5G时代车联网C-V2X规模化商用还有多远？

近日，中国联通对外发布《车联网C-V2X无线信道测量及建模研究》《C-V2X大规模终端通信测试报告》《C-V2X拥塞控制研究》《5G NR-V2X PC5直连通信候选频段和兼容性研究》四本白皮书。在国家政策及市场需求的双重驱动下，车联网已经从示范试点向大规模应用演进。如何有效解决行业面临的一些问题和瓶颈，并提升服务质量，是如今业内亟待解决的问题。而随着5G时代的到来，车联网C-V2X也将迎来新的发展阶段。5G时代下，车联网C-V2X将驶向何处？

通信质量和可靠性成拦路虎

5G时代对车联网通信质量以及安全、可靠性的要求会越来越高。通信质量以及通信可靠性是目前LTE C-V2X遗留的一个关键问题。RSU（路侧设施单元）和OBU（车载单元）相互之间通过微波进行通信，可用于测试大容量系统情况下C-V2X工作的可靠性。

“目前LTE C-V2X尚存在一个影响通信可靠性的问题，就是如何使用20MHz的频率资源，即把20MHz频率分别给RSU和OBU使用，还是将二者混合在一起。在测试过程中，我们通过200多台真实设备，测试了20多个场景，对7个KPI进行讨论，来测试大容量系统情况下C-V2X工作的可靠性问题。测试结果显示，当把20MHz分成两个部分分别给RCU和OBU的时候，V2X的通信质量大幅度下降。”未来移动通信论坛车联网联合工作组主席、高通技术标准高级总监李俨在此次《C-V2X大规模终端通信测试报告》白皮书的发布会上说道。

李俨介绍，RSU使用独立资源时，在RSU附近的通信质量，即I2V（路边设施对车通信）的可靠性会下降。造成这种原因，除V2X自身机理以外，给予V2V资源较少，或许也是造成车与车之间通信干扰到I2V通信的原因，从而使得信号可靠性下降。未来，如何解决无线资源的使用，是提升车联网C-V2X信号传播质量的关键所在。

“造成此类问题的原因，主要是系统配置的问题，需要厂商在标准层面达成共识。此外，对于上游芯片而言，也需要在标准层面达成共识后，在软件层面做出一定的调整，对算法进行优化。”李俨表示。

如何支撑先进应用

随着5G产业的快速发展，对于车联网而言，需要更多的频率来支持更先进的应用，同时还要考虑和周边系统控制和干扰的问题，以及由于拥塞导致的通信质量下降的问题。

江苏天安智联科技股份有限公司董事长杨雷向《中国电子报》记者介绍，在天安实际建网的过程中，发现信号干扰主要来自三个方向：其一，其他网络的谐波干扰；其二，临近频段的信号泄露；其三，频段的非法占用。

此次发布的《5G NR-V2X PC5直连通信候选频段和兼容性研究》白皮书显示，为了支撑相关频谱研究，以适应汽车行业采用 C-V2X推进自动驾驶发展的需求，白皮书结合NR-V2X的技术标准特性、频率需求、部署场景、已有5.9GHz频率分配和使用情况，针对NR-V2X在5.9GHz可能的应用开展了同频和邻频的共存兼容性研究。研究结果显示，5850MHz~5925MHz作为ITU-R全球范围以及区域性融合的ITS频谱，可以为C-V2X和相关ITS业务发展带来规模经济效益。NR-V2X系统在5.9GHz可以与现有同频业务和邻频业务共存，在兼容性方面具有频率使用的可行性。因此，建议我国政府充分考虑汽车和交通行业的自动驾驶产业发展需求，本着“技术发展、频率先行”的原则，尽早制定5.9GHz NR-V2X系统频率规划的相关计划，引导智能网联汽车和自动驾驶产业发展方向，为产业铺好发展道路。

“终端芯片在未来演进中，若能增加终端测量上报、智能天线、天线分级、多入多出等技术，也将能够有效提升网络边缘的接入用户数和用户带宽，降低外部干扰对用户的影响。”杨雷向《中国电子报》记者表示。

随着5G的大规模商用，车联网C-V2X的拥塞现象也变得日趋明显。对此，李俨表示，中国是一个用户密度相当高的国家，有3亿多的存量机动车，若不断迭代更新这些车辆，总有一天会有很大比例的车辆将使用直联通信LTE C-V2X技术，道路中必然存在C-V2X信号的拥塞，从而造成通信质量下降。因此，需要讨论如何在物理层或者应用层去做一些拥塞控制，减少信息的发送。

据了解，C-V2X拥塞控制是指在V2X系统中针对空口资源有限但负载过重的情况下，在接入层和应用层采取一定的策略，对占用资源（子信道、功率等）进行限制，以及对高层生成消息的速率和消息长度进行自适应调整。

此次发布的《C-V2X拥塞控制研究》白皮书显示，C-V2X的拥塞控制管理模块包括接入层的拥塞控制、应用层拥塞控制以及层间的参数传输。接入层上报至高层的CBR、CR等参数可直接用于应用层的拥塞控制算法，而应用层下发的优先级与参数则影响接入层的拥塞控制策略。

“未来新的技术，例如传感器共享等手段，可用于支持高阶应用，但也需要占用大量的无线资源，应用层的拥塞控制可以减少重复信息的发送，从源头上减少拥塞的发生。”李俨说道。

提升服务质量是商用关键

数据显示，2020年国内新车（自主+合资品牌）前装标配车联网上险量为904.53万辆，同比2019年增长了47.57%。与此同时，去年开始，一些搭载5G车载通信的新车已经陆续上市，5G时代C-V2X开始迈入了关键的商用阶段，并且有望在2021年年底全面铺开。李俨认为，随着C-V2X的不断发展，在进入商用阶段后，如何保证可靠的服务质量，是如今需要关注的话题。

李俨认为，无线信道建模是研究提升车联网C-V2X服务质量的关键手段。《车联网C-V2X无线信道测量及建模研究》白皮书显示，信道建模就是在真实环境中探索和表征信道特性的过程，它可以揭示无线电波在不同场景中的传播方式。借助信道模型来了解信道的传播特性，可以为通信系统的设计和优化提供指导。因此信道建模是无线通信中最重要的研究方向之一，是评估、设计和部署任何无线通信系统的前提。

此外，德国电信咨询汽车事业部高级顾问袁也向《中国电子报》记者表示，伴随着车联网增强应用范围的不断扩大，5G-V2X的产业化进程将逐步加快，这就要求车载通信设备需满足车规级要求，路侧通信设备需具备与现有道路基础设施建立连接的能力。因此，在产业化实现路径上，5G时代的来临，应抓住C-V2X安全标准制定和测试工作方面机遇，协调各相关行业协同部署，组织大规模测试，适时启动5G-V2X标准制定工作，研制支持5G-V2X的多模终端，并开展相关测试。