LTE-V2X车联网技术、标准与应用

文章来源:《电信科学》 点击数:42 发布时间:2019-08-05
车联网指借助新一代信息通信技术,实现车内、车与人、车与车、车与路、车与服务平台的全方位网络连接,提升汽车智能化水平和自动驾驶能力,从而提高交通效率,改善汽车驾乘感受,构建汽车和交通服务新业态,为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。
LTE-V2X车联网技术、标准与应用

V2X(vehicle to everything)通信是车联网中实现环境感知、信息交互与协同控制的重要关键技术。大唐电信科技产业集团最早提出并由中国企业主导的LTE-V2X国际标准作为其中的主流技术之一,能够在高速移动环境中提供低时延、高可靠、高速率、安全的通信能力,并能够最大程度利用 TD-LTE已部署网络及终端芯片平台等资源。首先介绍了LTE-V2X的关键技术,并与IEEE 802.11p进行了比较;进而介绍了LTE-V2X的标准研究及其演进以及相关的产业发展和示范应用;最后展望了LTE-V2X的发展策略及其向5G NR-V2X的技术演进等,并提出了相关政策建议。

1 引言

车联网指借助新一代信息通信技术,实现车内、车与人、车与车、车与路、车与服务平台的全方位网络连接,提升汽车智能化水平和自动驾驶能力,从而提高交通效率,改善汽车驾乘感受,构建汽车和交通服务新业态,为用户提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。车联网技术预期在避免交通事故、提升道路安全、缓解拥堵、提高交通效率、降低能耗、降低环境污染等方面取得显著效果。通信作为车联网中的重要技术,是信息交互的载体,为车联网提供全方位的网络连接。

车联网技术向着智能化、网联化方向演进,通信技术将聚焦于智能网联汽车(intelligent and connected vehicle,ICV)、自动驾驶等不同阶段的应用中。V2X(vehicle to everything)通信技术作为智能网联汽车中的信息交互关键技术,主要用于实现车间信息共享与协同控制的通信保障。在未来的自动驾驶应用中,V2X通信技术是实现环境感知的重要技术之一,与传统车载激光雷达、毫米波雷达、摄像头、超声波等车载感知设备优势互补,为自动驾驶汽车提供雷达无法实现的超视距和复杂环境感知能力。V2X通信通过和周边车辆、道路、基础设施进行通信,从时间、空间维度扩大了车辆对交通与环境的感知范围,能够提前获知周边车辆操作信息、交通控制信息、拥堵预测信息、视觉盲区等周边环境信息。可见,V2X的应用能够增强环境感知能力、降低车载传感器成本、使能多车信息融合决策。

目前,世界上用于V2X通信的主流技术包括专用短程通信(dedicated short range communication,DSRC)技术和基于蜂窝移动通信系统的C-V2X(cellular vehicle to everything)技术(包括LTE-V2X和5G NR-V2X)。美国、日本、欧洲等发达国家和地区均积极开展了相关的技术研究和测试验证工作。

美国的V2X通信研究主要围绕DSRC展开。在美国交通部与密歇根大学的支持下,通过SafetyPilot、MCity等项目验证了DSRC的有效性,并测试智能网联汽车技术。同时,美国积极推动立法,于2016年12月颁布了关于联邦机动车安全标准中 V2V通信的 NPRM(notices of proposed rule making),对V2V通信设备的工作频段、通信能力、市场渗透等给出了建议。2017年6 月,SAE(Society of Automotive Engineers)筹备成立了C-V2X工作组,开展增强应用、直通通信等研究。欧洲各国开展了Drive C2X、C-ITS corridor、simTD等项目,对道路安全、交通管理与环境保护等应用进行了测试验证。日本于2012年2月发布了700 MHz频段的10 MHz用于车车/车路防碰撞安全应用的规范 ARIB STD-T109;分别在广岛和东京进行了外场测试,并已开始规模测试。

DSRC是美国主导的V2X通信协议,虽然产业链相关参与方包括许多车厂在DSRC系统上做了将近10年的研究和测试评估,但其商用进展一直不理想,针对自动驾驶等新应用也没有清晰的技术和标准演进路线。中国亦因缺乏核心知识产权及产业基础,在DSRC的技术与应用方面均不具有优势。

针对多样化的车联网应用场景和需求,考虑LTE系统向垂直行业新业务的延伸,2010年大唐电信科技产业集团(以下简称大唐)率先开始面向智能交通应用的LTE车联网技术研究,笔者在2013年代表大唐首次公开提出基于 LTE系统的LTE-V 技术,现已成为 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)的LTE-V2X标准。LTE-V2X作为面向车路协同的通信综合解决方案,能够在高速移动环境中提供低时延、高可靠、高速率、安全的通信能力,满足车联网多种应用的需求,并且基于TD-LTE通信技术,从而能够最大程度利用TD-LTE已部署网络及终端芯片平台等资源,节省网络投资,降低芯片成本。为此,本文将介绍LTE-V2X车联网技术、标准研究及其演进以及相关的研发和示范应用。

2 LTE-V2X车联网技术与标准

2.1 LTE-V2X车联网技术

大唐在国内外最早提出基于 LTE系统的LTE-V技术,包括蜂窝方式(LTE-V-cell)和直通方式(LTE-V-direct)两种工作模式。

(1)蜂窝方式

利用基站作为集中式的控制中心和数据信息转发中心,由基站完成集中式调度、拥塞控制和干扰协调等,可以显著提高LTE-V2X的接入和组网效率,保证业务的连续性和可靠性。

(2)直通方式

车与车间直接通信,针对道路安全业务的低时延高可靠传输要求、节点高速运动、隐藏终端等挑战,进行了资源分配机制增强。

在实际应用中,LTE-V-cell技术可以为车辆提供高速数据的连续性传输,LTE-V-direct技术可以实现车车之间的信息交互,避免车辆碰撞发生事故。图1为LTE-V技术的典型工作场景。图1(a)中,车辆通过基站或路侧设备获得与远端 ITS(intelligent transportation system,智能交通系统)服务器的IP地址接入;图1(b)中,车辆通过不同的基站或路侧设备,进而通过云平台,获得分发的远距离车辆的信息;图1(c)中,车辆间直接交互与道路安全相关的低时延安全业务信息;图1(d)为非视距(not line of sight,NLOS)场景,车辆在十字路口由于建筑物的遮挡不能直接交互低时延安全业务,此时可以通过基站或路侧设备的转发,获得车辆间的道路安全信息。在上述场景中,图1(c)可采用LTE-V-direct模式进行通信,其他场景可采用LTE-V-cell模式进行通信。

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图1 LTE-V典型工作场景

3GPP的LTE-V2X标准化过程中,为了加快进程,确定基于 LTE-D2D(device-to-device)通信的物理层和高层进行增强,以支持多种V2X业务。LTE-D2D系统主要为满足商业应用和公共安全的设备间通信,支持基站集中调度和分布式调度两种方式。LTE-V2X由于要支持道路安全应用,资源分配机制应满足低时延、高可靠、更高效等需求。与LTE-D2D类似,LTE-V2X也支持集中式调度(mode 3)和分布式调度(mode 4)。其中mode 3方式基于LTE-Uu接口进行集中调度,mode 4方式基于PC5接口直通方式进行分布式调度。

针对V2X通信中节点高速移动、低时延高可靠传输需求等问题,3GPP LTE-V2X主要的技术增强包括以下方面。

(1)子帧结构增强设计

LTE-D2D的通信设备通常为静止设备或低速移动设备,而LTE-V2X中,车辆移动速度较高,且可能工作在更高的频段。假设车辆相对移动速度为280 km/h,工作中心频点为6 GHz,信道的相干时间约为0.277 ms。LTE-D2D中1个子帧1 ms中有2列参考信号,相隔为0.5 ms。如果不对参考信号设计进行增强修改,高速移动和高频导致的多普勒效应频率偏移会对信道估计产生严重影响。因此LTE-V2X中重用LTE-D2D的解调参考信号(demodulation reference signal,DMRS)列结构设计,但是将1个子帧1 ms中的2列DMRS参考信号增加到 4列,使得导频密度在时域上有所增加,这样LTE-V2X的DMRS参考信号时间间隔为0.25 ms,能够有效处理典型高速场景高频段的信道检测、估计与补偿。LTE-V2X PC5接口的控制信道及数据信道的子帧结构如图 2所示。

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图2 LTE-V2X PC5接口的控制信道及数据信道的子帧结构

(2)资源复用

考虑 V2X业务分组大小可能发生变化,LTE-V2X仍重用 LTE-D2D中的控制信息 SA(scheduling assignment,调度分配)来指示初传或重传的数据分组大小。LTE-V2X的PC5口直通通信中设计 SA指示的数据资源在同一个子帧进行传输,即同一子帧中的 SA和数据的资源池进行FDM(frequency division multiplexing,频分复用)方式的资源复用。同时,SA和数据的资源池也可以采用TDM(time division multiplexing,时分复用)方式进行复用。为进一步降低SA的信令开销,SA指示的资源粒度在频域可以划分为相同大小的子信道,数据传输可以使用一个或多个子信道。LTE-V2X资源池配置的频域指示如图3所示。

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图3 资源池配置的频域指示方法

(3)资源分配机制

考虑到V2X业务的周期性,为了减少空口信令开销,LTE-V2X直通通信的PC5接口采用了一种全新的分布式资源分配方案:感知(sensing)+预约的半持续调度(semi-persistent scheduling,SPS),如图4所示。该方案充分利用V2X业务的周期性特点,一方面通过发送节点预约周期性的传输资源来承载待发送的周期性V2X业务;另一方面由于发送节点预约资源的周期性重复,有助于接收节点进行资源状态感知和冲突避免,提高了资源利用率,提升了传输可靠性。

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图4 LTE-V2X PC5接口的“感知+预约的半持续调度”机制时序

(4)同步机制

LTE-D2D系统中,基站作为同步源,蜂窝覆盖内节点与基站同步,部分覆盖节点可以收到蜂窝覆盖内节点转发的同步信号,因此部分覆盖节点将蜂窝覆盖内节点的同步信息向覆盖外节点转发。LTE-V2X系统中,由于LTE-V2X通信节点支持GNSS(global navigation satellite system,全球导航卫星系统)模块,可以直接获得可靠GNSS信号的节点,由于定时和频率精度较高,可直接作为同步源为周围节点提供同步信息。如果在LTE-V2X与 LTE等蜂窝系统共享载波时,LTE-V2X直通通信的发送信号可能对蜂窝网络的上行造成干扰,在该场景下仍考虑以基站作为同步源,基站还可通过广播的方式将基站与GNSS的时间偏差通知给UE(user equipment,用户设备)进行调整补偿。因此在LTE-V2X中有GNSS、UE自同步和eNode B(evolved node B)3种同步源,由基站配置同步源和同步方式,覆盖外采用预配置方式确定同步源,以便实现全网统一的同步定时。

2.2 LTE-V2X与DSRC(IEEE 802.11p)的比较

作为车联网的V2X无线通信技术,虽然IEEE 802.11p有先发优势,但是 LTE-V2X与 IEEE 802.11p相比,具有以下技术优势(见表1)。

除了表1所述的技术优势,LTE-V2X还具有以下性能及网络部署方面的优势。

表1 LTE-V2X与DSRC(IEEE 802.11p)的技术比较

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(1)更好的远距离数据传输可达性

IEEE 802.11p网络采用多跳中继进行远距离数据传输,可能会受中继节点的影响,可靠性不高。而LTE-V2X可利用LTE基站与云端服务器连接,进行如高清影音等类型的高数据速率传输,具有更好的信息可达性。

(2)更高的非视距(NLOS)传输可靠性

LTE-V2X可利用蜂窝基站转发的方式支持NLOS场景,由于基站可高架,天线高度更高,可提高NLOS场景的信息传输可靠性。

(3)网络建设和维护的优势

尽管IEEE 802.11p可利用现有的Wi-Fi基础进行产业布局,由于 Wi-Fi接入点未达到蜂窝网络的广覆盖和高业务质量,不仅IEEE 802.11p的新建路侧设备RSU(roadside unit)需要大量投资进行部署,而且IEEE 802.11p的V2X通信安全相关设备、安全机制维护需要新投入资金。而LTE-V2X可以利用现有LTE网络中的基站设备和安全等设备进行升级扩展,支持LTE-V2X实现车路通信和安全机制,可以利用已有LTE商用网络,支持安全证书的更新以及路侧设备的日常维护。

另外,LTE-V2X更有利于我国独立知识产权的自主创新。目前国内在IEEE 802.11p系列技术和产业方面缺乏核心知识产权、产业基础及优势。基于我国自主研发的 4G移动通信标准 TD-LTE

①3GPP LTE-V2X标准进展

在大唐等中国企业的推动下,2015年2月,3GPP正式开始LTE-V2X技术标准化,各工作组主要从业务需求、系统架构、安全研究和空口技术4个方面开展工作。相关工作已经取得了里程碑式的进展,LTE-V2X标准已于2017年3月完成,并作为R14的重要特性发布。技术,进行自主创新,LTE-V2X技术拥有核心自主知识产权,可打破国外产业在V2X通信技术垄断,减少在知识产权方面的限制。

2.3 LTE-V2X车联网标准及演进

基于LTE-V2X相关技术研究进展,国际、国内标准组织关于LTE-V2X标准研制进展迅速,并计划开展5G NR V2X的相关研究。

(1)3GPP

3GPP的V2X通信标准化分为3个阶段,如图5所示,其中,Q1、Q2、Q3、Q4分别表示第1季度、第2季度、第3季度、第4季度。支持LTE-V2X的3GPP R14版本标准(Phase 1)已在 2017年正式发布,支持 LTE-V2X增强的LTE-eV2X的R15版本标准(Phase 2)正在研究制定中,支持5G NR-V2X的标准只开始前期的评估研究,未正式开始标准立项研究。

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图5 3GPP LTE-V2X及5G NR V2X标准研究进展

空口技术由3GPP RAN工作组负责,由大唐、华为技术有限公司(以下简称华为)和乐金电子(LGE)3家公司联合牵头进行V2X标准研究第一阶段工作,包括“基于LTE的V2X可行性研究”研究课题(study item,SI)、“基于LTE PC5接口的V2V”的标准立项(work item,WI)以及“基于LTE的V2X业务”的标准立项(WI)等,主要评估支持V2X业务增强技术的方法,研究基于PC5接口和Uu接口技术方案增强支持V2X业务,进行信道结构、同步过程、资源分配和相关的射频指标及性能要求等关键技术研究。

业务需求由3GPP SA1工作组负责,定义了LTE V2X支持的业务要求,包含车车、车路、车人以及车与网络通信的27个用例,给出7种典型场景的性能要求。

系统架构由3GPP SA2工作组负责,确定增强架构至少要支持采用PC5接口传输的V2X业务和采用LTE-Uu接口的V2X业务。

安全方面由3GPP SA3工作组负责,调研V2X安全威胁,研究V2X安全需求并调研和评估对现有的安全功能和架构的重用和增强以及支持V2X业务的LTE架构增强。

② 3GPP LTE-eV2X标准进展

2016年6月,3GPP SA1进行“增强的V2X业务需求”的SI和WI标准研究工作,在研究结果标准 TS22.886中,定义了 25个用例,共计五大类需求,包括自动车队驾驶、半/全自动驾驶、支持扩展传感、远程驾驶和基本需求。

2017年3月,由大唐、华为和LGE 3家公司联合牵头“3GPP V2X第二阶段标准研究”WI,主要包括载波聚合、发送分集、高阶调制、资源池共享及减少时延、shorten TTI(shorten transmission time interval,短传输时间间隔)的可行性及增益等,预计将于2018年6月结项。

③ 5G NR-V2X标准进展

2017年3月,3GPP RAN开始进行V2X新型应用评估方法研究的SI,根据3GPP TS22.886定义的增强业务需求进行评估研究,包括仿真场景、性能指标、频谱需求、信道模型和业务模型等,预计将于2018年6月结项。关于5G NR V2X通信技术研究立项工作正在开展,预计将于2018年下半年开始相关标准研究工作。

(2)ITU(International Telecommunication Union)

ITU-R(ITU Radio Communications Sector)研究了与智能交通相关的频谱分配相关问题,将在2019年召开的WRC(World Radio communication Conference,世界无线电通信大会)上讨论WRC-19 1.12议题“A globally or locally common frequency to be used in ITS applications”,将在现有移动业务划分下,尽可能考虑全球或区域统一频段。ITU-T(ITU Telecommunication Standardization Sector)也在车联网标准方面积极展开工作,SG-17已开展协作智能交通安全标准研究工作。

(3)ISO(International Standardization Organization)

ISO TC204 WG#16工作组针对车联网和智能交通系统中的通信技术进行了标准研究。提出了CALM(communication access for land mobiles)的概念,支持蜂窝、短距等多种通信接入技术。已推动CALM系统架构对LTE-V2X技术的支持进程,在ISO TC204 WG#16工作组立项制定标准ISO/CD 17515-3“Intelligent transport systems—evolved- universal terrestrial radio access network—part 3:LTE-V2X”。

(4)国内LTE-V2X标准进展

国内各行业协会和标准化组织高度重视LTE-V2X,如中国通信标准化协会(CCSA)、中国智能交通产业联盟(C-ITS)以及车载信息服务产业应用联盟(TIAA)都已积极开展 LTE-V2X的相关研究及标准化工作。

CCSA在2014年开始进行LTE-V2X的关键技术可行性研究、行业标准的立项及研究,已于2017年通过了LTE-V2X多项行标,包括《基于LTE的车联网无线通信技术 总体技术要求》《基于LTE的车联网无线通信技术 空中接口技术要求》等,计划于2018年重点推进《基于LTE的车联网通信安全技术要求》《基于LTE的车联网无线通信技术 路侧设备技术要求》和《基于LTE的车联网无线通信技术 终端设备技术要求》。

C-ITS产业联盟与中国汽车工程学会联合,也积极开展制定 LTE-V2X应用层及网络层相关标准,以推进LTE-V2X技术在交通及汽车行业的应用。2017年已完成了《合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准》《基于LTE车联网无线通信技术总体技术要求》《基于 ISO ITS框架的LTE-V2X标准技术规范》等标准。计划于2018年重点推进《基于LTE的车联网无线通信技术空中接口技术要求》《合作式智能交通运输系统通信架构》《合作式智能交通运输系统增强应用集》等标准的制定。

TIAA积极推动车联网频谱相关的研究和测试工作。2016年根据工业和信息化部立项的“LTE-V2X技术应用与频率需求研究”项目,研究得出符合我国用车环境的 LTE-V2X安全类应用场景和效率类应用场景,建议我国LTE-V2X工作的目标频段为5 850~5 925 MHz。

2016年11月,工业和信息化部立项LTE-V2X频率和兼容性验证研究项目。该项目完成以下测试标准:《LTE-V2X终端射频技术要求和测试方法》《LTE-V2X终端性能技术要求和实验室测试方法》《LTE-V2X终端性能外场测试方法》《LTE-V2X终端干扰技术要求和测试方法》和《LTE-V2X终端干扰外场测试方法》。LTE-V2X频率和兼容性项目的完成,不仅能够验证LTE-V2X系统在 5.9 GHz频段的可用性,而且能够测试LTE-V2X系统与同频邻频在用无线通信系统之间的安全隔离。

总之,目前国内各标准组织的LTE-V2X相关标准已进入快速发展阶段,包括应用定义及需求、总体技术要求、关键技术、测试规范、频谱需求和兼容性验证、信息安全等多方面,国内标准仍需进行各行业协会和标准化组织间的统筹协调,后续需要推进 LTE-V2X的产业化和在开放道路进行试验。

3 LTE-V2X研发与示范应用进展

随着LTE-V2X技术的成熟、国际国内标准工作的快速开展以及相关频谱研究的完善,工业和信息化部快速响应 LTE-V2X直连试验频谱的申请,于2016年11月正式批复5 905~5 925 MHz共计20 MHz带宽用于LTE-V2X试验,中国成为全球首个规划 LTE-V2X直连专用测试频谱的国家。

2016年9月,由高通公司等通信公司和欧洲主要汽车企业,发起成立 5GAA联盟,致力于C-V2X在欧洲乃至全球的推广,目前已有涵盖汽车、零部件供应商、通信等领域的70余家成员。由于C-V2X发展势头强劲,在美国,IEEE 802.11p强制立法受阻,高通公司、福特汽车公司已在美国联合开展C-V2X测试。

为了促进产业发展,大唐凭借多年积累,针对V2X应用已完成原型系统开发和技术验证。目前大唐基于自主研发的LTE-V芯片级解决方案,已经完成LTE-V通信测试设备开发,并于2017年11月发布了LTE-V预商用通信模组,大唐和福特汽车公司开展了LTE-V实际道路联合测试。华为也已开发了LTE-V通信原型设备,并对外宣布将于2018年提供LTE-V测试芯片。高通公司开发了C-V2X芯片组9150,商用芯片预计将于2018年下半年上市。

2017年9月,中国IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组发布了 LTE-V2X测试规范,定义了实验室环境下对LTE-V2X终端设备的功能、性能的测试方法、过程和测试计划。2017年12月,中国信息通信研究院、大唐和华为共同合作,参照IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组制定的互操作测试规范,开展了LTE-V2X终端直通互操作测试,业界首次实现基于3GPP R14标准的不同厂商间的终端直通互操作测试。该测试在短时间内顺利完成,进一步验证了LTE-V2X技术标准和解决方案的成熟可靠。

结合“基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范”项目,工业和信息化部在上海、重庆、杭州、北京、长春、武汉等城市推动开展示范应用,大唐和华为都参与了其中的试验。其中,上海示范区是工业和信息化部批准的全国首个智能网联汽车示范园区,目前已经进入基于公共道路的智能网联汽车应用示范阶段;重庆示范区依托中国汽研在整车及零部件测试认证方面的重要地位和独特的地质地貌、气候环境,将全工况测试评价作为重要特色,目前也已进入基于公共道路和公交车辆的智能网联汽车预商用示范阶段;长春示范区为极寒环境的智能网联测试基地;杭州云栖小镇和乌镇示范区重点展示 V2N(vehicle-to-network)相关应用;无锡测试基地是江苏省、工业和信息化部、公安部联合建设的国家智能交通综合测试基地,致力于开展智能交通管理的综合测试;另外,京冀、武汉、南京、长沙、常州等示范区或测试基地也都在设计和推进中。

通过LTE-V2X研发与示范应用的快速推进,必将加速我国LTE-V2X的产业化进程,并推动中国智能网联汽车产业的快速发展。

4 发展展望与政策建议

4.1 技术与标准演进展望

未来,LTE-V2X技术将向5G V2X演进。一方面,将面临更加丰富的应用场景及业务种类带来的通信更高可靠性(99.999%)、更低时延(3~10 ms)的性能需求及需求时变不确定的问题;同时,还需考虑5G新空口(5G new radio,5G NR)的兼容性问题。研究车联网与移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)的结合,以提供车联网环境中通信资源与计算资源的融合,满足更高速率、更低时延的车联网新型应用需求。研究V2X通信的安全技术,构建基于端、管、云三级体系架构的可信体系,从终端安全、网络安全、数据安全 3个层级上构建V2X安全防护体系。

国家自然科学基金委员会也部署了与车联网相关的项目群“面向5G应用的车联网基础理论与关键技术”,包括“车联网复杂移动环境感知与建模理论”“高速移动环境多址接入与低时延高可靠车辆通信”“车联网资源优化调度与车辆移动优化方法”3个重点项目以及车联网相关的其他面上项目、海外合作研究基金项目等。

4.2 产业发展与应用展望

LTE-V2X技术已进入发展的关键机遇期。国家层面高度重视车联网技术创新发展,2017年9月国家制造强国建设领导小组成立车联网产业发展专项委员会,明确了“促进LTE-V2X车联网无线通信技术等新技术的部署和应用,推动5G与车联网融合发展”,强调统一布局、部门协同,统筹推进产业发展。相关部委相继出台了相关政策与法规,鼓励技术的开放创新。工业和信息化部从国家战略、专项项目支持、政策保障、标准推进、示范应用等方面大力推进。国家发展和改革委员会组织起草《智能汽车创新发展战略》,强调国家层面的统一布局,明确三大战略愿景,即到2020年,智能汽车新车占比达到50%,大城市、高速公路的车用无线通信网络(LTE-V2X)覆盖率达到90%;到2025年,新车基本实现智能化,高级别智能汽车实现规模化应用,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)基本满足智能汽车发展需要;到2035年,中国标准智能汽车享誉全球,率先建成智能汽车强国。

从技术创新角度看,目前信息产业、交通产业和汽车工业正在开展产业链协作创新,走向深入融合。车联网通信技术的研发紧密围绕汽车和交通产业的需求,紧扣5G中“低时延高可靠”场景与性能要求,开展技术与设备研发、标准化、示范验证、产业化推进等工作,满足智能网联汽车、自动驾驶、智能交通等应用中的通信需求。

4.3 政策建议

1998年,大唐代表中国提出的 TD-SCDMA被国际电信联盟(ITU)接纳成为三大3G国际标准之一,实现了中国通信历史上的百年突破。我国企业主导并拥有核心知识产权的 TD-LTE成为全球两大 4G主流标准之一。2017年底,全球TD-LTE商用网络总数达到107张,涉及57个国家的 240多个地区;TD-LTE全球用户总数超过15.2亿,占4G全球总用户数的59.75%。TD-LTE在与美国企业主导的 WiMAX的产业竞争中胜出,全球 90%的 WiMAX网络将升级到TD-LTE。移动通信实现了3G“追赶”、4G“并跑”,成为少数我国具有国际竞争力和行业话语权的高科技领域之一。目前我国正处在“5G引领”战略推进中。

回想2007年前后,我国主导的TD-LTE国际标准在与美国主导的WiMAX激烈竞争中还处劣势。今天面临的是 LTE-V2X与 IEEE 802.11p/DSRC的竞争,但我国的产业基础、全球的业界态势都已全面优于 2007年,十分有利于LTE-V2X的胜出。

我国是全球最大的汽车生产国和销量国,且汽车行业正处在向新能源、智能网联和自动驾驶等转型升级的关键机遇期,未来汽车是5G中具有最大显示屏的终端。我国车企正处在“变道超车”的产业升级与变革机遇期,汽车工业经过多年与跨国公司的合资,我国已培育了相对完整的本土汽车产业供应链。而大唐、华为等中国企业在车联网技术标准、样机开发、产业合作、应用示范等方面已取得主导地位和领先优势。百度、腾讯等在自动驾驶上已有很强投入和积累。综上所述,我国已具备支撑汽车行业跨越发展的基础。建议国家在跨部委协调、产业合作、政策与法规健全、标准制定等方面给予大力支持,具体的政策建议如下。

· 5G应用规划之初就将车联网应用提升到战略高度,同步规划、同步布局、协同创新。

· 加强工业和信息化部与交通运输部、公安部等部委协作,协同推动车联网应用和运营模式,支持路侧设施部署,加速LTE-V2X产业落地和应用实施。

· 针对车联网应用特别是主动安全应用,需要确定专用频谱,建议尽快在5.9 GHz 频段分配20~30 MHz带宽用于LTE-V2X直通模式,明确信号以加速产业成熟和发展。

· 加强LTE-V2X测试环境及示范应用建设,支持LTE-V2X规模测试和开放道路测试,协同推进示范应用开展。

· 出台产业政策和国家重大科研计划,进一步鼓励车企与通信企业在 LTE-V2X产业化合作。

相信在“创新型国家”的战略指引和“政产学研用”共同推进下,LTE-V2X也能像 TD-LTE一样代表中国创新力量走向全球市场,再一次体现中国的“科技自信”。