陳山枝，葛雨明，時巖

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，時巖3

（1. 中國信息通信科技集團有限公司無線移動通信國家重點實驗室，北京 100191； 2. 中國信息通信研究院，北京 100191； 3. 北京郵電大學網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室，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車聯(lián)網(wǎng)通信在通信速率、時延和可靠性等方面的需求與挑戰(zhàn)，進而介紹了蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（cellular vehicle-to-everything，C-V2X）中LTE-V2X和NR-V2X的關(guān)鍵技術(shù)及其國際標準演進，并指出C-V2X在全球競爭中已形成超越態(tài)勢。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。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“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，進而支撐我國達成“碳達峰”與“碳中和”戰(zhàn)略目標。

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)標準

車聯(lián)網(wǎng)（vehicle-to-everything，V2X）技術(shù)實現(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、自動駕駛等增強應(yīng)用演進，具有多樣化的通信性能需求。在基本應(yīng)用中，道路安全類對通信性能要求最高，以高頻度、低時延、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，但時延要求不高。車聯(lián)網(wǎng)增強應(yīng)用需要支持車輛編隊行駛、半/全自動駕駛、遠程駕駛、傳感器擴展等場景，因此提出了更嚴苛的通信需求，如極低的通信時延、極高的可靠性、更大的傳輸速率、更遠的通信范圍，以及支持更高的移動速度等[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)。車輛的高速運動，導致車輛作為通信節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓撲具有高速動態(tài)性與時空復(fù)雜性、引入更大的多普勒頻偏、無線傳播環(huán)境復(fù)雜快時變[5]；高密度、多點對多點的車車通信受資源碰撞、遠近效應(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)標準主要有兩大類：DSRC（dedicated short range communication，即IEEE 802.11p）標準、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（cellular vehicle-to-everything，C-V2X）標準。

DSRC的IEEE 802.11p標準是在IEEE 802.11標準基礎(chǔ)上增強設(shè)計的車聯(lián)網(wǎng)無線接入技術(shù)標準，支持V2X直通通信，已進行十多年的研究；但相關(guān)研究與測試表明，其在車輛密集時通信時延大、可靠性低。蜂窩移動通信（如4G LTE和5G）技術(shù)具有覆蓋廣、容量大、可靠性高、移動性好的優(yōu)點，具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢，能滿足車聯(lián)網(wǎng)的遠程信息服務(wù)（telematics）和娛樂信息服務(wù)需求。但其針對以人為主的通信場景、技術(shù)特點、通信性能等，如點對點通信、較低通信頻度、通信對象已知，仍然與車聯(lián)網(wǎng)的多點對多點通信、通信頻度高、通信對象隨機突發(fā)等特點具有明顯差異；由于端到端通信時延大，無法滿足車車、車路間的低時延通信要求。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，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)運而生。本文第一作者及其大唐團隊在國內(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)用的低時延、高可靠通信難題，又能夠利用已有的移動網(wǎng)絡(luò)部署支持信息服務(wù)類業(yè)務(wù)，并利用移動通信的產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)濟降低成本。

產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界針對兩個標準在技術(shù)、測試、評估、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)競爭中已形成明顯的超越態(tài)勢。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)、測試驗證、產(chǎn)業(yè)推動、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的測試與試點工作。2020年11月，美國聯(lián)邦通信委員會（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)與標準演進

為了支持多樣化的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，針對上述挑戰(zhàn)，國際/國內(nèi)的標準化組織、產(chǎn)業(yè)界、學術(shù)界開展了C-V2X關(guān)鍵技術(shù)和標準研究。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，跨領(lǐng)域的C-V2X融合應(yīng)用標準也在不斷完善。

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）進行數(shù)據(jù)傳輸，不經(jīng)過基站，實現(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接口實現(xiàn)V2N通信，并可實現(xiàn)基于基站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)V2V、V2I、V2P通信。隨著蜂窩移動通信系統(tǒng)從4G到5G的演進，C-V2X又包括LTE-V2X和NR-V2X[12-14]。

在系統(tǒng)架構(gòu)方面，為了實現(xiàn)對C-V2X蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋內(nèi)、覆蓋外通信場景的靈活支持，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）和對應(yīng)接口。并針對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PCF（policy control function）、AMF（access and mobility management function）等實體進行了適應(yīng)性擴展[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（如車輛高速運動引發(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行了改進。LTE-V2X采用導頻加密方法[17]等以應(yīng)對車輛相對高速運動及車輛自組織網(wǎng)絡(luò)拓撲快速變化的挑戰(zhàn)；并在NR-V2X中支持兩列到四列的自適應(yīng)導頻參考信號模式，可應(yīng)用于不同行駛速度場景和不同的參數(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支持混合自動重傳（hybrid automatic repeat request，HARQ）的盲重傳，NR-V2X引入自適應(yīng)重傳機制，實現(xiàn)比廣播機制更高的可靠性。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沿用并進行了適應(yīng)性改進。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)度機制。對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)合的資源分配機制[18-23]。充分利用V2X業(yè)務(wù)的周期性特點，發(fā)送節(jié)點預(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)點進行資源狀態(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)合的資源分配機制，但由于無法預(yù)測和預(yù)約未來的資源占用，資源碰撞概率較大。

在同步機制方面，為了減少系統(tǒng)干擾，實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一定時，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，以便實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一的同步定時。

圖1 C-V2X標準演進[9]

2.2 C-V2X核心技術(shù)標準演進

國際標準方面，C-V2X技術(shù)標準的演進可以分為兩個階段：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LTE-V2X直通鏈路進行了增強，包括多載波操作、高階調(diào)制（64QAM）、發(fā)送分集和時延縮減等新技術(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，主要用于支持車輛編隊行駛、遠程駕駛、傳感器擴展等高級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標準化項目。后續(xù)仍將在Rel-17研究弱勢道路參與者的應(yīng)用場景，研究直通鏈路中終端節(jié)電機制、節(jié)省功耗的資源選擇機制，并開展終端之間資源協(xié)調(diào)機制的研究以提高直通鏈路的可靠性和降低傳輸?shù)臅r延。

國內(nèi)標準方面，中國通信標準化協(xié)會（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、多接入邊緣計算、安全等相關(guān)的標準化工作[26]。

在C-V2X融合應(yīng)用標準方面，在國家制造強國建設(shè)領(lǐng)導小組車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專委會指導下，工信部、公安部、交通運輸部、國家標準化管理委員會聯(lián)合組織制定并發(fā)布《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南》（以下簡稱“建設(shè)指南”）及各分冊，促進C-V2X技術(shù)標準在汽車、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、智能運輸系統(tǒng)、道路交通管理等相關(guān)各領(lǐng)域的標準化技術(shù)委員會正在加快開展重要標準制訂工作。

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)域的自動駕駛分級[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，以實現(xiàn)各個分級中所需要的信息實時共享與交互、協(xié)同感知和協(xié)同控制。例如，自動駕駛分級中，根據(jù)駕駛操作的控制主體、環(huán)境感知主體、應(yīng)用場景等，分無自動化、輔助駕駛、部分自動駕駛、有條件自動駕駛、高度自動駕駛、完全自動駕駛。在自動駕駛的逐級演進和不同的道路網(wǎng)聯(lián)化、智能化水平中，C-V2X所發(fā)揮的作用，從車車、車路、車云間的信息實時共享與交互，發(fā)展至實現(xiàn)異構(gòu)多域、多源數(shù)據(jù)的協(xié)同感知，進而實現(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)，與移動邊緣計算（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景下感知魯棒性差、時空同步困難等缺陷。C-V2X提供低時延、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、準確地獲取紅綠燈狀態(tài)與時長、道路標志標識、路段交通突發(fā)事件等實時信息，以及在出入隧道等極端情況下的交通實時信息，以幫助識別和警告人類駕駛員或機器控制可能忽視的其他危險。

此外，將單車感知通過C-V2X擴展為多車協(xié)作感知，即車車協(xié)同，進一步將車車協(xié)同擴展為異構(gòu)多域的車路協(xié)同感知，并結(jié)合移動邊緣計算技術(shù)實現(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、車輛編隊等）的感知需求?；贑-V2X的車車與車路協(xié)同感知和單車感知在不同應(yīng)用場景下的比較見表1。

（2）更強大的網(wǎng)聯(lián)智能

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

注：AEB（autonomous emergency braking）：自動緊急制動；LDW（lane departure warning）：車道偏移預(yù)警；ADAS（advanced driving assistance system）：高級輔助駕駛系統(tǒng)；AVP（automated valet parking）：自動代客泊車；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)則的場景下（如交替通行），考慮到單車自動駕駛對于規(guī)則執(zhí)行通常出于保守的原則，可能會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、消防、公安等緊急車輛）中。

（3）系統(tǒng)邊際成本優(yōu)勢

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（automotive safety integration level，ASIL）指數(shù)增長。目前高度自動化的自動駕駛測試車主要由高精度毫米波/激光雷達、視頻傳感、高精度定位系統(tǒng)、車載計算平臺、通信及計算芯片和車機本身構(gòu)成，制造、維護、測試等成本很高，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)備可以同時服務(wù)數(shù)十到上百輛車，存在明顯成本分攤效應(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功能的汽車達到一定的滲透率，系統(tǒng)的邊際成本將快速下降，經(jīng)濟與社會效益顯著。

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，從重點提升道路安全和交通效率逐步向自動駕駛應(yīng)用演進。

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

從提升道路安全的角度，在有人駕駛下，C-V2X實現(xiàn)車輛與車輛或者路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施之間實時通信，實現(xiàn)超視距、低時延、高可靠的道路安全相關(guān)信息感知，從而實現(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)計數(shù)據(jù)表明，高達近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)備可以對彎道區(qū)域的交通參與者和路面情況進行探測與分析，并將異常情況通過RSU進行廣播，對車輛進行盲區(qū)感知補充，有利于車輛駕駛者進行路徑規(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)化改造的交通信號燈或電子標志標識等基礎(chǔ)設(shè)施可將交通管理與指示信息通過RSU告知車輛，實現(xiàn)誘導通行、車速引導等出行效率提升應(yīng)用。以誘導通行為例，交通燈信號機可通過RSU將燈色狀態(tài)與配時等信息實時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，交通信號燈動態(tài)支持高優(yōu)先路權(quán)車輛（救護、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）支持分階段演進的自動駕駛是車聯(lián)網(wǎng)中長期目標

自動駕駛發(fā)展需要智能化與網(wǎng)聯(lián)化協(xié)同發(fā)展，單獨使用單車智能難以支撐自動駕駛，特別是應(yīng)對極端情況（corner case）和成本難題?；贑-V2X提供的通信和連接能力實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化，并協(xié)同單車的智能控制管理，支撐自動駕駛中所需要的信息實時共享與交互、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)同基本功能在自動駕駛中仍然是必要的。對于自動駕駛階段，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。

● 自動駕駛的應(yīng)用場景將由限定區(qū)域的復(fù)雜路口和復(fù)雜路段擴展至全路段、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]。

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

● 緊急車輛避讓：通過V2V通信，對于識別到的救護、消防、公安等緊急車輛（高優(yōu)先路權(quán)車輛）實現(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，無法保證識別的準確率，識別算法的優(yōu)劣不同，可能導致識別速度緩慢，消息失去時效性。V2V通信收發(fā)的消息本身包含車輛身份信息，可以對車輛的身份進行識別，實現(xiàn)具有優(yōu)先級管理的應(yīng)用服務(wù)，甚至可以實時讓出一個緊急車道。

● 編隊行駛：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通信的低時延、高可靠通信能力，編隊車輛通過直通通信實現(xiàn)實時交互。編隊成員車輛可以在最短時間內(nèi)接收到頭車/前車的駕駛策略與駕駛狀態(tài)信息，進行同步加速、剎車等操作，從而保持預(yù)期的編隊構(gòu)型和編隊的穩(wěn)定性，可減少編隊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、多級計算平臺，可以實現(xiàn)自動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、車速引導及綠波通行等路口優(yōu)化應(yīng)用，有效提升交通效率，進一步降低交通擁堵，提升市民的幸福感。

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

封閉區(qū)域（港口、機場、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踐，如神華寶日希勒露天煤礦的網(wǎng)聯(lián)自動駕駛礦卡、蘇州相城區(qū)高鐵新城的自動駕駛清掃車、天津港的自動駕駛港口集卡、上汽通用五菱工廠的自動駕駛工廠物流等。另外，深圳在“獨立立法權(quán)”的支持下，即將允許無人環(huán)衛(wèi)車規(guī)?；\營；還有指定道路的高級別自動駕駛，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]，是長遠目標，需要政策法規(guī)的完善和長期的測試過程。

目前，單車智能化的成本較高。通過網(wǎng)聯(lián)智能化的推進，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，例如實時的交通誘導、實時的道路事故/工程提醒、實時的路段天氣播報（如高速公路團霧等）、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，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“碳達峰”與“碳中和”戰(zhàn)略目標的有效達成。

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，帶動汽車、交通傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推進智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并促進形成新的產(chǎn)業(yè)集聚，已積極影響到國際社會的技術(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)部委對車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)升級和業(yè)務(wù)創(chuàng)新進行了頂層設(shè)計、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)試點示范方面取得良好進展。2021年3月11日，十三屆全國人大四次會議表決通過了關(guān)于國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要的決議。規(guī)劃中明確指出，要統(tǒng)籌推進傳統(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，國家制造強國建設(shè)領(lǐng)導小組車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專委會第四次全體會議在京召開，強調(diào)要加快車聯(lián)網(wǎng)部署應(yīng)用。2021年9月8日，工信部啟動了車聯(lián)網(wǎng)身份認證和安全信任試點項目，包括新能源和智能網(wǎng)聯(lián)汽車車聯(lián)網(wǎng)身份認證、安全信任體系建設(shè)等61個試點項目，有逾300家單位參與到試點項目建設(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)模化部署，探索在部分高速公路路段試點應(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)組織積極推進車聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通測試及產(chǎn)業(yè)成熟

IMT-2020（5G）推進組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)用實踐活動，加快驗證中國C-V2X全協(xié)議棧標準的有效性，促進C-V2X產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)協(xié)同研發(fā)和測試，為推動國內(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)用實踐活動見表3。

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

工信部、公安部、交通運輸部等協(xié)同推動跨部門合作與部省合作，支持車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)、先導區(qū)建設(shè)，在城市、高速等不同場景規(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)建國家級車聯(lián)網(wǎng)先導區(qū)，結(jié)合創(chuàng)建城市自身的特點，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)用場景，帶動全路網(wǎng)規(guī)模部署，建立健康可持續(xù)的建設(shè)和運營模式，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)過程當中。截至2021年7月，全國共開放3 500多千米測試道路，道路測試總里程超過700萬千米。

表3 C-V2X互聯(lián)互通應(yīng)用實踐活動

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踐活動。從出行服務(wù)到貨物運輸、干線物流、無人配送、礦山重載等，應(yīng)用規(guī)模逐漸擴大。例如，中國信息通信科技集團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際運營的C-V2X復(fù)雜高速公路。基于C-V2X的車路協(xié)同實現(xiàn)了多維的交通運行數(shù)字感知應(yīng)用、行車主動安全應(yīng)用、路運一體化協(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有限公司的大唐移動和廈門市交通運輸局、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?？?、最優(yōu)車速行駛、路口盲區(qū)檢測等多項特色應(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 地方政府積極出臺車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展利好政策

在國家政策指導下，各地結(jié)合自身發(fā)展需求和產(chǎn)業(yè)條件出臺了積極推進車聯(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)展重點任務(wù)分解表（2020—2021年），明確了推動車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行動指南；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)展行動計劃，提出加快LTE網(wǎng)絡(luò)升級改造和5G規(guī)模化部署，提升LTE-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。北京市發(fā)布《北京市智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2019年—2022年）》，提出部署智能路網(wǎng)試點改造工程，規(guī)劃建設(shè)衛(wèi)星地面增強站、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)“火炬計劃”和“頭羊計劃”、廣州市發(fā)布廣州市加快推進數(shù)字新基建發(fā)展三年行動計劃、四川省發(fā)布《關(guān)于推進智能網(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個車聯(lián)網(wǎng)國家級先導區(qū)在700余千米的高速和城市道路上，再加上其他城市，共計部署了4 000余臺RSU，在全國其他城市也有不同程度的部署。同時，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)計平臺，匯聚國內(nèi)各車聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)、先導區(qū)及高速公路沿線中已經(jīng)建設(shè)運營的車聯(lián)網(wǎng)C-V2X基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，周期性匯總形成報表，支撐國家級車聯(lián)網(wǎng)先導區(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，2025年，C-V2X的新車搭載率將達到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)標準演進。針對基于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，以及從重點提升道路安全和交通效率逐步向自動駕駛應(yīng)用演進的發(fā)展趨勢。最后，介紹了國家及地方政策、先導應(yīng)用與示范驗證，并展望中國發(fā)展智慧交通和智能駕駛之路：將積極推進“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本文提出的寶貴建議。

[1] 3GPP. Service requirements for V2X services: TS 22.185, v14.4.0[S]. 2018.

[2] CHEN S Z, HU J L, SHI Y, et al. LTE-V: a TD-LTE-based V2X solution for future vehicular network[J]. IEEE Internet of Things Journal, 2016, 3(6): 997-1005.

[3] CHEN S Z, HU J L, SHI Y, et al. A vision of C-V2X: technologies, field testing, and challenges with Chinese development[J]. IEEE Internet of Things Journal, 2020, 7(5): 3872-3881.

[4] 陳山枝, 胡金玲, 時巖, 等. LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、標準與應(yīng)用[J]. 電信科學, 2018, 34(4): 1-11.

CHEN S Z, HU J L, SHI Y, et al. Technologies, standards and applications of LTE-V2X for vehicular networks Chinese Full Text[J]. Telecommunications Science, 2018, 34(4): 1-11.

[5] 陳山枝, 時巖, 胡金玲. 蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)綜述[J]. 中國科學基金, 2020, 34(2): 179-185.

CHEN S Z, SHI Y, HU J L. Cellular vehicle to everything (C-V2X): a Review Chinese full text[J]. Bulletin of National Natural Science Foundation of China, 2020, 34(2): 179-185.

[6] 中國汽車工程學會. 合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標準: China SAE T/China SAE 53-2017[S]. 2017.

China Society of Automotive Engineers. Application layer and application data interaction standard of vehicle communication system in cooperative intelligent transportation system: China SAE T/China SAE 53-2017[S]. 2017.

[7] 3GPP. Enhancement of 3GPP support for V2X scenarios: TS 22.186, v16.2.0[S]. 2019.

[8] 3GPP. Study on enhancement of 3GPP support for 5G V2X services: TR 22.886, v16.2.0[S]. 2018.

[9] 陳山枝, 胡金玲, 趙麗, 等. 蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)[M]. 北京:人民郵電出版社, 2020.

CHEN S Z, HU J L, ZHAO L, et al. Cellular vehicle-to-everything (C-V2X)[M]. Beijing: Posts and Telecom Press, 2020.

[10] 大唐電信副總裁陳山枝：未來積極推動LTE-V標準[EB]. 2013.

Datang Telecom vice president Chen Shanzhi: actively promote LTE-V standard in the future[EB]. 2013.

[11] FCC modernizes 5.9 GHz band to improve Wi-Fi and automotive safety, FCC[EB]. 2020.

[12] 3GPP. New SI proposal: feasibility study on LTE-based V2X services: RP-150778[Z]. 2015.

[13] 3GPP. New WID on 3GPP V2X phase 2: RP-170798[Z]. 2017.

[14] 3GPP. New SID: study on NR V2X: RP-181429[Z]. 2018.

[15] 3GPP. Architecture enhancements for V2X services: TS 23.285, v14.9.0[S]. 2015.

[16] 3GPP. Architecture enhancements for 5G system (5GS) to support vehicle-to-everything (V2X) services: TS 23.287, v16.2.0[S]. 2020.

[17] 3GPP. Physical channels and modulation: TS 36.211, v15.3.0[S]. 2018.

[18] 3GPP. Physical layer procedures: TS 36.213, v14.6.0[S]. 2018.

[19] 3GPP. Medium access control (MAC): TS 36.321, v14.4.0[S]. 2018.

[20] 3GPP. Overall description of radio access network (RAN) aspects for vehicle-to-everything (V2X) based on LTE and NR: TR 37.985, v1.3.0[S]. 2020.

[21] 3GPP. Physical layer procedures for control: TS 38.213, v16.1.0[S]. 2020.

[22] 3GPP. Physical layer procedures for data: TS 38.214, v16.1.0[S]. 2020.

[23] 3GPP. Medium access control (MAC): TS 38.321, v16.0.0[S]. 2020.

[24] 3GPP. Radio resource control (RRC): TS 36.331, v14.6.0[S]. 2018.

[25] 3GPP. Radio resource control (RRC): TS 38.331, v16.0.0[S]. 2020.

[26] 林琳, 李璐, 葛雨明. 車聯(lián)網(wǎng)通信標準化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析[J]. 電信科學, 2020, 36(4): 15-26.

LIN L, LI L, GE Y M. Analysis of the communication standardization and industry development of Internet of vehicles Chinese Full Text[J]. Telecommunications Science, 2020, 36(4): 15-26.

[27] SAE J3016. Taxonomy and definitions for terms related to driving automation systems for on-road motor vehicles [S]. 2021.

[28] WISCH M, HELLMANN A, LERNER M, et al. Car-to-car accidents at intersections in Europe and identification of use cases for the test and assessment of respective active vehicle safety systems[C]//Proceedings of the 26th International Technical Conference on the Enhanced Safety of Vehicles (ESV). [S.l.:s.n.], 2019: 1-27.

[29] National Highway Traffic Safety Administration. Traffic safety facts annual report tables[R]. 2018.

[30] ABUELSAMID S. C-V2X is finally gaining momentum in the U.S.[EB]. 2021.

[31] WANG X S, QIN D M, CAFISO S, et al. Operational design domain of autonomous vehicles at skewed intersection[J]. Accident Analysis & Prevention, 2021(159): 106241.

[32] TIENTRAKOOL P, HO Y C, MAXEMCHUK N F. Highway capacity benefits from using vehicle-to-vehicle communication and sensors for collision avoidance[C]//Proceedings of 2011 IEEE Vehicular Technology Conference (VTC Fall). Piscataway: IEEE Press, 2011: 1-5.

[33] 王志勤. 車聯(lián)網(wǎng)支持實現(xiàn)無人駕駛的思考[J]. 人民論壇·學術(shù)前沿, 2021(4): 49-55.

WANG Z Q. Thinking on the realization of driverless driving through the Internet of Vehicles Chinese full text[J]. Frontiers, 2021(4): 49-55.

[34] 工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）直連通信使用5905-5925 MHz頻段管理規(guī)定（暫行）》的通知[EB]. 2018.

Ministry of Industry and Information Technology on the issuance of “Telematics (intelligent network-connected vehicles) directly connected communications using 5905-5925 MHz frequency band management regulations (provisional)”[EB]. 2018.

[35] 工業(yè)和信息化部印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》[EB]. 2018.

Ministry of Industry and Information Technology on the issuance of “Action plan for the development of telematics (intelligent networked vehicles) industry”[EB]. 2018.

[36] 中共中央國務(wù)院印發(fā)《交通強國建設(shè)綱要》[EB]. 2019.

CPC Central Committee and State Councilon the issuance of “The outline of the construction of a strong transportation country”[EB]. 2019.

[37] 智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略[EB]. 2020.

Smart car innovation development strategy[EB]. 2020.

[38] 工業(yè)和信息化部關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知[EB]. 2020.

Notice of the Ministry of Industry and Information Technology on promoting the accelerated development of 5G[EB]. 2020.

[39] 交通運輸部關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導意見[EB]. 2020.

Guidance from the Ministry of Transport on promoting new infrastructure construction in the transport sector[EB]. 2020.

[40] 國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）的通知[EB].2020.

Notice of the General Office of the State Council on the issuance of the new energy vehicle industry development plan (2021-2035)[EB]. 2020.

[41] 工業(yè)和信息化部關(guān)于印發(fā)“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知[EB]. 2021.

Notice of the Ministry of Industry and Information Technology on the issuance of the “14th five-year plan” for the development of the information and communication industry[EB]. 2021.

[42] 中國汽車工程學會. 節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2021.

China Society of Automotive Engineers. Energy saving and new energy vehicle technology roadmap 2.0[M]. Beijing: China Machine Press, 2021.

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

國家自然科學基金資助項目（No.61731017，No.61731004，No.61931005）；北京市自然科學基金資助項目（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有限公司（CICT）副總裁、專家委員會主任，無線移動通信國家重點實驗室主任，教授級高級工程師、博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，IEEE Fellow，中國電子學會會士，中國通信學會會士。負責5G移動通信、C-V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標準研究及產(chǎn)業(yè)化工作。曾獲得國家科學技術(shù)進步獎特等獎、一等獎、二等獎，國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎，何梁何利基金科學與技術(shù)創(chuàng)新獎，光華工程科技獎等。主要研究方向為B5G和6G、車聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星移動通信等。

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)新與測試評價”重點實驗室副主任，高級工程師，中央和國家機關(guān)青年聯(lián)合會第一屆委員會委員，IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組組長、中國通信標準化協(xié)會車聯(lián)網(wǎng)子組組長、全國汽車標準化技術(shù)委員會智能網(wǎng)聯(lián)汽車分技術(shù)委員會委員、中國公路學會自動駕駛工作委員會常務(wù)委員、UN/WP.29 GRVA專家等。曾獲中國通信標準化協(xié)會科學技術(shù)獎二等獎、三等獎。主要研究方向為車聯(lián)網(wǎng)、智慧交通領(lǐng)域的相關(guān)政策、產(chǎn)業(yè)、標準和前沿技術(shù)。

時巖（1975? ），女，博士，北京郵電大學網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國家重點實驗室副教授、博士生導師，主要研究方向為車聯(lián)網(wǎng)、移動邊緣計算關(guān)鍵技術(shù)及車路協(xié)同應(yīng)用。