车联网通信标准化与产业发展分析

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2020122

摘要/Abstract

摘要：

车联网已成为全球汽车产业发展的重要战略方向，我国加快顶层设计规划布局，将研究并建设基于蜂窝车联网C-V2X（目前包括LTE-V2X与NR-V2X）技术的车用无线通信网络，并要求推动5G与车联网协同建设。在系统梳理3GPP和CCSA在C-V2X最新的标准化进展基础上，提炼了在四跨互联互通活动中发现的技术标准方面的问题，提出了我国完善C-V2X技术标准的参考建议。

关键词: 车联网, C-V2X, 标准化

Abstract:

The internet of vehicles has become an important strategic direction for the development of the global automobile industry.China accelerates the top-level design,takes the research and deployment of a wireless communication network for vehicles based on C-V2X (now including LTE-V2X and NR-V2X) technology.And it is also required to promote the collaborative deployment of 5G and the internet of vehicles.On the basis of reviewing the latest standardization progress of 3GPP and CCSA in C-V2X,the technical standards problems found in the C-V2X“Four Layers” interoperability application demonstration were refined,and some reference suggestions were proposed for China to improve the C-V2X technical standards.

Key words: internet of vehicles, C-V2X, standardization

中图分类号:

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Lin LIN,Lu LI,Yuming GE. Analysis of the communication standardization and industry development of internet of vehicles[J]. Telecommunications Science, 2020, 36(4): 15-26.

图/表 5

表1

表2

表3

已经完成报批稿的标准（截至2020年3月17日）"

序号	标准名称	标准内容
1	基于 LTE 的车联网无线通信技术支持直连通信的终端设备技术要求	本标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术（LTE-V2X）车载终端设备接入层的功能要求、性能要求和接口要求等。本标准适用于支持直连通信的车载终端设备，涉及 LTE Uu 部分的内容仅包含3GPP Release 14 V2X相关要求
2	基于 LTE 的车联网无线通信技术支持直连通信的路侧设备技术要求	本标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术（LTE-V2X）支持直连通信的路侧设备接入层的功能要求、性能要求和接口要求等。本标准适用于通过LTE V2X直连通信与车载设备通信的路侧设备，本标准还给出了当采用Uu作为回传链路涉及3GPP Release 14 中针对V2X相关技术的具体要求
3	基于 LTE 的车联网无线通信技术支持直连通信的终端设备测试方法	本标准主要规定了基于LTE的车联网无线通信技术支持LTE-V2X PC5直连通信的车载终端设备在业务功能、一致性和互联互通等方面的测试方法。本标准适用于基于LTE的车联网无线通信技术支持 LTE-V2X PC5 直连通信的车载终端设备。涉及 LTE Uu 部分的内容仅包含 3GPP Release 14 V2X相关测试方法，其他测试方法参见LTE数字移动通信蜂窝网系列行业标准
4	基于 LTE 的车联网无线通信技术支持直连通信的路侧设备测试方法	本标准主要规定了基于LTE的车联网无线通信技术支持LTE-V2X PC5直连通信的路侧设备在业务功能、一致性和互联互通等方面的测试方法。本标准适用于基于LTE的车联网无线通信技术支持LTE-V2X PC5直连通信的路侧设备。涉及LTE Uu部分的内容仅包含3GPP Release 14 V2X相关测试方法，其他测试方法参见LTE数字移动通信蜂窝网系列行业标准

表3

表4

在研的标准（截至2020年3月17日）"

序号	标准名称	标准内容
1	基于LTE的车联网无线通信技术核心网设备测试方法	本标准规定了基于 LTE 的车联网无线通信技术核心网设备的测试方法，包括测试配置、MME、V2X控制功能、HSS的功能测试，V3接口、V4接口、V6接口功能测试。本标准适用于基于LTE的车联网通信系统中的核心网设备
2	基于LTE的车联网无线通信技术安全证书管理系统技术要求	本标准规定了基于 LTE 的车联网无线通信技术安全证书管理系统技术要求，规定了用于LTE V2X安全证书管理技术要求、安全证书管理系统架构和相关的显式证书格式及交互流程
3	基于LTE的车联网无线通信技术安全认证技术要求	本标准的目标是提出适用于 LTE-V2X 的车联网通信安全认证技术要求。研究内容包括：LTE-V2X通信安全认证需求、LTE-V2X通信安全认证机制总体技术要求以及LTE-V2X通信安全认证交互流程及接口技术要求
4	基于LTE的车联网无线通信技术安全认证测试方法	本标准将根据《基于LTE的车联网无线通信技术安全认证技术要求》，规定基于LTE的车联网无线通信技术的安全认证测试方法，具体包括安全认证测试需求、安全认证测试系统框架、安全认证测试控制接口及流程要求、安全认证协议一致性测试用例、安全认证交互流程测试用例
5	面向 LTE-V2X 的多接入边缘计算总体需求和业务架构	本标准规定了面向LTE-V2X的多接入边缘计算业务架构和总体需求，对网络和V2X应用的适配需求以及总体技术要求
6	面向LTE-V2X的多接入边缘计算服务能力开放和接口技术要求（第一阶段）	本标准规定了 C-V2X 各具体场景中相应的能力需求分析（性能要求、通信方式要求）、数据集需求分析以及API需求分析
7	基于LTE的车联网无线通信技术 MEC平台测试方法	该标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术中MEC平台的测试方法，具体包括：基于LTE的车联网无线通信技术中MEC平台的功能测试方法、性能测试方法以及MEC平台与接入终端之间、MEC平台与其他各类平台之间的接口协议测试方法等
8	基于车路协同的高级自动驾驶数据交互内容	本标准规定了基于车路协同的L4、L5高等级自动驾驶数据交互内容。本标准所涉及的数据交互内容指的是道路子系统和车辆子系统之间的数据交互，子系统内部组成单元之间的数据交互不在本标准范围内
9	面向5G V2X自动驾驶场景分析和数据集	本标准定义了增强的C-V2X业务总体要求以及应用消息层交互数据要求
10	基于LTE的车联网无线通信技术标识分配	本标准规定了国内LTE-V2X车联网系列行业标准中使用的应用标识（application identity， AID）及其映射的目标层标识的取值的分配

表4

表5

已完成和在研的研究课题"

序号	研究课题名称	研究课题内容
1	基于 TD-LTE 的车辆安全短程通信技术研究	已发布。该课题的目标是基于TD-LTE技术，研究适用于解决汽车主动安全应用的无线短距离通信技术解决方案。研究内容包括汽车主动安全应用对无线短距离通信的需求分析、面向汽车主动安全应用的无线短距离通信技术的总体框架、基于TD-LTE技术的无线短距离通信的关键技术研究、基于TD-LTE技术的无线短距离通信关键技术的性能评估
2	智能交通车车/车路主动安全应用的频率需求和相关干扰共存研究	已发布。该课题的目标是研究用于解决汽车安全应用时的可用频率范围及其适用性研究。研究内容包括：车车/车路主动安全应用场景、国际车车/车路主动安全应用候选技术和频率使用情况调研、车车/车路主动安全应用的频率需求和候选频段及车车/车路主动安全应用的候选频率的相关共存问题研究
3	5.9 GHz频段基于C-V2X直连通信的智能交通频谱兼容性研究	报批稿。该课题的目标是研究5.9 GHz频段基于C-V2X直连通信的智能交通的可用频率范围及其和相邻业务的兼容性研究。研究内容包括：根据前期车—车/车—路主动安全研究的频谱需求和候选频段研究成果，进一步研究5.9 GHz候选频段基于C-V2X直连通信的智能交通应用于邻频/同频业务的兼容性问题，包括RLAN业务，在研究周期范围内可考虑其他业务相关进展进行5.9 GHz频段共存研究。5.9 GHz频段基于C-V2X直连通信的智能交通频率的规划建议
4	5.9 GHz LTE V2X通信系统内部干扰研究	该课题研究LTE V2X通信系统内部RSU和OBU间干扰问题，不涉及相关技术方案研究建议及频谱使用建议
5	车联网业务架构技术研究	该课题研究内容包括车联网业务架构的功能要求，包括但不限于对车联网网络以及各种车联网应用的连接管理，跨连接、跨运营商的支持、应用使能、设备管理、用户管理等，车联网端到端业务流程，展望未来支持自动驾驶的车联网业务架构的发展方向和需求
6	5G 高级自动驾驶应用中的关键支撑技术研究	该课题主要研究高级自动驾驶用例所需的关键技术以及对5G通信网络的影响与需求。主要涉及分布式感知、动态 HD-Map 高精度地图更新、分布式感知数据融合技术，例如高精度同步、边缘计算加速等，高级自动驾驶用例所需的 QoS 监测、预测和保证，高级自动驾驶用例中高精度定位信息的获取与交互，高级自动驾驶用例所涉及的其他关键技术，高级自动驾驶关键技术对5G通信网络的影响与需求
7	基于5G NR的车联网通信技术研究	该课题主要研究基于5G的车联网增强应用场景及需求分析、5G NR无线通信技术以及基于5G通信的V2X架构
8	5G NR V2X直连通信系统频率需求研究	本课题结合目前5G NR-V2X 直连通信用例假设、系统参数假设、业务参数假设和可靠性要求对未来频谱需求进行评估，研究了广播模式以及多播模式的业务建模以及频谱需求

表5

参考文献 13

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序号	标准号	标准名称	标准内容	发布日期
1	YD/T 3592-2019	基于 LTE 的车联网无线通信技术基站设备技术要求	本标准规定了基于 LTE 的车联网无线通信技术基站设备技术要求，包括PC5接口功能、Uu接口功能、性能、接口等。本标准适用于基于LTE的车联网无线通信技术的基站设备	2019-11-11
2	YD/T 3593-2019	基于 LTE 的车联网无线通信技术核心网设备技术要求	本标准规定了基于 LTE 的车联网中的核心网设备技术要求和接口要求，包括 MME、V2X 控制功能、HSS 等网元的功能要求，HSS 和V2X控制功能之间、V2X控制功能之间及UE与V2X控制功能之间的接口协议。本标准适用于基于 LTE 的车联网通信系统中的核心网设备	2019-11-11
3	YD/T 3594-2019	基于 LTE 的车联网通信安全技术要求	本标准规定了基于 LTE 的车联网通信安全的总体技术要求、接口安全要求和安全过程	2019-11-11
4	YD/T 3340-2018	基于 LTE 的车联网无线通信技术空中接口技术要求	本标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术的空中接口技术要求，包括终端之间直通链路通信方式的 PC5 接口技术要求以及终端与基站之间的上/下行链路通信方式的Uu接口技术要求；规定了这两种工作方式下的物理层、MAC层、RLC层、PDCP层、RRC层以及空闲模式下的UE过程	2018-12-21
5	YD/T 3400-2018	基于 LTE 的车联网无线通信技术总体技术要求	本标准规定了基于 LTE 的车联网无线通信技术的总体业务要求、系统架构和基本功能要求	2018-12-21

序号	标准号	标准名称	标准内容
1	YD/T 3629-2020	基于 LTE 的车联网无线通信技术基站设备测试方法	本标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术基站设备PC5接口功能和Uu接口功能的测试方法。本标准适用于支持基于LTE 的车联网无线通信技术的基站设备
2	YD/T 3707-2020	基于 LTE 的车联网无线通信技术网络层技术要求	本标准规定了基于LTE 的车联网无线通信技术的网络层技术要求，包括短消息协议、应用注册、业务管理以及业务公告。具体包括网络层框架、数据子层技术要求、管理子层技术要求和接入点及服务原语。本标准适用于基于LTE的车联网无线通信技术的网络层
3	YD/T 3708-2020	基于 LTE 的车联网无线通信技术网络层测试方法	本标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术网络层测试方法，对基于LTE的车联网无线通信技术网络层的测试参数与指标、测试方法、测试用例进行了规范。本标准适用于基于LTE的车联网无线通信技术的网络层
4	YD/T 3709-2020	基于 LTE 的车联网无线通信技术消息层技术要求	本标准规定了基于LTE 的车联网无线通信技术的消息层技术要求，具体包括消息层数据集的架构以及具体的数据定义和编码方式等。本标准适用于基于 LTE的车联网无线通信技术的消息层
5	YD/T 3710-2020	基于 LTE 的车联网无线通信技术消息层测试方法	本标准规定了基于LTE的车联网无线通信技术消息层测试方法，对基于LTE的车联网无线通信技术消息层的测试参数与指标、测试方法、测试用例进行了规范。本标准适用于基于LTE的车联网无线通信技术的消息层

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