专访中国信科陈山枝：十年磨一剑 C-V2X技术标准正式登上国际舞台

美国转向之后,意味着由我国主推的C-V2X将成为全球范围内广受认可的行业事实标准。作为C-V2X标准的提出者与推动者,中国信科集团副总经理、专家委主任,无线移动通信国家重点实验室主任陈山枝博士见证了C-V2X从构想到标准,从标准到产业的全过程。

在接受采访时,陈山枝博士感慨道:“经过近十年的努力,C-V2X技术标准终于获得了全球主要国家的认可。尤其是中美两个汽车与交通大国的认可,将让C-V2X成全球车联网唯一的国际标准。”中国信科将联合合作伙伴继续努力,实现基于C-V2X的“聪明的车+智慧的路”的车路协同发展模式,支撑发展智能交通和自动驾驶,助力我国车联网产业发展。

标准之争尘埃落定C-V2X绝对优势胜出

目前,全球范围内普遍接受的V2X车联网通信技术主要包括专用短程通信IEEE 802.11p/DSRC技术和基于移动蜂窝通信系统的C-V2X技术。

2013年5月17日,时任大唐电信集团副总裁的陈山枝博士在国际电信日上首次向全球公开提出LTE-V车联网概念及关键技术。LTE-V在现在看来是极具前瞻性和正确性的技术标准,但是由于美国主导的DSRC技术成熟相对较早,车联网起步较早的发达国家如美国、日本等早期均倾向部署DSRC技术。因此,LTE-V标准也就是C-V2X在当时并没有国际上的引起重视。

“事实上,大唐电信集团早在2012年就已经开始了LTE-V2X技术研究。现在我们所说的C-V2X包括LTE-V2X和NR-V2X,LTE-V2X是大唐最早在2013年提出的概念,是首个有机结合蜂窝通信和直通通信的车联网技术。2015年开始,大唐联合LG、华为等友商,于2017年在3GPP形成国际标准。由于通信标准的持续演进,在产业发展过程中,将基于蜂窝通信的车联网技术统称为C-V2X。而我们团队提出的LTE-V2X基本确定了C-V2X的系统架构及关键技术原理”。陈山枝表示。

在大唐提出LTE-V技术的前两年,也就是2010年,802.11p技术就已经完成了标准化工作,是当时首选的车联网技术标准。那么,大唐当时为何要力排众议选择尚不成熟的LTE-V标准?

陈山枝称,首先是C-V2X的技术优势使然。相比802.11p ,C-V2X作为有机结合蜂窝通信和直通通信的系统技术,从根源上就具有解决低时延和高可靠性车车通信、车路通信特殊挑战的技术优势,并具有清晰的平滑演进路线。同时,C-V2X还能与5G、MEC等新的技术更紧密结合,更好的支持智能交通和自动驾驶。

事实证明,大唐当时的选择是正确的。虽然产业链相关参与方包括许多车厂在DSRC系统上做了近十年的研究和测试评估,但其商用进展一直不理想,针对自动驾驶等新应用也没有清晰的技术和标准演进路线。中国亦因缺乏核心知识产权及产业基础,在DSRC的技术与应用方面均不具有优势。

反观C-V2X,在大唐提出LTE-V概念之后的几年中,C-V2X在我国快速“生根结果”。这离不开我国政府的大力支持,同时产业界的共同努力也让C-V2X在标准制定、产品研发、应用示范、测试验证等方面都取得了积极进展。从全球范围来看,C-V2X作为后起之秀,以技术先进、性能优越以及可长期演进等优势获得了全球支持。

陈山枝表示:“因此,美国宣布放弃DSRC(IEEE 802.11p)而转向C-V2X是意料之中的事情。2018年11月,我国工信部正式发布5905~5925MHz(20MHz)车联网直连通信频率规划,表明中国政府全力支持LTE-V2X。2019年年末,美国就为C-V2X分配了5.9GHz的20MHz频段,与中国相同。这些动作就是在向全球释放出一个重要信号--C-V2X将成为全球车联网唯一的国际标准。这对产业链来说,也将是非常大的利好。一方面,相关企业可以毫无顾忌的投入到C-V2X技术研究或者产品研发中去,进而形成规模经济,这样芯片、模组等相关设备的价格就会降低,车联网产业就会得以快速进步发展。”

陈山枝强调:“最重要的是,这件事给了我们一个信心,那就是我们中国的企业有能力在信息通信领域打造出一套成熟可行的国际技术标准。而且大唐电信集团从3G突破到4G并跑和5G引领,就有这样的科技创新基因。”

把论文写在祖国大地上打造信息通信领域国际标准

新时代改革开放和社会主义现代化建设的丰富实践是理论和政策研究的“富矿”,希望广大理论工作者“从国情出发,从中国实践中来、到中国实践中去,把论文写在祖国大地上,使理论和政策创新符合中国实际、具有中国特色”。

可以说,C-V2X是我国在信息通信领域打造的又一国际技术标准。据介绍,1998 年,大唐代表中国提出的 TD-SCDMA 被国际电信联盟(ITU)接纳成为三大3G国际标准之一,实现了中国通信历史上的百年突破。我国企业主导并拥有核心知识产权的TD-LTE成为全球两大4G主流标准之一,在4G时代实现了并跑。现在,由我国企业作出突出贡献的5G技术标准也得到了国际的认可,我国实现了5G时代的引领。

“2007年前后,我国主导的TD-LTE国际标准在与美国主导的WiMAX处于激烈竞争,后来终于胜出。时移势易,现在在新一轮的国际标准竞争中,由我国主导的C-V2X凭借实力获得了国际的认可。这也证明,我国有能力走出一条与发达国家不一样的发展智能交通和自动驾驶的发展模式,即基于蜂窝车联网的“聪明的车+智慧的路”的车路协同发展模式。”陈山枝表示。

在C-V2X一步步的成长过程中,我国在标准、产业(芯片、设备)、应用、持续演进等几个方面做到了同步推进。陈山枝认为,这种产业生态的协同推进对于我国国民经济的其他行业具有一定的借鉴意义。

第一、坚定信心,科技创新。陈山枝称,在C-V2X概念提出之后,也坐了几年“冷板凳”。令他印象最深刻的是,他和团队早在2014年初撰写的LTE-V2X论文前后投稿两个IEEE著名期刊并被拒稿,原因是当时全球学者基本上都认可且专注于研究IEEE 802.11p。但是,他和团队并没有因此灰心,最终这篇论文被IEEE IoTJ(Internet of Things Journal)接受,并在2016年正式发表。该论文目前已是ESI高被引论文,也是C-V2X最早及经典论文,引起全球学术界和产业界的广泛关注,产生了重要国际影响。可见挑战已有技术标准和改变游戏规则的技术创新有多难。在陈山枝看来,“C-V2X从国情和行业出发,解决交通和汽车行业的重大需求,成为国际标准,实现产业化”这一事件就是践行了“把论文写在祖国大地”的理念。

第二、科技自信,战略定力。在被质疑和否定的过程中,陈山枝仍带领团队进行LTE-V2X技术和标准的研究,坚定不移联合业界致力于产业化推动和车联网产业的成熟与发展。”技术过硬是最重要的,我们坚信LTE-V2X技术的实力,所以在任何时候都没有放弃。“陈山枝强调。

第三、开放合作,跨界协同。陈山枝指出,开放合作主要表现在和国际上跨国公司要达成技术标准共识,同时积极合作,做大做强产业生态。如在2017年,大唐与福特汽车联合在京津高速测试,测试结果表明LTE-V2X通信性能优于IEEE 802.11p标准,并提交5GAA组织,得到全球产业界高度认可。另外,车联网是一个跨界融合生态系统,为此,我国也先后举办了多次跨行业的车联网大规模先导应用示范活动进行跨行业的合作。2018年,首次实现了世界首例跨通信模组、跨终端、跨整车的“三跨”互联互通。2019年首次实现了国内外首次“跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台”的“四跨”C-V2X应用实践。2020年举行了智能网联汽车C-V2X“新四跨”活动,进一步深化了C-V2X相关技术和标准的测试验证。

“这三次示范活动是我国C-V2X产业快速发展成熟的一个缩影,在国际上产生了很大的影响力,同时也向其他国家证明了C-V2X技术路线的显著优势。”陈山枝说到。

第四、政策支持,协同推进。我国政府已将车联网提升到国家战略高度,国务院及相关部委对车联网产业升级和业务创新进行了顶层设计、战略布局和发展规划,并形成系统的组织保障和工作体系。我国为此还成立的国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专项委员会,协调解决车联网发展重大问题,统筹推进产业发展。同时,工业和信息化部、交通运输部、科学技术部、发展改革委、公安部等部委出台了一系列规划及政策推动我国车联网产业发展。2018年,工信部发布5.9GHz(20MHz)给LTE-V2X,对全球产业界而言是一个重大政策导向信号。

“只有通过'政府有形的手+市场无形的手'有机结合,才能够共同推动车联网的规模商用,推进中国特色的车路协同发展模式,支撑我国在智能交通和自动驾驶领域的创新发展。”陈山枝表示。

发挥产业桥梁作用中国信科集团积极推动C-V2X规模商用

目前,我国车联网产业化进程逐步加快,产业链上下游企业已经围绕C-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、 测试认证、高精度定位及地图服务等为主导的完整产业链生态。

“作为产业链中最重要的一环,中国信科集团将继续发挥在C-V2X车联网领域的国家队和桥梁作用,推动C-V2X规模商用。”陈山枝表示。

据悉,中国信科拥有从芯片、模组、车载终端(OBU)、路侧设备(RSU)到CA安全认证系统的端到端C-V2X车联网整体解决方案。陈山枝重点提到了其车规级模组产品DMD3A。据介绍,在刚刚举行的“新四跨”活动中,DMD3A为参与活动的三分之一车企提供了车载终端(OBU)解决方案。

陈山枝表示,中国信科是国内外唯一一家能够提供车规级模组的厂商。“打造车规级的C-V2X模组挑战重重。首先,从消费级到车规级,要重新选用器件,需要跟供应商确认供货的生命周期,至少要保证5年以上。其次,车规级模组各方面要求提升,例如缩小模组面积以保证使用性能,DMD3A模组相比DMD31模组缩小了2/3。同时,车规级模组各类可靠性验证,例如热冲击、高温/低温性能、高温存储、低温存储、可焊性测试、震动测试、弯折测试、机械冲击等等。仅可靠性测试,就耗费了近3000片模组,充分保障了车规性能的满足。”

与此同时,在车联网领域,中国信科还拥有自主研发的芯片、设备以及解决方案。包括支持4G/5G的C-V2X双模路侧设备RSU及车载终端OBU等车路协同系列产品,所有的产品均全面支持3GPP/CCSA/C-ITS/CSAE发布的C-V2X协议。

在产业落地方面,从2016年开始,中国信科就已陆续在上海、重庆、长春等国家智能网联汽车示范区、天津等国家级车联网先导区部署设备,开展测试。陈山枝介绍说:“最典型的案例是中国信科与中国交建等单位共同打造的首条C-V2X覆盖里程最长、规模最大、可用性程度最高的实际运行高速公路;以及在厦门建设的5G BRT 智能网联车路协同这两个商用项目,后者还入选了GSMA和中国信息通信研究院发布的《中国5G垂直行业应用案例2020》。”

陈山枝认为,作为5G最大的单体垂直行业应用场景,车联网必将乘“新基建”东风,实现产业落地和应用开花。“未来,中国信科将不断深化5G与车联网的融合创新,助力车联网业务跨越规模商用拐点,不断推动技术和产业优势向市场优势延伸。”

春华秋实,专注于信息通信技术研究几十载的陈山枝博士屡获殊荣。在2019年,由于在无线移动系统标准化方面做出领导性贡献(for leadership in standardization of wireless mobile systems),陈山枝获得了国际同行顶尖专家的认可,当选IEEE Fellow。同年,陈山枝及团队完成的“蜂窝与直通融合的车联网通信技术”项目获得中国通信协会科学技术奖一等奖。今年5月份,经中国通信学会推荐,人力资源社会保障部、中国科协、科技部、国务院国资委决定,陈山枝被授予第二届全国创新争先奖状。