C-V2X标准化进展与测试验证

于润东 中国信息通信研究院技术与标准研究所工程师

余冰雁 中国信息通信研究院技术与标准研究所工程师

李新洲 中国信息通信研究院技术与标准研究所工程师

期治博 中国信息通信研究院技术与标准研究所工程师

时晓光 中国信息通信研究院技术与标准研究所工程师

1 引言

近年来，车联网成为国内外新一轮科技创新和产业发展的必争之地，进入产业爆发前的战略机遇期，正在催生大量新技术、新产品、新服务。车联网技术向着智能化、网联化方向演进，车载操作系统、新

型汽车电子、车载通信、服务平台、安全等关键技术成为研究热点。C-V2X通信技术作为实现车辆与一切事物连接的载体，是推动车联网产业发展的核心关键技术之一，具有广阔的应用和发展前景。

2 C-V2X内涵

车用无线通信技术（VehicletoEverything，V2X）是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术，支持实现车与车（VehicletoVehicle，V2V）、车与路侧基础设施（VehicletoInfrastructure，V2I）、车与人（Vehicleto Pedestrian，V2P）、车与云平台（Vehicle to Network/Cloud，V2N/V2C）的全方位连接和信息交互（见图1）。

V2V是指通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可以实时获取周围车辆的车速、车辆位置、行车情况等信息，车辆间也可以构成一个互动的平台，实时交换文字、图片和视频等信息。V2V通信主要应用于避免或减少交通事故、车辆监督管理等。V2I是指车载设备与路侧基础设施（如红绿灯、交通摄像头、路侧单元等）进行通信，路侧基础设施也可以获取附近区域车辆的信息并发布各种实时信息。V2I通信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、不停车收费等。V2P是指弱势交通群体（包括行人、骑行者等）使用用户设备（如手机、笔记本电脑等）与车载设备进行通信。V2P通信主要应用于避免或减少交通事故、信息服务等。V2N/V2C是指车载设备通过接入网/核心网与云平台连接，云平台与车辆之间进行数据交互，并对获取的数据进行存储和处理，提供车辆所需要的各类应用服务。V2N/V2C通信主要应用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等。

综上所述，V2X将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起，不仅可以支撑车辆获得比单车感知更多的信息，促进自动驾驶技术创新和应用；还有利于构建一个智慧的交通体系，促进汽车和交通服务的新模式新业态发展，对提高交通效率、节省资源、减少污染、降低事故发生率、改善交通管理具有重要意义。

C-V2X是指基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，目前阶段C-V2X的热点研究包括LTE-V2X的产业化和未来5G-V2X的标准化。LTE-V2X是指基于LTE移动通信技术演进形成的车用无线通信技术，包括蜂窝通信（Uu）和直接通信（PC5）两种工作模式。其中，蜂窝通信模式借助已有的LTE蜂窝网络，支持高带宽、广覆盖、长距离的通信连接，满足道路事故/施工提醒、信号灯提醒、车速引导、动态地图等信息服务、交通效率类车联网应用需求；直接通信模式既可以在网络覆盖内工作又可以在网络覆盖外工作，使用5.9GHz附近的专用频谱进行终端设备之间的直接通信，实现车辆与周边车辆、路侧基础设施、行人等节点的低时延、高可靠的通信。

C-V2X目前主要覆盖3大典型应用场景：交通主动安全、交通效率和信息服务，并且逐步向支持实现自动驾驶应用演进。交通主动安全是C-V2X最重要的应用场景之一，对于缓解交通事故有十分重要的意义。典型的交通主动安全应用场景例如前向碰撞预警、交叉路口碰撞预警、紧急制动预警等。交通效率是CV2X的重要应用场景，同时也是智慧交通的重要组成部分，对于缓解城市交通拥堵、节能减排具有十分重要的意义。典型的交通效率应用场景包括车速引导、车内标牌、协作式自适应巡航等。信息服务是提高车主驾车体验的重要应用场景，是C-V2X应用场景的重要组成部分。典型的信息服务应用场景包括紧急呼叫业务、多媒体业务、汽车近场支付等。伴随无线通信技术的发展，C-V2X应用场景不断演进，未来5G网络能够在提供99.999%稳定性的同时做到小于1ms的通讯时延，因此5G-V2X可以支持更多面向高度自动驾驶的车联网业务，包括车队编队行驶、扩展传感器、先进驾驶、远程遥控驾驶等。

在C-V2X国际标准化方面，作为LTE平台向垂直行业新业务的延伸，3GPP为车辆通信的增强进行了标准研究和开发。当前，C-V2X的标准化可以分为3个阶段。支持LTE-V2X的3GPPR14版本标准已在2017年正式发布；支持LTE-V2X增强的LTE-eV2X 3GPP R15版本标准于2018年6月正式完成；支持5G-V2X的标准于2018年6月启动研究。

3 我国LTE-V2X标准体系基本完成构建

国内各行业协会和标准化组织高度重视我国C-V2X标准推进工作，包括中国通信标准化协会（CCSA）、全国智能运输系统标准化技术委员会（TC/ITS）、中国智能交通产业联盟（C-ITS）、车载信息服务产业应用联盟（TIAA）、中国汽车工程学会(SAEChina)及中国智能网联汽车产业创新联盟(CAICV)等都已积极开展C-V2X相关研究及标准化工作。初步形成了覆盖LTE-V2X标准协议栈各层次、各层面的标准体系，能够指导LTE-V2X上下游企业开展相关技术研究和产品研发，目前我国LTE-V2X标准体系如图2和表1所示。

图2 国内C-V2X标准体系

国内各标准组织的相关标准化工作已支持形成我国C-V2X标准体系，包括应用定义及需求、总体技术要求、关键技术、信息安全等多方面。但是，大部分标准是分散在不同的团体组织或行业标准化委员会内来开展研究制定，仍然需要相互之间的统筹协同，加快推进形成体系完整的统一国家标准。

4 C-V2X测试验证进展

表1 国内C-V2X标准内容及进展

C-V2X测试验证将加速C-V2X通信技术和产品的成熟，对于C-V2X规模化商用具有重要意义，中国信息通信研究院作为通信行业权威检测机构，具备完备的无线通信测试验证环境，已支持开展C-V2X终端设备的功能、性能和协议一致性测试。

（1）C-V2X终端通信功能测试

中国信息通信研究院在IMT-2020C-V2X工作组中组织制定《LTE-V2X终端通信功能测试规范（实验室）》、《LTE-V2X性能测试规范（实验室）》，组织完成LTE-V终端直通互操作测试，实现了基于3GPPR14标准的LTE-V终端直通的异厂家互操作。

（2）C-V2X终端网络层应用层一致性测试

依据国标《合作式智能运输系统专用短程通信第3部分网络层及应用层规范》，中国信息通信研究院已建立 C-V2X终端网络层应用层测试环境。在终端网络层应用层协议一致性测试方面，能够对包括网络层专用短程通信消息DSM、专用短程通信业务公告DSA，应用层车辆基本安全消息BSM、地图消息MAP、路侧交通信息消息RSI、路侧安全消息RSM、信号灯消息SPAT等开展协议一致性测试。

（3）C-V2X终端应用层功能测试

依据TCSAE53-2017《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》，能够对前向碰撞预警（FCW）、交叉路口碰撞预警（ICW）、左转辅助（LTA）、盲区预警/变道预警（BSW/LCW）、逆向超车预警（DNPW）、紧急制动预警（EBW）、异常车辆提醒（AVW）、车辆失控预警（CLW）、紧急车辆提醒（EVW）等应用场景进行功能验证测试。

此外，国内车联网示范区积极开展C-V2X通信技术产品的规模化验证。示范区有助于推动C-V2X车联网通信技术创新和标准制定、促进产业融合创新、培育发展新型业态，部分示范区在C-V2X领域的重要进展如下：

（1）国家智能网联汽车（上海）试点示范区已联合中国移动、华为等行业伙伴，在示范区内（含封闭区）新建LTE-V2X基站13座，完整搭建1套C-V2XServer数据中心平台，实现路侧数据整合并满足V2X信息计算要求，综合为整车及零部件企业提供C-V2X车路通信应用的研发与测试支撑服务。目前，上汽集团、通用汽车等整车企业已完成基于示范区封闭测试区和开放道路数据接口的C-V2X应用场景开发，实现道路交通控制等路侧数据在车载端的显示和应用，整体效果良好。上海示范区计划在2018—2019年，科学规划、分步骤有序开展城市级、规模化C-V2X应用示范工程建设。

（2）无锡国家智能交通综合测试基地及车联网应用示范区于2017年9月启动无锡车联网项目，该项目规划了开放道路测试研究、城市级规模示范应用、打造车联网产业基地3个阶段，实施区域包括综合测试基地周边全场景道路、太湖新城主要道路、主城区部分路口、主要高架道路、环太湖高速部分路段，率先部署基于LTE-V2X通讯技术的新业务应用。

5 IMT-2020(5G)推进组蜂窝车联工作组加速C-V2X产业推进

2017年4月23日，IMT-2020(5G)推进组第十二次会议讨论决定在IMT-2020（5G）推进组成立蜂窝车联工作组（C-V2X工作组），负责组织开展LTE-V2X和5G-V2X的技术研究、试验验证和产业与应用推广等工作。目前已有75家科研院所、企业加入，形成了“产、学、研、用”合作，“汽车、信息通信、交通”等多行业协同的成员联盟（见图3）。

图3 IMT-2020（5G）推进组C-V2X工作组成员单位

2017年，C-V2X工作组重点开展了LTE-V2X测试评估、LTE部署与组网方案、LTE-V2X商业模式研究、C-V2X业务需求演进等多项研究工作，发布了《LTEV2X终端通信功能测试规范（实验室）》、《LTE-V2X性能测试规范（实验室）》等多项工作组文件，组织完成LTE-V终端直通互操作测试，实现了基于3GPPR14标准的LTE-V终端直通的异厂家互操作。2018年，C-V2X工作组将持续深入开展C-V2X推进工作，包括LTE-V2X频率需求、规划分配和管理模式研究、LTEV2X安全认证机制的研究与试验验证、C-V2X与边缘计算融合创新研究、高精度定位增强技术及其在车联网中的应用研究、C-V2X应用推广和商业模式深度研究等研究课题。并重点推动开展LTE-V2X规模性试验验证和应用示范以及C-V2X测试认证评估体系搭建等工作。

6 C-V2X产业发展建议

（1）协同开展LTE-V2X测试评估体系的建立

搭载LTE-V2X设备以实现智能化、网联化的汽车主动安全和交通效率提升应用，在市场化之前，需要保证技术的可靠性和成熟性，必须经过严格的测试验证，需要详细的测试结果分析，这也是LTE-V2X实现市场化应用的关键。LTE-V2X测试涉及多个行业，包括车辆制造业、ICT行业（包括通信、计算机和控制）等，因此不仅需要覆盖零部件级测试，还要考虑整车级测试。此外，LTE-V2X测试是一个系统性工程，需要构建跨行业协作的测试评估体系，包括客观的、统一的、可重复的、自动化的测试方法、流程和规范，以及测试验证实验室平台和外场环境，以支持开展LTE-V2X的通信性能、应用功能、协议一致性、信息安全和可靠性等多方面测试。与此同时，在市场化应用前，还应进行大规模的区域性、城市级测试验证，保证性能、功能有效的同时，对于提炼V2X典型应用场景、分析交通效率提升影响和加大用户接受度普及具有重要意义。

（2）加快C-V2X技术产业化发展的商业模式创新

区别于基于雷达、摄像头等感知设备的先进辅助驾驶系统应用，基于V2X技术的主动安全类应用需要依靠车辆与车辆、车辆与路侧基础设施的通信来实现协同感知和控制，因此V2X技术应用效果在很大程度上取决于设备在交通参与者中的渗透率。建议加快研究提升V2X技术在车辆以及路侧基础设施中渗透率的部署推广方式，如从主动安全应用的社会效益考虑，通过强制要求车辆安装，快速提升V2X技术的渗透率等。此外，为了实现V2X新技术、新产品的可持续转化，在实现主动安全类应用的同时，要探索商业模式创新，推动新型业态的创新发展，一方面培育一批具备产业化条件的应用服务，如共享出行、紧急救援、自动驾驶、智慧路网等；另一方面要加强V2X交互数据的再利用，并探索V2X交互数据脱敏后的开放共享机制，如衍生出车联网保险、车辆个性化定制等服务。

（3）建立健全安全保障体系

V2X技术在实现汽车联网获得更多服务的同时，也将汽车的控制系统暴露在网络虚拟环境当中，容易遭受外界的恶意攻击，带来了新的安全问题。我国应探索建立汽车联网的安全管理平台，健全安全管理制度，全面提升汽车联网后的安全防护水平。与此同时，为确保道路通行安全和事故责任认定，V2X信息交互时，应当进行完备的消息合法性/完整性验证，建立国家级的V2X通信认证鉴权体系。此外，尽快开展汽车联网的敏感数据、重要数据界定和划分的依据，加快汽车联网相关的个人信息保护和数据流动管理等方面的研究。