R16標(biāo)準(zhǔn)是C-V2X車聯(lián)網(wǎng)重要里程碑

劉晶

在上海舉辦的2020世界人工智能大會上，自動駕駛是一個熱門的話題。近日，國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP也剛剛完成了R16版本的標(biāo)準(zhǔn)制定。在這一版本的標(biāo)準(zhǔn)中，首次對基于5G新空口（NR）技術(shù)實現(xiàn)的V2X（車聯(lián)網(wǎng)）功能進行了定義，參與標(biāo)準(zhǔn)制定的專家認(rèn)為，R16能夠支持L3/L4級別的自動駕駛。那么，新的標(biāo)準(zhǔn)是否能夠很快在車聯(lián)網(wǎng)中商用推廣？

《中國電子報》記者近日對C-V2X技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人物，中國信科副總經(jīng)理、專家委主任，無線移動通信國家重點實驗室主任，IEEE Fellow陳山枝博士就R16標(biāo)準(zhǔn)對車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響進行了專訪。

陳山枝認(rèn)為，R16是C-V2X車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的重要里程碑，也是NR-V2X車聯(lián)網(wǎng)的起點，為C-V2X服務(wù)于汽車產(chǎn)業(yè)和交通行業(yè)提供了長期演進的技術(shù)方向，意義重大。但從標(biāo)準(zhǔn)推出到產(chǎn)業(yè)落地，要經(jīng)過一個嚴(yán)格的性能和安全測試過程，尤其是用于自動駕駛的功能，需要經(jīng)過從芯片到產(chǎn)品研發(fā)，再到車規(guī)級嚴(yán)格測試的過程，真正實現(xiàn)落地商用，還需要三到五年。而當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)的商用，更多要依靠已經(jīng)成熟的基于LTE-V2X支持的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

R16車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

為業(yè)界指明技術(shù)演進路徑

C-V2X是結(jié)合蜂窩移動通信和直通通信的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，發(fā)展歷史并不算長。

美國主導(dǎo)的IEEE 802.1ip標(biāo)準(zhǔn)在WiFi基礎(chǔ)上增強設(shè)計為V2X直通通信，已有近十年的研究和測試評估，雖然能夠提供多對多、低時延通信，但可靠性差。此外，蜂窩移動通信（如4G LTE）技術(shù)具有覆蓋廣、容量大、可靠性高的優(yōu)點，但端到端通信時延大。單一的直通通信或蜂窩通信制式各具優(yōu)缺點，但均無法滿足車聯(lián)網(wǎng)通信的嚴(yán)苛需求。

為了解決這一世界性的共同難題，陳山枝帶領(lǐng)大唐研究團隊在2013年提出蜂窩通信與直通通信融合的LTE-V2X概念和關(guān)鍵技術(shù)，之后從2015年開始在3GPP牽頭并聯(lián)合相關(guān)企業(yè)制定LTE-V2X國際標(biāo)準(zhǔn)，于2017年3月完成標(biāo)準(zhǔn)化，建立了基本（道路）安全服務(wù)的基礎(chǔ)。過去幾年的多次實際道路測試的結(jié)果均表明，相對于DSRC（IEEE802.11p）車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，LTE-V2X技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、通信場景、時延、可靠性、通信速率等關(guān)鍵性能指標(biāo)方面具有顯著比較優(yōu)勢，吸引了來自信息通信、汽車、交通運輸領(lǐng)域的學(xué)術(shù)專家與行業(yè)專家們的濃厚興趣。由此，C-V2X已發(fā)展成為全球主流的車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)。

此外，隨著移動通信系統(tǒng)從4G向5G演進，為滿足自動駕駛、車輛編隊等增強應(yīng)用及更高通信傳輸速率、更低時延、更高可靠性等要求，LTE-V2X進一步向NR-V2X演進。中國信科（大唐）團隊在此次R16的NR-V2X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?fù)鋭×易兓母咝?、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，降低資源碰撞慨率，保證車聯(lián)網(wǎng)傳輸可靠性和實時性。

C-V2X目前主要包括LTE-V2X和5GNR-V2X兩個大的標(biāo)準(zhǔn)階段，其中LTE-V2X標(biāo)準(zhǔn)在3GPP的R14、R15中完成，NR-V2X標(biāo)準(zhǔn)則在3GPP的R16、R17中完成。陳山枝說，LTE-V2X和NR-V2X是互補的關(guān)系，而非替代，未來支持C-V2X的汽車中，LTE-V2X和NR-V2X將在車內(nèi)設(shè)備內(nèi)共存。

相比LTE-V2X，NR-V2X面向更高級的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，提供更靈活、更可靠、更快速的通信服務(wù)，包括空口時延3毫秒級、接人可靠性99.999%、數(shù)據(jù)包大小從600-1200Bytes、消息發(fā)送頻率高達100Hz等更嚴(yán)苛的通信需求，支持如車輛編隊、高級駕駛、傳感擴展、遠(yuǎn)程駕駛等業(yè)務(wù)。

陳山枝說，對汽車工業(yè)來說，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是否具有長期演進路徑和能否平滑升級，對汽車業(yè)能否提供長期穩(wěn)定和發(fā)展的支持，是極其重大的事情。R16版本中NR-V2X的確是一個強烈的信號，給產(chǎn)業(yè)界以足夠的信心。

NR-V2X商用落地

尚需時日

R16標(biāo)準(zhǔn)定義之后，NR-V2X會像5G用在智能手機里一樣，很快用在汽車上嗎？陳山枝說，手機是通信消費類產(chǎn)品，追求技術(shù)的先進性和時尚感;汽車則是車規(guī)級產(chǎn)品，追求技術(shù)的可靠性和產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定性。盡管近年受造車新勢力的影響，汽車業(yè)的技術(shù)迭代節(jié)奏在加快，但這種速度依然無法與移動通信行業(yè)的手機每年的更新?lián)Q代速度相提并論。

目前，產(chǎn)業(yè)界使用的通信模組分為三個等級，分別是消費級、工業(yè)級和車規(guī)級。消費級的要求與手機的要求相當(dāng)，最高級別是車規(guī)級的通信芯片和模組，它們要做包括高低溫度、振動、電磁兼容、破壞性測試等各種嚴(yán)苛測試。陳山枝告訴記者，車規(guī)級僅溫度一項，要做從-40℃低溫到80℃高溫的連續(xù)幾千次沖擊壓力測試，C-V2X芯片模組要在這個條件下依然具有穩(wěn)定可靠的功能和性能，這在消費級手機芯片中是不可想象的。

“作為支持汽車產(chǎn)業(yè)的通信企業(yè)，我們要懂得和理解汽車行業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律。”陳山枝說，“我們已經(jīng)在汽車行業(yè)里做車規(guī)級的芯片和模組，這個行業(yè)的開發(fā)測試需要三到五年，這期間要不斷測試和驗證各種功能和眭能，一旦通過測試驗證進入到汽車的前裝供應(yīng)商里，整個供貨期將是5到10年。“正是意識到汽車行業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品的迭代速度和生命周期不同，因此在R16標(biāo)準(zhǔn)中，NR-V2X與LTE-V2X是互補的關(guān)系，不是替代關(guān)系，而且在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中已制定了兩者在設(shè)備內(nèi)如何共存，這意味著兩者是長期共存的。

LTE-V2X經(jīng)歷了R14和R15兩個版本的迭代之后已經(jīng)趨于成熟。陳山枝認(rèn)為，對于NR-V2X，將與iTE-V2X相似，在當(dāng)前Rl6標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)的同時，3GPP已經(jīng)啟動了R17研究工作，以實現(xiàn)對NR-V2X性能的增強，包括：弱勢道路使用者（VRU）保護，保護行人和非機動車，以及更低時延和更高可靠性通信，支持實現(xiàn)更高級的自動駕駛，預(yù)計在2021年底完成。

盡管NR-V2X商用落地沒有那么快，但相應(yīng)的準(zhǔn)備要提前做，例如對頻譜需求的研究和頻譜規(guī)劃。