車用無(wú)線通信技術(shù)（Vehicle to Everything，V2X）是將車輛與一切事物相連接的新一代信息通信技術(shù)，其中V代表車輛，X代表任何與車交互信息的對(duì)象，當(dāng)前X主要包含車（V2V）、人 （V2P）、交通路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）和網(wǎng)絡(luò) （V2N）。
在先進(jìn)的車聯(lián)網(wǎng)V2X技術(shù)上，主要包括有DSRC與C-V2X等技術(shù)路線。DSRC相對(duì)發(fā)展較早，目前已經(jīng)非常成熟，而隨著LTE、5G等蜂窩技術(shù)的應(yīng)用推廣，C-V2X后來(lái)居上，被視為未來(lái)在汽車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)空間。
近日，在高通舉辦的“C-V2X技術(shù)媒體沙龍”上，高通技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)總監(jiān)李儼博士介紹了C-V2X在技術(shù)、應(yīng)用等方面的情況。相較于DSRC等其他V2X技術(shù)，C-V2X具有低延時(shí)直接通信、支持高速場(chǎng)景、更具有成本效益等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，并有望在2020年在量產(chǎn)車輛中實(shí)現(xiàn)商用部署。
DSRC與C-V2X的前世今生
V2X不是一個(gè)新概念，美國(guó)在1999年率先分配了5.9GHz 頻段內(nèi)的 75MHz 頻譜，引導(dǎo)企業(yè)和行業(yè)在這個(gè)頻段上開(kāi)發(fā)車和車的直接通信技術(shù)，避免交通事故。
經(jīng)過(guò)將近十年的時(shí)間，到2008年IEEE完成了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，推出了802.11p標(biāo)準(zhǔn)并將其納入到IEEE家族，被稱為DSRC。
李儼指出，Wi-Fi適用于幾乎不具備移動(dòng)性的環(huán)境，把這個(gè)技術(shù)應(yīng)用到汽車上需要做很多優(yōu)化，在某些局部場(chǎng)景中這些優(yōu)化確實(shí)有效。但總體來(lái)講，將原本面向低移動(dòng)性場(chǎng)景的Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用到高速移動(dòng)場(chǎng)景，效果并不理想，所以很長(zhǎng)一段時(shí)間DSRC的性能不是很穩(wěn)定，因此一直處于測(cè)試階段。
到了2014年，美國(guó)多次組織大規(guī)模DSRC的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，花了三年去驗(yàn)證這個(gè)技術(shù)放到車上是否能改善交通、避免交通事故的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果令人振奮，DSRC確實(shí)可以把事故、尤其是致死事故率降低到原來(lái)的1/7。但通過(guò)測(cè)試也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，那就是基于Wi-Fi改進(jìn)的DSRC技術(shù)太陳舊，對(duì)性能造成很大的局限，比如在高速場(chǎng)景、高密度場(chǎng)景下可靠性差，時(shí)延抖動(dòng)較大。
“而蜂窩技術(shù)從一開(kāi)始就是針對(duì)高速移動(dòng)環(huán)境設(shè)計(jì)的。沒(méi)有一個(gè)人懷疑我們可以在高鐵上可以打電話和上網(wǎng)。因此業(yè)界希望在蜂窩技術(shù)的基礎(chǔ)上去重新設(shè)計(jì)V2X，C-V2X由此應(yīng)運(yùn)而生。從此業(yè)界形成了兩大派系：一派支持在過(guò)去十幾年一直投入開(kāi)發(fā)的DSRC；另外一個(gè)陣營(yíng)是以電信行業(yè)為基礎(chǔ)、擁有蜂窩技術(shù)背景的公司和車企推動(dòng)C-V2X的技術(shù)。”李儼說(shuō)。
C-V2X被普遍看好
如上文所言，5.9GHz頻段由美國(guó)最早在1999年分配，2008年歐洲也分配了同樣的頻段，DSRC以及C-V2X也都使用這個(gè)頻段。
DSRC發(fā)展更早，1999年美國(guó)在分配5.9GHz頻段的時(shí)候就是指定給DSRC技術(shù)；最近幾年，隨著C-V2X的技術(shù)的推出和演進(jìn)，不斷的測(cè)試實(shí)驗(yàn)給行業(yè)帶來(lái)很多的信心，因此美國(guó)政府也在考慮把5.9GHz頻段釋放出來(lái)讓DSRC和C-V2X共用。
C-V2X基于蜂窩技術(shù)，面向高速移動(dòng)場(chǎng)景是蜂窩與生俱來(lái)的優(yōu)勢(shì)。如在德國(guó)等國(guó)家，車輛高速行駛的極限速度可以達(dá)到200-250公里/小時(shí)，在兩車雙向的時(shí)候下相對(duì)速度可以達(dá)到500公里。在相對(duì)速度達(dá)到500公里的情況下，要能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的通信、可靠的信息傳遞、進(jìn)行可靠的預(yù)警。
相比而言，DSRC在這方面存在局限，DSRC是在Wi-Fi的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，移動(dòng)速度一旦提高，尤其達(dá)到200公里/小時(shí)，DSRC信號(hào)的衰減就會(huì)非?？?，因此它并不適用于高速場(chǎng)景。正因?yàn)橹С指咚賵?chǎng)景，C-V2X除了實(shí)現(xiàn)車和車直接通信，還獲得鐵路系統(tǒng)的青睞。火車速度鐵路系統(tǒng)也希望能夠在5.9GHz這個(gè)頻段上用這個(gè)技術(shù)支持鐵路的直連應(yīng)用。
測(cè)試認(rèn)證的環(huán)節(jié)帶來(lái)一個(gè)最大的好處是，每一輛車從生產(chǎn)到上路，所有的性能和行為都是可預(yù)測(cè)的，我們知道它至少能實(shí)現(xiàn)什么。有了這一可預(yù)測(cè)性，車企就可以在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)可靠的安全應(yīng)用。安全應(yīng)用必須是全天候可用，一個(gè)只支持30公里/小時(shí)但不支持60公里/小時(shí)的功能是不可靠的。要把C-V2X引入到ADAS以及自動(dòng)駕駛，必須要保證可預(yù)期的最小性能。這一點(diǎn)可以通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試認(rèn)證體系來(lái)保證，從而增強(qiáng)汽車行業(yè)在這個(gè)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用的信心。
C-V2X在整體性能上做了很多優(yōu)化，最小性能保證其在高密度、快速移動(dòng)的用戶使用場(chǎng)景下，它的通信有效距離范圍可以達(dá)到DSRC也就是802.11p的兩倍以上。
此外，李儼表示，移動(dòng)通信和Wi-Fi最重要的差別就是同步，DSRC是異步的，跟Wi-Fi一樣是不需要同步的。C-V2X這個(gè)技術(shù)引進(jìn)來(lái)是基于同步來(lái)做，設(shè)計(jì)的時(shí)候更多希望用GNSS全球定位系統(tǒng)獲得同步定位。當(dāng)GNSS信號(hào)丟失的時(shí)候，比如車開(kāi)到一個(gè)隧道接收不到衛(wèi)星了，系統(tǒng)里面有一些慣性導(dǎo)航的設(shè)備可以保持一部分的定位精度，所以在穿梭隧道的時(shí)候，導(dǎo)航依舊可以工作。
有人認(rèn)為，DSRC已經(jīng)很成熟，而且今天就有商用系統(tǒng)，那是不是應(yīng)該先讓DSRC先上市？C-V2X的標(biāo)準(zhǔn)2017年才確定，是不是這個(gè)技術(shù)離上市還很遙遠(yuǎn)？事實(shí)上，第一，到今天為止，全球都沒(méi)有商用的DSRC系統(tǒng)，除了日本（日本是一個(gè)個(gè)例，且它的頻段也不一樣）有局部的部署，其他都沒(méi)有。雖然DSRC這個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)了很多年，但是并不等于成熟。反之，雖然C-V2X標(biāo)準(zhǔn)2017年6月份才全部完成，但是在過(guò)去一年產(chǎn)業(yè)發(fā)生了巨大變化。高通和主機(jī)廠商、部件廠商的合作伙伴在全球內(nèi)做了大量的測(cè)試和驗(yàn)證。預(yù)計(jì)2019年底、2020年初，會(huì)看到支持C-V2X量產(chǎn)車的上市。C-V2X技術(shù)發(fā)展并不慢，如果考慮汽車行業(yè)的開(kāi)發(fā)周期，現(xiàn)在開(kāi)始開(kāi)發(fā)，兩到三年生產(chǎn)，基本上DSRC和C-V2X上市的時(shí)間從商業(yè)角度來(lái)講，基本是一致的。
C-V2X的一個(gè)很重要的優(yōu)勢(shì)就是成本效益，體現(xiàn)在幾個(gè)方面，一是在網(wǎng)絡(luò)部署的方面，要讓系統(tǒng)穩(wěn)定工作，需要有基礎(chǔ)設(shè)施，這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施是在蜂窩技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，因此它有得天的優(yōu)勢(shì)。今天中國(guó)的基站數(shù)量很大，到5G的時(shí)候隨著頻率的升高，基站的數(shù)量還會(huì)增大，因此我們可以在基站上面做改造，把LTE C-V2X 基礎(chǔ)設(shè)施加進(jìn)去。從這個(gè)角度來(lái)講它的部署成本最優(yōu)，不需要單獨(dú)建站部署。
在終端這側(cè)，可以沿用LTE和5G的生態(tài)系統(tǒng)，甚至可以把這個(gè)芯片集成在LTE的芯片里面去，在一個(gè)通信的Tbox里面把LTE、V2X集成在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的連接性的解決方案。從這個(gè)角度來(lái)講，也是成本最優(yōu)的。在5GAA的網(wǎng)站上發(fā)布了一篇白皮書，一個(gè)做模組的廠商做了一個(gè)詳細(xì)的分析。如果做LTE加上直接通信，LTE+DSRC和LTE+C-V2X兩種不同技術(shù)路線的比較，LTE+C-V2X從模組的角度，從整個(gè)Tbox的角度，它的成本是最優(yōu)的。
另外一點(diǎn)，C-V2X還有一個(gè)很重要的優(yōu)勢(shì)就是它有一個(gè)非常明確的技術(shù)演進(jìn)的路線，它不僅僅停留在2017年發(fā)布的Rel-14版本，它還有一個(gè)明確的向前演進(jìn)。3GPP在今年6月份通過(guò)新的立項(xiàng)，在Rel-16的范圍內(nèi)，繼續(xù)研究在5G的框架下如何支持V2X演進(jìn)到5G 新空口C-V2X。Rel-14 C-V2X解決的是基礎(chǔ)安全應(yīng)用，是對(duì)ADAS的擴(kuò)展，它傳輸?shù)氖俏恢?、速度、駕駛意圖這些簡(jiǎn)單的信息，一個(gè)包大概有300個(gè)字節(jié)，可以用于做ADAS的擴(kuò)展，但是難以支持先進(jìn)的自動(dòng)駕駛。
C-V2X將對(duì)ADAS有效補(bǔ)充
C-V2X的兩種模式：一種是基于網(wǎng)絡(luò)輔助；一種是直接通信技術(shù)。因前者容量方面的問(wèn)題，以及時(shí)延的不可預(yù)測(cè)性，往往作為補(bǔ)充性服務(wù)，目前車企傾向于采用基于直接通信技術(shù)的C-V2X。
最近一兩年汽車廠商很重要的賣點(diǎn)之一就是ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)），汽車廠商通過(guò)激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)以及基于攝像頭的ADAS，為駕駛員提供更多的預(yù)警和提示。
這些傳感器確實(shí)可以幫助很多功能的實(shí)現(xiàn)，比如AEB（自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)）等，但都只能在視距范圍內(nèi)進(jìn)行感知，如果視線被遮擋，駕駛員看不到的場(chǎng)景和信息，傳感器同樣無(wú)法感知。所以，這些傳感器僅僅是對(duì)人的視線的增強(qiáng)，但是對(duì)于視線范圍之外的地方則無(wú)法有效感知。
C-V2X能夠?qū)ζ囆袠I(yè)中的ADAS功能進(jìn)行非常有效的擴(kuò)展。提供360°非視距傳感，將感知能力擴(kuò)展到視距以外。這樣的話，車輛不僅能夠看到，還能夠聽(tīng)到周邊是否有其他的車輛在靠近等。
這也是為什么最近很多車企，尤其是中國(guó)車企特別重視C-V2X的原因，C-V2X可以對(duì)所有這些傳感器進(jìn)行補(bǔ)充，因?yàn)樗麄冋J(rèn)識(shí)到今天的ADAS技術(shù)的局限性，希望能夠加入C-V2X，對(duì)ADAS的功能進(jìn)行拓展。預(yù)計(jì)2019年底至2020年初之間，搭載C-V2X技術(shù)、具備增強(qiáng)的ADAS功能的車輛將上市。
高通已獲50億美元汽車領(lǐng)域訂單
目前，高通正與全球范圍內(nèi)的領(lǐng)先汽車制造商和供應(yīng)商合作，利用9150 C-V2X芯片組解決方案加速蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術(shù)的商用進(jìn)程。
高通總裁克里斯蒂安諾·阿蒙表示，阿蒙說(shuō)，對(duì)整個(gè)汽車行業(yè)而言，C-V2X毫無(wú)疑問(wèn)是一項(xiàng)能量巨大的技術(shù)，它不僅可以實(shí)現(xiàn)車對(duì)車，還能實(shí)現(xiàn)車對(duì)路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的通信，并且關(guān)系到運(yùn)營(yíng)商如何形成一個(gè)廣泛的生態(tài)系統(tǒng)。對(duì)個(gè)人消費(fèi)者而言，未來(lái)憑借智能手機(jī)就能與汽車連接，而且?guī)椭囋诟咚俟纷詣?dòng)駕駛，確保駕駛?cè)藛T及行人安全。
高通在全球已宣布C-V2X生態(tài)圈的一些合作伙伴，并與它們?cè)诘聡?guó)、法國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)、日本和美國(guó)開(kāi)展C-V2X的外場(chǎng)驗(yàn)證。
“目前能夠確定的是，搭載C-V2X技術(shù)的汽車預(yù)計(jì)2019年投產(chǎn)?！卑⒚烧f(shuō)。不過(guò)，阿蒙同時(shí)也指出，搭載C-V2X技術(shù)的汽車的普及以及推廣，還需要進(jìn)一步觀察此類汽車在實(shí)際中的使用。在路上行駛的此類車輛數(shù)量多，才能產(chǎn)生質(zhì)變效應(yīng)。
如今，高通在汽車、物聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)等很多細(xì)分市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。目前，高通在移動(dòng)領(lǐng)域之外實(shí)現(xiàn)70%的營(yíng)收增長(zhǎng)，以汽車行業(yè)為例，已獲得總價(jià)值達(dá)50億美元的訂單。
