5G车联网标准的演进之路

产业发展第一要素是标准。没有一个统一的标准，产业发展将无章可循，也解决不了互联互通问题，产业就难以做大做强。另一方面，谁把握了标准主导权，谁就控制了产业发展的制高点。所以产业发展，尤其是高科技产业是否能健康快速发展，首先要分析其标准的进展情况。本文将从DSRC vs. C-V2X标准之争、国际C-V2X标准进展、中国C-V2X标准进展三个层面来分析5G车联网标准的演进之路。▎本文来源：5G行业应用

01

DSRC vs. C-V2X标准之争

1. DSRC vs. C-V2X标准整体情况

车联网V2X（Vehicle-to-Everything）全球存在两大标准流派，DSRC（Dedicated Short Range Communications，专用短程通信技术）和C-V2X（Cellular-Vehicle-to-Everything，基于蜂窝技术的车联网通信）。

车联网主要的标准组织和联盟包括IEEE（美国电气电子工程师学会）、ETSI（欧洲电信标准协会）、3GPP（移动通信伙伴联盟）、ARIB（日本电波产业协会）、TTA（韩国电信技术协会）、IMDA（新加坡资讯通信媒体发展局）、5GAA（5G Automotive Association）等。ETSI制定了基于DSRC的标准ITS-G5，同时作为3GPP的创建伙伴，ETSI也会从3GPP的技术标准成果中直接转化引用。

中国车联网主要标准组织和联盟包括CCSA（中国通信标准化协会）、C-ITS（中国智能交通产业联盟）、SAE-China（中国汽车工程学会)、NTCAS（全国汽车标准化委员会）、TIAA（车载信息服务产业应用联盟）、TC/ITS（全国智能运输系统标准化技术委员会）、全国道路交通管理标准化技术委员会、IMT-2020（5G）推进组C-V2X工作组、CAICV（中国智能网联汽车产业创新联盟）等。

DSRC标准由IEEE基于WIFI制定5g 车联网，并且获得通用、丰田、雷诺、恩智浦、AutoTalks和Kapsch TrafficCom等支持。通用已经有量产车凯迪拉克CTS搭载DSRC（由Aptiv提供系统，AutoTalks提供模块，恩智浦提供芯片），丰田则在2016年就开始销售具备DSRC技术的皇冠和普锐斯，销量已经超过10万辆（电装提供系统，瑞萨提供芯片）。

C-V2X由3GPP通过拓展通信LTE标准制定，并向5G演进，获得福特、宝马、奥迪、戴姆勒、本田、现代、日产、沃尔沃、PSA Group，众多Tier1，运营商移动、联通、AT&T、德国电信、KDDI、DOCOMO、Orange、Vodafone，以及华为、爱立信、大唐、高通、英特尔、三星等支持。

DSRC标准化流程可以追溯至 2004 年，主要基于三套标准：第一个标准是IEEE 802.11p，它定义了汽车相关的“专用短距离通信”（DSRC）物理标准；第二个是IEEE 1609，标题为“车载环境无线接入标准系列（WAVE）”，定义了网络架构和流程；第三个是SAE J2735和SAE J2945，定义了消息包中携带的信息，该数据将包括来自汽车上的传感器信息，例如位置、行进方向、速度和刹车信息。

美国高速公路安全管理局（NHTSA）力推DSRC，目标是为消费者提供安全、效率、便捷三大方面优质服务。安全方面，中轻型车辆将避免80%的交通事故，重型车避免71%的事故；效率方面，交通堵塞将减少60%，短途运输效率提高70%，现有道路通行能力提高2~3倍；便捷方面，停车次数可减少30%，行车时间降低13%至45%，实现降低油耗15%。

C-V2X标准工作始于2015年，各工作组主要从业务需求、系统架构、安全研究和空口技术4个方面开展工作。业务需求由3GPP SA1工作组负责，系统架构由3GPP SA2工作组负责，安全方面由3GPP SA3工作组负责，空口技术由3GPP RAN工作组负责。

3GPP C-V2X标准化工作分为3个阶段：第1阶段基于LTE技术满足LTE-V2X基本业务需求，对应LTE Rel-14版本；第2阶段基于LTE技术满足部分5G-V2X增强业务需求（LTE-eV2X），对应LTE Rel-15版本；第3阶段基于5G NR（5G新空口）技术实现全部或大部分5G-V2X增强业务需求，对应5G NR Rel-16，Rel-17版本。

已经完成Rel-14 LTE-V2X和Rel-15 LTE-eV2X，目前正在进行5G NR Rel-16制定和Rel-17规划。

LTE-V2X包含LTE-D2D（点对点）的PC5接口和LTE蜂窝网的Uu接口。其中车-车通信（V2V），车-路边基础设施通信（V2I），车-人通信（V2P）均通过PC5模式，工作于专用频段；车-网络/云通信（V2N/V2C）通过Uu模式，工作于运营商蜂窝网络频段。其中PC5接口称为Sidelink（侧行链路或直通链路），Uu接口包括Uplink和Downlink（上下行链路）。

全球主要国家和地区已经分配了V2X（DSRC和C-V2X）点对点通信工作频段。美国分配5850-5925MHz共75M带宽；欧洲分配5855-5925MHz共70M带宽；日本分配5770-5850MHz共80M带宽；韩国分配5855-5925MHz共70M带宽；新加坡分配5875-5925MHz共50M带宽；中国分配5905-5925MHz共20M带宽。

2. DSRC vs. C-V2X技术和商用对比

从技术角度看，2018年4月在华盛顿召开的5GAA会议上，福特发布了与大唐、高通的联合测试结果，给出DSRC和LTE-V2X实际道路测试性能。结果显示，在相同的测试环境下，通信距离在400米到1200米之间，LTE-V2X系统的误码率明显低于DSRC系统，而且C-V2X的通信性能在可靠性和稳定性方面均明显优于DSRC。基于此，福特最终放弃DSRC而选择C-V2X。

从持续演进角度看，C-V2X包含Rel-14 LTE-V2X、Rel-15 LTE-eV2X和向后演进的NR-V2X，也比DSRC有明显优势。

从商用角度看，美国希望在2021年达到50%新车安装DSRC，2022年达到75%新车安装DSRC，2023年开始100%新车安装DSRC。DSRC经过多年的测试与验证，可行性得到验证，同时网络、芯片等产业链相对成熟。但是C-V2X具备后发优势。5GAA自2016年9月创立以来，已经有超过120家运营商、车企、芯片商、设备厂商等产业链各环节企业加入。

基于LTE-V2X的车联网商用进程：2018年进行规模试验，2019年进行预商用测试，2020年正式迈入车联网（LTE-V2X）商用元年；基于5G NR的车联网商用进程：2019年进行5G NR Uu技术试验，2020年进行5G NR PC5技术试验，2021年进行预商用测试，2022年正式迈入5G NR-V2X商用元年。

3. DSRC vs. C-V2X竞争背后动因

标准竞争的背后，不仅是技术对抗，更是国家利益的博弈。在无线通信领域，1G时代百家争鸣，主要以美国（AMPS）、欧洲（TACS/C-Netz）、日本（JTACS）为主；2G时代主要是欧洲（GSM）和美国（CDMA）角力；3G时代，欧洲（WCDMA）主导，加上美国（CDMA2000）和中国（TD-SCDMA），除此之外，美国以Intel为首的“IT派”，加入战局，推出了技术上极具竞争力的WiMAX，由IEEE制定802.16标准，采用OFDM+MIMO技术，解决了多径干扰，提升了频谱效率，大幅增加系统吞吐量及传送距离，向“电信派”发起挑战。尽管WiMAX初期技术优势明显，但是最终由于芯片供应跟不上，终端和网络设施跟不上，产业链发展严重不足，导致最终败北给LTE，也将北电等老牌企业拖跨；4G时代，主要是FDD LTE和TDD LTE（中国主导）标准。

同样的情况，发生在车联网领域，美国主推脱胎于WIFI的DSRC标准，中国主推基于电信领域的C-V2X标准，双方在欧洲市场博弈。

借鉴WiMAX vs. LTE的案例，DSRC vs. C-V2X最终竞争的胜败不仅在于技术的优劣，更在于产业链发展的成熟度。

02

国际C-V2X标准进展

1. C-V2X标准的业务及技术演进

目前3GPP已经发布了对LTE-V2X定义的27种（3GPP TR 22.885）和5G-V2X定义的25种（3GPP TR 22.886）应用场景。

其中TR 22.885定义的27种应用场景主要实现辅助驾驶功能，包括主动安全（例如碰撞预警、紧急刹车等）、交通效率（例如车速引导）、信息服务等方面。

整合各种典型用例，对LTE-V2X有如下技术需求：

而TR 22.886主要实现自动驾驶功能，包括车辆编队、高级驾驶、扩展传感器、远程驾驶四大类功能。加上基础功能，共25种应用场景（来源《3GPP TR 22.886 V15.1.0 (2017-03)》）。

车辆编队：实现多个车辆自动编队行驶。编队中的所有车辆接收头车周期性发出的数据，以便进行编队操作。通过车辆之间的信息交互，可以使得车辆之间的间距非常小（例如几米甚至几十厘米），从而降低后车的油耗。此外编队行驶还可帮助后车实现跟随式的自动驾驶。

高级驾驶：实现半自动或全自动驾驶。每辆车或RSU将其通过传感器获得的数据共享给周边车辆，从而允许车辆协调它们的运动轨迹或操作。此外，每辆 车都与周边车辆共享其驾驶意图。这个场景可以提高驾驶安全性，提高交通效率。

扩展传感器：实现本地传感器采集的数据或实时视频数据在车辆、RSU、行人设备和V2X应用服务器之间的交换。这些数据的交互等效于扩展了车辆传感 器的探测范围，从而使车辆增强了对自身环境的感知能力，并使车辆对周边情况能有更全面的了解。

远程驾驶：实现驾驶员或驾驶程序远程驾驶车辆。该场景可用于乘客无法驾驶车辆、车辆处于危险环境等本地驾驶条件受限的情况，也可用于公共运输等行驶轨迹相对固定的场景。

整合各种典型用例，对5G-V2X有如下技术需求。

Rel-15 LTE-eV2X在与Rel-14 LTE-V2X保持兼容性的前提下，进一步提升V2X的时延、速率以及可靠性等性能，以满足更高级的V2X业务需求。其相关技术主要针对PC5增强，采用与Rel-14相同资源池设计理念和相同的资源分配格式，因此可以与Rel-14 V2X用户共存且不产生资源碰撞干扰影响。Rel-15的增强技术主要包括PC5载波聚合、64QAM高阶调制、发送分集、低时延相关技术、Mode3和Mode4资源池共享等。

到Rel-16 5G NR-V2X阶段，支持eV2X的所有业务场景。主要研究工作包括设计NR Sidelink、NR Uu接口增强、NR Uu调度NR Sidelink、V2X定位、无线接入技术选择机制、空口QoS管理技术方案、NR Sidelink与LTE Sidelink共存机制、Sidelink频段等。

2. 标准未来演进方向

一方面考虑前向兼容，Rel-16 5G NR-V2X不是取代LTE-V2X，而是增强，是在更高带宽、更低时延下提供LTE-V2X不能满足的V2X业务能力。未来基础的V2X业务可能只通过LTE-V2X进行接收或发送。因此，车企并不需要等待Rel-16的到来，而是现在就可以部署Rel-14。

一方面考虑演进到R17，可能包括UE增强（比如针对弱势道路使用者UE节能增强）、Sidelink演进（比如定位精度、容量增强、可靠性提升、2TX/2RX天线基准等）、结构间隙闭合和增强（Uu Multicast、组播增强、基于网络定位精度增强等）、MDT和SON自动增强（Sidelink QoS评估报告）等。

除此之外，还有很重要的一点是关于NR V2X工作频谱问题。待确定如下几个问题：在授权频段上，哪个3GPP（Sub-6GHz或者毫米波）NR频段将被用于NR V2X sidelink？在5.9GHz ITS频谱和其它潜在ITS频谱，什么频率范围和信道位置被用于NR V2X Sidelink？NR V2X sidelink需要多大信道带宽？

可能潜在的NR V2X工作频谱包括ITS无许可频谱（已经分配的5.9GHz，仅用于D2D，有限QoS），通用专用授权MNO频谱（高QoS）、共享频谱（例如许可共享访问，已经讨论在2.3-2.4GHz，需要大量的监管工作），其它无许可频谱等。

03

中国C-V2X标准进展

中国国家层面于2017年成立车联网产业发展专项委员会，在国家制造强国建设领导小组下设立，由工信部、发改委、科技部、财政部、公安部、交通运输部等20个部门和单位组成，负责组织制定车联网发展规划、政策和措施，协调解决车联网产业发展重大问题，统筹推进产业发展。

2018年6月，工信部与国家标准委联合印发了《国家车联网产业标准体系建设指南（总体要求）》、《国家车联网产业标准体系建设指南（信息通信）》和《国家车联网产业标准体系建设指南（电子产品和服务）》系列文件，确定到2020 年，基本建成国家车联网产业标准体系，规范车联网产业发展。2019年5月，工信部装备工业司组织全国汽标委编制了《2019年智能网联汽车标准化工作要点》，进一步贯彻落实《国家车联网产业标准体系建设指南》。

目前中国已基本完成LTE-V2X相关接入层、网络层、消息层和安全等核心技术标准，标准体系初步形成。为了推动LTE-V2X标准在汽车、交通、公安、通信行业的应用，一方面推进LTE-V2X标准转升为国标，便于跨行业采用；另一方面在汽车、交通、公安行业，开展功能要求和系统技术要求等上层标准制定。

其中包括转升《基于LTE的车联网无线通信技术 网络层技术要求》、《基于LTE的车联网无线通信技术 消息层技术要求》、《基于LTE的车联网无线通信技术 安全技术要求》、《基于LTE的车联网无线通信技术安全证书管理系统技术要求》、《基于LTE-V2X直连通信的路侧单元系统技术要求》、《面向LTE-V2X的多接入边缘计算 业务架构和总体需求》、《面向LTE-V2X的多接入边缘计算 服务能力开放和接口技术要求》为国标；制定《十字交叉路口预警、车辆编队行驶等功能应用》行标和国标等。

一开始车联网主要提供信息服务类业务，比如定位管理、基于用户行为的UBI（Usage-Based Insurance/User-Behavior Insurance）业务、以及面向B端的车队管理等。当前又回归到出行需求上，为消费者解决安全问题和效率问题。未来，车联网将赋能自动驾驶，实现协同自动驾驶和单车自动驾驶。

现在基于V2X的主要业务场景是面向交通安全类和交通效率类的。以汽车标准委员会T/CSAE 53-2017应用列表中定义的17种典型车联网应用层标准看，其中包括12种安全类业务，4类效率类业务，1类近场支付信息服务。

全力推进和落实C-V2X国际和中国的标准工作，将助力C-V2X车联网产业健康快速发展。

【欢迎大家提供行业新闻热点，商业合作请联系：18562613430】

（编辑：晋中站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!