C-V2X,車聯網發展歷程及未來格局展望

隨著5G的發展,汽車與其他汽車、交通基礎設施、行人和數據中心的聯繫越來越緊密。但是,什麼樣的標準將支持V2X通信呢?

V2X,意為“vehicle to everything”,是汽車通信系統的總稱,來自傳感器和其他來源的信息通過高帶寬、低延遲、高可靠性的鏈接傳播,為全自動駕駛鋪平了道路。

V2X組件,包括車對車(V2V)、車對基礎設施(V2I)、車對行人(V2P)和車對網(V2N)通信。在這個複雜多樣的生態系統中,汽車將通過蜂窩網絡與其他汽車、交通信號燈或停車位等基礎設施、攜帶智能手機的行人以及數據中心進行通信。與任何新技術領域一樣,V2X也存在競爭標準。

C-V2X,車聯網發展歷程及未來格局展望


IEEE 802.11

最初的V2X標準是基於Wi-Fi分支IEEE 802.11p (IEEE WAVE的一部分,或車輛環境無線接入計劃),運行在5.9GHz頻段。IEEE 802.11p於2012年定案,是美國專用短程通信(DSRC)和歐洲合作智能運輸系統(C-ITS)倡議的ITS-G5的基礎。

802.11p的功能特點包括短程(1km以下)、低延遲(~2ms)和高可靠性,它可以在車輛高速行駛的條件下工作,並提供不受極端天氣條件(如雨、霧、雪等)影響的性能。從本質上講,802.11p擴展了車輛“看到”周圍環境的能力,即使是在惡劣的天氣。

IEEE 802.11p不依賴於蜂窩網絡覆蓋,解決方案:車載單元(OBUs)和路邊單元(RSUs),現在可以從硅供應商獲得,包括NXP、Marvell、Renesas Electronics和Redpine Signals。

C-V2X

IEEE 802.11p的一個很有前途的替代方案是C-V2X,即蜂窩V2X,其主要支持者是5G汽車協會和芯片製造商高通。C-V2X的一個關鍵優勢是它有兩種操作模式,這兩種模式之間涵蓋了大多數可能性。

第一種模式是低延遲的C-V2X直接通信,通過5.9GHz頻段上的PC5接口,用於主動通信,如即時道路危險警告和其他短程V2V、V2I和V2P情況。這種模式與現有的IEEE 802.11p技術非常一致,該技術也使用5.9GHz頻段。

第二種模式是通過波段蜂窩網絡上的Uu接口進行通信,可以處理V2N,如有關道路危險或交通條件等可延遲的消息。因為它不使用蜂窩網絡連接,IEEE 802.11p只能通過與路邊基站建立臨時連接來匹配這種模式。

C-V2X,車聯網發展歷程及未來格局展望


與IEEE 802.11p相比,C-V2X在V2X市場上的部署落後了幾年。雖然V2X標準的爭論還在繼續,但是一些地區正在進行測試甚至投入生產。下面是對2019年即將結束的情況的總結。

歐洲

歐洲應該採用以802.11p為基礎的IT-G5還是基於蜂窩的C-V2X技術,存在很多爭論。即使在2019年3月,歐盟委員會提出立法(授權法案C-ITS)支持IT-G5,爭論仍在繼續。

美國

到目前為止,美國已被證明是基於802.11p的DSRC(專用短程通信)的沃土,豐田和通用汽車是其主要支持者。豐田宣佈計劃從2021年開始在美國銷售的汽車上部署DSRC,目標是到本世紀中期在大部分車型上採用DSRC。然而,由於價格高昂等因素,一年後,該公司暫停實施這一計劃。

我國

我國是C-V2X的主要支持者,基於LTE的解決方案被納入了政府目前為C-V2X分配的5.9GHz頻段的智能交通系統(ITS)和頻譜計劃中。2018年1月,國家發展和改革委員會基於智能車輛創新和發展戰略制定了以下路線圖:

①到2020年,該戰略預計50%的新車將是智能車輛,LTE-V2X在大城市和高速公路上的覆蓋比例將達到90%,北斗高精度定位服務將實現全面覆蓋。

②到2025年,主要銷售的新車將是智能車輛,“人-車-路-雲”模式將實現高度協作,新一代車輛無線通信網絡(5G-V2X)將能夠滿足智能車輛發展的需要。

③到2030年,基於我國標準的智能汽車將在全球享有良好的聲譽,使我國成為智能汽車的領頭羊。

在上海有一個國家智能汽車試驗區,並且正在運行一個全市LTE-V2X的試點項目。在領先的汽車製造商中,福特已經宣佈計劃在2021年(以及2022年在美國開始)在中國部署C-V2X技術。福特中國(Ford China)總裁兼首席執行官陳安寧(Anning Chen)表示:“隨著中國5G的快速發展,以及我們自己在C-V2X上的快速發展,我們正在以中國的速度為我們的汽車配備C-V2X技術。”

V2X:2020及以後展望

V2X標準的爭論正在全球範圍內展開,顯然距離解決方案還有很長的路要走,從長遠來看,我國已將自己的方向牢牢地固定在C-V2X的發展道路上。

全球統一的5.9GHz頻段仍然是V2X通信技術的首選頻譜,但日本除外,日本國家監管機構為基於V2V和V2I的安全通信分配了一個頻率範圍為755.5-764.5MHz的單一9MHz信道。

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