核心觀點

5G適于車路協(xié)同的發(fā)展，但其在車路協(xié)同應用中的安全通信距離和通信范圍有待深入研究。車聯(lián)網(wǎng)與公眾網(wǎng)之間的諸多差異，給車聯(lián)網(wǎng)應用帶來巨大挑戰(zhàn)。車路協(xié)同不僅在車與路，還包括與人、IT系統(tǒng)等之間的協(xié)同，車路協(xié)同的創(chuàng)新將永遠在路上。

車路協(xié)同及其應用場景對5G的要求

01 什么是車路協(xié)同？

車路協(xié)同包括了車到車、車到路側單元、車到行人和車到網(wǎng)絡四個協(xié)同。

◎ 車到車，主要解決防碰撞的安全系統(tǒng)的問題。

◎ 車到路側單元，主要包括優(yōu)化交通信號燈的轉換。

◎ 車到行人，照顧到馬路上可能出現(xiàn)的一些弱勢的交通參與者和行人。

◎ 車到網(wǎng)絡，包括提供實時的交通流量路徑規(guī)劃服務。

車路協(xié)同涉及到車端，也叫車聯(lián)網(wǎng)；還有（路側單元），包括交通信號監(jiān)控設施；以及網(wǎng)絡端，比如移動通信核心網(wǎng)；還有云端，包括交警平臺、數(shù)字地圖平臺等等以及各種服務。

跟車有關的通信主要有兩種：一是車到車、車到路側單元以及車到人，這種通信使用的是PC5接口，就是直通。其中關于車到車的通信接口，看上去好像沒有通過網(wǎng)絡，實際上也是兩種情況：一種情況是在5G信號覆蓋范圍里，還是通過網(wǎng)絡由基站作為調度者分配無線資源，用戶數(shù)據(jù)可以在車到車直接連接；另一種情況是在5G網(wǎng)絡沒有覆蓋的地方沒有辦法通過網(wǎng)絡，只能說相當于自組織的來處理。此外，還有與車有關的通信（如車）是直接到網(wǎng)絡的，可以用PC5也可以直接用5G接口。實際中5G接口是比較通用的。

02 安全類應用場景大部分是V2V

車路協(xié)同主要應用場景按照有關的標準分類，其中安全類有十幾種，包括對車速、通信距離、數(shù)據(jù)更新頻率、系統(tǒng)延時、定位精度的一些考慮。其中的一些是在各種場景下要求最高的，車速一般按照130公里每小時，通信距離是按不小于300米，數(shù)據(jù)更新的頻率大部分時間是10赫茲，但是限速預警等場景時是1赫茲，系統(tǒng)延遲大部分為100毫秒，精度有5米的，比較高要求的是1.5米。

這些標準大部分時候是針對V2V場景而言，并不涉及到V2I、V2N或者V2P，而V2V的信令在5G覆蓋的時候可能走5G網(wǎng)絡，在5G覆蓋不到的時候自己連接，但是不論5G信號是否可覆蓋，用戶數(shù)據(jù)都是車到車，那么此時數(shù)據(jù)是不是也要報到網(wǎng)絡側或者云端？如果都通過網(wǎng)絡側，云端可能時延比較長；如果不通過網(wǎng)絡側和云端，就談不上車路協(xié)同了，或者需要備案到網(wǎng)絡側，否則車路協(xié)同有空白。

在效率服務類應用場景中，V2I比較多，這與車、路有關系，此外還有一些包括安全類、效率類、服務類的應用場景值得期待，當然這些可能在技術要求上并不會增加更多的、更新的或者更嚴格的要求。

03 5G能滿足目前車路協(xié)同標準和要求

根據(jù)交通運輸部的有關行業(yè)標準，基本上無線傳輸假設在5.9GHz的20兆帶寬里，通常丟包率不高于5%，時延20毫秒，通信峰值不低于8兆，可用性99.9%，日志存儲按7天算，數(shù)據(jù)包根據(jù)不同場景長短不一，安全通信距離有爭議。

目前5G能夠支持的最大車速為500公里每小時，傳輸?shù)淖畲笏俾蕦⒔?G，時延不大于3毫秒，通信可靠性99.99%。在特別高要求時可做到99.9999%?？梢?G能滿足交通部門和汽車行業(yè)所制定的車路協(xié)同的現(xiàn)有的一些標準和要求。

RSU通信距離基本上是根據(jù)3GPP通信業(yè)務模型評估，安全通信距離為相對車速*4秒，車速按140公里每小時進行要求，對向行駛的相對速度是280公里每小時，計算出安全距離為320米。

從RSU密度來計算安全通信距離，對于車流量大地段部署間距宜200-400米，對于車流量小地段部署間距可400-800米。這兩個數(shù)字有矛盾，如果RSU間距按照800米計算，而通信安全距離只算300米的話，則車到RSU間有信號盲區(qū)；考慮到隧道等沒有信號覆蓋的場景，通信距離需要1000米甚至更遠。所以怎么設置安全通信距離還是值得研究。從通信來講可能要考慮更大的范圍。

5G適用于車路協(xié)同，而車路協(xié)同也對5G提出諸多挑戰(zhàn)

01 5G有助于車路協(xié)同，還可擴展到智慧城市

DSRC是IEEE802.11P，容量小不足以應對交通擁堵，干擾管理、覆蓋都有短板。目前中國是基于蜂窩的V2X，分為4G、LTE-V2X和LTE-eV2X，更期待5G-V2X。有蜂窩基站參與調度，可以保證數(shù)據(jù)資源被高效利用，不會發(fā)生數(shù)據(jù)的碰撞。關于5G的NR-V2X頻段還沒有完全定下來，預計今年能定。

從1G到5G，其復用技術不斷演進，目前是多維度的，還包括空分復用，所以5G頻譜效率比較高，蜂窩比較密，容量較大，有助于車路協(xié)同。同時，5G本身的正常移動寬帶高可靠、低時延、廣覆蓋，一定意義上也能支撐產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧城市。

02 車聯(lián)網(wǎng)與公眾網(wǎng)諸多方面差別巨大

從車路協(xié)同的角度來看，5G是面臨挑戰(zhàn)的。在支撐車路協(xié)同方面，5G比現(xiàn)有無線技術好；5G考慮了怎么面向車路協(xié)同，但是以下多方面還需要深入思考探討：

一是通信地域范圍。公眾網(wǎng)既有短距離也有國際長途，車聯(lián)網(wǎng)實際上1公里足夠，實際對5G要求不高；但是從另一個角度，5G很多優(yōu)點是靠核心網(wǎng)支撐的，現(xiàn)在1公里范圍內，5G的核心網(wǎng)優(yōu)勢不容易發(fā)揮。

二是移動性。公眾通信網(wǎng)用戶80%時間是在房子里，而車路協(xié)同下的應用80%都是在行駛中。

三是在線時長。在公眾通信網(wǎng)中只有通信時才占用信道，而車聯(lián)網(wǎng)不是人聯(lián)網(wǎng)而是物聯(lián)網(wǎng)，所以行駛中是永遠在線的。

四是信令通道。公眾通信網(wǎng)數(shù)據(jù)和信令都通過網(wǎng)絡，而在車路協(xié)同上，特別是V2V的場景下，信令可通過網(wǎng)絡也可車輛間直通。

五是接入方式。公眾通信網(wǎng)基本是點到點的接入，而在車聯(lián)網(wǎng)V2V的場景，一車到多車，點到多點，甚至多點到點和廣播，所以需要更多的頻點，這種情況下20兆帶寬是不是夠可能是一個問題。

六是上下行比例。公眾通信網(wǎng)上行少、下行多，大多數(shù)是從網(wǎng)上傳輸視頻下來。而在車聯(lián)網(wǎng)上，是上行多、下行少。如果說我們把車路協(xié)同用的5G跟公眾通信網(wǎng)的5G放在同一個載頻下，變成TDD的上下行配置是交叉的，這樣會產生干擾，所以從這點看可能需要單獨的載頻。

七是被叫方身份。在公眾通信網(wǎng)被叫方是已知的，而在車路協(xié)同中是未知的，所以需要增加安全認證的要求。

八是運營商間連接。公眾網(wǎng)上通信經常要跨運營商，目前全國設置了13個省間直聯(lián)點，有些地區(qū)需要跨省才能直聯(lián)。如果是車聯(lián)網(wǎng)，馬路上相鄰的幾個車，分別接移動、聯(lián)通、電信，如果車與車之間的互聯(lián)還要繞到省間直聯(lián)點，會增加時延，所以車路協(xié)同的5G網(wǎng)間直聯(lián)點必須本地化，這會帶來成本問題。

九是運營支撐系統(tǒng)。公眾互聯(lián)網(wǎng)運營管理系統(tǒng)可以是全網(wǎng)一個中心或者再有一層省中心，而車路協(xié)同情況下，即便到省中心仍然時延太大，運營支撐系統(tǒng)也要下沉到本地。

十是網(wǎng)絡安全。公眾通信網(wǎng)涉及到終端安全、網(wǎng)絡安全、業(yè)務安全；車路協(xié)同情況下，除了原有的網(wǎng)絡安全以外，V2V、V2I增加了很多安全風險，而且這種安全的影響比對公眾通信網(wǎng)的消費者的影響還要嚴峻。

十一是網(wǎng)絡責任主體。公眾通信網(wǎng)的責任主體是網(wǎng)絡運營商，比較明確。在車路協(xié)同情況下，涉及到網(wǎng)絡運營商、汽車駕駛員、車企、交通部、公安部等很多部門，將來責任認定本身也是個難題。

十二是商業(yè)模式。公眾通信網(wǎng)的收費模式是對數(shù)據(jù)而言的，現(xiàn)在基本上是預付費或者按需付費，比如按流量或者包月。但是在車路協(xié)同情況下，用什么樣的商業(yè)模式還值得探索。

另外，車路協(xié)同尤其關系車載終端和路側設備的安全。因為設備很多，存在接入認證的問題，是一輛車、一輛車的認證？還是群體認證？怎么防止認證的信令風暴？這些都是問題。而且車與車之間還要有位置身份隱私的保護，同時路側設備還要防止被拆掉；傳輸?shù)脑O備需要加密，還有采用數(shù)字簽名、認證等等。一方面我們對安全應該更加重視，但是從另一個角度，安全也是占內存占時間的，安全加進去不能太復雜，否則處理時間太長，所以這也是很大的挑戰(zhàn)。

當務之急是要盡快完善5G-V2X標準，然后需要面向車聯(lián)網(wǎng)做更多的創(chuàng)新和試驗。5G雖然比其他無線技術更適合車路協(xié)同，但離支撐車路協(xié)同應用還有很多不足，不能說現(xiàn)在5G就能滿足車路協(xié)同的需求，所以還要做很多5G的創(chuàng)新，5G跟車路協(xié)同的協(xié)同還需要下更大努力。

03 車路協(xié)同還應該包括更多的協(xié)同

車路協(xié)同不僅僅是車和路的系統(tǒng)，還要與5G形成協(xié)同。車路協(xié)同主要是車和路，現(xiàn)在說中間用5G來傳輸，車路協(xié)同對5G提出了跟公眾網(wǎng)應用不同的挑戰(zhàn)，比如在頻率規(guī)劃上20兆是不夠的，另外交通安全、商業(yè)模式等都是特別值得關注的問題。

車路協(xié)同還需要與人之間的協(xié)同。城市馬路上不僅有汽車，還有行人和弱勢的交通參與者，而面對中國馬路上的復雜狀態(tài)，我們不能要求所有行人一定帶手機，那么車怎么跟人協(xié)同？

車路協(xié)同還要與IT系統(tǒng)形成協(xié)同。智能駕駛的效果需要5G與車聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng)及車載電子的無縫融合，目前車載電子以及相應的汽車軟件是我國顯著的短板。我們很難了解汽車總線里邊各種各樣的安排，很難導出這些數(shù)據(jù)和實現(xiàn)對汽車的控制。目前差距很大，而且現(xiàn)在車聯(lián)網(wǎng)的感知系統(tǒng)成本也比較高。

車路協(xié)同要求信息技術之間要協(xié)同，信息技術和汽車技術要配合，才能滿足安全節(jié)能和效率的要求。

車聯(lián)網(wǎng)的產品跟服務要協(xié)同。僅僅開發(fā)產品還不能解決商業(yè)模式的問題，必須開發(fā)車聯(lián)網(wǎng)的服務。麥肯錫咨詢公司之前提到的車聯(lián)網(wǎng)服務范圍很寬、很大，實際現(xiàn)在還沒有完全去開發(fā)它，所以要加強車路協(xié)同的服務、開發(fā)、創(chuàng)新商業(yè)模式。

車路協(xié)同涉及到跨行業(yè)的協(xié)同，需要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、通信設備供應商、網(wǎng)絡供應商和車企的協(xié)同。考慮到車聯(lián)網(wǎng)可能優(yōu)先用在礦山、港口、大型施工現(xiàn)場、農場、林場等，所以還需要跨行業(yè)的合作。

最后車路協(xié)同還需要跨部門的協(xié)同。除了技術問題，政府跨部門間的數(shù)據(jù)共享與管理協(xié)同是更大的挑戰(zhàn)。

總之，車路協(xié)同的創(chuàng)新永遠在路上。

* 本文整理自6月28日百人會于線上舉辦的第六期汽車產業(yè)形勢與政策高端研討會——“車路協(xié)同在中國如何進一步發(fā)展”嘉賓發(fā)言速記，關注VX：ChinaEV100-2016，加入百人會研習社了解更多會議內容（速記內容未經本人審核）。

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