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2020年 5G车载定制化模组研究报告 目录 摘要 . 3 1 背景简介 . 4 2 缩略语 . 4 3 应用场景 . 5 3.1 车载信息娱乐 . 5 3.2 智能驾驶 . 5 4 功能要求 . 7 4.1 基本功能 . 7 4.2 业务能力 . 9 4.3 管理功能要求 . 10 4.4 定制化功能要求 . 11 4.5 硬件要求 . 12 4.6 软件要求 . 15 4.7 性能要求 . 16 4.8 质量要求 . 16 摘 要 交通运输是国民经济的基础性、先导性、战略性产业和重要服务性行业。以 5G 和 C-V2X 为代表的车联网技术正逐渗透到交通运输行业中，促进行业变革和产业升级，实现智慧交通， 满足人们对于安全出行、高效出行以及绿色出行的美好愿景。目前，车联网技术标准规范逐 步完善，产业链条趋于成熟，各地涌现出一批批车联网测试和示范基地，开始探索车联网的 运营和商业模式。 中国联通深度布局基于 5G+C-V2X 的智慧交通产业发展，聚焦 “智慧道路 +智能驾驶 +智能管控 ”的车路协同一体化交通体系，通过技术创新、产品研发、业务推广以及产业合作， 打造面向智能交通的车联网落地应用。在此背景下，中国联通制定 “5G+智慧交通 ”系列 白皮书，此白皮书为中国联通针对 5G 车载定制化模组的技术规范，期望能对车联网产业发展提供参考。 1 背景简介 车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互 标准，在车与车、路、人及互联网等之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技术在 交通系统领域的典型应用。 随着汽车保有量持续增加，联网技术不断演进，业务模式不不断创新和丰富，全球车联 网产业进入快速发展阶段。国家对车联 网等科技创新产业的政策推力就已明显加强，如 2018 年 1 月，国家发改委就印发了智能汽车创新发展战略 (征求意见稿 )，目标 2020 年智能汽车新车占比达到 50%。同年 12 月，工信部印发车联网产业发展行动计划。机构预计 2020 年，车联网市场将达 3000 亿规模。 2019 年 9 月，国家制造强国建设领导小组车联网产业发展专委会第三次全体会议中，工信部部长苗圩在讲话时指出 “要把握高质量发展根本要 求，推动车联网产业持续健康发展。要抢抓发展机遇，加快 5G 与车联网融合创新，趁势而 上扩大发展成果 ”。 本白皮书为中国联通 5G 车载定制化模组技术白皮书，面向 5G、 5G+LTE-V2X 及5G+5G-V2X 多模模组，针对 5G 车联网应用场景，明确了 5G 车载定制化模组功能、性能、软硬件要求等，同时规定了车联网模组网络质量及用户信息上报参数，满足 5G 车联网业务多样化、定制化、差异化需求，更好地为用户提供优质、安全以及立体化的网络服务保障。 2 缩略语 缩写 释义 3GPP 第三代合作伙伴项目 ADC 模数转换器 APN 接入点名称 DSDA 双卡双待 FOTA 空中固件下载 GNSS 全球导航卫星系统 GPRS 通用分组无线业务 GPS 全球定位系统 I2C 内部集成电路 I2S 集成音频接口 IMEI 国际移动设备识别码 IMSI 国际移动用户识别码 LGA 连接盘网络阵列 LTE 长期演进技术 MCU 微控制单元 MIMO 多端输入多端输出 NR 新无线电 PCIe 外设部件互连标准 PCM 脉冲编码调制 SIM 用户身份识别卡 SPI 串行外设接口 UART 通用非同步收发传输器 UE 用户设备 USB 通用串行总线 USIM 通用移动通信技术 SIM 卡（用户身份模块） 3 应用场景 根据车联网业务需求，本白皮书参考 3GPP 22.886 给出车联网典型业务场景分类及业务需求。 3.1 车载信息娱乐 随着通信技术的演进，汽车向网联化、电动化、智能化和共享化方向发展。车辆从单纯 的交通工具逐渐转变为智能移动空间，将承载更多的业务应用需求，如影音娱乐、移动办公、 在线导航、车内购物等。车载信息服务主要包括两方面内容：远程信息服务和生活娱乐服务。 远程信息服务：主要是指利用网络的数据传输能力实时获取用户所需的数据信息，提供 资源下载、消费等服务，如地图下载 /更新、在线导航服务、交通信息获取等。 生活娱乐服务：主要是指通过网络为用户提供娱乐服务，一般以大连接和大流量等业务 类型为主。典型的应用场景包括高清视频下载、兴趣点提醒、车载智能家居、旅游出行等应 用，未来 AR/VR 技术也将广泛应用。 3.2 智能驾驶 3.2.1 辅助驾驶 辅助驾驶是汽车在行驶过程中能够实时感知周围环境、收集数据、进行系统运算与分析， 通过语音或屏显等方式提醒驾驶员进行预警，驾驶者对路况、车况及临时事故等险情进行预 判，并在紧急情况下对车辆进行决策控制，有效提高汽车驾驶的舒适性和安全性。 表 3-1 辅助驾驶业务需求 指标 负载（ Bytes） 最大时延（ ms） 通信距离范围 要求 50-300Bytes(周期广播 ) 1200Bytes(事件触发 ) 20ms/100ms（ V2V） 100ms（ V2I） 1000ms（ V2N） TCC = 4s 3.2.2 远程驾驶 远程驾驶是指驾驶员通过云端程序对车辆进行远程操控，利用 5G 大带宽和超低时延特性，车载终端回传高清路况影像至远程驾驶台，实现驾驶员对车辆的远程精准操控即人车分离。远程驾驶可广泛应用于危险区域如矿区和建筑工地，同时也成为未来租车和共享汽车行 业的服务能力补充。 表 3-2 远程驾驶业务需求 指标 负载 （ Bytes） 发送速率 （ Mbps） 最大时延 （ ms） 可靠性 数据速率 （ Mbps） 通信距离 范围 要求 - - 20 99.999 UL:25 DL:1 - 3.2.3 自动驾驶 自动驾驶是车联网发展的最高级阶段，车辆无需方向盘完全依靠车内和云端中央控制器 进行协同决策和控制。实现车与车、车与道路基础设施的实时通信，更好的感知车、人、路 的状态。 表 3-3 自动驾驶业务需求 指 标 负载 （ Bytes） 发送速率 (Message/sec） 最大时 延（ ms） 可靠性（ %） 数据速率 （ Mbps） 通信距离 要求 450-6500 10-50 3-100 99.99-99.999 10-53 DL： 0.5 UL： 50 5-10sec*(max. relative speed)m/s, 500m 3.2.4 车辆编队 车辆编队是指一组车辆按照一定的排列方式安全行驶。编队内的车辆需要具备高级感知能力，能够进行车辆与车辆、车辆与云端、车辆与环境之间海量数据实时交互及状态信息分享。大大提高车辆行驶效率、最大化公路吞吐量、降低车辆能耗、提高车辆行驶安全和舒适性。 表 3-4 车辆编队业务需求 指标 负载 （ Bytes） 发送速率 (Message/s 最大时 延 （ ms） 可靠性 （ %） 数据速 率 通信距离 ec） （ Mbp s） 要求 50-6500 2-50 10-25, 500 90-99.9 9 0.25-65 5-10sec*(max.relative speed)m/s,80m 3.2.5 传感信息共享 传感器信息共享是指车辆与车辆、路侧基础设施或云端实现实时信息交互（ 包括图片、视频等大容量信息 ） ，包含三类应用：一是传感器和状态图共享 （ SSMS） ，利用网络提供的 高度可靠的传输和系统弹性的特性，完成如协同驾驶 （ 如车辆编队 ） 等业务，保证行人及紧 急车辆的道路安全。二是环境整体感知，利用车辆传感器等终端，实现车车间实时信息交互。 三是自动驾驶的视频数据共享。驾驶员视线受阻场景下，视频数据为驾驶员提供支持以保障 安全行驶。 表 3-5 传感信息共享业务需求 指标 负载 （ Bytes） 发送速率 (Message/sec） 最大时延 （ ms） 可靠性 （ %） 数据速率 （ Mbps） 通信距离 要求 1600 - 3-100 90-99.999 10-1000 50-1000m 4 功能要求 4.1 基本功能 4.1.1 频段要求 5G 车载模组在 NR 模式的频段和带宽要求如表 4-1 所示。 表 4-1 5G NR 工作频段和带宽要求 工作频段 上行频段 （ MHz） 下行频段 （ MHz） 30kHz 子载波最大带宽 （ MHz） 双工模式 要求 n78 3300 3800 3300 - 3800 100 TDD 必选 n41 2496 2690 2496 2690 100 TDD 推荐 n1* 1920 1980 2110 2170 20 FDD 必选 n3 1710 1785 1805 1880 30 FDD 推荐 n8 880 915 925 960 20 FDD 推荐 n79 4400 5000 4400 5000 100 TDD 推荐 n77 3300-4200 3300-4200 100 TDD 推荐 n80 1710 1785 - 30 SUL 可选 n81 880 915 - 20 SUL 可选 n258 24250-27500 24250-27500 NA TDD 可选 n260 37000-40000 37000-40000 NA TDD 可选 *要求 2020 年 Q1 必选支持 NSA， 2020 年 H2 必选支持 SA。 5G 车载模组在 LTE FDD 模式下的频段要求如表 4-2 所示。 表 4-2 LTE FDD 模式下的工作频段要求 工作频段 频段（ MHz） 要求 B3 1800 必选 B1 2100 必选 B8 900 必选 5G 车载模组在 NSA 网络架构下，应支持如表 4-3 所示 EN-DC 频段组合要求。 表 4-3 NSA 网络架构下 EN-DC 频段组合要求 LTE NR 要求 频段 带宽（ MHz） 频段 带宽（ MHz） B3 20 n78 100 必选 B1 20 n78 100 必选 B8 10 n78 100 必选 B3+B1 CA 20+20 n78 100 推荐 B3+B3 CA 20+20 n78 100 推荐 B3+B3+B1 CA 20+20+10 n78 100 推荐 5G 车载模组在 SA 网络架构下，应支持如表 4-4 所示的 NR-NR 载波聚合要求。表 4-4 SA 网络架构下 NR-NR 载波聚合要求 NR 频段 要求 n1 + n78*1 必选 N78（ 100MHz） +n78（ 100MHz） *2 必选 * n3 + n78 可选 n3 + n1 + n78 可选 n8 + n78 可选 *1： 2020 年 Q2 要求必选。 *2： 2020 年 H2 要求必选。 要求支持 PC5 通信接口的车载模组支持 Band47（ 58555925MHz）。 4.1.2 MIMO 要求 5G 车载模组在 NSA 网络架构下并发支持 LTE 上行单流发射和 NR 上行双流发射； 要求 5G 车载模组在 NSA 网络架构下并发支持 LTE 下行双流接收和 NR 下行四流接收； 要求 5G 车载模组在 SA 网络架构下 SUB6 频段支持上行双流发射和下行四流接收。 4.1.3 蓝牙 5G 车载模组推荐支持蓝牙通信。 4.1.4 WIFI 要求 5G 车载模组支持基于 802.ax 的 WIFI 通信。 4.1.5 APN 设置 要求 5G 车载模组支持手动 APN 配置和自动 APN 配置； 要求 5G 车载模组同时支持 5 个不同 APN 设置。 4.1.6 PC5 通信 5G 车载模组可选支持 PC5 通信，推荐支持 PC5 通信的模组支持 mode3 模式，可选支持 mode4 模式； 要求应用于辅助驾驶场景的 5G 车载模组支持 LTE-V2X PC5 通信； 要求应用于车辆编队、传感信息共享应用场景的 5G 车载模组支持 5G-V2X PC5 通信。 4.2 业务能力 4.2.1 语音业务要求 要求 5G 车载模组根据其应用场景需求，可选支持语音业务； 支持语音业务的 5G 车载模组在 NSA 网络架构下应支持 CSFB 和 VoLTE； 支持语音业务的 5G 车载模组在 SA 网络架构下应支持 EPS Fallback 流程，回落至 4G 进行 VoLTE 业务，当通话结束后应能基于网络或自主的方式快速返回 NR；推荐支持 VoNR 升级能力。 4.2.2 短信业务要求 5G 车载模组根据其应用场景需求，可选支持短信业务； 支持短信业务的 5G 车载模组应支持 SMS over IP(IMS)和 SMS over NAS 的短信业务， 优先采用 SMS over IP(IMS)短信方式。 4.2.3 定位要求 要求 5G 车载模组支持 GNSS（ 同时支持 GPS 和 BeiDou） ，可选支持 GNSS+RTK 定位， GNSS+RTK+惯导定位等定位技术； 要求应用于远程驾驶、自动驾驶、编队行驶等应用场景的车载模组支持 MF-GNSS，并满足厘米级定位精度。 4.2.4 eSIM 功能要求 要求 5G车载模组支持 eSIM功能，且满足 GSMA SGP.02或 SGP.22标准要求。 4.2.5 DSDA 功能要求 5G车载模组可选支持双卡双待双通功能（ DSDA： Dual SIM dual active）。 4.3 管理功能要求 4.3.1 身份识别功能 要求 5G 车载模组支持 IMEI，作为设备标识码。 4.3.2 状态管理功能 要求 5G 车载模组具备状态管理功能，外部设备可以检测到模组的状态信息，包括但不限于模组是否上电、工作状态和网络状态等。 4.3.3 升级功能 要求 5G 车载模组有安全固件升级功能。要求支持空中端口进行下载升级 （ 即 FOTA 升级 ） 。如果发生升级失败，要求模组能够退回到原有版本，并正常工作。 4.3.4 参数预置功能 要求 5G 车载模组的蜂窝网络承载接入参数被提前写入，包括但不限定于 APN、短信中心号码等，当设置参数与网络侧下发参数不一致时，以网络侧下发参数为准。 4.3.5 调试功能 要求 5G 车载模组支持调试功能，对外提供标准调试接口，外界设备可以通过调试接口