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V2X:感受汽車與萬物對話的奇妙

2019-04-04來源: ESM關鍵字:V2X

始終聯網的汽車是汽車行業數十年來的美好愿景之一。被賦予通信能力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)、車對基礎設施(V2I)以及車對網絡(V2N)的通信,能夠讓當下的交通環境更安全,并使未來的自動駕駛成為可能。根據預測,2020年全球車聯網V2X市場規模將突破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網連接……

 

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兩種方案,誰是正解?

 

目前,有兩套V2X直接通信的關鍵規范——C-V2X(蜂窩車聯網)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(ITS)頻譜上運行,并且都能在沒有蜂窩網絡、移動信號覆蓋或網絡運營商的地方正常運作。

 

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 Qualcomm技術標準高級總監李儼博士

 

Qualcomm技術標準高級總監李儼博士認為,從技術角度講,C-V2X技術性能更加優異,這一點是毫無疑問的。但DSRC技術畢竟從1999年就出現了,經過近20年的發展,會讓人感覺DSRC產業的整體發展比C-V2X要更快一些。

 

“其實還有一些技術層面以外的因素需要考慮。”李儼表示,目前DSRC技術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使用DSRC技術。而蜂窩通信技術和產業的制造與研發重心更多是在美國、日本、韓國和中國。以中國市場為例,不管政府還是企業,都更看好C-V2X,2019-2020年就會看到C-V2X逐漸實現在量產汽車中的商用部署;美國政府的態度則是保持技術中立,讓車企在DSRC和C-V2X之間自由選擇技術。

 

“對于C-V2X在歐洲的發展,5G汽車協會(5GAA)正在設立相關項目來研究如何影響其產業格局。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。畢竟僅從生態系統規模來看,5GAA會員已接近百家,包括汽車制造商、一級供應商、移動運營商、半導體公司、測試設備供應商、電信供應商、交通信號供應商和道路運營商等。”李儼說。

 

他同時強調了引入一致性測試認證的重要性。目前,C-V2X上層應用分為三大陣營,分別是以美國汽車工程師學會(SAE)標準為基礎的美標、歐洲電信標準協會(ETSI)旗下ITS工作組制定的歐標、以及由中國智能交通產業聯盟(C-ITS)制定的國標。三大陣營暫時比較難以融合,可能會出現一些區域性的區隔。

 

2018年11月,中國智能網聯汽車創新聯盟、IMT-2020(5G)推進組C-V2X工作組、上海國際汽車城(集團)有限公司在上海汽車博覽公園共同舉辦了V2X“三跨”互聯互通應用展示活動(Three Layers Interoperability V2X Application Demonstration)實現了世界首例跨通信模組、跨終端、跨整車的互聯互通。而在CES 2019現場,奧迪、福特汽車以及杜卡迪攬途1260摩托車則演示了在進入四向無信號的十字路口時,如何利用基于Qualcomm 9150 C-V2X芯片組進行C-V2X協商路權的駕駛場景。

 

“我領導的未來移動通信論壇車聯網聯合工作組在2017年完成了一個白皮書,主要就是研究一致性測試應該如何實施。”在分析了歐洲和北美測試驗證體系的狀態后,李儼認為在中國比較可行的辦法是與美國OmniAir協會進行合作,因為中國標準和美標更加接近。為此,聯合工作組和國內交通、電信、汽車等領域的標委會及相關機構進行了密切溝通,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包括直接通信和網絡通信兩種模式,涵蓋V2N、V2P、V2I、V2V四個應用類型,所以除了車企外,運營商的態度也非常關鍵。當前,在V2N應用中,車企與運營商之間已經形成了良好的合作關系。運營商希望把路側單元(RSUs)集成到基站中來提供公共服務,車企傾向于在車輛中集成C-V2X直接通信能力和V2N網絡通信能力,因為這樣可以利用傳統運營商提供的網絡能力、規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行業的發展。

 

然而在V2I、V2P、V2V應用場景中,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設施,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,變現能力卻不一定很強,現在還沒有形成比較好的商業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。

 

沒有5G支持,自動駕駛是不可能實現的

 

根據分析師預測,隨著5G部署啟動,預計將在更廣泛的汽車領域中創造超過2.4萬億美元經濟產出,這幾乎占預期5G全球經濟影響的五分之一。到2024年,近75%的新車將嵌入蜂窩連接技術,與2015年的20%相比將實現大幅提升。

 

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自動駕駛技術鋪平了道路。通過結合5G NR功能,C-V2X的發展將具有高吞吐量、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。

 

眾所周知,自動駕駛的核心是3D動態地圖——高精度動態地圖。事實上,即便目前的地圖已經很精準,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。

 

除了共享位置以外,我們還要共享意圖,車與車之間要有協作。前車準備轉彎時,要讓相鄰的車知道,這就是協助式的意圖感知。但當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劃——也就是在系統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,離不開協作式的路徑規劃。

 

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據,供智能計算機規劃軌跡。但一旦數據不完整,這一目的就無法達到,所以要強調感知的能力。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,當視線被快速移動的物體阻擋時,汽車可以通過雷達感知到。

 

平臺化的價值

 

目前人們所談論的智能駕駛或是無人駕駛,更多集中在單車智能。有人將其描述為“短視”,意指只有全面引入V2V場景,才能真正表明智能駕駛時代的到來。

 

“單車智能是否就是短視還有待商榷,但它確實存在一定的盲區。比如攝像頭+毫米波雷達+LiDAR的方案在遇到特別刺眼的陽光時,一旦攝像頭失靈,就會造成嚴重事故。所以V2X的引入確實能幫助智能駕駛/無人駕駛的實現。”NI亞太區汽車市場經理賈青超說。

 

2017年,Konrad科技有限公司、SET有限公司、S.E.A.數據技術有限公司、measX有限公司達成一項合作—ADAS IIT創新測試—利用他們在高級輔助駕駛系統(ADAS)、傳感器融合、HIL、V2X通信、GNSS模擬和數據管理領域的經驗,為完全自動駕駛提供一站式解決方案。

 

賈青超認為ADAS IIT創新測試是一件特別有意義的事情。他將車載傳感器和各種雷達比作眼睛和耳朵,將V2X比作嘴巴,認為只有這些不同技術間形成了無縫的融合,自動駕駛時代才會真正到來。也就是說,只有形成完整的感知、判斷、執行通路,才有可能提高自動駕駛水平。對測試測量廠商來說,要實現同步的融合,就必須要能夠提供基于同一個標準的測試平臺,而這正是NI的優勢所在。

 

“現在的汽車架構日趨復雜,直流模塊、開關模塊、射頻模塊……數百個不同協議,不同標準的模塊如果采用分立儀器去測量,很難在同一平臺下實現同步或擴展。”賈青超說,如果通過軟件定義系統平臺,就可應對任何復雜和廣泛的客戶應用需求。“平臺化測試的特點之一就在于I/O的擴展。科技的發展會不斷引入新的技術和標準,帶來測試項的擴展。即便是同樣的測試項,測試需求可能也會改變。”

 

作為C-V2X技術的倡導者,Qualcomm方面認為,相比其他V2X技術,C-V2X是一項具有卓越無線電性能的現代技術。包括在LTE技術的推動下,可以實現更大范圍的通訊(2X)、更好的非視距(NLOS)性能、更高的可靠性(更低的數據包錯誤率)、更高的容量以及更好的擁塞控制。這些都要優于基于DSRC和ITS-G5所使用的IEEE 802.11p無線電技術,對于當下的關鍵安全駕駛以及未來的自動駕駛技術都有著重要的意義。

 

此外,C-V2X的優點還包括,這是唯一種具有清晰5G演化路徑的V2X技術,能夠前向/后向兼容:C-V2X Rel-14向5G NR-based C-V2X有了強大的演進,在保持向后兼容性的同時,還將增加相兼容的Rel-14以及其他新功能。通過與5G NR功能的結合,C-V2X的發展將具有高吞吐量,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。

 

 

 

 


關鍵字:V2X

編輯:muyan 引用地址:http://www.bp0.com.cn/qcdz/2019/ic-news040425492.html
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