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[导读]近日,在高通举办的“C-V2X技术媒体沙龙”上,高通技术标准高级总监李俨博士介绍了C-V2X在技术、应用等方面的情况。相较于DSRC等其他V2X技术,C-V2X具有低延时直接通信、支持高速场景、更具有成本效益等多项优势,并有望在2020年在量产车辆中实现商用部署。

车用无线通信技术(Vehicle to Everything,V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术,其中V代表车辆,X代表任何与车交互信息的对象,当前X主要包含车(V2V)、人 (V2P)、交通路侧基础设施(V2I)和网络 (V2N)。

在先进的车联网V2X技术上,主要包括有DSRC与C-V2X等技术路线。DSRC相对发展较早,目前已经非常成熟,而随着LTE、5G等蜂窝技术的应用推广,C-V2X后来居上,被视为未来在汽车联网领域具有广阔的市场空间。

近日,在高通举办的“C-V2X技术媒体沙龙”上,高通技术标准高级总监李俨博士介绍了C-V2X在技术、应用等方面的情况。相较于DSRC等其他V2X技术,C-V2X具有低延时直接通信、支持高速场景、更具有成本效益等多项优势,并有望在2020年在量产车辆中实现商用部署。

 

 

DSRC与C-V2X的前世今生

V2X不是一个新概念,美国在1999年率先分配了5.9GHz 频段内的 75MHz 频谱,引导企业和行业在这个频段上开发车和车的直接通信技术,避免交通事故。

经过将近十年的时间,到2008年IEEE完成了相关的标准化工作,推出了802.11p标准并将其纳入到IEEE家族,被称为DSRC。

李俨指出,Wi-Fi适用于几乎不具备移动性的环境,把这个技术应用到汽车上需要做很多优化,在某些局部场景中这些优化确实有效。但总体来讲,将原本面向低移动性场景的Wi-Fi技术应用到高速移动场景,效果并不理想,所以很长一段时间DSRC的性能不是很稳定,因此一直处于测试阶段。

到了2014年,美国多次组织大规模DSRC的现场测试,花了三年去验证这个技术放到车上是否能改善交通、避免交通事故的发生。实验的结果令人振奋,DSRC确实可以把事故、尤其是致死事故率降低到原来的1/7。但通过测试也发现了一些问题,那就是基于Wi-Fi改进的DSRC技术太陈旧,对性能造成很大的局限,比如在高速场景、高密度场景下可靠性差,时延抖动较大。

“而蜂窝技术从一开始就是针对高速移动环境设计的。没有一个人怀疑我们可以在高铁上可以打电话和上网。因此业界希望在蜂窝技术的基础上去重新设计V2X,C-V2X由此应运而生。从此业界形成了两大派系:一派支持在过去十几年一直投入开发的DSRC;另外一个阵营是以电信行业为基础、拥有蜂窝技术背景的公司和车企推动C-V2X的技术。”李俨说。

 

 

C-V2X被普遍看好

如上文所言,5.9GHz频段由美国最早在1999年分配,2008年欧洲也分配了同样的频段,DSRC以及C-V2X也都使用这个频段。

DSRC发展更早,1999年美国在分配5.9GHz频段的时候就是指定给DSRC技术;最近几年,随着C-V2X的技术的推出和演进,不断的测试实验给行业带来很多的信心,因此美国政府也在考虑把5.9GHz频段释放出来让DSRC和C-V2X共用。

C-V2X基于蜂窝技术,面向高速移动场景是蜂窝与生俱来的优势。如在德国等国家,车辆高速行驶的极限速度可以达到200-250公里/小时,在两车双向的时候下相对速度可以达到500公里。在相对速度达到500公里的情况下,要能够实现可靠的通信、可靠的信息传递、进行可靠的预警。

相比而言,DSRC在这方面存在局限,DSRC是在Wi-Fi的基础上改进的,移动速度一旦提高,尤其达到200公里/小时,DSRC信号的衰减就会非常快,因此它并不适用于高速场景。正因为支持高速场景,C-V2X除了实现车和车直接通信,还获得铁路系统的青睐。火车速度铁路系统也希望能够在5.9GHz这个频段上用这个技术支持铁路的直连应用。

李俨指出,C-V2X安全性能更高、更一致。C-V2X的优势在于,它延续了在蜂窝方面的认证体系架构,所有相关的最小性能标准到将于今年9月份在3GPP完成,接下来会启动最小性能的认证。当最小性能认证得到了保障,也就是说所有汽车厂商都能满足最小性能要求,产品上路就可以实现互联互通,这样就可以把生态系统建立起来。相比蜂窝通信,其他技术之所以发展得没有那么好,原因不在于标准不好,而是因为他们在一致性体验方面做的不好,尤其是认证环节上做得不好。

测试认证的环节带来一个最大的好处是,每一辆车从生产到上路,所有的性能和行为都是可预测的,我们知道它至少能实现什么。有了这一可预测性,车企就可以在此基础上设计可靠的安全应用。安全应用必须是全天候可用,一个只支持30公里/小时但不支持60公里/小时的功能是不可靠的。要把C-V2X引入到ADAS以及自动驾驶,必须要保证可预期的最小性能。这一点可以通过严格的测试认证体系来保证,从而增强汽车行业在这个基础上开发应用的信心。

C-V2X在整体性能上做了很多优化,最小性能保证其在高密度、快速移动的用户使用场景下,它的通信有效距离范围可以达到DSRC也就是802.11p的两倍以上。

此外,李俨表示,移动通信和Wi-Fi最重要的差别就是同步,DSRC是异步的,跟Wi-Fi一样是不需要同步的。C-V2X这个技术引进来是基于同步来做,设计的时候更多希望用GNSS全球定位系统获得同步定位。当GNSS信号丢失的时候,比如车开到一个隧道接收不到卫星了,系统里面有一些惯性导航的设备可以保持一部分的定位精度,所以在穿梭隧道的时候,导航依旧可以工作。

有人认为,DSRC已经很成熟,而且今天就有商用系统,那是不是应该先让DSRC先上市?C-V2X的标准2017年才确定,是不是这个技术离上市还很遥远?事实上,第一,到今天为止,全球都没有商用的DSRC系统,除了日本(日本是一个个例,且它的频段也不一样)有局部的部署,其他都没有。虽然DSRC这个技术开发了很多年,但是并不等于成熟。反之,虽然C-V2X标准2017年6月份才全部完成,但是在过去一年产业发生了巨大变化。高通和主机厂商、部件厂商的合作伙伴在全球内做了大量的测试和验证。预计2019年底、2020年初,会看到支持C-V2X量产车的上市。C-V2X技术发展并不慢,如果考虑汽车行业的开发周期,现在开始开发,两到三年生产,基本上DSRC和C-V2X上市的时间从商业角度来讲,基本是一致的。

C-V2X的一个很重要的优势就是成本效益,体现在几个方面,一是在网络部署的方面,要让系统稳定工作,需要有基础设施,这个基础设施是在蜂窝技术上发展起来的,因此它有得天的优势。今天中国的基站数量很大,到5G的时候随着频率的升高,基站的数量还会增大,因此我们可以在基站上面做改造,把LTE C-V2X 基础设施加进去。从这个角度来讲它的部署成本最优,不需要单独建站部署。

在终端这侧,可以沿用LTE和5G的生态系统,甚至可以把这个芯片集成在LTE的芯片里面去,在一个通信的Tbox里面把LTE、V2X集成在一起,形成一个统一的连接性的解决方案。从这个角度来讲,也是成本最优的。在5GAA的网站上发布了一篇白皮书,一个做模组的厂商做了一个详细的分析。如果做LTE加上直接通信,LTE+DSRC和LTE+C-V2X两种不同技术路线的比较,LTE+C-V2X从模组的角度,从整个Tbox的角度,它的成本是最优的。

另外一点,C-V2X还有一个很重要的优势就是它有一个非常明确的技术演进的路线,它不仅仅停留在2017年发布的Rel-14版本,它还有一个明确的向前演进。3GPP在今年6月份通过新的立项,在Rel-16的范围内,继续研究在5G的框架下如何支持V2X演进到5G 新空口C-V2X。Rel-14 C-V2X解决的是基础安全应用,是对ADAS的扩展,它传输的是位置、速度、驾驶意图这些简单的信息,一个包大概有300个字节,可以用于做ADAS的扩展,但是难以支持先进的自动驾驶。

C-V2X将对ADAS有效补充

C-V2X的两种模式:一种是基于网络辅助;一种是直接通信技术。因前者容量方面的问题,以及时延的不可预测性,往往作为补充性服务,目前车企倾向于采用基于直接通信技术的C-V2X。

最近一两年汽车厂商很重要的卖点之一就是ADAS(高级驾驶辅助系统),汽车厂商通过激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及基于摄像头的ADAS,为驾驶员提供更多的预警和提示。

这些传感器确实可以帮助很多功能的实现,比如AEB(自动紧急制动系统)等,但都只能在视距范围内进行感知,如果视线被遮挡,驾驶员看不到的场景和信息,传感器同样无法感知。所以,这些传感器仅仅是对人的视线的增强,但是对于视线范围之外的地方则无法有效感知。

C-V2X能够对汽车行业中的ADAS功能进行非常有效的扩展。提供360°非视距传感,将感知能力扩展到视距以外。这样的话,车辆不仅能够看到,还能够听到周边是否有其他的车辆在靠近等。

这也是为什么最近很多车企,尤其是中国车企特别重视C-V2X的原因,C-V2X可以对所有这些传感器进行补充,因为他们认识到今天的ADAS技术的局限性,希望能够加入C-V2X,对ADAS的功能进行拓展。预计2019年底至2020年初之间,搭载C-V2X技术、具备增强的ADAS功能的车辆将上市。

高通已获50亿美元汽车领域订单

目前,高通正与全球范围内的领先汽车制造商和供应商合作,利用9150 C-V2X芯片组解决方案加速蜂窝车联网(C-V2X)技术的商用进程。

高通总裁克里斯蒂安诺·阿蒙表示,阿蒙说,对整个汽车行业而言,C-V2X毫无疑问是一项能量巨大的技术,它不仅可以实现车对车,还能实现车对路侧基础设施的通信,并且关系到运营商如何形成一个广泛的生态系统。对个人消费者而言,未来凭借智能手机就能与汽车连接,而且帮助汽车在高速公路自动驾驶,确保驾驶人员及行人安全。

高通在全球已宣布C-V2X生态圈的一些合作伙伴,并与它们在德国、法国、韩国、中国、日本和美国开展C-V2X的外场验证。

“目前能够确定的是,搭载C-V2X技术的汽车预计2019年投产。”阿蒙说。不过,阿蒙同时也指出,搭载C-V2X技术的汽车的普及以及推广,还需要进一步观察此类汽车在实际中的使用。在路上行驶的此类车辆数量多,才能产生质变效应。

如今,高通在汽车、物联网和联网等很多细分市场实现强劲增长。目前,高通在移动领域之外实现70%的营收增长,以汽车行业为例,已获得总价值达50亿美元的订单。

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