息發(fā)布、車輛調(diào)度、行車輔助、出行輔助、合作駕駛等的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，包括LTE –V2X網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及智能終端、道路傳感網(wǎng)、車輛傳感網(wǎng)、監(jiān)控設(shè)備等基礎(chǔ)交通設(shè)施的投資和建設(shè)。在現(xiàn)有的高速公路、城市道路的基礎(chǔ)設(shè)施上，增加基于C-V2X技術(shù)的道路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與投資，將是構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)新架構(gòu)的重要組成，從而構(gòu)成車路協(xié)同的新的網(wǎng)絡(luò)。新的網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)交通和交警的跨界融合，為大眾帶來新的智慧出行服務(wù)。
車聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)將分為三個階段，第一階段通過V2X車車/車路協(xié)同，在城市道路和高速公路部署LTE-V2X，實現(xiàn)智能交通，提高交通效率，駕駛輔助安全；第二階段將實現(xiàn)在特定區(qū)域、特定場景（園區(qū)、港口）等部署LTE-V2X，通過區(qū)域性中低速行車協(xié)同決策與控制，實現(xiàn)商用車（如工程車、貨運(yùn)車等）自動駕駛；階段三將通過高度智能、廣域網(wǎng)聯(lián)感知、決策、控制等廣域高速行車協(xié)同決策與控制，實現(xiàn)乘用車自動駕駛。第一階段和第二階段在這幾年都會部署和商用。但第三階段涉及普通消費(fèi)者的乘用車自動駕駛可能需要很長時間才能實現(xiàn)，因為還涉及到法律等其它因素。
在上述應(yīng)用中，C-V2X提供低時延、高可靠通信保障，異構(gòu)多域連接提升協(xié)同信息感知，網(wǎng)聯(lián)智能降低單車感知要求、降低成本。結(jié)合MEC（邊緣計算）更大數(shù)據(jù)量更大范圍的信息傳播、邊緣部署保障高帶寬、低時延的特點(diǎn)，將能提供更廣泛、更精確的信息感知、更強(qiáng)大的群體智能、更低的建設(shè)和投資成本。
汽車產(chǎn)業(yè)正面臨百年未有之的大變革，汽車產(chǎn)業(yè)的“四化”變革 (電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化) 中的“三化”（智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化）與5G+車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的直接相關(guān)。未來的汽車將是新型的載人移動智能電子設(shè)備，當(dāng)前是我國由汽車大國走向汽車強(qiáng)國的戰(zhàn)略機(jī)遇期，我們愿與產(chǎn)業(yè)界共同合作實現(xiàn)夢想。
05、中國信科（大唐）對5G和車聯(lián)網(wǎng)的貢獻(xiàn)
中國信科是由大唐電信集團(tuán)與烽火通信集團(tuán)2018年7月重組成立的一家新的中央企業(yè)，大唐電信集團(tuán)是我國移動通信“創(chuàng)新高地”，是3G TD-SCDMA的提出者，4G TD-LTE核心知識擁有者和標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)者，5G關(guān)鍵技術(shù)和國際標(biāo)準(zhǔn)的主要貢獻(xiàn)者；烽火通信集團(tuán)是光通信的發(fā)源地，我國光通信系列核心器件的首創(chuàng)者，建立6+1產(chǎn)業(yè)基地，從1965年至今承擔(dān)國家多條干線網(wǎng)絡(luò)工程。
大唐從3G開始、對4G、5G和車聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)有著重要貢獻(xiàn)，5G標(biāo)準(zhǔn)提案數(shù)量5000+、5G相關(guān)專利3400+，是TDD空口設(shè)計、大規(guī)模組網(wǎng)、超密集組網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等核心技術(shù)的提出者，中國信科的專家分別擔(dān)任國際電聯(lián)（ITU） 5G技術(shù)評估組主席，3GPP核心網(wǎng)與終端（CT）組副主席，3GPP RAN5組副主席。目前中國信科的5G系列化產(chǎn)品與解決方案已投入5G新基建的建設(shè)當(dāng)中。
2013年大唐首次在國內(nèi)外提出LTE-V車聯(lián)網(wǎng)概念，并主導(dǎo)國際標(biāo)準(zhǔn)制定；2014推動3GPP標(biāo)準(zhǔn)立項，發(fā)布全球首臺LTE-V樣機(jī)；2017年發(fā)布業(yè)界首款基于自研芯片LTE-V2X預(yù)商用產(chǎn)品OBU/RSU；2018發(fā)布全球首款車聯(lián)網(wǎng)模組產(chǎn)品升級支持R14；2019發(fā)布車規(guī)級參考設(shè)計模組用于前裝車載終端市場，發(fā)布具備融合感知及地基增強(qiáng)能力的整體解決方案。目前，大唐已經(jīng)率先推出車規(guī)級通信模組DMD3A。
中國信科希望后續(xù)與業(yè)界同仁隨5G揚(yáng)帆起航推進(jìn)5G商用和車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，創(chuàng)新合作共贏。
