来源:5G智联车
陈山枝:中国信息通信科技集团有限公司副总裁、专家委员会主任、教授级高级工程师,工业和信息化部通信科学技术委员会常务委员,中国电子学会会士,中国通信学会会士,无线移动通信国家重点实验室主任、博士生导师,IEEEFellow。
葛雨明:中国信息通信研究院主任工程师,C-V2X工作组组长,主要从事车联网、自动驾驶、工业互联网领域的相关政策、产业、标准和前沿技术研究工作。
时岩:北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室副教授,博/硕导。
车联网作为产业变革创新的重要催化剂,正推动着交通管理模式、汽车产业形态、人们出行方式和能源消费结构的深刻变化。首先分析了智慧交通和智能驾驶等对车联网通信在通信速率、时延和可靠性等方面的需求与挑战,进而介绍了蜂窝车联网(cellularvehicle-to-everything,C-V2X)中LTE-V2X和NR-V2X的关键技术及其国际标准演进,并指出C-V2X在全球竞争中已形成超越态势。在此基础上,分析了应用C-V2X的车车协同和车路协同在智慧交通和智能驾驶中的应用优势。最后介绍了C-V2X在我国的示范应用情况和发展展望,指出中国发展智慧交通和智能网联汽车之路:将积极推进“5G+C-V2X”新型基础设施建设,探索基于车联网的“聪明的车、智慧的路、协同的云”发展模式,进而支撑我国达成“碳达峰”与“碳中和”战略目标。
1、车联网通信需求、挑战与技术标准
车联网(vehicle-to-everything,V2X)技术实现车辆与周边环境和网络的全方位通信,包括车与车(vehicle-to-vehicle,V2V)、车与路(vehicle-to-infrastructure,V2I)、车与人(vehicle-to-pedestrian,V2P)、车与网络(vehicle-to-network,V2N)等,为汽车驾驶和交通管理应用提供环境感知、信息交互与协同控制能力。
车联网应用从道路安全类、交通效率类、信息服务类等基本应用向智慧交通、自动驾驶等增强应用演进,具有多样化的通信性能需求。在基本应用中,道路安全类对通信性能要求最高,以高频度、低时延、高可靠为主要需求;信息服务类(如下载地图、视频)具有带宽需求,但时延要求不高。车联网增强应用需要支持车辆编队行驶、半/全自动驾驶、远程驾驶、传感器扩展等场景,因此提出了更严苛的通信需求,如极低的通信时延、极高的可靠性、更大的传输速率、更远的通信范围,以及支持更高的移动速度等。
为了支持多样化的车联网应用,车联网通信技术面临诸多挑战。车辆的高速运动,导致车辆作为通信节点构成的网络拓扑具有高速动态性与时空复杂性、引入更大的多普勒频偏、无线传播环境复杂快时变;高密度、多点对多点的车车通信受资源碰撞、远近效应等的影响,干扰环境更加复杂。
为此,产业界和学术界开展了车联网无线通信技术的研究。目前,车联网通信技术标准主要有两大类:DSRC(dedicatedshortrange