陳山枝，葛雨明，時(shí)巖

綜述

蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用及展望

陳山枝1，葛雨明2，時(shí)巖3

（1. 中國信息通信科技集團(tuán)有限公司無線移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191； 2. 中國信息通信研究院，北京 100191； 3. 北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100876）

車聯(lián)網(wǎng)作為產(chǎn)業(yè)變革創(chuàng)新的重要催化劑，正推動(dòng)著交通管理模式、汽車產(chǎn)業(yè)形態(tài)、人們出行方式和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的深刻變化。首先分析了智慧交通和智能駕駛等對(duì)車聯(lián)網(wǎng)通信在通信速率、時(shí)延和可靠性等方面的需求與挑戰(zhàn)，進(jìn)而介紹了蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（cellular vehicle-to-everything，C-V2X）中LTE-V2X和NR-V2X的關(guān)鍵技術(shù)及其國際標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)，并指出C-V2X在全球競(jìng)爭(zhēng)中已形成超越態(tài)勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，分析了應(yīng)用C-V2X的車車協(xié)同和車路協(xié)同在智慧交通和智能駕駛中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。最后介紹了C-V2X在我國的示范應(yīng)用情況和發(fā)展展望，指出中國發(fā)展智慧交通和智能網(wǎng)聯(lián)汽車之路：將積極推進(jìn)“5G+C-V2X”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，探索基于車聯(lián)網(wǎng)的“聰明的車、智慧的路、協(xié)同的云”發(fā)展模式，進(jìn)而支撐我國達(dá)成“碳達(dá)峰”與“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)。

5G；C-V2X；LTE-V2X；NR-V2X；智慧交通；智能網(wǎng)聯(lián)汽車

1 車聯(lián)網(wǎng)通信需求、挑戰(zhàn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

車聯(lián)網(wǎng)（vehicle-to-everything，V2X）技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛與周邊環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)的全方位通信，包括車與車（vehicle-to-vehicle，V2V）、車與路（vehicle-to- infrastructure，V2I）、車與人（vehicle-to-pedestrian，V2P）、車與網(wǎng)絡(luò)（vehicle-to-network，V2N）等，為汽車駕駛和交通管理應(yīng)用提供環(huán)境感知、信息交互與協(xié)同控制能力[1-5]。

車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從道路安全類、交通效率類、信息服務(wù)類等基本應(yīng)用向智慧交通、自動(dòng)駕駛等增強(qiáng)應(yīng)用演進(jìn)，具有多樣化的通信性能需求。在基本應(yīng)用中，道路安全類對(duì)通信性能要求最高，以高頻度、低時(shí)延、高可靠為主要需求[1,6]；信息服務(wù)類（如下載地圖、視頻）具有帶寬需求，但時(shí)延要求不高。車聯(lián)網(wǎng)增強(qiáng)應(yīng)用需要支持車輛編隊(duì)行駛、半/全自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程駕駛、傳感器擴(kuò)展等場(chǎng)景，因此提出了更嚴(yán)苛的通信需求，如極低的通信時(shí)延、極高的可靠性、更大的傳輸速率、更遠(yuǎn)的通信范圍，以及支持更高的移動(dòng)速度等[7-8]。

為了支持多樣化的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)。車輛的高速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致車輛作為通信節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂懈咚賱?dòng)態(tài)性與時(shí)空復(fù)雜性、引入更大的多普勒頻偏、無線傳播環(huán)境復(fù)雜快時(shí)變[5]；高密度、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的車車通信受資源碰撞、遠(yuǎn)近效應(yīng)等的影響，干擾環(huán)境更加復(fù)雜。

為此，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界開展了車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)的研究。目前，車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有兩大類：DSRC（dedicated short range communication，即IEEE 802.11p）標(biāo)準(zhǔn)、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（cellular vehicle-to-everything，C-V2X）標(biāo)準(zhǔn)。

DSRC的IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)是在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增強(qiáng)設(shè)計(jì)的車聯(lián)網(wǎng)無線接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，支持V2X直通通信，已進(jìn)行十多年的研究；但相關(guān)研究與測(cè)試表明，其在車輛密集時(shí)通信時(shí)延大、可靠性低。蜂窩移動(dòng)通信（如4G LTE和5G）技術(shù)具有覆蓋廣、容量大、可靠性高、移動(dòng)性好的優(yōu)點(diǎn)，具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，能滿足車聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程信息服務(wù)（telematics）和娛樂信息服務(wù)需求。但其針對(duì)以人為主的通信場(chǎng)景、技術(shù)特點(diǎn)、通信性能等，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、較低通信頻度、通信對(duì)象已知，仍然與車聯(lián)網(wǎng)的多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信、通信頻度高、通信對(duì)象隨機(jī)突發(fā)等特點(diǎn)具有明顯差異；由于端到端通信時(shí)延大，無法滿足車車、車路間的低時(shí)延通信要求。可見，無論是單一的蜂窩通信，還是基于IEEE 802.11p的通信制式，各具優(yōu)、缺點(diǎn)，但均無法滿足車聯(lián)網(wǎng)通信需求[9]。

蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)在此背景下應(yīng)運(yùn)而生。本文第一作者及其大唐團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外最早提出融合蜂窩通信與直通通信的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概念，即基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（LTE-V2X）[2,4,10]，奠定了C-V2X系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)路線。C-V2X以蜂窩通信技術(shù)為基礎(chǔ)，通過技術(shù)創(chuàng)新具備V2X直通通信能力，既能解決車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的低時(shí)延、高可靠通信難題，又能夠利用已有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)部署支持信息服務(wù)類業(yè)務(wù)，并利用移動(dòng)通信的產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低成本。

產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界針對(duì)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)、測(cè)試、評(píng)估、應(yīng)用方面開展了大量的工作。目前C-V2X相比IEEE 802.11p，在國際技術(shù)與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中已形成明顯的超越態(tài)勢(shì)。我國已開展了C-V2X應(yīng)用需求研究、技術(shù)研究、設(shè)備研發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推動(dòng)、應(yīng)用推廣等相關(guān)工作。我國工業(yè)和信息化部（以下簡稱“工信部”）于2018年11月率先在全球正式發(fā)布5 905～5 925 MHz的車聯(lián)網(wǎng)直連通信頻率規(guī)劃。美國近年也在加利福尼亞州圣迭戈、密西根州底特律、科羅拉多州、猶他州、舊金山、亞特蘭大、匹茲堡等地開展了一系列C-V2X的測(cè)試與試點(diǎn)工作。2020年11月，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（Federal Communications Commission，F(xiàn)CC）決定取消已分配給DSRC的5.9 GHz頻段的所有75 MHz帶寬，將其中5 895～5 925 MHz共30 MHz帶寬分配給C-V2X[11]，表明美國政府正式放棄DSRC，轉(zhuǎn)向C-V2X技術(shù)路線。

2 蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)

為了支持多樣化的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，針對(duì)上述挑戰(zhàn)，國際/國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化組織、產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界開展了C-V2X關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究。另外，C-V2X技術(shù)與智慧交通、智能駕駛等領(lǐng)域融合發(fā)展、協(xié)同演進(jìn)，跨領(lǐng)域的C-V2X融合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善。

2.1 C-V2X關(guān)鍵技術(shù)

C-V2X是融合蜂窩通信與直通通信的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。C-V2X提供兩種互補(bǔ)的通信模式：一種是直通模式，終端間通過直通鏈路（PC5接口）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不經(jīng)過基站，實(shí)現(xiàn)V2V、V2I、V2P等直通通信，支持蜂窩覆蓋內(nèi)和蜂窩覆蓋外兩種場(chǎng)景；另一種是蜂窩模式，沿用傳統(tǒng)蜂窩通信模式，使用終端和基站之間的Uu接口實(shí)現(xiàn)V2N通信，并可實(shí)現(xiàn)基于基站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)V2V、V2I、V2P通信。隨著蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)從4G到5G的演進(jìn)，C-V2X又包括LTE-V2X和NR-V2X[12-14]。

在系統(tǒng)架構(gòu)方面，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)C-V2X蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)、覆蓋外通信場(chǎng)景的靈活支持，以及為各類車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供差異化的服務(wù)質(zhì)量（quality of service，QoS），C-V2X系統(tǒng)架構(gòu)除了引入實(shí)現(xiàn)直通通信的PC5接口外，還引入新的邏輯網(wǎng)元VAS（V2X application server）和對(duì)應(yīng)接口。并針對(duì)V2X管控和安全需求，在LTE-V2X中引入核心網(wǎng)網(wǎng)元VCF（V2X control function）[15]，在NR-V2X中對(duì)PCF（policy control function）、AMF（access and mobility management function）等實(shí)體進(jìn)行了適應(yīng)性擴(kuò)展[16]。

在無線傳輸方面，幀結(jié)構(gòu)是無線通信制式的基礎(chǔ)框架。C-V2X借鑒蜂窩通信的幀結(jié)構(gòu)，并結(jié)合車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)（如車輛高速運(yùn)動(dòng)引發(fā)的多普勒頻偏問題等）和5.9 GHz高載頻下的直通通信特性進(jìn)行了改進(jìn)。LTE-V2X采用導(dǎo)頻加密方法[17]等以應(yīng)對(duì)車輛相對(duì)高速運(yùn)動(dòng)及車輛自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇焖僮兓奶魬?zhàn)；并在NR-V2X中支持兩列到四列的自適應(yīng)導(dǎo)頻參考信號(hào)模式，可應(yīng)用于不同行駛速度場(chǎng)景和不同的參數(shù)集配置。LTE-V2X支持廣播通信方式以滿足道路安全類應(yīng)用的信息廣播需求；NR-V2X還擴(kuò)展支持直通鏈路的單播和多播通信方式[16]，用于支持輔助交互的業(yè)務(wù)需求。LTE-V2X支持混合自動(dòng)重傳（hybrid automatic repeat request，HARQ）的盲重傳，NR-V2X引入自適應(yīng)重傳機(jī)制，實(shí)現(xiàn)比廣播機(jī)制更高的可靠性。在調(diào)制方面，NR-V2X引入了高階調(diào)制（最高可以是256QAM）和空間復(fù)用的多天線傳輸機(jī)制（最大支持2層空間復(fù)用），以支持更高的傳輸速率。

在接入控制和資源調(diào)度方面，C-V2X支持兩種資源調(diào)度方式：基站調(diào)度方式和終端自主資源選擇方式。LTE-V2X最早提出這兩種模式，NR-V2X沿用并進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)。在基站調(diào)度方式（即LTE-V2X的模式3和NR-V2X的模式1）中，基站調(diào)度V2X終端在直通鏈路的傳輸資源，能夠有效避免資源沖突、解決隱藏節(jié)點(diǎn)問題。在終端自主資源選擇方式（即LTE-V2X的模式4和NR-V2X的模式2）中，C-V2X采用分布式資源調(diào)度機(jī)制。對(duì)于周期性特征明顯的道路安全等V2X業(yè)務(wù)，采用感知信道與半持續(xù)調(diào)度（semi-persistent scheduling，SPS）結(jié)合的資源分配機(jī)制[18-23]。充分利用V2X業(yè)務(wù)的周期性特點(diǎn)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)預(yù)約周期性的傳輸資源來承載待發(fā)送的周期性V2X業(yè)務(wù)，有助于接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資源狀態(tài)感知和沖突避免，提高了資源利用率，提升了傳輸可靠性。對(duì)于非周期性業(yè)務(wù)，采用感知與單次傳輸結(jié)合的資源分配機(jī)制，但由于無法預(yù)測(cè)和預(yù)約未來的資源占用，資源碰撞概率較大。

在同步機(jī)制方面，為了減少系統(tǒng)干擾，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一定時(shí)，C-V2X支持基站、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（global navigation satellite system，GNSS）、終端作為同步源的多源異構(gòu)同步機(jī)制[24-25]。由基站配置同步源和同步方式，覆蓋外采用預(yù)配置方式確定同步源，以便實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的同步定時(shí)。

圖1 C-V2X標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)[9]

2.2 C-V2X核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)

國際標(biāo)準(zhǔn)方面，C-V2X技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)可以分為兩個(gè)階段：LTE-V2X和NR-V2X，如圖1所示。

LTE-V2X由3GPP Rel-14和Rel-15技術(shù)規(guī)范定義。其中，Rel-14在蜂窩通信中引入了支持V2X短距離直通通信的PC5接口，支持面向基本道路安全業(yè)務(wù)的通信需求，主要實(shí)現(xiàn)輔助駕駛功能，已于2017年3月完成。3GPP Rel-15技術(shù)規(guī)范定義對(duì)LTE-V2X直通鏈路進(jìn)行了增強(qiáng)，包括多載波操作、高階調(diào)制（64QAM）、發(fā)送分集和時(shí)延縮減等新技術(shù)特性，于2018年6月完成。

NR-V2X研究基于5G新空口（new radio，NR）的PC5接口和Uu接口增強(qiáng)，主要用于支持車輛編隊(duì)行駛、遠(yuǎn)程駕駛、傳感器擴(kuò)展等高級(jí)V2X業(yè)務(wù)需求。3GPP于2019年3月完成了Rel-16 NR-V2X的研究課題，于2020年6月完成了Rel-16 NR-V2X標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目。后續(xù)仍將在Rel-17研究弱勢(shì)道路參與者的應(yīng)用場(chǎng)景，研究直通鏈路中終端節(jié)電機(jī)制、節(jié)省功耗的資源選擇機(jī)制，并開展終端之間資源協(xié)調(diào)機(jī)制的研究以提高直通鏈路的可靠性和降低傳輸?shù)臅r(shí)延。

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方面，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（China Communications Standards Association，CCSA）圍繞互聯(lián)互通和基礎(chǔ)支撐，體系化布局并完成了C-V2X總體架構(gòu)、空中接口、網(wǎng)絡(luò)層與消息層、多接入邊緣計(jì)算、安全等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作[26]。

在C-V2X融合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面，在國家制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專委會(huì)指導(dǎo)下，工信部、公安部、交通運(yùn)輸部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合組織制定并發(fā)布《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》（以下簡稱“建設(shè)指南”）及各分冊(cè)，促進(jìn)C-V2X技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在汽車、交通、公安等跨行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。相應(yīng)地，汽車、通信、智能運(yùn)輸系統(tǒng)、道路交通管理等相關(guān)各領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)正在加快開展重要標(biāo)準(zhǔn)制訂工作。

3 基于C-V2X的車車協(xié)同和車路協(xié)同在智慧交通和智能駕駛的優(yōu)勢(shì)分析及應(yīng)用

C-V2X是智慧交通和智能駕駛的關(guān)鍵使能技術(shù)。目前，無論是汽車領(lǐng)域的自動(dòng)駕駛分級(jí)[27]，還是交通領(lǐng)域的道路網(wǎng)聯(lián)化、智能化，都迫切需要C-V2X為其提供基礎(chǔ)性的通信和連接支撐能力，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)分級(jí)中所需要的信息實(shí)時(shí)共享與交互、協(xié)同感知和協(xié)同控制。例如，自動(dòng)駕駛分級(jí)中，根據(jù)駕駛操作的控制主體、環(huán)境感知主體、應(yīng)用場(chǎng)景等，分無自動(dòng)化、輔助駕駛、部分自動(dòng)駕駛、有條件自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛、完全自動(dòng)駕駛。在自動(dòng)駕駛的逐級(jí)演進(jìn)和不同的道路網(wǎng)聯(lián)化、智能化水平中，C-V2X所發(fā)揮的作用，從車車、車路、車云間的信息實(shí)時(shí)共享與交互，發(fā)展至實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多域、多源數(shù)據(jù)的協(xié)同感知，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)的協(xié)同智能控制。

3.1 C-V2X在智慧交通和智能駕駛中的優(yōu)勢(shì)分析

C-V2X作為智慧交通和智能駕駛的重要使能技術(shù)，與移動(dòng)邊緣計(jì)算（mobile edge computing，MEC）等其他5G關(guān)鍵技術(shù)一起，與依賴車載感知與計(jì)算設(shè)備的單車智能技術(shù)相比，能夠以更低的成本為智慧交通和智能駕駛提供更廣泛、更精確的信息感知，以及更強(qiáng)大的網(wǎng)聯(lián)智能。

（1）更廣泛、更精確的信息感知

僅依賴單車多傳感器的感知技術(shù)，存在感知范圍受限、成本昂貴、在惡劣天氣和亮度突變等場(chǎng)景下感知魯棒性差、時(shí)空同步困難等缺陷。C-V2X提供低時(shí)延、高可靠的V2X通信能力保障，使得汽車可以在絕大多數(shù)條件下，有效、準(zhǔn)確地獲取紅綠燈狀態(tài)與時(shí)長、道路標(biāo)志標(biāo)識(shí)、路段交通突發(fā)事件等實(shí)時(shí)信息，以及在出入隧道等極端情況下的交通實(shí)時(shí)信息，以幫助識(shí)別和警告人類駕駛員或機(jī)器控制可能忽視的其他危險(xiǎn)。

此外，將單車感知通過C-V2X擴(kuò)展為多車協(xié)作感知，即車車協(xié)同，進(jìn)一步將車車協(xié)同擴(kuò)展為異構(gòu)多域的車路協(xié)同感知，并結(jié)合移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大數(shù)據(jù)量融合/處理后的、更大范圍的信息傳播，從而滿足非視距盲區(qū)感知（如十字交叉路口、出入匝道口等）、有遮擋情況下（如前方貨車、車輛編隊(duì)等）的感知需求。基于C-V2X的車車與車路協(xié)同感知和單車感知在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的比較見表1。

（2）更強(qiáng)大的網(wǎng)聯(lián)智能

在單車智能的自動(dòng)駕駛技術(shù)路線中，主要依賴車載計(jì)算設(shè)備的智能處理能力，存在算力需求隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別上升呈指數(shù)級(jí)增長、成本高昂等明顯缺陷?；贑-V2X構(gòu)建網(wǎng)聯(lián)智能，實(shí)現(xiàn)由車載計(jì)算設(shè)備、路側(cè)邊緣計(jì)算設(shè)備和中心云計(jì)算設(shè)備構(gòu)成的分級(jí)、網(wǎng)絡(luò)化智能決策與控制。其中，C-V2X提供計(jì)算任務(wù)與數(shù)據(jù)、決策結(jié)果、控制指令的低時(shí)延、高可靠傳輸能力。

表1 基于C-V2X的車車與車路協(xié)同感知和單車感知在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的比較

注：AEB（autonomous emergency braking）：自動(dòng)緊急制動(dòng)；LDW（lane departure warning）：車道偏移預(yù)警；ADAS（advanced driving assistance system）：高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)；AVP（automated valet parking）：自動(dòng)代客泊車；CACC（cooperative adaptive cruise control）：協(xié)同自適應(yīng)巡航控制

在部分復(fù)雜交通規(guī)則的場(chǎng)景下（如交替通行），考慮到單車自動(dòng)駕駛對(duì)于規(guī)則執(zhí)行通常出于保守的原則，可能會(huì)做出低于人類駕駛員效率的決策（如在車道中持續(xù)等待）。若采用網(wǎng)聯(lián)智能方案，一方面車輛可以更好地理解規(guī)則、做出更有效率的決策（如按照交替通行的原則合流）；另一方面車輛可將決策信息通知周圍車輛，更好地提醒有關(guān)車輛注意讓行，特別是應(yīng)用在高優(yōu)先路權(quán)車輛（救護(hù)、消防、公安等緊急車輛）中。

（3）系統(tǒng)邊際成本優(yōu)勢(shì)

單車智能的車用零部件研發(fā)成本隨汽車安全完整性等級(jí)（automotive safety integration level，ASIL）指數(shù)增長。目前高度自動(dòng)化的自動(dòng)駕駛測(cè)試車主要由高精度毫米波/激光雷達(dá)、視頻傳感、高精度定位系統(tǒng)、車載計(jì)算平臺(tái)、通信及計(jì)算芯片和車機(jī)本身構(gòu)成，制造、維護(hù)、測(cè)試等成本很高，存在單車智能的傳感器數(shù)量多、精度要求高、計(jì)算復(fù)雜且算力要求高等問題。若路側(cè)具備智能感知能力，通過車車及車路協(xié)同的網(wǎng)聯(lián)智能，降低對(duì)單車智能的能力要求。在此背景下，路側(cè)感知和V2X屬于共用基礎(chǔ)設(shè)施，單一路口和關(guān)鍵路段的路側(cè)設(shè)備可以同時(shí)服務(wù)數(shù)十到上百輛車，存在明顯成本分?jǐn)傂?yīng)，綜合有利于降低單車智能化成本。隨著路側(cè)單元（roadside unit，RSU）和路側(cè)感知設(shè)備、MEC設(shè)備的規(guī)?；采w建設(shè)，安裝C-V2X功能的汽車達(dá)到一定的滲透率，系統(tǒng)的邊際成本將快速下降，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著。

3.2 基于C-V2X的車路協(xié)同在智慧交通和智能駕駛的應(yīng)用

值得注意的是，C-V2X技術(shù)的應(yīng)用，必將經(jīng)歷不同的發(fā)展階段，從重點(diǎn)提升道路安全和交通效率逐步向自動(dòng)駕駛應(yīng)用演進(jìn)。

（1）智能輔助駕駛提升道路安全和交通效率是當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展重點(diǎn)

從提升道路安全的角度，在有人駕駛下，C-V2X實(shí)現(xiàn)車輛與車輛或者路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施之間實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)超視距、低時(shí)延、高可靠的道路安全相關(guān)信息感知，從而實(shí)現(xiàn)十字交叉路口碰撞預(yù)警、緊急剎車預(yù)警等車輛行駛安全應(yīng)用。以十字交叉路口為例，美國、加拿大等國的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，高達(dá)近50%的交通事故發(fā)生在交叉路口或與路口相關(guān)[28-29]，是道路安全中極具挑戰(zhàn)性的場(chǎng)景[30-31]。在十字交叉路口碰撞預(yù)警應(yīng)用中，車輛廣播基本安全消息，攜帶自身身份、定位、運(yùn)行狀態(tài)、軌跡等信息，交叉路口其他方向來車通過接收信息進(jìn)行行駛決策。再如，山區(qū)高速公路彎道較多，特別是在上、下匝道區(qū)域，由于道路線型、山體遮擋的影響，車輛無法及時(shí)獲取前方道路信息，一旦有停車、行人、遺撒等異常情況發(fā)生，容易發(fā)生交通事故。路側(cè)感知設(shè)備可以對(duì)彎道區(qū)域的交通參與者和路面情況進(jìn)行探測(cè)與分析，并將異常情況通過RSU進(jìn)行廣播，對(duì)車輛進(jìn)行盲區(qū)感知補(bǔ)充，有利于車輛駕駛者進(jìn)行路徑規(guī)劃、避免交通事故。

從提升交通效率的角度，基于C-V2X通信，經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)化改造的交通信號(hào)燈或電子標(biāo)志標(biāo)識(shí)等基礎(chǔ)設(shè)施可將交通管理與指示信息通過RSU告知車輛，實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)通行、車速引導(dǎo)等出行效率提升應(yīng)用。以誘導(dǎo)通行為例，交通燈信號(hào)機(jī)可通過RSU將燈色狀態(tài)與配時(shí)等信息實(shí)時(shí)傳遞給周圍的行駛車輛，為車輛駕駛決策是否通過路口以及對(duì)應(yīng)的通行速度提供相應(yīng)依據(jù)，并且可以在一定程度上避免闖紅燈事故的發(fā)生。另外，車輛可以與交通基礎(chǔ)設(shè)施互動(dòng)，交通信號(hào)燈動(dòng)態(tài)支持高優(yōu)先路權(quán)車輛（救護(hù)、消防、公安等緊急車輛及滿載的公交車輛等）的優(yōu)先通行。

（2）支持分階段演進(jìn)的自動(dòng)駕駛是車聯(lián)網(wǎng)中長期目標(biāo)

自動(dòng)駕駛發(fā)展需要智能化與網(wǎng)聯(lián)化協(xié)同發(fā)展，單獨(dú)使用單車智能難以支撐自動(dòng)駕駛，特別是應(yīng)對(duì)極端情況（corner case）和成本難題。基于C-V2X提供的通信和連接能力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化，并協(xié)同單車的智能控制管理，支撐自動(dòng)駕駛中所需要的信息實(shí)時(shí)共享與交互、協(xié)同感知和協(xié)同控制。前述用于輔助駕駛階段的車車和車路協(xié)同基本功能在自動(dòng)駕駛中仍然是必要的。對(duì)于自動(dòng)駕駛階段，基于C-V2X的車車和車路協(xié)同可產(chǎn)生的直接影響包括且不限于以下情景。

● 自動(dòng)駕駛的應(yīng)用場(chǎng)景將由限定區(qū)域的復(fù)雜路口和復(fù)雜路段擴(kuò)展至全路段、全部路口，支持協(xié)同感知、協(xié)同決策與控制，保障行駛安全、提高交通效率。如有研究表明，如果所有車輛都使用防撞傳感器以及車車（V2V）通信技術(shù)，則高速公路的有效通行能力將提高273%[32]。

● 極端危險(xiǎn)情況下的遠(yuǎn)程遙控駕駛：借助于通信和遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過獲取車輛的行駛狀態(tài)和周邊交通環(huán)境信息，實(shí)時(shí)發(fā)送指令控制遠(yuǎn)在幾十甚至幾百千米之外的車輛，完成啟動(dòng)、加/減速、轉(zhuǎn)向等真實(shí)駕駛操作，避免極端事故發(fā)生[33]，以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛發(fā)生事故發(fā)生后的遠(yuǎn)程接管和處理。

● 緊急車輛避讓：通過V2V通信，對(duì)于識(shí)別到的救護(hù)、消防、公安等緊急車輛（高優(yōu)先路權(quán)車輛）實(shí)現(xiàn)緊急避讓，雖然通過單車智能也可以做到，但是有若干缺陷，首先，只能是相鄰車輛；其次，無法保證識(shí)別的準(zhǔn)確率，識(shí)別算法的優(yōu)劣不同，可能導(dǎo)致識(shí)別速度緩慢，消息失去時(shí)效性。V2V通信收發(fā)的消息本身包含車輛身份信息，可以對(duì)車輛的身份進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)先級(jí)管理的應(yīng)用服務(wù)，甚至可以實(shí)時(shí)讓出一個(gè)緊急車道。

● 編隊(duì)行駛：區(qū)別于協(xié)同式自適應(yīng)巡航控制（cooperative adaptive cruise control，CACC），利用C-V2X通信的低時(shí)延、高可靠通信能力，編隊(duì)車輛通過直通通信實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互。編隊(duì)成員車輛可以在最短時(shí)間內(nèi)接收到頭車/前車的駕駛策略與駕駛狀態(tài)信息，進(jìn)行同步加速、剎車等操作，從而保持預(yù)期的編隊(duì)構(gòu)型和編隊(duì)的穩(wěn)定性，可減少編隊(duì)中成員車輛的空氣阻力，有效降低車輛燃油消耗。

● “智能路口”-“城市大腦”：借助于V2X通信、多級(jí)計(jì)算平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛車輛在交叉路口的優(yōu)化控制，包含路口車車碰撞預(yù)警、人車碰撞預(yù)警、紅綠燈信息獲取、車速引導(dǎo)及綠波通行等路口優(yōu)化應(yīng)用，有效提升交通效率，進(jìn)一步降低交通擁堵，提升市民的幸福感。

可以預(yù)期，C-V2X在自動(dòng)駕駛中的應(yīng)用將經(jīng)歷兩個(gè)發(fā)展階段[3]：封閉區(qū)域或指定道路的中低速無人駕駛、全場(chǎng)景全天候開放道路的無人駕駛。

封閉區(qū)域（港口、機(jī)場(chǎng)、礦區(qū)、工業(yè)園區(qū)、廠區(qū)等）和指定道路中低速無人駕駛需要LTE-V2X PC5接口和5G蜂窩（Uu）的支持，并與區(qū)域部署的MEC相結(jié)合[3]。目前產(chǎn)業(yè)界已開展一系列商用實(shí)踐，如神華寶日希勒露天煤礦的網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛礦卡、蘇州相城區(qū)高鐵新城的自動(dòng)駕駛清掃車、天津港的自動(dòng)駕駛港口集卡、上汽通用五菱工廠的自動(dòng)駕駛工廠物流等。另外，深圳在“獨(dú)立立法權(quán)”的支持下，即將允許無人環(huán)衛(wèi)車規(guī)?；\(yùn)營；還有指定道路的高級(jí)別自動(dòng)駕駛，如百度在長沙和北京亦莊等開展的Robotaxi，目前車上配有安全員。

全場(chǎng)景全天候開放道路的無人駕駛需要NR-V2X PC5接口和5G蜂窩（Uu）支持，與廣泛部署的MEC融合提供開放道路的廣域協(xié)同決策和控制能力[3]，是長遠(yuǎn)目標(biāo)，需要政策法規(guī)的完善和長期的測(cè)試過程。

目前，單車智能化的成本較高。通過網(wǎng)聯(lián)智能化的推進(jìn)，可以有效降低單車智能成本。此外，隨著越來越多的智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，將衍生出更多的應(yīng)用服務(wù)類應(yīng)用，例如實(shí)時(shí)的交通誘導(dǎo)、實(shí)時(shí)的道路事故/工程提醒、實(shí)時(shí)的路段天氣播報(bào)（如高速公路團(tuán)霧等）、出行即服務(wù)（mobility as a service，MaaS）等，有助于推行商業(yè)模式創(chuàng)新和可持續(xù)的行業(yè)生態(tài)體系，以及通過車聯(lián)網(wǎng)支撐汽車行業(yè)和交通行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提供低碳汽車產(chǎn)品及降低交通事故和提升交通效率等應(yīng)用，從而支撐我國“碳達(dá)峰”與“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的有效達(dá)成。

4 我國基于C-V2X的車路云協(xié)同發(fā)展模式和展望

我國政府長期堅(jiān)持智能化與網(wǎng)聯(lián)化協(xié)同發(fā)展路徑，充分發(fā)揮我國信息通信產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)汽車、交通傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并促進(jìn)形成新的產(chǎn)業(yè)集聚，已積極影響到國際社會(huì)的技術(shù)路徑選擇。

4.1 部委協(xié)同，明確車聯(lián)網(wǎng)與車路協(xié)同發(fā)展路徑

我國已將車聯(lián)網(wǎng)提升到國家戰(zhàn)略高度，國務(wù)院及相關(guān)部委對(duì)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)、戰(zhàn)略布局和發(fā)展規(guī)劃，并形成系統(tǒng)的組織保障和工作體系，中國與車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的重要政策見表2。

進(jìn)入2021年以來，我國在車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頂層規(guī)劃、部際協(xié)調(diào)以及跨行業(yè)試點(diǎn)示范方面取得良好進(jìn)展。2021年3月11日，十三屆全國人大四次會(huì)議表決通過了關(guān)于國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的決議。規(guī)劃中明確指出，要統(tǒng)籌推進(jìn)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，積極穩(wěn)妥發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)。2021年4月，國家制造強(qiáng)國建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專委會(huì)第四次全體會(huì)議在京召開，強(qiáng)調(diào)要加快車聯(lián)網(wǎng)部署應(yīng)用。2021年9月8日，工信部啟動(dòng)了車聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證和安全信任試點(diǎn)項(xiàng)目，包括新能源和智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證、安全信任體系建設(shè)等61個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，有逾300家單位參與到試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)中，涵蓋了汽車、通信、密碼、互聯(lián)網(wǎng)等跨領(lǐng)域企業(yè)以及地方車聯(lián)網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營主體等。2021年11月，工信部發(fā)布了《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，在規(guī)劃中有24處提到車聯(lián)網(wǎng)，并明確推動(dòng)C-V2X與5G網(wǎng)絡(luò)、智慧交通、智慧城市等統(tǒng)籌建設(shè)，加快在主要城市道路的規(guī)?；渴?，探索在部分高速公路路段試點(diǎn)應(yīng)用；協(xié)同汽車、交通等行業(yè)，加速車聯(lián)網(wǎng)終端用戶滲透。

表2 中國與車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的重要政策

4.2 行業(yè)組織積極推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通測(cè)試及產(chǎn)業(yè)成熟

IMT-2020（5G）推進(jìn)組C-V2X工作組等行業(yè)組織，近幾年持續(xù)組織C-V2X互聯(lián)互通應(yīng)用實(shí)踐活動(dòng)，加快驗(yàn)證中國C-V2X全協(xié)議棧標(biāo)準(zhǔn)的有效性，促進(jìn)C-V2X產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)協(xié)同研發(fā)和測(cè)試，為推動(dòng)國內(nèi)C-V2X大規(guī)模應(yīng)用部署和產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。2018年起連續(xù)舉辦的“三跨”“四跨”等C-V2X互聯(lián)互通應(yīng)用實(shí)踐活動(dòng)見表3。

4.3 先導(dǎo)性應(yīng)用助力探索技術(shù)成熟和模式創(chuàng)新

工信部、公安部、交通運(yùn)輸部等協(xié)同推動(dòng)跨部門合作與部省合作，支持車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)、先導(dǎo)區(qū)建設(shè)，在城市、高速等不同場(chǎng)景規(guī)?；渴疖嚶?lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，推廣車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地。目前工信部已批復(fù)支持江蘇（無錫）、天津（西青）、湖南（長沙）、重慶（兩江新區(qū)）創(chuàng)建國家級(jí)車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)，結(jié)合創(chuàng)建城市自身的特點(diǎn)，將在高速公路、城市道路等不同道路環(huán)境規(guī)模部署C-V2X網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合5G和智慧城市建設(shè)，完成重點(diǎn)區(qū)域交通設(shè)施車聯(lián)網(wǎng)功能改造和核心系統(tǒng)能力提升，豐富車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，帶動(dòng)全路網(wǎng)規(guī)模部署，建立健康可持續(xù)的建設(shè)和運(yùn)營模式，構(gòu)建開放融合、創(chuàng)新發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。國內(nèi)其他城市，如廣東廣州、廣西柳州、四川成都、安徽合肥、浙江德清等地，也在積極地籌備建設(shè)過程當(dāng)中。截至2021年7月，全國共開放3 500多千米測(cè)試道路，道路測(cè)試總里程超過700萬千米。

表3 C-V2X互聯(lián)互通應(yīng)用實(shí)踐活動(dòng)

國內(nèi)的企業(yè)也積極探索C-V2X的技術(shù)落地與模式創(chuàng)新，開展了一系列商用實(shí)踐活動(dòng)。從出行服務(wù)到貨物運(yùn)輸、干線物流、無人配送、礦山重載等，應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大。例如，中國信息通信科技集團(tuán)有限公司的大唐高鴻公司與中國交通建設(shè)股份有限公司聯(lián)合在G5021石渝高速進(jìn)行了全路網(wǎng)的車路協(xié)同示范改造，成為全球首條已建成并實(shí)際運(yùn)營的C-V2X復(fù)雜高速公路?；贑-V2X的車路協(xié)同實(shí)現(xiàn)了多維的交通運(yùn)行數(shù)字感知應(yīng)用、行車主動(dòng)安全應(yīng)用、路運(yùn)一體化協(xié)同應(yīng)用、車路協(xié)同高精度定位應(yīng)用和應(yīng)急指揮調(diào)度應(yīng)用，為提升道路行車安全、通行效率提供了有力支撐。再如，中國信息通信科技集團(tuán)有限公司的大唐移動(dòng)和廈門市交通運(yùn)輸局、廈門市公交公司聯(lián)合建設(shè)了廈門快速公交系統(tǒng)（bus rapid transit，BRT）智能網(wǎng)聯(lián)車路協(xié)同系統(tǒng)。廈門BRT是國內(nèi)第一條面向商用的車路協(xié)同智慧公交，利用C-V2X與5G技術(shù)，提供了超視距防碰撞、精準(zhǔn)?？?、最優(yōu)車速行駛、路口盲區(qū)檢測(cè)等多項(xiàng)特色應(yīng)用，能夠有效降低油耗15%左右，提高車輛行駛安全及交通效率。

4.4 地方政府積極出臺(tái)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展利好政策

在國家政策指導(dǎo)下，各地結(jié)合自身發(fā)展需求和產(chǎn)業(yè)條件出臺(tái)了積極推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的政策。例如，江蘇省編制形成江蘇省車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)分解表（2020—2021年），明確了推動(dòng)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行動(dòng)指南；天津市發(fā)布車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃，提出加快LTE網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造和5G規(guī)?；渴穑嵘齃TE-V2X網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平，建設(shè)基于LTE-V2X無線通信關(guān)鍵技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。北京市發(fā)布《北京市智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)方案（2019年—2022年）》，提出部署智能路網(wǎng)試點(diǎn)改造工程，規(guī)劃建設(shè)衛(wèi)星地面增強(qiáng)站、LTE-V2X、NR-V2X路側(cè)單元。另外，長沙市發(fā)布智能汽車產(chǎn)業(yè)“火炬計(jì)劃”和“頭羊計(jì)劃”、廣州市發(fā)布廣州市加快推進(jìn)數(shù)字新基建發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃、四川省發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的通知》，河北、上海、湖北武漢、浙江德清、廣東深圳等其他省市地區(qū)也發(fā)布了與車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的推進(jìn)政策。

4.5 “5G+車聯(lián)網(wǎng)”的新基建，探索“聰明的車”“智慧的路”“協(xié)同的云”發(fā)展模式

在路側(cè)，截至2021年10月底，江蘇（無錫）、天津（西青）、湖南（長沙）、重慶（兩江新區(qū)）4個(gè)車聯(lián)網(wǎng)國家級(jí)先導(dǎo)區(qū)在700余千米的高速和城市道路上，再加上其他城市，共計(jì)部署了4 000余臺(tái)RSU，在全國其他城市也有不同程度的部署。同時(shí)，中國信息通信研究院正在積極建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)統(tǒng)計(jì)平臺(tái)，匯聚國內(nèi)各車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)、先導(dǎo)區(qū)及高速公路沿線中已經(jīng)建設(shè)運(yùn)營的車聯(lián)網(wǎng)C-V2X基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，周期性匯總形成報(bào)表，支撐國家級(jí)車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)創(chuàng)建相關(guān)工作的開展。

在車端，新車前裝C-V2X在2020年開始提速。到2021年上半年，已有十多家車企宣布C-V2X量產(chǎn)車型計(jì)劃，包括一汽紅旗、上汽通用、上汽奧迪、福特汽車、長城汽車、廣汽、北汽、吉利、蔚來等。業(yè)界預(yù)測(cè)，2025年，C-V2X的新車搭載率將達(dá)到50%[42]。

建設(shè)“5G+C-V2X”新型基礎(chǔ)設(shè)施，將助力解決車聯(lián)網(wǎng)車載終端滲透率低、路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營模式不清晰等一系列問題，為中國發(fā)展智能駕駛和智慧交通，探索出一條具有中國特色的“聰明的車”“智慧的路”“協(xié)同的云”的發(fā)展模式。

5 結(jié)束語

本文以分析車聯(lián)網(wǎng)的通信需求與挑戰(zhàn)為基礎(chǔ)，介紹了C-V2X系統(tǒng)架構(gòu)與核心關(guān)鍵技術(shù)，以及國際、國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)。針對(duì)基于C-V2X的車車協(xié)同和車路協(xié)同在智慧交通和智能駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用，分析其在信息感知、網(wǎng)聯(lián)智能和成本方面的優(yōu)勢(shì)，以及從重點(diǎn)提升道路安全和交通效率逐步向自動(dòng)駕駛應(yīng)用演進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)。最后，介紹了國家及地方政策、先導(dǎo)應(yīng)用與示范驗(yàn)證，并展望中國發(fā)展智慧交通和智能駕駛之路：將積極推進(jìn)“5G+車聯(lián)網(wǎng)”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，探索基于車聯(lián)網(wǎng)的“聰明的車”“智慧的路”“協(xié)同的云”的車路云協(xié)同發(fā)展模式。

鳴謝：

本文作者特別感謝大唐高鴻趙銳博士、中國信息通信研究院林琳博士對(duì)本文提出的寶貴建議。

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Technology development, application and prospect of cellular vehicle-to-everything (C-V2X)

CHEN Shanzhi1, GE Yuming2, SHI Yan3

1. State Key Laboratory of Wireless Mobile Communications, China Information Communication Technology Group Co., Ltd.(CICT),Beijing100191, China 2.China Academy of Information and Communications Technology, Beijing 100191, China 3. State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876, China

V2X (vehicle-to-everything) is a promote and profound reform-and-innovation in transportation and automobile industries. It is changing the people’s travel mobility modes and ways of society energy consumption. The requirements and challenges of V2X communication performance in data rate, latency, and reliability, being required and challenged by intelligent transportation and automated driving applications were analyzed. The critical technologies and international standards evolutions of cellular vehicle-to-everything (C-V2X) were introduced, including LTE-V2X and NR-V2X. Then, the advantages of applying C-V2X were analyzed for vehicle-vehicle and vehicle-infrastructure cooperation in intelligent transportation and automated driving. Meanwhile, the field testing and industrial practice of C-V2X in China were presented, and the roadmap was envisioned for developing intelligent transportation and intelligent connected vehicles (ICV) in China. For example, the envisions include actively promoting the construction of “5G+C-V2X” and new type infrastructure, exploring the development mode of vehicle-infrastructure cooperation based on V2X, and eventually supporting China to reach the national low “carbon peak” and to achieve the national “carbon neutralization” strategic goals.

5G, C-V2X, LTE-V2X, NR-V2X, intelligent transportation, intelligent connected vehicle

TP393

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2022007

2021?12?01；

2022?01?05

陳山枝，chensz@cict.com

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.61731017，No.61731004，No.61931005）；北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.L202018）

The National Natural Science Foundation of China (No.61731017, No.61731004, No.61931005), Beijing Natural Science Foundation of China (No.L202018)

陳山枝（1969? ），男，博士，中國信息通信科技集團(tuán)有限公司（CICT）副總裁、專家委員會(huì)主任，無線移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師，國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，IEEE Fellow，中國電子學(xué)會(huì)會(huì)士，中國通信學(xué)會(huì)會(huì)士。負(fù)責(zé)5G移動(dòng)通信、C-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究及產(chǎn)業(yè)化工作。曾獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)，國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，光華工程科技獎(jiǎng)等。主要研究方向?yàn)锽5G和6G、車聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信等。

葛雨明（1985? ），男，博士，中國信息通信研究院車聯(lián)網(wǎng)與智慧交通研究部主任，中國信息通信研究院車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心（成都）有限公司總經(jīng)理，工業(yè)和信息化部“車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與測(cè)試評(píng)價(jià)”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，高級(jí)工程師，中央和國家機(jī)關(guān)青年聯(lián)合會(huì)第一屆委員會(huì)委員，IMT-2020（5G）推進(jìn)組C-V2X工作組組長、中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)車聯(lián)網(wǎng)子組組長、全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)智能網(wǎng)聯(lián)汽車分技術(shù)委員會(huì)委員、中國公路學(xué)會(huì)自動(dòng)駕駛工作委員會(huì)常務(wù)委員、UN/WP.29 GRVA專家等。曾獲中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)。主要研究方向?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)、智慧交通領(lǐng)域的相關(guān)政策、產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)和前沿技術(shù)。

時(shí)巖（1975? ），女，博士，北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授、博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)、移動(dòng)邊緣計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)及車路協(xié)同應(yīng)用。