【導讀】筆者前幾日一篇有關智能網聯汽車的文章：《從近日北京市長陳吉寧親自乘坐百度Apollo汽車談起》，收到較多反饋和討論，很多朋友對智能網聯汽車、車聯網技術、自動駕駛等表現出了特別的關注。

在汽車新四化（電動化、網聯化、智能化、共享化）的大背景下，車聯網成為了不可逆轉之趨勢。基于此，本文就針對車聯網的核心技術--V2X，做進一步闡述。

車聯網的發展背景國家政策

2020年3月，中共中央政治局常務委員會召開會議提出，加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度，新基建的號角正式吹響

2020年5月，《2020年國務院政府工作報告》提出，重點支持“兩新一重”（新型基礎設施建設，新型城鎮化建設，交通、水利等重大工程建設）建設

行業需求

汽車正經歷新四化的改造大潮，交通從傳統交通向智能交通轉變

2020年2月，由發改委、工信部等11部委聯合發布《智能汽車創新發展戰略》

2020年10月，國務院印發《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》加快推動智能網聯汽車產業發展

V2X概述及發展路徑V2X（vehicle to everything）：作為智能網聯汽車中的信息交互關鍵技術，主要用于實現車間信息共享與協同控制的通信保障。

在未來的自動駕駛應用中，V2X通信技術是實現環境感知的重要技術之一，與傳統車載激光雷達、毫米波雷達、攝像頭、超聲波等車載感知設備優勢互補，為自動駕駛汽車提供雷達無法實現的超視距和復雜環境感知能力。

歷史可追溯到2013年：

2013年，時任大唐電信集團副總裁的陳山枝博士在世界電信日大會上首次公開提出了LTE-V2X的概念，并帶領大唐團隊積極推動C-V2X技術的國際化標準和演進

2014年和2015年推動3GPP立項

2016年完成國際化3GPP標準

2017年完成國內標準化相關工作，此后一直在推動產業相關發展

在2020年，3GPP完成了基于NR-V2X標準的制定

中美V2X標準走向統一目前，世界上用于V2X通信的主流技術包括：DSRC和C-V2X。

DSRC（dedicated short range communication）標準由IEEE（美國電氣電子工程師學會）基于WIFI制定，標準化流程開始于2004年。通過OBU與RSU提供車間與車路間信息的雙向傳輸，RSU再透過光纖或行動網絡將交通信息傳送至后端智能運輸系統平臺（ITS）。

DSRC系統包含

車載單元（On Board Unit，OBU）

路側單元（Road Site Unit，RSU）

C-V2X（cellular vehicle to everything）：基于蜂窩移動通信系統的技術，分為LTE-V2X和5G NR-V2X。

OBU

RSU

UU接口：OBU/RSU與基站之間的接口，實現與移動網絡通信

PC5接口：C-V2X的底層直連蜂窩通信協議

2020年11月，美國聯邦通信委員會正式投票決定將原分配給DSRC（IEEE 802.11p）的5.9GHz頻段70MHz帶寬劃撥給Wi-Fi和C-V2X使用，標志著美國正式宣布放棄DSRC（IEEE 802.11p）并轉向C-V2X，也標志著由我國主推的C-V2X逐漸成為在全球范圍內被認可的事實行業標準。

中國和美國作為兩個世界上最大的超級經濟體，無論是經濟總量和活躍度，世界上沒有其他經濟體可比擬的。汽車工業作為一個國家的支柱產業，體量巨大，影響深遠，涉及產業廣泛。在汽車工業新四化的大背景下，中美兩個超級大國，在V2X技術標準上走向統一，加速V2X產業鏈的發展，對整個車聯網產業重大利好。

隨著C-V2X車聯網技術賦能交通和汽車行業的不斷深入，我國將走出有自身特色的發展模式，以基于C-V2X的車路協同發展模式，支持未來自動駕駛和智能交通發展。

C-V2X技術原理蜂窩通信（LTE）與DSRC（IEEE 802.11p），均無法滿足車聯網（V2X）通信的高可靠與低時延等需求。

“中國智慧”成功地解決了這一世界性難題！

陳山枝博士及大唐研究團隊在2013年5月17日（國際電信日）最早提出LTE-V2X概念與關鍵技術，確立了C-V2X的基本系統架構、技術原理和技術路線，其實現了蜂窩通信和短距直通通信融合創新，在蜂窩通信基礎上，引入終端直通通信特性，支持車-車、車-路的直接通信，很好適應車聯網應用低時延、高可靠傳輸要求。

隨后，大唐、華為等中國企業在2015年開始牽頭在全球主流通信標準化組織3GPP中積極推動LTE-V2X標準化工作。

蜂窩通信與直通通信融合的C-V2X包含了兩種通信模式：

蜂窩方式（LTE-V-cell）：

終端和基站之間通過Uu接口通信，由基站作為集中式的控制中心和數據信息轉發中心，完成集中式無線資源調度、擁塞控制和干擾協調

直通通信模式（LTE-V-direct）：

車、人、路之間通過PC5接口實現短距離直連通信，解決車聯網中終端間低時延、高可靠傳輸的問題

這兩種通信模式共同支持車聯網多樣化的應用需求，直通方式可支持在沒有蜂窩基站覆蓋的場景下工作。

通過增加V2X應用層與接入層間的適配層，實現通信模式智能選擇，支持業務分流控制、無線傳輸控制、業務質量管理、連接控制管理等功能。

蜂窩通信（Uu）和直通通信（PC5）兩種模式優勢互補，通過合理分配系統負荷，自適應快速實現車聯網業務高可靠和連續通信——Uu接口基于4G/5G頻段支持時延不敏感業務（如地圖下載、信息娛樂等），PC5接口基于ITS專用頻段支持低時延、高可靠業務（如V2V、V2I、V2P等道路安全業務）。

V2X主要包含：

車-車通信V2V---vehicle-to-vehicle

車-路通信V2I---vehicle-to-infrastructure

車-網通信V2N---vehicle-to-network

車-人通信V2P---vehicle-to-pedestrian

V2V車--車通信：

V2V的工作原理如下圖：

V2I車--路側設備通信：

V2I的工作原理如下圖：

基于V2X技術的軟件通用流程：

應用軟件“棧”視圖：

下面，我們就V2X技術的軟件通用流程，作詳細解釋。

數據采集流程：

數據處理：

如何處理十字路口的碰撞預警？

計算本車到遠車的方向角

通過比較本車朝向與方向角判斷遠車在本車前方

兩車朝向必然成一定角度

兩車朝向的延長線的交點為疑似碰撞點

兩車到達碰撞點的時間差滿足設定值

基于C-V2X的車聯網產業鏈C-V2X產業鏈上下游分為：

通信芯片商

華為、大唐等可提供支持LTE-V2X的通信芯片

通信模組商

華為、大唐、高通、移遠、芯訊通等可提供基于LTE-V2X的芯片模組

硬件終端商

華為、大唐、金溢、星云互聯、東軟、萬集等廠商可提供基于LTE-V2X的OBU、RSU硬件設備，以及相應的軟件協議棧

測試驗證廠商

中國信通院、中汽中心、上機檢、中國汽研、上海國際汽車城等科研和檢測機構開展C-V2X通信、應用相關測試驗證工作

奇虎科技、華大電子等安全企業開展C-V2X安全研究與應用驗證

運營服務商

國內三大電信運營商均大力推進C-V2X業務驗證示范

百度、阿里、騰訊等互聯網企業進軍車聯網，加速C-V2X應用落地

高精度定位和地圖

北斗、高德、百度、四維圖新等企業致力于高精度定位的研究，為V2X行業提供高精度定位和地圖服務

車路協同與自動駕駛風雨同舟談到車路協同對于自動駕駛的意義，我們首先看看當前自動駕駛的瓶頸：

信息感知能力差，成本高

自動駕駛采用的傳感器都是類視覺傳感器，在感知距離、感受視野、分辨率等因素上互相制約

多傳感器融合加大軟件算法復雜度

在高速自動駕駛中，傳感器能力有限

“鬼探頭”挑戰懸而未決

高車流量交通環境應變能力差

車輛密度的提升，環境越來越復雜，自動駕駛車輛容易陷入寸步難行的窘境（比如當下的擁堵自動跟隨功能）

針對以上自動駕駛的當前問題，車路協同能做些什么？

車車協同（V2V）增強信息感知能力

RSU“站得高、看得全”，合理布設傳感器位置，消除盲區

RSU位置固定，有足夠的先驗信息可以用來輔助感知，提升感知準確性

RSU通過先進的通信技術組合成泛在感知網，提升車輛感知范圍

車路線協商機制

數字化，有非常高的抗干擾性，可以無損傳遞到車內

提供兩車協同、多車協同和車隊協同

基礎設施改造，分攤到每臺車的成本低

當下車聯網產業面臨的挑戰與機遇單車智能“瓶頸”凸顯

長尾問題日益顯著

投入了10%的資源、精力和時間，已解決了90%的問題；但剩下的10%的長尾安全問題，卻可能需要投入90%的資源、精力和時間才能解決掉

單車智能造成信息孤島，車路協同有限

缺乏超視距感知能力，易受天氣和光線的影響

缺乏上帝視角關于路況全局的信息，“鬼探頭”問題棘手

軟件算法低時延和高可靠有待提高

C-V2X+ADAS融合勢在必行

車車協同（V2V）增強信息感知能力，構建泛在感知網絡

路側前期投入比較大，商業模式尚不清晰

各級政府以及高速業主單位，敢于嘗試創新，有勇氣，有魄力

需要國家頂層設計規劃，各部委協同互動

消除信息共享鴻溝，管理部門、企業等收集的信息如何通過公共平臺共享

安全風險與威脅不容忽視

保證功能安全，避免隨機性故障和環境影響造成的安全風險

保證網絡安全，避免被人為利用造成的安全風險

車載網絡安全無法量化設計與驗證度量

保險行業不敢為智能網聯汽車提供保險服務

全天候、全場景乘用車無人駕駛道路坎坷

NR-V2X關鍵技術仍需驗證

芯片模組等尚不具備商用能力

算力匱乏

帶寬需求有待研究

頻譜規劃有待確定

法律法規尚未明確

車聯網低時延高可靠的演進

由輔助駕駛--------》自動駕駛

C-V2X產業界的典型案例：

可以用于城市、高速、封閉園區等場景

華為C-V2X解決方案：

紅綠燈信號機的對接

高精定位

高精地圖動態圖層

豐富的路側感知能力

在云端，華為的解決方案已經跟六家V2X平臺進行過對接

在路側，信號機跟十幾家知名廠商進行過對接，雷達跟四家廠商進行過對接，T-Box跟十家以上的廠商進行過對接

中國信科基于C-V2X的研究起步較早

大唐高鴻是中國信科集團旗下發展車聯網產業的骨干載體，從2012年即開展我國核心知識產權的C-V2X（LTE-V2X和NR-V2X）技術標準研究、產品開發和市場推廣工作

其產品涵蓋基于集團自研芯片的車規級模組、車載終端（OBU）、路側設備（RSU）、路側多傳感器融合感知站等硬件產品，以及基于自研模組的LTE-V SDK開發包，ITS協議棧、LTE-V-APP、CA安全驗證平臺、云控平臺等軟件產品和方案

基于智慧高速、城市道路、智慧園區、智慧出行、智慧礦山、智慧隧道等解決方案已在不同應用場景下完成部署，具有豐富成熟的落地項目經驗

對車聯網未來展望和建議積極推進LTE-V2X技術將向5G V2X演進，解決5G新空口（5G new radio，5G NR）的兼容性問題

大力推動C-V2X+ADAS深度融合，從單車智能走向網聯智能

大力發展半導體產業，軟件定義汽車，不能讓芯片依然“卡脖子”

大力發展高精度定位和地圖服務

政策要有所突破，通過政策和法規進行受控共享開放，推進商業模式的創新，推進路網運營商的形成

促進出行服務行業提供變革、保險行業商業創新

大膽創新，小心求證、我們有理由相信，基于車路協同的自動駕駛有望成為我國繼高鐵之后，實現由交通大國走向交通強國的又一張新名片

編輯：jq