5G车联网标准的演进之路

  产业发展第一要素是标准。没有一个统一的标准,产业发展将无章可循,也解决不了互联互通问题,产业就难以做大做强。另一方面,谁把握了标准主导权,谁就控制了产业发展的制高点。所以产业发展,尤其是高科技产业是否能健康快速发展,首先要分析其标准的进展情况。本文将从DSRC vs. C-V2X标准之争、国际C-V2X标准进展、中国C-V2X标准进展三个层面来分析5G车联网标准的演进之路。

  01、DSRC vs. C-V2X标准之争

   1. DSRC vs. C-V2X标准整体情况

  车联网V2X(Vehicle-to-Everything)全球存在两大标准流派,DSRC(Dedicated Short Range Communications,专用短程通信技术)和C-V2X(Cellular-Vehicle-to-Everything,基于蜂窝技术的车联网通信)。

  车联网主要的标准组织和联盟包括IEEE(美国电气电子工程师学会)、ETSI(欧洲电信标准协会)、3GPP(移动通信伙伴联盟)、ARIB(日本电波产业协会)、TTA(韩国电信技术协会)、IMDA(新加坡资讯通信媒体发展局)、5GAA(5G Automotive Association)等。ETSI制定了基于DSRC的标准ITS-G5,同时作为3GPP的创建伙伴,ETSI也会从3GPP的技术标准成果中直接转化引用。

  中国车联网主要标准组织和联盟包括CCSA(中国通信标准化协会)、C-ITS(中国智能交通产业联盟)、SAE-China(中国汽车工程学会)、NTCAS(全国汽车标准化委员会)、TIAA(车载信息服务产业应用联盟)、TC/ITS(全国智能运输系统标准化技术委员会)、全国道路交通管理标准化技术委员会、IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组、CAICV(中国智能网联汽车产业创新联盟)等。

  DSRC标准由IEEE基于WIFI制定,并且获得通用、丰田、雷诺、恩智浦、AutoTalks和Kapsch TrafficCom等支持。通用已经有量产车凯迪拉克CTS搭载DSRC(由Aptiv提供系统,AutoTalks提供模块,恩智浦提供芯片),丰田则在2016年就开始销售具备DSRC技术的皇冠和普锐斯,销量已经超过10万辆(电装提供系统,瑞萨提供芯片)。

  C-V2X由3GPP通过拓展通信LTE标准制定,并向5G演进,获得福特、宝马、奥迪、戴姆勒、本田、现代、日产、沃尔沃、PSA Group,众多Tier1,运营商移动、联通、AT&T、德国电信、KDDI、DOCOMO、Orange、Vodafone,以及华为、爱立信、大唐、高通、英特尔、三星等支持。

  DSRC标准化流程可以追溯至 2004 年,主要基于三套标准:第一个标准是IEEE 802.11p,它定义了汽车相关的“专用短距离通信”(DSRC)物理标准;第二个是IEEE 1609,标题为“车载环境无线接入标准系列(WAVE)”,定义了网络架构和流程;(子午物联ziwuiot.com)第三个是SAE J2735和SAE J2945,定义了消息包中携带的信息,该数据将包括来自汽车上的传感器信息,例如位置、行进方向、速度和刹车信息。

5G车联网标准的演进之路

  美国高速公路安全管理局(NHTSA)力推DSRC,目标是为消费者提供安全、效率、便捷三大方面优质服务。安全方面,中轻型车辆将避免80%的交通事故,重型车避免71%的事故;效率方面,交通堵塞将减少60%,短途运输效率提高70%,现有道路通行能力提高2~3倍;便捷方面,停车次数可减少30%,行车时间降低13%至45%,实现降低油耗15%。

  C-V2X标准工作始于2015年,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。业务需求由3GPP SA1工作组负责,系统架构由3GPP SA2工作组负责,安全方面由3GPP SA3工作组负责,空口技术由3GPP RAN工作组负责。

  3GPP C-V2X标准化工作分为3个阶段:第1阶段基于LTE技术满足LTE-V2X基本业务需求,对应LTE Rel-14版本;第2阶段基于LTE技术满足部分5G-V2X增强业务需求(LTE-eV2X),对应LTE Rel-15版本;第3阶段基于5G NR(5G新空口)技术实现全部或大部分5G-V2X增强业务需求,对应5G NR Rel-16,Rel-17版本。

5G车联网标准的演进之路

  已经完成Rel-14 LTE-V2X和Rel-15 LTE-eV2X,目前正在进行5G NR Rel-16制定和Rel-17规划。

5G车联网标准的演进之路

  LTE-V2X包含LTE-D2D(点对点)的PC5接口和LTE蜂窝网的Uu接口。其中车-车通信(V2V),车-路边基础设施通信(V2I),车-人通信(V2P)均通过PC5模式,工作于专用频段;车-网络/云通信(V2N/V2C)通过Uu模式,工作于运营商蜂窝网络频段。其中PC5接口称为Sidelink(侧行链路或直通链路),Uu接口包括Uplink和Downlink(上下行链路)。

5G车联网标准的演进之路

  全球主要国家和地区已经分配了V2X(DSRC和C-V2X)点对点通信工作频段。美国分配5850-5925MHz共75M带宽;欧洲分配5855-5925MHz共70M带宽;日本分配5770-5850MHz共80M带宽;韩国分配5855-5925MHz共70M带宽;新加坡分配5875-5925MHz共50M带宽;中国分配5905-5925MHz共20M带宽。

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