C-V2X现场解析
C-V2X現場解析
- 什么是C-V2X？
5G時代萬物將互聯，人與人、人與物、物與物可以通過無線網絡進行連接，C-V2X車聯網技術也逐漸成為了主流。
C-V2X means Cellular Vehicle-to-Everything，是基于蜂窩網絡的車用無線通信技術。V2X早期主要是基于DSRC，全稱是dedicated short range communication，專用短距離通信技術。
V2X車聯網通信主要分為三大類：V2V（Vehicle to Vehicle）、V2I（Vehicle to Infrastructure)和V2P（Vehicle to Pedestrian）。
這3種類型的V2X可以使用“合作意識”，為用戶提供更加智能的服務。這意味著運輸實體，如車輛、路邊的基礎設施和行人，可以收集當地環境的信息（如從其它車輛或傳感器設備接收到的信息），在進一步處理和共享這些信息，以提供更多的智能服務，如碰撞警告或自主駕駛。
簡單的說：
V2X就像是給車配了部智能手機，可以獲取更多信息，可以和其他“手機”形成互聯，互通信息。同時還可以通過計算來進行智能操作，更好的履行“司機”的義務。
復雜的說：
V2X是對車載傳感器的完善，甚至可以說車載傳感器只是其輔助手段。
2. C-V2X中國市場現狀分析
美國放棄自己的DSRC標準，轉而采用C-V2X技術。
除車企外，國內車聯網有28 家 V2X 終端廠商，11 家通信模組廠商和 5 家安全廠商，現在全球C—V2X芯片的核心玩家，一個是華為，一個是高通，一個英偉達；國內其它還有大唐高鴻（000851）（600198）、高新興（300098）、移遠通信（603236）。高新興與移遠兩者使用高通芯片，高新興是高通5G-V2X全球首個阿爾法用戶。V2X概念股將成為投資挖掘的目標公司。
3. 中國C-V2X發展基礎與現狀
近年來，中國在汽車制造、通信與信息以及道路基礎設施建設等方面均取得了長足的進步。汽車產業整體規模保持世界領先，自主品牌市場份額逐步提高，核心技術不斷取得突破。信息通信領域則涌現一批世界級領軍企業，通信設備制造商已進入世界第一陣營，在國際C-V2X、5G等新一代通信標準的制定中也發揮了越來越重要的作用。在國家基礎設施建設方面，寬帶網絡和高速公路網快速發展、規模位居世界首位，北斗衛星導航系統可面向全國提供高精度時空服務。中國具備推動C-V2X產業發展的基礎環境，能夠進一步推動C-V2X技術產業化發展和應用推廣。
國內各行業協會和標準化組織高度重視中國C-V2X標準的推進工作，包括中國通信標準化協會（CCSA）、全國智能運輸系統標準化技術委員會（TC/ITS）、中國智能交通產業聯盟（C-ITS）、車載信息服務產業應用聯盟（TIAA）、中國汽車工程學會(SAE-China)及中國智能網聯汽車產業創新聯盟(CAICV)等都已積極開展C-V2X相關研究及標準化工作。初步形成了覆蓋C-V2X標準協議棧各層次、各層面的標準體系。
C-V2X產業鏈從狹義上來說主要包括通信芯片、通信模組、終端與設備、整車制造、解決方案、測試驗證以及運營與服務等環節，這其中包括了芯片廠商、設備廠商、主機廠、方案商、電信運營商等眾多參與方。此外，若考慮到完整的C-V2X應用實現，還需要若干產業支撐環節，主要包括科研院所、標準組織、投資機構以及關聯的技術與產業。
通信芯片 ：
提供支持 C-V2X 的通信芯片。如華為雙模通信芯片 Balong 765；大唐的 PC5 Mode 4 LTE-V2X 自研芯片；高通的 9150 LTE-V2X 芯片組。
通信模組 ：
提供將通信芯片及外圍器件集成的通信模組。如華為基于Balong 765芯片的 LTE-V2X 商用車規級通信模組 ME959；大唐基于自研芯片的 PC5 Mode 4 LTE-V2X 車規級通信模組 DMD31；移遠聯合高通發布的 LTE-V2X 通信模組 AG15；高新興推出的支持5G-V2X 的車規級通信模組。華為、移遠通信等5G通信模組已經實現商用。根據《高工智能汽車研究院》統計，今年上半年，前五名通信模組前裝供應商合計市場份額占比已經超過90%。
終端設備：
當前國內企業包括大唐、華為、東軟、星云互聯、千方科技、高新興、車網互聯、萬集科技等均可提供支持LTE-V2X的OBU和RSU通信終端產品；東軟提供包括硬件開發套件、面向量產V2X-ECU、網絡協議棧、SDK、應用示例；千方科技提供感知與控制交通設施數據的路側協同控制機、管理服務平臺。
通信基站。華為推出測試用LTE-V2X基站。中興測試用LTE-V2X基站。上海諾基亞貝爾也將提供LTE＋MEC的基站產品，支持V2I類應用。整車制造：國內各整車廠均積極進行典型LTE-V2X應用的開發。中國一汽、上汽、江淮汽車、長城汽車等實現了LTE-V2V、V2I、V2P應用，并與東軟、大唐、ALPS、大陸等合作進行了示范演示；江淮汽車還搭建了車聯網大數據分析平臺，實時采集V2X數據，為智能輔助駕駛提供決策支持；深圳元征科技可以提供安全應用和后臺服務應用的整體解決方案。
測試驗證：
中國信通院具備完備的無線通信測試驗證環境，已支持開展C-V2X終端設備的功能、性能和協議一致性測試。上海無線通信研究中心研發并提供基于C-V2X的SDR仿真驗證算法；羅德與施瓦茨公司已經推出并展出滿足3GPP R14標準的LTE-V2X終端測試綜測儀，提供GNSS信號和LTE-V2X無線鏈接下的數據收發測試，并計劃將要推出認證級的LTE-V2X終端協議一致性和射頻一致性測試方案；中國汽研可提供城市場景測試環境和開放道路場景測試環境設計、C-V2X應用功能測試規范設計，后續還將推出C-V2X開放道路測試規范、C-V2X平行仿真測試系統，并研究C-V2X大規模試驗的技術方法和數據規范；中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司可以提供研發驗證及測試評價服務，并支持整車環境下車載終端在蜂窩移動通信頻段、全球衛星導航頻段和車間通信頻段的測試檢測。
運營服務：
國內三大電信運營商均大力推進C-V2X業務驗證示范。中國移動實現了基于LTE-V2X的車車網聯和車路協同應用，包括緊急剎車、超車告警、路口防碰撞、紅綠燈車速引導、路口信息推送到車等；中國聯通展示了多場景融合的蜂窩車聯網（C-V2X）應用解決方案，包括面向駕駛安全的See through，車-人防碰撞、車-車防碰撞預警，面向交通效率的綠波帶通行、自適應車隊等業務；中國電信則重點開發了公交優先應用及停車導引應用。
C-V2X產業鏈主要了包括上述的環節，但是產業發展都離不開一些基礎環節的支撐，以及一些關聯技術和產業的發展。第一，在基礎研究領域，高校及科研機構發揮著重要的作用。第二，在標準及行業組織方面，國內眾多行業組織都已積極開展C-V2X相關標準化和行業協同推廣工作。第三，在關聯技術與產業方面，以與C-V2X關聯最緊密的高精度定位和地圖服務為例，中國自主研制的北斗定位導航系統也取得了長足的發展，包括和芯星通、華大北斗等國內廠商紛紛推出了自主設計的北斗定位芯片，千尋位置網絡有限公司推出了基于北斗衛星和國家北斗地基增強系統；在高精度地圖服務方面，國內主要地圖商如高德、百度、四維圖新等均致力于高精度地圖的采集與制作，并為行業提供高精度地圖服務。
C-V2X技術包含LTE-V2X和5G-V2X，根據產業發展進度，分階段進行技術試驗：2019年之前集中產業力量推動LTE-V2X技術試驗，推動產品成熟；2019年開展5G-V2X Uu技術試驗。
總而言之，目前 13 家國內車企聯手華為，共同發布了 C-V2X 產業落地時間計劃，2020 年至 2021 年為中國 C-V2X 產業落地的時間，整個終端產業鏈進入了高速發展通道。
按照《IMT-2020(5G)推進組C-V2X 白皮書》對于中國C-V2X產業的發展倡議：
中國C-V2X產業發展尚處于起步階段，在現有C-V2X技術標準基本完成、產品日趨成熟的基礎上，為加快促進C-V2X實現商業化部署應用，仍需要信息通信、汽車、交通等行業能夠加強協同，政府、行業組織和企業加強聯系，共同解決大規模測試驗證、安全認證等眾多技術問題，以及交通基礎設施建設和信息開放、運營管理、商業模式創新等產業化推進問題。
提升車輛C-V2X終端滲透率，服務于V2V通信的角度，考慮對安裝C-V2X終端的汽車予以相應補貼支持或者出臺相應的法律法規強制推廣新出廠車輛安裝C-V2X終端等。此外，各方共同制定中國C-V2X技術產業化發展的路線圖、詳細任務目標和計劃，促進標準、測試驗證的有效銜接，在盡可能短的時間內推動實現LTE-V2X技術的普及商用。
2019年10 月 22-24 日，2019 C-V2X“四跨”互聯互通應用示范活動在上海順利舉辦。本次活動由 IMT-2020（5G）推進組 C-V2X 工作組、中國智能網聯汽車產業創新聯盟、中國汽車工程學會、上海國際汽車城（集團）有限公司聯合主辦，全面依據國內 C-V2X 標準體系實現技術開發，重點部署演示 C-V2X 通信安全機制。26 家國內外整車廠商、11 家 C-V2X 通信模組廠商、28 家C-V2X 終端提供商、6 家安全廠商和位置服務提供商共同參與。活動首次實現國內“跨芯片模組、跨終端、跨整車、跨安全平臺”的 C-V2X 應用展示，有效地展示了中國 C-V2X 標準的有效性、完整性、安全性與成熟性，為 C-V2X 大規模商業應用奠定基礎。
- 全面解析C-V2X車聯網技術
與車載傳感器相比，V2X不會因沙塵天氣或者大雨、大霧等不良天氣的影響而弱化自身功能。相反V2X的應用能夠增強對環境的感知能力、降低車載傳感器成本、能使多車信息融合決策。
目前，用于V2X通信的主流技術包括專用短程通信（Dedicated Short Range Communication，DSRC）技術和基于蜂窩移動通信系統的C-V2X（Cellular Vehicle to Everything）技術（包括LTE-V2X和5G NR-V2X）。
DSRC是智能交通系統中最重要的基礎通信協議之一
這項技術是1992年美國材料試驗學會ASTM（American Society for Testing Materials）針對ETC業務而提出來的，后來經過不斷完善，變成了IEEE的車聯網通信技術標準（802.11p）。
可以實現在特定小區域內（通常為數十米），對高速運動下的移動目標的識別和雙向通信，高速上的ETC專用通道，就是通過DSRC技術實現車輛身份識別，電子扣費，實現不停車、免取卡，實現無人值守車輛順利通過。
但基于Wi-Fi技術的DSRC性能存在局限性——Wi-Fi難以支持高速移動場景，移動速度一旦提高，DSRC信號就開始驟降、可靠性差、時延抖動較大，所以很長一段時間DSRC的性能不穩定，一直處于測試階段。
21世紀后，由于蜂窩移動通信得到了快速的發展，技術水平和行業生態都飛速進步。于是，業界開始研究在蜂窩通信技術（Cellular）基礎上重新設計V2X的構想，C-V2X（基于LTE技術）由此應運而生。
基于移動蜂窩網絡的C-V2X通信技術
就像是手機連入3G/4G一樣。LTE針對車輛應用定義了兩種通信方式：集中式（LTE-V-Cell）和分布式（LTE-V-Direct）。
集中式（LTE-V-Cell）也稱為蜂窩式
需要基站作為控制中心，利用基站作為集中式的控制中心和數據信息轉發中心，由基站完成集中式調度、擁塞控制和干擾協調等，支持大帶寬、大覆蓋通信，可以顯著提高LTE-V2X的接入和組網效率，保證業務的連續性和可靠性，滿足Telematics應用需求。
分布式（LTE-V-Direct）也稱為直通式
無需基站作為支撐，可以獨立于蜂窩網絡，實現車輛與周邊環境節點低時延、高可靠的直接通信，滿足行車安全需求。未來，LTE-V技術可以平滑向5G進行演進轉換。
可以這么說，LTE-V是給車聯網量身定制的LTE。
C-V2X技術在未來在汽車聯網領域有廣闊空間
C-V2X的一個重要優勢就是成本效益。
比如，網絡部署方面，由于C-V2X的基礎設施是在蜂窩技術上發展起來的，僅通過改造現有的基站，就可以將C-V2X基礎設施集成進去；終端部署方面，可以延用LTE和5G的生態系統，在一個通信的Tbox里面把LTE、V2X集成在一起，形成一個統一的連接性的解決方案，部署成本最優。
目前DSRC產業鏈更為成熟，但C-V2X可能后來居上，總體來看政府政策影響極大。智能駕駛和智能交通的融合將催生C-V2X的巨大市場。
在信息傳輸時效和速度的高要求下，需要更加重視信息傳輸過程中的安全穩定性，磐起信科旗下產品AutoTrust V2X及AutoTrust PKI，為車與萬物的安全通信提供認證及加密系統解決方案，通過加密及簽名功能保障車與OBU（車載單元）、RSU（路側單元）之間的安全通信，并利用AutoTrust PKI證書管理系統進行證書頒發及管理，確保證書管理及安全通信無縫銜接。
C-V2X的應用
車聯網具有大量的運用場景，如今有一些已經運用到現實的交通中，還有一些人們正在討論與研究。車聯網可應用在道路安全服務、自動停車系統、緊急車輛讓行、自動跟車等方面。車聯網的應用不僅保證了道路交通安全，還可以為車主提供便利。
道路安全服務
道路安全服務是指車輛利用與路邊基礎設施通過V2I信息實現信息的發收與共享，將車輛周邊的環境信息（交通事故、道路擁堵情況等）在一定區域內實現共享，以幫助駕駛員了解周邊道路交通情況，對危險路段提高警惕，避免不必要的事故，該服務主要應用于近距離危險警告，特別是在大霧、大雨等特殊天氣環境下，這種應用的作用更加明顯。
自動停車系統
在大型商場、飯店等區域有著大量的停車位，但由于停車管理效率不高，駕駛員往往很難在第一時間找到車位。APS(自動停車系統)包含一個數據庫提供實時信息，包括車輛在市區的停車位，街上或在公共停車場的停車位信息。幫助連接的車輛實時保持數據庫信息,同時這也支持通過智能手機訪問。APS允許司機儲備一個可用的停車位,通過導航應用程序引導車輛進入停車位,并使用免提支付停車，大大提高了停車效率。
緊急車輛讓行
如今在現實道路交通中，警車、救護車等特殊車輛是通過鳴警笛向周圍車輛發出緊急信號。雖然這在一定程度上也能起到緊急車輛讓行的效果，不過使用這種方式并不能達到最佳讓行效果，因為周邊車輛的駕駛員僅僅知道緊急車輛的存在，但不能確定緊急車輛的所在位置與行駛方向，進而也就無法做出一致性的讓行行為。但是這種缺點在車聯網的應用中得到了完美的解決。在車聯網應用場景中，當緊急車輛存在時，周圍車輛將收到緊急救援信息，同時為周邊車輛規劃出一條合理的避讓線路，加快緊急車輛的通行。
自動跟車服務
如今在各大城市上下班高峰期，由于道路上的車輛過多，導致車輛的行駛速度緩慢，在此場景中，自動跟車系統的作用便得到充分發揮。自動跟車系統使車輛自動跟隨前方車輛向前行駛，通過對前車速度、轉向等控制信息實現本車的半自動操作，同時通過距離信息自動保持與前車間的安全距離，在安全駕駛的前提下，保證了駕駛員適當的休息，避免疲勞駕駛。
隨著汽車電子產品的發展以及通信技術的不斷完善，車聯網將在更多的領域為我們提供更高質量的服務。
C-V2X當前遇到的難題
網絡覆蓋問題
與D2D技術相似，在V2X場景中，也存在著網絡覆蓋場景與無網絡覆蓋場景，無論車輛處于哪種場景中，都應當支持V2X服務安全應用程序。在網絡覆蓋場景中，V2X車輛用戶距離基站較近，服務質量較高，通信質量也較好，而對于無網絡覆蓋的通信場景，由于無法復用網絡資源，在高密度V2V情況下，服務質量可能會有所下降。
頻譜資源問題
如今，隨著無線通信技術不斷發展，對于頻譜資源的需求將逐漸增多。然而在有限的頻譜空間內如何提高頻譜利用率都將是一項新技術所需要考慮的問題。在服務小區內，V2X用戶將與LTE用戶共享所有資源，此時就存在著兩種情況：一是V2X用戶與LTE用戶分配相互正交的頻譜資源，二是V2X用戶與LTE用戶分配相同的頻譜資源。
當V2X用戶與LTE用戶分配相互正交的頻譜資源時，V2X用戶間的相互通信將不會對原有的LTE網絡造成干擾。若V2X用戶與LTE用戶分配相同的頻譜資源時，D2D通信將會對原有的LTE網絡造成一定的干擾。因此需要對V2X用戶所需的頻譜問題進行進一步的研究，使頻譜資源得到充分的利用。
車輛移動性問題
在V2X通信場景中，由于車輛處于高速移動狀態，對于所在位置信息具有更加精確的要求。同時高速移動狀態下，車輛在場景切換與服務小區切換將變得更加頻繁，通信服務質量也會受到相應的降低。因此在移動性問題也將是限制車聯網的一大因素，不過鑒于信息科技的發展，對于這些硬件上的問題將會得到很好的解決。
國內C-V2X產業政策及發展趨勢
1.政策和產業環境逐漸成熟，C-V2X發展進入快車道。
在頂層設計方面，2018年11月,車聯網產業發展專項委員會第二次會議在雄安召開，會議指出要強化產業鏈協同創新，加快基礎設施升級改造，把LTE-V2X、5G等通信網絡部署和智能交通、交通管理信息化協同推進。
2018年12月，工信部發布指導性文件《車聯網（智能網聯汽車）產業發展行動計劃》，分兩階段推動車聯網跨行業融合，促進規模化商業應用，實現“人-車-路-云”高度協同。
2018年11月，工信部發布了《車聯網（智能網聯汽車）直連通信使用5905-5925MHz頻段的頻率管理規定（暫行）》，確定了基于LTE-V2X技術的車聯網（智能網聯汽車）直連通信的工作頻段及使用要求。
在工業和信息化部無線電管理局指導下，海南省無線電監督管理局、天津市工業和信息化局分別向中國鐵塔股份有限公司海南省分公司和天津市馬可尼信息技術有限公司頒發5905MHz～5925MHz頻段車聯網（智能網聯汽車）試驗頻率使用許可。
在標準體系建設方面，中國已基本建設完成LTE-V2X標準體系和核心標準規范，包括總體技術、空中接口、安全以及網絡層與應用消息層等各個部分。
為加強跨行業標準協同，全國汽車標準化技術委員會、全國智能運輸系統標準化技術委員會、全國通信標準化技術委員會和全國道路交通管理標準化技術委員會共同簽署了《關于加強汽車、智能交通、通信及交通管理C-V2X標準合作的框架協議》。
在測試驗證方面，目前全國多地積極開展C-V2X應用示范并逐步推廣商用，覆蓋測試園區、開放道路、高速公路等多種環境。
中國信通院、中汽中心、上機檢測等測試機構已建立實驗室測試環境，對外提供V2X應用功能、通信性能、協議一致性等測試服務；各示范區、行業聯盟紛紛組織外場測試，驗證外場環境下V2X應用的功能，LTE-V2X“三跨”互聯互通應用示范活動組織20余家企業單位，實現了世界首例跨通信模組、跨終端、跨整車的互聯互通。
2.跨行業融合創新生態體系初步形成，C-V2X產業鏈主體日益豐富。
C-V2X產業鏈主要包括通信芯片、通信模組、軟硬件設備、整車制造、平臺與運營、安全與測試驗證、高精度定位和地圖服務、科研機構及其他，包括了芯片廠商、設備廠商、主機廠、方案商、電信運營商、地圖供應商等眾多參與方。此外，科研院所、投資機構以及關聯的技術與產業組織對于C-V2X應用落地實現起到了關鍵的支撐作用。
在芯片模組方面，大唐、華為、高通、移遠、芯訊通等企業已對外提供基于LTE-V2X的芯片模組。
在軟硬件設備方面，華為、大唐、金溢、星云互聯、東軟、萬集等廠商已經可以提供基于LTE-V2X的OBU、RSU硬件設備，以及相應的軟件協議棧。
在整車制造方面，上汽、一汽、福特、通用、吉利等主機廠逐步開發V2X相關產品，大力推動新車的聯網功能。2019年3月26日，福特宣布首款C-V2X車型2021年量產。
在平臺與運營方面，國內三大電信運營商均大力推進C-V2X業務驗證示范；百度、阿里、騰訊、滴滴等互聯網企業進軍車聯網，加速C-V2X應用落地；北京、無錫、上海、重慶、長沙等示范區已建立C-V2X運營服務平臺。
在安全與測試驗證方面，中國信通院、中汽中心、上機檢、中國汽研、上海國際汽車城等科研和檢測機構已開展C-V2X通信、應用相關測試驗證工作；奇虎科技等信息安全企業、華大電子等安全芯片企業紛紛開展C-V2X安全研究與應用驗證。
在高精度定位和地圖服務方面，北斗星通、高德、百度、四維圖新等企業均致力于高精度定位的研究，并為V2X行業提供高精度定位和地圖服務。此外，高校及科研機構在基礎研究領域發揮理論支撐、技術演進等重要作用，投融資機構加大C-V2X相關企業孵化，共同支撐C-V2X產業快速發展。
2019年，中國信通院、IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組將組織跨行業力量繼續推進大規模測試驗證、測試評估體系建設、商業模式研究等工作，并重點解決安全、多接入邊緣計算（MEC）融合C-V2X、特定工況V2X應用等車聯網產業化關鍵問題。
完善V2X安全解決方案和核心技術標準，開展V2X通信安全示范驗證，解決設備的身份認證問題；以MEC與C-V2X融合的典型應用為切入點，構建基于MEC的車路協同“端到端”解決方案，并開展應用驗證與演示環境建設；將開展露天礦區、港口等特定工況下的自動駕駛、V2X應用的研究，形成完善的解決方案，V2X落地應用示范。
截止到2019年9月，全球車聯網領域專利申請累計114587件，美國占30%居首，中國25%居第二位。但在關鍵的C-V2X車聯網通信技術專利方面，中國的專利申請量占比達到52%，成為C-V2X技術最大的專利原創國家和布局目標國家。
目前，放眼全球智能網聯汽車市場，以移動通信為基礎的車聯網技術C-V2X正快速建立生態系，集電信、零組件、整車等業者之力快速導入商用化，3GPP于2017年宣布了第一套使用與IEEE 802.11p不同的無線電技術的V2I和V2V通信的C-V2X物理層標準，華為、愛立信、英特爾、諾基亞等也在積極推動C-V2X 芯片和設備產業化，奧迪、豐田等車企紛紛聯合通信企業開展C-V2X技術測試。
目前車聯網通信標準，主要形成了 DSRC 和 C-V2X兩大陣營，隨著技術法規的落地，誰會最終成為行業主流或被淘汰，我們只能讓時間去解答了。
參考鏈接：https://xueqiu.com/2971665850/164880255
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1687496871370500729&wfr=spider&for=pc
總結
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