一、引言
當(dāng)前，世界經(jīng)濟加速向以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)為重要內(nèi)容的經(jīng)濟活動轉(zhuǎn)變，在汽車產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)尤為突出，傳統(tǒng)汽車和新能源汽車向著網(wǎng)聯(lián)化、智能化方向演進，信息服務(wù)、自動駕駛等新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，車聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)體系正在加快形成。
車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在汽車領(lǐng)域的典型應(yīng)用，也是5G的核心應(yīng)用場景，具有應(yīng)用空間廣、產(chǎn)業(yè)潛力大、社會效益強的特點，對帶動汽車、電子、信息通信、交通管理等行業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。借助新一代信息通信技術(shù)，車聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)車內(nèi)、車與車、車與路、車與人、車與云服務(wù)平臺的V2X（Vehicle to Everything）全方位網(wǎng)絡(luò)連接，支撐構(gòu)建汽車生活新業(yè)態(tài)，提升汽車智能化水平，提高交通出行和管理效率，同時為用戶提供智能、舒適、安全、節(jié)能、高效的綜合服務(wù)。由此，車聯(lián)網(wǎng)不僅可以為自動駕駛功能的應(yīng)用提供必要的信息交互渠道；更將為自動駕駛的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展構(gòu)建一個共享分時租賃、車路人云協(xié)同的綜合服務(wù)體系。
二、車聯(lián)網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)進展
V2X無線通信技術(shù)（包括DSRC、LTE-V2X、5G-V2X等）是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)熱點和重點，當(dāng)前已經(jīng)進入發(fā)展的成熟期。借助于V2X無線通信技術(shù)，可突破單一汽車在智能化發(fā)展方面的非視距感知、車輛信息共享等技術(shù)瓶頸，助力實現(xiàn)汽車自動駕駛功能的應(yīng)用，包括前向碰撞預(yù)警等主動安全類預(yù)警應(yīng)用、高速編隊行駛等部分自動駕駛應(yīng)用以及面向未來的完全自動駕駛應(yīng)用。
當(dāng)前，國際成熟的V2X無線通信技術(shù)有兩種技術(shù)路線選擇，一是基于IEEE 802.11p的專用短程無線通信技術(shù)（Dedicated Short Range Communications，DSRC），二是我國參與推動的基于LTE的V2X無線通信技術(shù)（LTE-V2X）。美國、歐盟、日本等國家已經(jīng)啟動基于IEEE 802.11p的DSRC專用短程無線通信技術(shù)的外場試驗工作，美國交通部希望全美汽車增加DSRC功能。與IEEE 802.11p相比，LTE-V2X具有技術(shù)上的后發(fā)優(yōu)勢，又可以利用成熟的蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋和芯片、終端產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
2.1 DSRC專用短程無線通信技術(shù)
DSRC專用短程無線通信技術(shù)是一種高效的無線通信技術(shù)，提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，并保證通信鏈路的低延時和高可靠。DSRC專用短程無線通信技術(shù)在物理實現(xiàn)上主要包含路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備（Road Side Unit，RSU）和車載設(shè)備（On Board Unit，OBU）兩個部分。美國、歐盟、日本都采取了一系列技術(shù)試驗、應(yīng)用示范和行政措施助力DSRC專用短程無線通信技術(shù)發(fā)展。
（1）在頻譜使用方面
給出了明確規(guī)定，美國為基于IEEE 802.11p的DSRC專用短程無線通信提供了5850~5925MHz的75MHz頻段；歐洲為DSRC劃分了專用頻道5855~5925MHz，其中30MHz用于主動安全應(yīng)用；日本則選擇將755.5~764.5MHz作為智能交通系統(tǒng)的專用通信頻段。
（2）在技術(shù)標準體系建設(shè)方面
美國已經(jīng)形成SAE、IEEE 1609、IEEE 802.11p相關(guān)聯(lián)銜接的系列技術(shù)標準體系，IEEE802.11p與上層IEEE 1609共同構(gòu)成WAVE系列標準，SAE則以WAVE為基礎(chǔ)設(shè)計制定了SAE J2945、J2735相應(yīng)協(xié)議標準，共同構(gòu)成了美國交通部推進DSRC專用短程無線通信項目的基礎(chǔ)；歐洲已經(jīng)形成歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）/歐洲標準化委員會（CEN）聯(lián)合制定的ITS-G5系列標準體系，包括底層IEEE802.11p、網(wǎng)絡(luò)層GeoNetwork、應(yīng)用層CAM和DENM等協(xié)議標準。
（3）在應(yīng)用示范和產(chǎn)業(yè)化推進方面
美國在MCity示范區(qū)以及安娜堡地區(qū)對DSRC專用短程無線通信技術(shù)進行了大規(guī)模的測試驗證，并擁有了大量的數(shù)據(jù)集（Safety Pilot Model Deployment，SPMD），可用于進行DSRC通信性能和應(yīng)用有效性的分析；美國交通部出資4200萬美元在紐約、懷俄明州、弗羅里達州3個地方開展安全測試，利用DSRC技術(shù)減少交通擁堵和加快道路通行速度，預(yù)計截止2017年將試裝1萬輛。此外，美國汽車廠商通用在2017款凱迪拉克CTX已經(jīng)前裝DSRC通信模塊。荷蘭、德國和奧地利聯(lián)合建立歐洲協(xié)同式智能交通走廊，基于ETSI ITS-G5技術(shù)，探索ITS與智能汽車發(fā)展。日本將ITS Connect車路、車車間通訊系統(tǒng)作為合作式智能交通的重要部分，豐田、本田、電裝等積極推進DSRC專用短程無線通信技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)和試驗驗證。
（4）在行政措施方面
2016年12月13日，美國交通部正式發(fā)布《聯(lián)邦機動車安全標準——第150號》（FMVSS No.150），要求所有輕型車輛強制安裝V2V通訊設(shè)備，確保車輛和車輛之間能夠發(fā)送和接收基本安全信息，V2V選擇DSRC專用短程無線通信技術(shù)作為車車通信統(tǒng)一標準。美國交通部同時將該項FMVSS強制標準納入《聯(lián)邦機動車安全法案》（修正案草案）向立法機構(gòu)正式提出，預(yù)計經(jīng)歷90天公眾評議期和《聯(lián)邦公報》全文刊登之后，將正式編入聯(lián)邦法律第49章節(jié)（49 CFR Part 571）。主要內(nèi)容包括：
●在所有新出廠的輕型車輛上強制安裝V2V通訊設(shè)備從長遠來看，目前的規(guī)定屬于“試驗”性質(zhì)，強制安裝的范圍暫時劃定為輕型新車。法律規(guī)定，在執(zhí)行一段時間之后，V2V強制安裝將會擴大到中型和重型車輛上。此外，NHTSA對于已經(jīng)在路上行駛的所有車輛（舊車），不排除未來要求其強制安裝V2V通訊設(shè)備。
●V2V通訊標準采用DSRC專用短程無線通信技術(shù)將DSRC寫入立法，是聯(lián)邦通訊委員會（FCC）與交通部、商務(wù)部三方共同協(xié)商的結(jié)果，后續(xù)將由FCC暫行負責(zé)美國與歐盟、北美自由貿(mào)易區(qū)（NAFTA）、亞太等地區(qū)的標準協(xié)調(diào)事宜。
2.2 LTE-V2X無線通信技術(shù)
與基于IEEE 802.11p的DSRC專用短程無線通信技術(shù)相比較，我國重點支持具有自主知識產(chǎn)權(quán)的LTE-V2X技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，LTE-V2X是一種基于LTE的V2X無線通信技術(shù)，除支持車與車、車與人、車與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施通過直通方式進行通信外，也包含基于云服務(wù)平臺的LTE連接和信息服務(wù)，因此具備提供專用短程直接通信與廣域蜂窩通信的綜合通信能力。車與車、車與人、車與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施短程直接通信，可以不需要LTE網(wǎng)絡(luò)支撐，提供主動安全等低時延要求的應(yīng)用；車與云服務(wù)平臺則經(jīng)由LTE網(wǎng)絡(luò)提供基于云端的更加豐富的綜合信息服務(wù)。
（1）在技術(shù)標準體系建設(shè)方面
2015年初，3GPP正式啟動LTE-V2X技術(shù)的需求和標準化研究，我國華為、大唐、中興等企業(yè)都積極參與其中；3GPP SA1（需求工作組）開展了LTE-V2X需求研究，已經(jīng)于2016年3月完成結(jié)項。2016年初，3GPP SA2（架構(gòu)工作組）啟動WI，2016年底完成標準化。
在LTE-V2X空口研究方面，3GPP RAN（無線技術(shù)工作組）于2015年7月啟動SI立項，已于2016年6月完成結(jié)項；2016年初，對直通車與車通信（V2V）啟動WI立項，已于2016年9月完成標準化，支持基于短距離直接通信的車與車通信；2016年6月，啟動車與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施通信（V2I）的WI立項，于2017年3月完成標準化，至此LTE-V2X標準全面完成。后續(xù)，3GPP將繼續(xù)開展LTE-V2X增強技術(shù)研究，2017年3月啟動了R15階段的LTE-V2X技術(shù)增強研究，計劃到2018年6月完成。目標在保持與R14 LTE-V2X后向兼容要求下，進一步提升V2X直通模式的可靠性、數(shù)據(jù)速率和時延性能，以部分滿足更高級的V2X業(yè)務(wù)的需求。與此同時，在工業(yè)和信息化部、交通部等主管部門的指導(dǎo)下，眾多相關(guān)研究機構(gòu)、企業(yè)和組織積極配合，聯(lián)合推進人、車、路協(xié)同的V2X全方位網(wǎng)絡(luò)連接標準體系建設(shè)、標準規(guī)范制定和專用無線頻段的研究等工作。
（2）在應(yīng)用示范方面
2015年6月，工業(yè)和信息化部批準上海國際汽車城承擔(dān)了國內(nèi)第一個智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范區(qū)，計劃通過3~5年的建設(shè)發(fā)展，打造覆蓋整個汽車城100km2的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范區(qū)，開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車總體測試和智慧交通示范。
2016年6月，國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車（上海）試點示范區(qū)封閉測試區(qū)開園，建設(shè)有GPS差分基站、LTE-V2X通訊基站、DSRC和LTE-V2X路側(cè)單元、智能紅綠燈和各類攝像頭，整個園區(qū)道路實現(xiàn)了北斗系統(tǒng)的厘米級定位和Wi-Fi的全覆蓋。
2016年，工業(yè)和信息化部相繼與重慶、北京—河北、浙江、湖北和吉林簽訂“基于寬帶移動互聯(lián)網(wǎng)的智能汽車、智慧交通應(yīng)用示范”部署合作協(xié)議，支持開展LTE-V2X無線通信技術(shù)的測試與應(yīng)用示范。2016年11月，重慶智能汽車集成系統(tǒng)測試示范區(qū)（i-VISTA）開園，園區(qū)占地402.7畝，測試道路全長5km，10多種做道路環(huán)境，11個十字路口，GPS/北斗/GLONASS差分激戰(zhàn)1個，LTE-V2X分布式通信基站10個，LTE-V2X路側(cè)單元8套，信號燈組11個，城市模擬道路測試評價試驗區(qū)道路交通場景50個。試點示范區(qū)將為我國城市開展智能交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，企業(yè)、研究機構(gòu)和組織開展V2X無線通信技術(shù)研究與測試評估提供環(huán)境支撐和資源保障。
（3）在產(chǎn)業(yè)化推進方面
2016年11月，大唐電信集團基于自主研發(fā)制造的LTE-V2X芯片級解決方案，完成LTE-V2X通信設(shè)備預(yù)商用設(shè)備開發(fā)，包括LTE-V2X車載單元（OBU）和路側(cè)單元（RSU）預(yù)商用產(chǎn)品。產(chǎn)品接口豐富，包括CAN、USB、RJ45、以太網(wǎng)口等，能滿足測試階段用戶的多樣化需求。此外，該系列LTE-V2X設(shè)備均支持LTE-V-Cell和LTE-V-Direct兩種工作模式，既能夠支持大帶寬、廣覆蓋的通信傳輸支撐，滿足信息服務(wù)類的應(yīng)用需求，又能夠提供低時延、高可靠的通信服務(wù)，滿足安全及交通效率類應(yīng)用的需求?；谏虾Ｔ圏c示范區(qū)的道路無線通信網(wǎng)絡(luò)部署實踐，清華大學(xué)車路協(xié)同研究團隊（北京星云互聯(lián)科技有限公司）支撐蕪湖市政府開展中心城區(qū)改造工程，重點實施了基于V2X無線通信系統(tǒng)的交通基礎(chǔ)設(shè)施改造。在蕪湖市城區(qū)中心挑選10個比較典型的路口安裝了路側(cè)通信設(shè)備，通過路側(cè)通信設(shè)備與相應(yīng)的信號機、微波等交通基礎(chǔ)設(shè)施進行實時數(shù)據(jù)通訊，為裝載車載通信設(shè)備的車輛提供車速引導(dǎo)、闖紅燈預(yù)警、車輛避撞、行人避撞等多種應(yīng)用服務(wù)。
（4）在政府頂層規(guī)劃和支持方面
我國政府于2015年先后提出了“中國制造2025”及“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展戰(zhàn)略，大力推動汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，將其作為新一輪科技革命以及中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的產(chǎn)業(yè)龍頭。
2016年，工業(yè)和信息化部印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工作方案》，從技術(shù)創(chuàng)新、標準制定、平臺及試驗場地、應(yīng)用示范、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、安全六大方面全面闡述了車輛網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展所涉及的各個方面工作。2016年，發(fā)改委發(fā)布《互聯(lián)網(wǎng)+“人工智能3年行動實施方案》，鼓勵汽車領(lǐng)域企業(yè)提升產(chǎn)品智能化水平，與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作開展跨行業(yè)集成創(chuàng)新，建立基于智能汽車的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)新模式；發(fā)改委與交通部聯(lián)合發(fā)布《推進”互聯(lián)網(wǎng)+“便捷交通 促進智能交通發(fā)展的實施方案》，從構(gòu)建智能運行管理系統(tǒng)、加強智能交通基礎(chǔ)設(shè)施支撐、全面強化標準和技術(shù)支撐、實施”互聯(lián)網(wǎng)+“便捷交通重點示范項目4個維度全面闡述了汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要方向，提出了車聯(lián)網(wǎng)與自動駕駛的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢和應(yīng)用推廣路徑，并明確了相應(yīng)的引導(dǎo)政策和示范項目。
此外，我國專項支持面向汽車網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的信息通信技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，我國2016年“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)國家科技重大專項”中分別設(shè)置了“LTE-V無線傳輸技術(shù)標準化及樣機研發(fā)驗證”和“面向自動駕駛的5G關(guān)鍵技術(shù)研究與演示”兩個研究課題，旨在加大對基于下一代移動通信及下一代移動互聯(lián)網(wǎng)的交通應(yīng)用技術(shù)研發(fā)支持力度，攻克面向交通安全和自動駕駛的人車路協(xié)同通信技術(shù)。中國汽車工程研究院股份有限公司“智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)及通信標準化研究與試驗驗證平臺建設(shè)”項目獲得工業(yè)和信息化部2016智能制造標準示范項目支持，聚焦于智能網(wǎng)聯(lián)汽車先進智能輔助系統(tǒng)（ADAS）、車車/車路協(xié)同、自動駕駛等涉及的基礎(chǔ)共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)，研究覆蓋通信、智能系統(tǒng)、整車、基礎(chǔ)設(shè)施等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈，建立符合中國交通工況特性及中國區(qū)域特色的驗證體系及技術(shù)標準，搭建相關(guān)測試驗證硬件與軟件平臺，并開展各項技術(shù)標準的測試驗證工作，最終建立我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車第三方測試評估公共服務(wù)平臺。
三、后續(xù)工作重點
V2X無線通信技術(shù)是汽車實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展的核心，也是汽車智能化發(fā)展的重要基礎(chǔ)支撐。歐盟ETSI、3GPP等標準化組織已經(jīng)開展面向V2X二期自動駕駛相關(guān)應(yīng)用的通信性能需求分析、應(yīng)用場景設(shè)計等工作，包括高速編隊行駛（Platooning）、自適應(yīng)巡航控制（Cooperative Adaptive Cruise Control，C-ACC）和弱勢道路用戶（Vulnerable Road Users，VRU）等。在歐盟范圍內(nèi)，5GAA組織積極開展車聯(lián)網(wǎng)商業(yè)應(yīng)用模式的研究，通過用例與技術(shù)需求研究、系統(tǒng)架構(gòu)與解決方案開發(fā)、測試試驗、標準、商業(yè)模式與市場策略研究等工作，推動端到端產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展。我國在 IMT-2020（5G）推進組下成立C-V2X工作組，聯(lián)合汽車、交通、信息通信等相關(guān)行業(yè)企業(yè)，共同探討V2X的商業(yè)模式創(chuàng)新，以及面向網(wǎng)聯(lián)式自動駕駛的5G通信需求，推動實現(xiàn)V2X全方位網(wǎng)聯(lián)連接的部署，構(gòu)建全新的汽車、信息通信融合產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
當(dāng)前，我國應(yīng)重點支持自主LTE-V2X通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展：
一是我國政府部門應(yīng)充分發(fā)揮部際協(xié)調(diào)機制作用，共同解決車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛面臨的法律、法規(guī)、標準等重大問題，并盡快研究開放V2X專用通信頻段。
二是自主通信企業(yè)應(yīng)加強支持LTE-V2X專用無線通信技術(shù)的芯片和終端設(shè)備，并加快LTE-V2X技術(shù)產(chǎn)業(yè)化協(xié)同發(fā)展進程。
三是整車與高校、通信企業(yè)合作，開展LTE- V2X應(yīng)用功能的研發(fā)和測試。
四是交通、公安等部門結(jié)合當(dāng)前示范區(qū)建設(shè)工作，推動LTE-V2X無線通信設(shè)備在車輛、交通基礎(chǔ)設(shè)施等的安裝應(yīng)用，并逐步擴大在半開放、開放環(huán)境城市環(huán)境下的部署，實現(xiàn)車與車、車與交通設(shè)施間的通信互聯(lián)。
未來，應(yīng)探索推進5G技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化，一是開展基于5G的eV2X無線通信系統(tǒng)架構(gòu)研究、車-云同步、3D地圖動態(tài)重構(gòu)等自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，突破盲區(qū)感知、車間協(xié)同、動態(tài)地圖等技術(shù)瓶頸，推進基于5G的eV2X無線通信原型系統(tǒng)、芯片和設(shè)備的研發(fā)；二是推動建立國家級V2X和5G的無線技術(shù)驗證平臺，完成智能駕駛與無線技術(shù)、智能交通安全等相關(guān)技術(shù)的試驗驗證，推動5G eV2X無線通信技術(shù)成熟完善；三是與應(yīng)用示范相結(jié)合，積極利用5G eV2X技術(shù)推進交通信號燈等交通設(shè)施的智能化改造。
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