陈山枝：开创C-V2X技术路线 引领全球车联网发展.pdf

人物PERSONAGE36党的二十大报告提出，要加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。国家“十四五”规划明确提出规模化部署5G网络，积极稳妥发展车联网。我国车联网正以引领全球的姿态加速向前。伴随全球汽车行业向电动化、智能化、网联化趋势迈进，智能网联汽车已成为全球汽车产业下半场竞争的关键。依托C-V2X（蜂窝车联网）技术的车路云一体化发展也成为中国特色路径，助推我国跨汽车、交通、通信产业融合发展，将催生出新的万亿级市场。2013年，我国全年汽车产销首次突破两千万辆大关，当时车辆远程信息服务才刚刚起步，汽车初步具备联网通信能力。也是在这一年，时任大唐电信集团副总裁的陈山枝（现任中国信息通信科技集团有限公司副总经理、总工程师）首次在国际上提出LTE-V2X车联网概念及关键技术，奠定了C-V2X（包括LTE-V2X及其演进的NR-V2X）系统架构和技术路线。十年来，作为C-V2X原创技术策源地及标准和产业发展的倡导者、推动者、领导者，中国信科及其下属公司在陈山枝带领下，一直致力于推动我国C-V2X车联网技术演进、标准制定与产业落地，凝心聚力砥砺奋进，终于跨越山海，迎来了车联万物的第一抹曙光。创新之路，路线之争车联网标准在全球有两大竞争流派DSRC（专用短程通信技术）和C-V2X，两者间的技术之争持续多年，相持不下。前者以IEEE 802.11p为基础提供短距离无线传输技术，技术成熟相对较早，由美国公司提出并主导。2011年，为推动车联网技术创新发展，陈山枝卓开创C-V2X技术路线引领全球车联网发展文/高妍 乔占卫陈山枝：中国信息通信科技集团有限公司总工程师、专家委员会主任无线移动通信全国重点实验室主任移动通信及车联网国家工程研究中心主任37科技创新与品牌WWW.KJCXPP.COM有远见，带领团队调研国内外短距通信技术、应用需求和发展前景，深入研究分析DSRC技术，发现其通信性能、部署成本和业务场景多样性方面存在诸多弊端。为突破DSRC技术局限性，陈山枝提出将蜂窝通信和短距直通通信相结合的车联网技术路线，带领团队率先在国内外启动了基于LTE的车联网（V2X）技术研究。在2013年5月17日的世界电信日纪念大会上，陈山枝首次向全球公开提出LTE-V车联网概念和关键技术。6月，他带领团队在中国通信标准化协会（CCSA）牵头下启动了基于TD-LTE的车联网安全短距通信技术的研究课题。2015年开始，在陈山枝带领下，大唐团队联合华为、LG等公司一起在3GPP推动LTE-V2X国际标准制定。2017年，大唐联合福特汽车在京津高速公路实际道路开展LTE-V2X性能测试，结果表明通信可靠性和距离显著优于IEEE 802.11p，测试结果输出到5GAA国际组织，在全球产业界影响巨大。2018年11月，工信部率先在全球发布将5.9GHz频段的20MHz带宽分配给LTE-V2X使用，表明中国政府全力支持LTE-V2X车联网。由于C-V2X技术先进性，产业推进速度加快，该技术路线影响力持续扩大，得到美国全面采纳。2020年，美国FCC（联邦通信委员会）决定将原分配给DSRC的频段划拨给Wi-Fi和C-V2X使用，其中30MHz带宽分配给C-V2X，美国正式放弃DSRC，转向C-V2X。2021年，美国汽车工程师学会（SAE）终止了DSRC技术委员会的工作，全力推动C-V2X技术委员会工作。这意味着美国的车联网技术路线全面从DSRC转向C-V2X。一项新技术从生产到被认可，直至被广泛应用，不可能是一帆风顺的。陈山枝回忆道：“2014年，我们团队前后两次向两家IEEE著名期刊投稿学术界第一篇LTE-V2X论文，但受到了忠于IEEE 802.11p技术的评审专家质疑，两次均被拒。其中一家期刊审稿过程非常波折，遭遇了三轮审稿、两次大修、二审时新增加两位审稿人等种种难事，其中一位审稿人提的问题甚至超出论文范围，拖了一年半最终还是被拒。2016年7月，第三次投稿终于被接受，12月正式发表。”这篇论文，就是C-V2X最早的经典论文LTE-V:A TD-LTE based V2X Solution for Future Vehicular Network，目前已是ESI高被引论文，“其中被google scholar引用达449次，IEEE Xplore下载量达17065次。”在这场技术路线之争中，C-V2X作为后起之秀技术先进、性能优越，尤其是面向5G时代可长期演进等优势，获得产业界和各国政府普遍支持，成为技术发展和商业化应用的主流趋势。而陈山枝也在2020年当选IEEE Fellow，IEEE组织给出的当选理由是：对无线移动系统标准化的领导贡献（for leadership in designing standardization of wireless mobile systems）。深度赋能，产业驱动作为5G的典型行业应用之一，车联网自诞生之日起就因丰富的应用场景、巨大的市场潜力获得了广泛关注。但跨行业的特殊性，也决定了车联网应用落地面临重重挑战。车联网不仅要实现近程信息交互，即车与车（V2V）、车与路（V2I）、车与弱势交通参与者（V2P）的信息交互，还需完成远程信息服务，即车云应用（V2N）。陈山枝介绍，远程信息服务属于大范围、大带宽的通信，通过4G、5G等实现。但近程信人物PERSONAGE38息交互，要实现行驶安全，就要保证小尺度时空环境下通信低时延、高可靠。陈山枝解释：“我们需要解决1公里范围内多车对多车且每辆车每秒发送10次以上的通信需求，还要保证互不冲突且不干扰；同时还要解决通信对象不确定且快速变化的难题，这在过去历代移动通信中不存在。”陈山枝提出的蜂窝通信与直通通信有机结合的创新技术思路，成功解决了车辆高速运动下无线传播环境复杂且快时变、通信对象随机突发、高频度群发群收等工程约束的高可靠、低时延通信难题，支撑车联网产业快速发展。在陈山枝带领下，中国信科长期深耕车联网领域发展，研制出业界首台LTE-V2X样机，推出了业界首款自研C-V2X芯片、首款C-V2X模组、首款路侧设备（RSU）和车载终端（OBU）、首台套测试仪表、首款网联式ADAS（高级驾驶辅助系统）域控制器逐步形成车路协同解决方案能力，助力智慧公交、智慧高速、自动驾驶等落地应用。产业发展层面，车联网系统工程落地最难的是标准体系建设、产业链条构建、市场培育，以及跨部门和跨行业的产业共识、资源统筹和管理协调等。在推进产业跨界融合中，陈山枝勇于担当，积极奔走于通信、汽车、交通、公安交管等行业和部门，与研究机构、产业界、各行业协会等组织及政府相关主管部门广泛沟通、汇报和合作，汇集行业优势资源协同推进C-V2X产业化进程。跨越十年发展，我国C-V2X产业链发展逐渐完善，形成了包括通信芯片、通信模组、车载终端、路侧设备、整车制造、智能道路、测试验证以及运营服务等完整的产业生态，同时还包含了科研院所、标准与行业组织、关联投资机构等。2018年开始，业界开展了三跨、四跨、新四跨等互联互通测试，充分验证了C-V2X技术的可行性和产业的成熟度。C-V2X技术标准也得到汽车工业界认可，十几家车企发布了陈山枝（左中）与车联网技术与标准团队讨论技术问题39科技创新与品牌WWW.KJCXPP.COMC-V2X量产车型。中国新车评价规程（C-NCAP）计划2025年将C-V2X功能纳入其五星碰撞路线图。同时，国内C-V2X道路基础设施建设有序推进，7个国家级车联网先导区、16个“双智”试点城市相继批复，道路实现智能化升级。2022年，三个国家级学会中国公路学会、中国汽车工程学会、中国通信学会联合推动车路协同自动驾驶落地发展。在产业界共同努力下，我国确立了依托C-V2X技术车路云一体化协同系统的中国发展方案，C-V2X车联网技术正在助力辅助驾驶（L2/L2+）实现及自动驾驶（L4）商用落地，推动中国智能网联汽车、智慧交通、智慧城市发展。要科技自信，更需持之以恒回望十年技术变革之路，陈山枝感慨道：“挑战已有技术标准、改变游戏规则很难，不仅需要技术创新、科技自信，还需要战略定力和坚持。”陈山枝带领团队能够走到今天，源于中国信科的独特优势。大唐前身可追溯至邮电部邮电科学研究院，是我国最早从事移动通信技术研究的机构，拥有雄厚的技术积累。在“3G突破、4G并跑、5G引领”的过程中，中国信科、大唐始终是主力军，多年来已形成对技术趋势、应用需求、产业成熟度的判断能力，能够从国家战略、国际竞争的角度综合衡量相关因素提出标准的系统架构和设计方案，引领和主导相关工作，如今在C-V2X领域也已形成明显技术积累优势。车联网知识产权白皮书（2022年）显示，中国信科、大唐的LTE-V2X、NR-V2X专利在全球申请人中均位列第三，在华申请人中均位列第二。中国信科、大唐还向ETSI披露了一定规模的C-V2X车联网标准必要专利，显著提升了我国在车联网领域的核心竞争力，为持续推动全球车联网技术和产业发展奠定了坚实基础。在长期的国际技术路线竞争中，中国信科不仅形成了关键技术突破能力，更形成了系统设计标准体制的创新能力，在国际标准竞争中具有话语权。如今，团队成员、移动通信及车联网国家工程中心资深首席专家胡金玲，专家房家奕、赵锐、赵丽等活跃于各标准组织，包括3GPP、CCSA、C-ITS等，为C-V2X及其应用标准制定作出了核心贡献，其中赵丽还在2022年当选5GAA WG6中国组组长（Lead of 5GAA WG6 China Subgroup）。更为重要的是，中国信科始终以C-V2X大规模部署和商业应用为目标开展研究，引领行业整体发展。在陈山枝领衔下，中国信科及其下属公司宸芯科技、大唐联仪积极开展了车联网芯片及测试仪表等业务开拓；中国信科还成立了专门从事车联网的公司中信科智联，专注C-V2X车联网技术创新与标准研究，车规级模组、OBU与RSU产品研发及车路协同解决方案应用等。陈山枝介绍，车联网规模商用并不遥远，伴随着L2新车规模商用和C-NCAP引入C-V2X功能，汽车前装C-V2X的渗透率将快速上升。C-V2X车联网近期可应用于有人驾驶的辅助驾驶（L2+），提升道路安全、交通效率；也可用于特定场景的中低速智能网联无人驾驶（L4），解决当下行业应用痛点。目前，中国信科正在积极推进ADAS与C-V2X融合发展，与车企合作推进网联式ADAS域控制器尽快落地应用；也在与合作伙伴共同推进矿区、园区、末端配送、干线物流、Robotaxi等特定场景的无人驾驶落地。车联万物，智创未来。陈山枝相信，基于C-V2X车联网的“聪明的车+智慧的路+协同的云”的车路云协同发展，将助力我国走出领先于发达国家的智能网联汽车和智能交通的发展模式，推动实现汽车、交通行业的转型升级，形成智慧交通、智慧城市和数字经济新优势，为中国式现代化建设贡献力量。