數(shù)十年來，汽車行業(yè)一直有個美好的愿景——賦予車輛通信的能力。因為始終聯(lián)網(wǎng)的汽車不僅可以讓駕乘體驗更舒適，更重要的是通過車對車(V2V)、車對行人(V2P)、車對基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)以及車對網(wǎng)絡(luò)(V2N)的通信，能夠讓當(dāng)下的交通環(huán)境更安全，并使未來的自動駕駛成為可能。
在中國國際經(jīng)濟交流中心國經(jīng)咨詢有限公司最新發(fā)布的《中國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》白皮書中，車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不但將大幅度提高公路交通容量、減少碰撞事故和減少環(huán)境污染問題，且市場潛力巨大。據(jù)預(yù)測，2020年全球車聯(lián)網(wǎng)V2X市場規(guī)模將突破6140億元人民幣，中國市場將達到2000億元人民幣，3億存量車市場需要互聯(lián)網(wǎng)連接。
兩種方案，誰是正解？
目前，有兩套V2X直接通信的關(guān)鍵規(guī)范—C-V2X(蜂窩車聯(lián)網(wǎng))和基于802.11p的專用短程通信(DSRC)，它們分別隸屬于3GPP和IEEE組織，都可以在5.9GHz智能交通系統(tǒng)(ITS)頻譜上運行，并且都能在沒有蜂窩網(wǎng)絡(luò)、移動信號覆蓋或網(wǎng)絡(luò)運營商的地方正常運作。
Qualcomm技術(shù)標(biāo)準高級總監(jiān)李儼博士認為，從技術(shù)角度講，C-V2X技術(shù)性能更加優(yōu)異，這一點是毫無疑問的。但DSRC技術(shù)畢竟從1999年就出現(xiàn)了，經(jīng)過近20年的發(fā)展，會讓人感覺DSRC產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展比C-V2X要更快一些。
Qualcomm技術(shù)標(biāo)準高級總監(jiān)李儼博士
“其實還有一些技術(shù)層面以外的因素需要考慮。”李儼表示，目前DSRC技術(shù)的推動者大多來自歐洲，他們在DSRC上進行了大量投資，也在一直積極推動歐盟立法要求汽車行業(yè)使用DSRC技術(shù)。而蜂窩通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的制造與研發(fā)重心更多是在美國、日本、韓國和中國。以中國市場為例，不管政府還是企業(yè)，都更看好C-V2X，2019-2020年就會看到C-V2X逐漸實現(xiàn)在量產(chǎn)汽車中的商用部署；美國政府的態(tài)度則是保持技術(shù)中立，讓車企在DSRC和C-V2X之間自由選擇技術(shù)。
“對于C-V2X在歐洲的發(fā)展，5G汽車協(xié)會(5GAA)正在設(shè)立相關(guān)項目來研究如何影響其產(chǎn)業(yè)格局。只要不強制通過立法去推動DSRC，C-V2X還是非常有信心去贏得北美和歐洲市場的。畢竟僅從生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模來看，5GAA會員已接近百家，包括汽車制造商、一級供應(yīng)商、移動運營商、半導(dǎo)體公司、測試設(shè)備供應(yīng)商、電信供應(yīng)商、交通信號供應(yīng)商和道路運營商等。”李儼說。
他同時強調(diào)了引入一致性測試認證的重要性。目前，C-V2X上層應(yīng)用分為三大陣營，分別是以美國汽車工程師學(xué)會(SAE)標(biāo)準為基礎(chǔ)的美標(biāo)、歐洲電信標(biāo)準協(xié)會(ETSI)旗下ITS工作組制定的歐標(biāo)、以及由中國智能交通協(xié)會(China ITS)制定的國標(biāo)。三大陣營暫時比較難以融合，可能會出現(xiàn)一些區(qū)域性的區(qū)隔。
2018年4月，福特、奧迪、Qualcomm、5GAA演示了全球首個跨不同汽車制造商車型的C-V2X直接通信技術(shù)；2018年7月，Qualcomm、5GAA、寶馬、福特、標(biāo)志雪鐵龍、Savari進行了歐洲首個跨汽車制造商的C-V2X直接通信互操作性演示。最新的進展則來自中國。日前，高通與大唐電信聯(lián)合宣布，利用高通9150 C-V2X芯片組和大唐LTE-V2X模組DMD31，成功實現(xiàn)了首個由多芯片組廠商支持的3GPP Release14 C-V2X直接通信(PC5)Mode 4(即LTE-V2X)互操作性測試。今年11月，Qualcomm將聯(lián)合本土合作伙伴開展基于中國ITS協(xié)議棧的一致性測試。
“我領(lǐng)導(dǎo)的未來移動通信論壇車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合工作組在2017年完成了一個白皮書，主要就是研究一致性測試應(yīng)該如何實施。”在分析了歐洲和北美測試驗證體系的狀態(tài)后，李儼認為在中國比較可行的辦法是與美國OmniAir協(xié)會進行合作，因為中國標(biāo)準和美標(biāo)更加接近。為此，聯(lián)合工作組和國內(nèi)交通、電信、汽車等領(lǐng)域的標(biāo)委會及相關(guān)機構(gòu)進行了密切溝通，希望可以在2019年中期將基于OmniAir測試的完整認證體系在中國落地。
由于C-V2X包括直接通信和網(wǎng)絡(luò)通信兩種模式，涵蓋V2N、V2P、V2I、V2V四個應(yīng)用類型，所以除了車企外，運營商的態(tài)度也非常關(guān)鍵。當(dāng)前，在V2N應(yīng)用中，車企與運營商之間已經(jīng)形成了良好的合作關(guān)系。運營商希望把路側(cè)單元(RSUs)集成到基站中來提供公共服務(wù)，車企傾向于在車輛中集成C-V2X直接通信能力和V2N網(wǎng)絡(luò)通信能力，因為這樣可以利用傳統(tǒng)運營商提供的網(wǎng)絡(luò)能力、規(guī)模化的成本效益以及其能夠幫助建立的認證能力，帶動整個C-V2X行業(yè)的發(fā)展。
然而在V2I、V2P、V2V應(yīng)用場景中，由于直接通信在獨立5.9GHz頻譜上運行，且無需SIM卡，因此基本上不需要運營商參與。李儼的觀點是，針對V2I的應(yīng)用場景，兩種傳輸模式將會相互補充：一種是通過與運營商基站集成來完成RSU部署以充分利用這些信息基礎(chǔ)設(shè)施，另一種是與RSU通過直接通信的方式去傳輸。但運營商需要思考的，是RSU部署的投入非常大，變現(xiàn)能力卻不一定很強，現(xiàn)在還沒有形成比較好的商業(yè)模式讓運營商從中獲益；而V2V涉及到汽車的安全問題，則可能更多需要從公共利益的角度去考慮。
關(guān)于C-V2X你可能不知道的10個事實
我們?yōu)槭裁葱枰涓C車聯(lián)網(wǎng)？C-V2X技術(shù)是否真有傳說中那么神奇？李儼博士為我們列舉了以下10個事實：
· C-V2X專為低延遲直接通信設(shè)計，無需依賴于網(wǎng)絡(luò)的援助。C-V2X直接通信提供增強的范圍和可靠性，可以為V2V，V2I和V2P實現(xiàn)實時安全消息交換，而不需要簽約任何種類的蜂窩網(wǎng)絡(luò)
· C-V2X運行于面向安全應(yīng)用的智能交通系統(tǒng)(ITS) 5.9GHz統(tǒng)一頻譜上，使用低延遲傳輸直接通信發(fā)送，而不受在商業(yè)蜂窩頻段上為遠程信息處理和信息娛樂應(yīng)用發(fā)送的V2N通信的影響，旨在拯救生命。C-V2X定義了兩種互補的通信模式，分別是獨立于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的直接安全通信，可實現(xiàn)車輛間(V2V)，車輛與行人(V2P)，車輛到道路基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)間的直接相互通信。在對于信息娛樂和延遲容忍的信息安全使用案例中(例如事發(fā)前一公里的道路)，C-V2X還允許車輛通過蜂窩頻譜上的移動網(wǎng)絡(luò)(V2N)與云端進行通信。
· C-V2X支持高速汽車場景，可支持在各種路況下相對速度高達500km/h的車輛使用案例。
· C-V2X是一項具有可預(yù)測性能的安全技術(shù)：3GPP定義了嚴格的最低性能規(guī)范，確保了可預(yù)測的，統(tǒng)一的和有保證的現(xiàn)場體驗，使應(yīng)用程序像道路安全一樣重要。例如，3GPP定義了信息組差錯率(BLER)的最低要求，以保證在不同信道條件下的可靠通信，速度可達500km/h。與基于IEEE 802.11p的技術(shù)不同的是，每個C-V2X收發(fā)器/芯片組供應(yīng)商都必須遵守這些規(guī)范，從而在現(xiàn)場實現(xiàn)可預(yù)測的統(tǒng)一性能。
· C-V2X是一項具有卓越無線電性能的現(xiàn)代技術(shù)。相比基于DSRC和ITS-G5所使用的IEEE 802.11p無線電技術(shù)，C-V2X在LTE調(diào)制、編碼及接收器等技術(shù)的推動下，能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的通訊(~2X)，更好的非視距(NLOS)性能，更高的可靠性(更低的數(shù)據(jù)包錯誤率)，更高的容量以及更好的擁塞控制，這對當(dāng)下的關(guān)鍵安全駕駛實例以及未來的自動駕駛技術(shù)都有著重要的意義
· 即使在沒有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)的情況下，C-V2X能夠從不同的數(shù)據(jù)源實現(xiàn)經(jīng)濟高效的同步功能。事實上，任何V2X技術(shù)都要依靠GNSS來獲取位置信息，這對于ITS安全應(yīng)用的運行是非常必要的。另一方面，與定位精度相比，V2X時間精度穩(wěn)定性更好。
· 安全通訊對于任何V2X應(yīng)用都很重要。C-V2X受益于已經(jīng)建成的安全系統(tǒng)，傳輸層及由包括由國際標(biāo)準化組織(ISO)，歐洲電信標(biāo)準協(xié)會(ETSI)和電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE 1609工作組)等汽車標(biāo)準機構(gòu)所定義的應(yīng)用協(xié)議。
· 到2020年，C-V2X有望在量產(chǎn)車輛中實現(xiàn)商用部署。
· 比其他V2X技術(shù)更具成本效益。通過利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施(V2N)，C-V2X可以結(jié)合路邊單元(RSU)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的功能來幫助提高安全性和自主性(例如提供本地或廣域路況信息和實時地圖更新)。結(jié)合RSU和蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施可以降低部署成本，從而帶來重要的經(jīng)濟效益。蜂窩運營商在部署，管理和維護復(fù)雜的通信系統(tǒng)方面擁有豐富的經(jīng)驗，不僅可以節(jié)省成本，還可以返現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模式和服務(wù)產(chǎn)業(yè)機會。
· C-V2X是唯一種具有清晰5G演化路徑的V2X技術(shù)，能夠前向/后向兼容。
沒有5G支持，自動駕駛是不可能實現(xiàn)的
Rel-14 C-V2X 除了具有卓越的性能和高性價比之外，也為未來基于5G NR的Rel-16 C-V2X 自動駕駛技術(shù)鋪平了道路。通過結(jié)合5G NR功能，C-V2X的發(fā)展將具有高吞吐量、寬帶載波支持、超低延遲和高可靠性等特點，從而實現(xiàn)自動駕駛和其他高級功能運用，如高吞吐量傳感器共享、意向共享和3D高清地圖更新等。
· 高精度動態(tài)地圖
自動駕駛的核心是3D動態(tài)地圖——高精度動態(tài)地圖。事實上，即便目前的地圖已經(jīng)很精準，實時定位作為重要的感知手段依舊不容小覷。V2X的加持于汽車而言，如同裝上了電子喇叭，車主可以實時共享自己的位置，同時也能知道其他人在地圖上的位置。
· 意圖/軌跡共享
除了共享位置以外，我們還要共享意圖，車與車之間要有協(xié)作。前車準備轉(zhuǎn)彎時，要讓相鄰的車知道，這就是協(xié)助式的意圖感知。但當(dāng)所有車都在路面上行駛時，僅僅讓相鄰的車進行意圖感知是不夠的，此時就需要用共同的路徑規(guī)劃——也就是在系統(tǒng)級別上進行相互的意圖傳遞。在一定程度上講，未來智能交通的實現(xiàn)，離不開協(xié)作式的路徑規(guī)劃。
· 高吞吐量傳感器共享
如今的汽車需要安裝包括聲光電、激光雷達、攝像頭、毫米波等傳感器采集數(shù)據(jù)，供智能計算機規(guī)劃軌跡。但一旦數(shù)據(jù)不完整，這一目的就無法達到，所以要強調(diào)感知的能力。但行車過程中會存在視覺“盲點”，這對于自動駕駛汽車同樣值得注意。移動汽車的感知能力需要擴展到視距以外，只有這樣，當(dāng)視線被快速移動的物體阻擋時，汽車可以通過雷達感知到。
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