核心觀點(diǎn)

5G適于車路協(xié)同的發(fā)展，但其在車路協(xié)同應(yīng)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(yīng)用帶來(lái)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(yuǎn)在路上。

車路協(xié)同及其應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)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(cè)單元、車到行人和車到網(wǎng)絡(luò)四個(gè)協(xié)同。

◎ 車到車，主要解決防碰撞的安全系統(tǒng)的問(wèn)題。

◎ 車到路側(cè)單元，主要包括優(yōu)化交通信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換。

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

◎ 車到網(wǎng)絡(luò)，包括提供實(shí)時(shí)的交通流量路徑規(guī)劃服務(wù)。

車路協(xié)同涉及到車端，也叫車聯(lián)網(wǎng)；還有（路側(cè)單元），包括交通信號(hào)監(jiān)控設(shè)施；以及網(wǎng)絡(luò)端，比如移動(dòng)通信核心網(wǎng)；還有云端，包括交警平臺(tái)、數(shù)字地圖平臺(tái)等等以及各種服務(wù)。

跟車有關(guān)的通信主要有兩種：一是車到車、車到路側(cè)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(guān)于車到車的通信接口，看上去好像沒(méi)有通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)際上也是兩種情況：一種情況是在5G信號(hào)覆蓋范圍里，還是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)由基站作為調(diào)度者分配無(wú)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(luò)沒(méi)有覆蓋的地方?jīng)]有辦法通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，只能說(shuō)相當(dāng)于自組織的來(lái)處理。此外，還有與車有關(guān)的通信（如車）是直接到網(wǎng)絡(luò)的，可以用PC5也可以直接用5G接口。實(shí)際中5G接口是比較通用的。

02 安全類應(yīng)用場(chǎng)景大部分是V2V

車路協(xié)同主要應(yīng)用場(chǎng)景按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)分類，其中安全類有十幾種，包括對(duì)車速、通信距離、數(shù)據(jù)更新頻率、系統(tǒng)延時(shí)、定位精度的一些考慮。其中的一些是在各種場(chǎng)景下要求最高的，車速一般按照130公里每小時(shí)，通信距離是按不小于300米，數(shù)據(jù)更新的頻率大部分時(shí)間是10赫茲，但是限速預(yù)警等場(chǎng)景時(shí)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(biāo)準(zhǔn)大部分時(shí)候是針對(duì)V2V場(chǎng)景而言，并不涉及到V2I、V2N或者V2P，而V2V的信令在5G覆蓋的時(shí)候可能走5G網(wǎng)絡(luò)，在5G覆蓋不到的時(shí)候自己連接，但是不論5G信號(hào)是否可覆蓋，用戶數(shù)據(jù)都是車到車，那么此時(shí)數(shù)據(jù)是不是也要報(bào)到網(wǎng)絡(luò)側(cè)或者云端？如果都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)側(cè)，云端可能時(shí)延比較長(zhǎng)；如果不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)側(cè)和云端，就談不上車路協(xié)同了，或者需要備案到網(wǎng)絡(luò)側(cè)，否則車路協(xié)同有空白。

在效率服務(wù)類應(yīng)用場(chǎng)景中，V2I比較多，這與車、路有關(guān)系，此外還有一些包括安全類、效率類、服務(wù)類的應(yīng)用場(chǎng)景值得期待，當(dāng)然這些可能在技術(shù)要求上并不會(huì)增加更多的、更新的或者更嚴(yán)格的要求。

03 5G能滿足目前車路協(xié)同標(biāo)準(zhǔn)和要求

根據(jù)交通運(yùn)輸部的有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，基本上無(wú)線傳輸假設(shè)在5.9GHz的20兆帶寬里，通常丟包率不高于5%，時(shí)延20毫秒，通信峰值不低于8兆，可用性99.9%，日志存儲(chǔ)按7天算，數(shù)據(jù)包根據(jù)不同場(chǎng)景長(zhǎng)短不一，安全通信距離有爭(zhēng)議。

目前5G能夠支持的最大車速為500公里每小時(shí)，傳輸?shù)淖畲笏俾蕦⒔?G，時(shí)延不大于3毫秒，通信可靠性99.99%。在特別高要求時(shí)可做到99.9999%。可見(jiàn)5G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(biāo)準(zhǔn)和要求。

RSU通信距離基本上是根據(jù)3GPP通信業(yè)務(wù)模型評(píng)估，安全通信距離為相對(duì)車速*4秒，車速按140公里每小時(shí)進(jìn)行要求，對(duì)向行駛的相對(duì)速度是280公里每小時(shí)，計(jì)算出安全距離為320米。

從RSU密度來(lái)計(jì)算安全通信距離，對(duì)于車流量大地段部署間距宜200-400米，對(duì)于車流量小地段部署間距可400-800米。這兩個(gè)數(shù)字有矛盾，如果RSU間距按照800米計(jì)算，而通信安全距離只算300米的話，則車到RSU間有信號(hào)盲區(qū)；考慮到隧道等沒(méi)有信號(hào)覆蓋的場(chǎng)景，通信距離需要1000米甚至更遠(yuǎn)。所以怎么設(shè)置安全通信距離還是值得研究。從通信來(lái)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(duì)5G提出諸多挑戰(zhàn)

01 5G有助于車路協(xié)同，還可擴(kuò)展到智慧城市

DSRC是IEEE802.11P，容量小不足以應(yīng)對(duì)交通擁堵，干擾管理、覆蓋都有短板。目前中國(guó)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(diào)度，可以保證數(shù)據(jù)資源被高效利用，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)的碰撞。關(guān)于5G的NR-V2X頻段還沒(méi)有完全定下來(lái)，預(yù)計(jì)今年能定。

從1G到5G，其復(fù)用技術(shù)不斷演進(jìn)，目前是多維度的，還包括空分復(fù)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(shí)，5G本身的正常移動(dòng)寬帶高可靠、低時(shí)延、廣覆蓋，一定意義上也能支撐產(chǎn)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(lái)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(wú)線技術(shù)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(guó)際長(zhǎng)途，車聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上1公里足夠，實(shí)際對(duì)5G要求不高；但是從另一個(gè)角度，5G很多優(yōu)點(diǎn)是靠核心網(wǎng)支撐的，現(xiàn)在1公里范圍內(nèi)，5G的核心網(wǎng)優(yōu)勢(shì)不容易發(fā)揮。

二是移動(dòng)性。公眾通信網(wǎng)用戶80%時(shí)間是在房子里，而車路協(xié)同下的應(yīng)用80%都是在行駛中。

三是在線時(shí)長(zhǎng)。在公眾通信網(wǎng)中只有通信時(shí)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(yuǎn)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(guò)網(wǎng)絡(luò)，而在車路協(xié)同上，特別是V2V的場(chǎng)景下，信令可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)也可車輛間直通。

五是接入方式。公眾通信網(wǎng)基本是點(diǎn)到點(diǎn)的接入，而在車聯(lián)網(wǎng)V2V的場(chǎng)景，一車到多車，點(diǎn)到多點(diǎn)，甚至多點(diǎn)到點(diǎn)和廣播，所以需要更多的頻點(diǎn)，這種情況下20兆帶寬是不是夠可能是一個(gè)問(wèn)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(lái)。而在車聯(lián)網(wǎng)上，是上行多、下行少。如果說(shuō)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(gè)載頻下，變成TDD的上下行配置是交叉的，這樣會(huì)產(chǎn)生干擾，所以從這點(diǎn)看可能需要單獨(dú)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(rèn)證的要求。

八是運(yùn)營(yíng)商間連接。公眾網(wǎng)上通信經(jīng)常要跨運(yùn)營(yíng)商，目前全國(guó)設(shè)置了13個(gè)省間直聯(lián)點(diǎn)，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(gè)車，分別接移動(dòng)、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(diǎn)，會(huì)增加時(shí)延，所以車路協(xié)同的5G網(wǎng)間直聯(lián)點(diǎn)必須本地化，這會(huì)帶來(lái)成本問(wèn)題。

九是運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)。公眾互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)可以是全網(wǎng)一個(gè)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(shí)延太大，運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)也要下沉到本地。

十是網(wǎng)絡(luò)安全。公眾通信網(wǎng)涉及到終端安全、網(wǎng)絡(luò)安全、業(yè)務(wù)安全；車路協(xié)同情況下，除了原有的網(wǎng)絡(luò)安全以外，V2V、V2I增加了很多安全風(fēng)險(xiǎn)，而且這種安全的影響比對(duì)公眾通信網(wǎng)的消費(fèi)者的影響還要嚴(yán)峻。

十一是網(wǎng)絡(luò)責(zé)任主體。公眾通信網(wǎng)的責(zé)任主體是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，比較明確。在車路協(xié)同情況下，涉及到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、汽車駕駛員、車企、交通部、公安部等很多部門，將來(lái)責(zé)任認(rèn)定本身也是個(gè)難題。

十二是商業(yè)模式。公眾通信網(wǎng)的收費(fèi)模式是對(duì)數(shù)據(jù)而言的，現(xiàn)在基本上是預(yù)付費(fèi)或者按需付費(fèi)，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(guān)系車載終端和路側(cè)設(shè)備的安全。因?yàn)樵O(shè)備很多，存在接入認(rèn)證的問(wèn)題，是一輛車、一輛車的認(rèn)證？還是群體認(rèn)證？怎么防止認(rèn)證的信令風(fēng)暴？這些都是問(wèn)題。而且車與車之間還要有位置身份隱私的保護(hù)，同時(shí)路側(cè)設(shè)備還要防止被拆掉；傳輸?shù)脑O(shè)備需要加密，還有采用數(shù)字簽名、認(rèn)證等等。一方面我們對(duì)安全應(yīng)該更加重視，但是從另一個(gè)角度，安全也是占內(nèi)存占時(shí)間的，安全加進(jìn)去不能太復(fù)雜，否則處理時(shí)間太長(zhǎng)，所以這也是很大的挑戰(zhàn)。

當(dāng)務(wù)之急是要盡快完善5G-V2X標(biāo)準(zhǔn)，然后需要面向車聯(lián)網(wǎng)做更多的創(chuàng)新和試驗(yàn)。5G雖然比其他無(wú)線技術(shù)更適合車路協(xié)同，但離支撐車路協(xié)同應(yīng)用還有很多不足，不能說(shuō)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(yīng)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(shuō)中間用5G來(lái)傳輸，車路協(xié)同對(duì)5G提出了跟公眾網(wǎng)應(yīng)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(guān)注的問(wèn)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(shì)的交通參與者，而面對(duì)中國(guó)馬路上的復(fù)雜狀態(tài)，我們不能要求所有行人一定帶手機(jī)，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(wú)縫融合，目前車載電子以及相應(yīng)的汽車軟件是我國(guó)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(dǎo)出這些數(shù)據(jù)和實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shù)之間要協(xié)同，信息技術(shù)和汽車技術(shù)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(chǎn)品跟服務(wù)要協(xié)同。僅僅開(kāi)發(fā)產(chǎn)品還不能解決商業(yè)模式的問(wèn)題，必須開(kāi)發(fā)車聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。麥肯錫咨詢公司之前提到的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)范圍很寬、很大，實(shí)際現(xiàn)在還沒(méi)有完全去開(kāi)發(fā)它，所以要加強(qiáng)車路協(xié)同的服務(wù)、開(kāi)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(shè)備供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)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(chǎng)、農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)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(shù)問(wèn)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(yuǎn)在路上。

* 本文整理自6月28日百人會(huì)于線上舉辦的第六期汽車產(chǎn)業(yè)形勢(shì)與政策高端研討會(huì)——“車路協(xié)同在中國(guó)如何進(jìn)一步發(fā)展”嘉賓發(fā)言速記，關(guān)注VX：ChinaEV100-2016，加入百人會(huì)研習(xí)社了解更多會(huì)議內(nèi)容（速記內(nèi)容未經(jīng)本人審核）。

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