隨著中國5G商用時代到來，5G應用涉及到的行業(yè)領(lǐng)域和范疇越來越廣，其中最典型的行業(yè)應用便是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。本文將探討5G車聯(lián)網(wǎng)到底能讓汽車消費者享受到哪些創(chuàng)新業(yè)務。

5G車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務演進整體趨勢

車聯(lián)網(wǎng)最初主要提供的是信息娛樂類服務。而C-V2X車聯(lián)網(wǎng)標準已經(jīng)完成Rel-14 LTE-V2X和Rel-15 LTE-eV2X制定，目前正在進行5G NR Rel-16制定和Rel-17規(guī)劃。其中LTE-V2X和LTE-eV2X主要聚焦于安全類和效率類業(yè)務。5G NR-V2X主要聚焦在自動駕駛類業(yè)務。

預測未來5G車聯(lián)網(wǎng)將提供組合的業(yè)務模式，即基于5G Uu信息娛樂服務類業(yè)務和全局交通效率類業(yè)務+基于LTE-V2X安全出行類業(yè)務和局部交通效率類業(yè)務+5G NR-V2X自動駕駛類業(yè)務。未來5G車聯(lián)網(wǎng)有兩大典型趨勢：一是將賦能自動駕駛，二是將融入支付等金融屬性。

目前，各地車聯(lián)網(wǎng)的試點示范和先導區(qū)項目建設(shè)主要聚焦驗證測試基于LTE-V2X的安全類和效率類業(yè)務。而隨著運營商5G網(wǎng)絡建設(shè)速度加快，基于5G網(wǎng)絡的創(chuàng)新車聯(lián)網(wǎng)信息娛樂服務類業(yè)務也在驗證中。

隨著5G NR Rel-16版本固化，2020年業(yè)界將推出5G NR-V2X芯片及模組產(chǎn)品。2020年下半年或2021年上半年，在明確5G NR-V2X頻譜資源的前提下，業(yè)界可以開展基于5G NR-V2X的自動駕駛類業(yè)務測試驗證工作。

基于5G Uu信息娛樂服務類業(yè)務和全局交通效率類業(yè)務

當前階段運營商建設(shè)的5G網(wǎng)絡可以提供比4G網(wǎng)絡更大的傳輸帶寬，因此汽車消費者在5G時代享受的信息娛樂類業(yè)務相比較于2G/3G/4G時代將更加豐富。

傳統(tǒng)的信息娛樂服務類業(yè)務主要指車載信息娛樂系統(tǒng)業(yè)務，OTA（Over-the-Air）業(yè)務，支付類、保險類、融資租賃等金融類業(yè)務以及車隊管理、新能源車管理等行業(yè)應用業(yè)務。

其中，車載信息娛樂系統(tǒng)（In-Vehicle Infotainment，簡稱IVI）多功能集成具體體現(xiàn)在信息娛樂、導航定位、通信網(wǎng)絡、消費安全等方面。信息娛樂主要包含收音機、音頻播放、視頻播放、電子相冊等；導航定位主要包含同步精準定位、同步語音導航、地圖精準導航等；通信網(wǎng)絡主要包含2G/3G/4G、Wi-Fi、藍牙等；消費安全主要包含監(jiān)控防盜、呼叫服務、道路救援、遠程診斷、輔助駕駛、行程安全等。

OTA業(yè)務是遠程無線升級技術(shù)，主要用于缺陷修復、新功能推送以及交互界面優(yōu)化等方面。

金融類業(yè)務涵蓋支付類、保險類、融資租賃等。具體來看，停車位、加油站、充電樁、4S店、收費站、服務區(qū)、媒體下載等典型場景涉及支付服務；基于駕駛行為的UBI（Usage-Based Insurance/User-Behavior Insurance）保險業(yè)務在歐美很普及；融資租賃主要指以租代購的汽車融資租賃服務。

車隊管理業(yè)務可以實現(xiàn)車隊的量化考核（統(tǒng)計排名等）、安全用車（駕駛評分、車輛健康評估、安全告警等）、效率提升（評估車輛和司機工作量等）、成本透明（里程油耗監(jiān)控等）。新能源車管理可以實現(xiàn)車輛監(jiān)控（整車監(jiān)控、電池監(jiān)控、電機監(jiān)控）、業(yè)務管理（車輛管理、電子圍欄、遠程升級）、統(tǒng)計分析（在網(wǎng)統(tǒng)計、行程統(tǒng)計、駕駛行為分析、報警統(tǒng)計、故障統(tǒng)計、電池極差分析、充電統(tǒng)計、能耗分析）等。

5G將豐富車聯(lián)網(wǎng)信息娛樂類業(yè)務，例如車載高清視頻實時監(jiān)控、AR（增強現(xiàn)實技術(shù)）導航、車載VR視頻通話、動態(tài)實時高精地圖、車輛和駕駛實時監(jiān)控等。

5G車載高清視頻實時監(jiān)控可以實現(xiàn)全車多路全高清制式視頻實時監(jiān)控，圖像清晰、流暢、無卡頓，解決4G網(wǎng)絡造成的視頻傳輸慢、畫面模糊、多路視頻無法同步調(diào)閱等難題。對于公交車輛的管理，系統(tǒng)還可以將高清視頻實時傳輸?shù)皆贫撕笈_，后臺可利用高清視頻數(shù)據(jù)實時智能分析駕駛員操作行為，及時有效地對駕駛員進行規(guī)范教育，從而降低安全風險。相關(guān)管理部門能及時進行運營調(diào)度及綜合治安預判，創(chuàng)造一個全方位、高效、高質(zhì)的管控平臺。

AR導航對于消費者最大的變化就是“直觀性”。從駕駛員視角看，導航信息與車道線進行融合。增強現(xiàn)實技術(shù)在真實的路況信息中實時出現(xiàn)虛擬指向箭頭，可以更直觀地為用戶指明駕駛路線。AR導航會先用攝像頭把前方道路的真實場景實時捕捉下來，再結(jié)合當前的定位、地圖信息以及場景進行融合計算，在人眼可見的真實道路上生成虛擬指引信息。

車載VR視頻通話能讓通話者之間進行“全息”通話，即讓自己沉浸在對方的環(huán)境中。例如，讓在車內(nèi)打電話的人能聽到對方海的聲音并看到海灘場景，而在海灘上的人可以聽到和看到車內(nèi)和車外的各種情況。

5G也將實現(xiàn)動態(tài)實時高精地圖。自動駕駛時代所需要的高精地圖數(shù)據(jù)可以劃分為4類：永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（更新頻率為1個月）、半永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1小時）、半動態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1分鐘）、動態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1秒）。5G和邊緣計算相結(jié)合可以為高精地圖的快速實時發(fā)布提供更好的通道。

5G也將實現(xiàn)車輛和駕駛實時監(jiān)控。未來無人駕駛車輛需要通過網(wǎng)絡實時傳輸汽車導航信息、位置信息以及汽車各個傳感器的數(shù)據(jù)到云端或其他車輛終端。每輛車每秒數(shù)據(jù)量可達1GB，以便實時掌握車輛運行狀態(tài)和駕駛行為狀態(tài)?，F(xiàn)有4G網(wǎng)絡無法滿足這樣的要求，需要5G網(wǎng)絡支撐。

另外，基于5G蜂窩網(wǎng)絡，交通系統(tǒng)可以擁有全面、全量、實時的多源大數(shù)據(jù)，從而助力實現(xiàn)全局交通優(yōu)化。根據(jù)出行車輛的需求，基于地圖信息、歷史信息、車輛實時狀態(tài)、駕駛?cè)诵袨樾畔?、交通基礎(chǔ)設(shè)施信息、路網(wǎng)交通狀態(tài)信息、綜合感知信息等，車輛駕駛?cè)丝梢灶A測交通運輸系統(tǒng)狀況，計算出行車輛行駛策略。交通系統(tǒng)管理部門可以通過全局智能算法對全城大規(guī)模信號燈實現(xiàn)精細化控制，為機動車、非機動車、行人各方動態(tài)分配交通道路資源，保證全局最優(yōu)交通效率，并以數(shù)據(jù)流預測車流和人流，精準預知交通擁堵并防患于未然。通過5G網(wǎng)絡，交通系統(tǒng)可以為出行車輛提供準確、實時、高效的出行路徑規(guī)劃和行駛速度、行駛車道引導，并提供路況信息提醒等多元信息服務。

基于LTE-V2X安全出行類業(yè)務和局部交通效率類業(yè)務

3GPP已經(jīng)發(fā)布了對LTE-V2X定義的27種（3GPP TR 22.885）應用場景，主要實現(xiàn)輔助駕駛功能，比如主動安全（例如碰撞預警、緊急剎車等）、交通效率（例如車速引導）、信息服務等。3GPP整合各種典型用例對LTE-V2X提出了有效范圍、移動速度、最大時延、傳輸成功率等技術(shù)要求。

中國汽車標準委員會T/CSAE 53-2017應用列表定義了17種典型車聯(lián)網(wǎng)應用層標準，其中包含12種安全類業(yè)務、4類效率類業(yè)務、1類近場支付信息服務（目前在修訂標準中的相關(guān)性能指標，而基本功能保持不變）。

除此之外，IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組發(fā)布的《C-V2X業(yè)務演進白皮書》還探討了很多增強安全類和效率類業(yè)務。

安全類的車輛匯入?yún)R出：適用于高速公路、快速路等路段的開放道路入口匯入場景——在保證安全的前提下，通過選擇合理的匯入時間、匯入位置和匯入速度，減少匯入車輛對主線車流的影響，提高高速公路及快速路的匝道處通行效率。有路側(cè)RSU的情況下，RSU廣播匯入指令，引導兩側(cè)車流通行，車輛接收到匯入指令后按指令要求通行；或者路側(cè)單元廣播路側(cè)的感知信息，車輛接收到信息后，更新本地動態(tài)地圖，自行決策進行匯入?yún)R出。在無路側(cè)RSU的情況下，車輛可以通過車車通信互相傳遞信息，由車載單元自行計算匯入策略并廣播匯入指令。

效率類的高速公路專用道柔性管理：在高速公路為緊急車輛設(shè)置專用車道，緊急車輛在專用道行駛時，通過RSU廣播其狀態(tài)及出清距離社會車輛收到緊急車輛消息后，若判斷自身位于緊急車輛的出清距離內(nèi)，則離開專用道。通過對社會車輛的避讓管理產(chǎn)生動態(tài)的專用道，以改善緊急車輛的行程時間。在城市交叉路口，可以通過控制車輛、控制信號配時、控制車道3種方式實現(xiàn)交通效率的提升。

效率類的局部路段引導：在某一路段或某一特定場景為車輛提供精細化的速度和行駛車道引導。路側(cè)RSU和MEC可以獲得更細粒度、更實時的交通流數(shù)據(jù)。基于路側(cè)RSU和MEC的局部路段引導服務可以做到更精準，比如車道級引導、基于紅綠燈信息的車速引導等。電動汽車動態(tài)路徑規(guī)劃和充電路徑規(guī)劃——在電動汽車（EV）出行時，考慮電池電量、出發(fā)點和目的地位置、充電站（CS）信息、交通路況信息，為電動汽車出行路線、充電行駛路線做出規(guī)劃以及動態(tài)調(diào)整。

目前正在擬制的《合作式智能運輸系統(tǒng) 車用通信系統(tǒng)應用層及應用數(shù)據(jù)交互標準第二階段》提出面向安全、效率、信息服務、交通管理、高級智能駕駛等領(lǐng)域的13個典型應用作為二期應用。當然國標第二階段推出的不再只是基于LTE-V2X的廣播模式業(yè)務，還囊括了基于5G NR-V2X的廣播、組播和單播模式業(yè)務。

5G NR-V2X自動駕駛類業(yè)務

5G NR-V2X將主要實現(xiàn)3GPP TR 22.886定義的自動駕駛功能，包含車輛編隊、高級駕駛、擴展傳感器、遠程駕駛四大類功能，加上基礎(chǔ)功能，共25種應用場景。

整合各種典型用例，3GPP對5G NR-V2X提出了有效通信距離、最大時延、傳輸成功率、傳輸速率等技術(shù)要求。

車輛編隊：由人工駕駛或自動駕駛的頭車帶領(lǐng)，其后由若干自動駕駛車輛組成，呈一個隊列的行駛形態(tài)前進，車隊成員保持幾米甚至幾十厘米車距以及穩(wěn)定的車速，在有序行駛的狀態(tài)下巡航。編隊中后車通過車車實時連接，根據(jù)頭車操作而變化駕駛策略，頭車做出剎車指令后，通過V2V實現(xiàn)前后車之間瞬時反應，后車甚至可以在前車開始減速前就自動啟動制動，從而實現(xiàn)后車跟隨式自動駕駛。如圖2所示，如果按照卡車1米車距的編隊要求，在時速80千米/小時的情況下，車輛處理時間需要10ms，制動感應需要30ms，那么網(wǎng)絡延時必須小于5ms。

車輛編隊系統(tǒng)需要實現(xiàn)車輛編隊的過程管理和數(shù)據(jù)通信，包括創(chuàng)建車隊、加入車隊、編隊巡航、離開車隊、解散車隊等在內(nèi)的狀態(tài)切換。數(shù)據(jù)顯示，編隊行駛時，車輛的油耗可以降低7.25%，后車油耗可降低10%。2019年，自動駕駛卡車依次完成了跟車起步、低速ACC、擁堵模式、高速ACC、自主超車、社會車輛cut-in后的AEB、兩車編隊行駛等功能。從長遠看，編隊行駛能減少運輸企業(yè)對司機的需求，降低駕駛員的勞動強度，減小車隊行駛中的風阻，并且降低車輛油耗。在編隊行駛狀態(tài)下，后車能瞬間跟隨頭車指令，降低車輛安全事故。此外，編隊行駛可以釋放更多車道給其他車輛通行，顯著改善交通擁堵并提升運輸效率，進一步緩解交通壓力。

高級駕駛：實現(xiàn)半自動或全自動駕駛，每輛車都與周邊車輛和路側(cè)RSU共享自己的駕駛意圖，車輛之間可以實現(xiàn)運動軌跡和操作協(xié)同。比如主車在行駛過程中需要變道，將行駛意圖發(fā)送給相關(guān)車道的其他車輛和路側(cè)RSU，其他車輛進行加減速動作或者由路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)主車請求統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使得車輛能夠順利完成換道動作。

遠程駕駛：實現(xiàn)對車輛的遠程駕駛操作，比如駕駛員無法駕駛車輛，或者車輛處于危險環(huán)境等駕駛條件受限場景，也可用于特定封閉園區(qū)、礦山、港口、公共運輸?shù)刃旭傑壽E相對固定的場景。

擴展傳感器：實現(xiàn)車端和路側(cè)傳感器采集的數(shù)據(jù)或?qū)崟r視頻數(shù)據(jù)在車輛、行人、路側(cè)RSU和云平臺之間的交換，從而擴展車輛傳感器探測范圍，使得車輛對周邊情況，甚至是幾千米以外的情況能有更全面的了解。

5G車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務兩大典型趨勢

5G車聯(lián)網(wǎng)賦能自動駕駛

車聯(lián)網(wǎng)應用當前主要是給人看的預警和告警信息，而不是給車使用的。因此，未來車聯(lián)網(wǎng)功能會與車進行更深入的結(jié)合，主要體現(xiàn)在3個方面：車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務在車輛中控、儀表盤等上進行融合展示和呈現(xiàn)；車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和車輛CAN總線等融合；車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務作為輔助駕駛和自動駕駛的輸入源之一，與車輛多傳感器融合的輸入源一起，供自動駕駛車輛決策和控制使用。

例如，在紅燈預警（RLVW）和綠波車速引導（GLOSA）業(yè)務中，紅綠燈控制機信息通過RSU推送給車載終端OBU。這些信息從僅供駕駛?cè)藛T使用，到可以作為自動駕駛重要的輸入源之一，和車輛攝像頭識別的紅綠燈信息進行融合決策，供自動駕駛車輛控制使用。

5G車聯(lián)網(wǎng)融入支付等金融屬性

5G車聯(lián)網(wǎng)融入支付等金融屬性是指以車載單元（OBU）作為支付終端，對車輛在道路行駛所產(chǎn)生的費用，以及車主所消費的商品或者服務進行賬務支付的一種服務方式。在停車場、加油站、充電樁、4S店、收費站、服務區(qū)等涉及支付的典型場所，裝載OBU的車輛可以作為被收款方（如收費站、路橋過路費、停車場收費、擁堵收費、違章罰款等不停車收費），也可以作為主動付款方（如加油站、充電樁、停車位、移動支付等服務）。加入支付、保險、融資租賃等金融屬性，有可能衍生出新的車聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式。
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