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5G時代的C-V2X車聯網技術

汽車出行已經成為如今我們日常生活必不可少的場景,然而不論你是初上道路的新手還是輕車熟路的老司機,面對城市復雜的道路設計,加上不可不避免的交通堵塞,看似輕松的駕駛過程終究會變為一種負擔。

汽車可以根據信號燈或交通指示牌的信息自動調整車速,并與其他車輛建立通訊,通過車之間的協商自動選擇最合理的路線,避開交通擁堵,將我們安全舒適地帶到家中。

實際上,這些智能化的車聯網應用并非僅存在于想象中,隨著5G商用的逐步落實,這一愿景即將變為現實。




在很多人的印象中,5G可能只是下載速率上的提升,連接時延的下降,但實際上,5G是一個更為豐富的連接系統,它涉及了三個方面,首先是增強型移動寬帶,其次是為關鍵業務型服務提供支持,最后是海量物聯網的支持。

5G正試圖將我們身邊的萬物連接起來,滿足更多設備的聯網需求,使設備之間的信息可以進行有效地流動,幫助機器在多個場景下做出正確的決策。

就自動駕駛而言,這一場景必然是以高效、可靠的連接為基礎。試想一下,汽車飛馳在道路之上,車與車、車與云端的通訊往往只在一瞬間,并且由于高速移動時的不確定性,所有動作都必須在數毫秒之內完成,稍有耽擱就會影響到后續的駕駛判斷,極有可能釀成交通事故。

而根據相關的統計,未來無人駕駛汽車將在每秒鐘消耗0.75GB的數據量,每天使用大概4000GB的數據量。超大的數據量、加上苛刻的傳輸環境,都對連接提出了更高的挑戰。

而5G網絡的理論值將達到5Gbps甚至是10Gbps,將會是4G網絡的50-100倍,而時延均值也降至幾毫秒,擁有低時延、高速率的優勢,完全可以滿足車聯網的需求,無疑將加速自動駕駛的應用進程。現階段來看,盡管5G還沒有真正落實,但車聯網技術已經逐漸應用于我們的生活,這其中最具代表性的就是C-V2X。

為了解釋C-V2X,我們不妨拆開這幾個字母來看,C代表Cellular,也就是我們熟知的移動蜂窩技術,V代表Vehicle(汽車),X則是代表著Everything(萬物),涵蓋了車輛、行人以及各種道路設施,至于2(two),則是“to”的諧音,理解為連接。這么一番梳理之后,C-V2X其實也很好理解,就是基于蜂窩網通信技術演進形成的車用無線通信技術,使汽車能夠與其它車輛、行人、路側單元等基礎設施進行信息交互與互聯互通。

C-V2X主要包括了兩種互補的傳輸模式,分別是基于網絡的通訊模式,即車對網絡V2N(Network),以及直接通訊模式,涵蓋了車對車V2V(Vehicle)、車對基礎設施V2I(Infrastructrue)以及車對人V2P(Pedestrian)。利用現在成熟的4G網絡系統,已經有不少車輛在V2N(Network)領域有了豐富的的應用,比如及時下載更新地圖、實時導航并更新交通狀況,甚至可以接收流媒體直播。

但如果想要繼續擴展C-V2X的應用場景,在車對車V2V(Vehicle)、車對基礎設施V2I(Infrastructrue)以及車對人V2P(Pedestrian)的場景下有所作為,通訊速率、時延以及可靠性成為了最為關鍵的問題。

目前,C-V2X技術通過引入5.9GHz ITS頻段進行通訊,采用了設備和設備之間的直接連接,在不依賴蜂窩運營網絡的情況下完成通訊,從而將時延降到最低。隨著未來5G的商用,網絡將擁有更高的吞吐量和更低時延,提供更高的可靠性,進一步完善C-V2X的應用場景。可以想象,利用高效可靠的5G網絡,各種道路上的交通元素可以互相建立群聊,并分享各種信息,最終通過汽車來接受信息并作出決策。

可見,C-V2X技術的潛力將在5G時代進一步釋放,并使未來的自動駕駛成為可能。

作為通訊領域的領軍者,高通一直致力于加速C-V2X的商業化,在3GPP完成第一個完整的LTE-V2X標準之后,高通就率先推出了9150 C-V2X芯片組,為行業提供增強型V2X功能,如擴展通信范圍、提升可靠性和非視距性能,以拓展對安全和自動駕駛用例的支持。

舉例來說,裝載了這顆9150 C-V2X芯片組,交通信號燈可以給將當前的變化情況發送給附近的車輛,幫助優化車速和車輛油耗,避免交通堵塞。同時對于一些視野之外的突發情況,事故車輛也可以及時發出預警,幫助在附近行駛的車輛更主動地規劃駕駛行為及路徑,避免二次事故的發生。

近期,高通也與大唐電信完成了全球首個多芯片組廠商的C-V2X直接通信互操作性測試,正是利用了9150 C-V2X芯片組解決方案及大唐的LTE-V2X模組DMD 31。中國移動推出了基于高通9150 C-V2X芯片組打造的路側單元,這是一個符合3GPP Release 14 LTE-V2X直接通信的路側單元,已成功應用于無錫LTE-V2X城市級示范應用項目,取得了良好的效果。

當然,車聯網不僅需要通信行業,而且需要傳統車企進來一起參與。因此,高通與車企成立了一個5G汽車聯盟(5GAA),其中不乏奔馳、寶馬、奧迪等知名車企。今年早些時候,高通在德國和奧迪進行的C-V2X試驗和在法國與標致(PSA)的試驗,作為C-V2X未來商業化的基礎。

多方努力之下,有非常良好的生態系統共同推進C-V2X從接入層到應用層到上車的開發,預計在2020年前后就會有量產的車型上市。5G新空口會進一步增強移動通信能力,在5G新空口的框架下,C-V2X會實現非常好的演進,進一步支持自動駕駛。


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