電子發燒友報道(文/周凱揚)在C-V2X車聯網技術中,C代表的是蜂窩(Cellular),即基于3G/4G/5G等蜂窩網絡通信技術來實現車用無線通信。那么在車聯網產業發展邁入大規模商用的階段的前夕,C-V2X究竟意味著什么呢?
C-V2X連通的依然是人、車、路和云四大交通參與者,但通信技術采用了蜂窩網絡,并利用PC5和Uu兩種通信接口,前者負責車、人和路之間的短距離直接通信,后者負責終端與基站之間的通信。與其它車聯網通信技術相比,C-V2X可以在高密度的流量環境下提供高速高可靠性的實時通信,與4G向下兼容的同時,也將借助5G全面推進自動駕駛等應用場景。
美國的頻段之爭
談到通信,就不得不談到該技術用到的頻段。各個國家及地區為C-V2X準備的頻段都在5.9GHz左右,我國工信部2018年已經發布管理規定,明確規范5.9GHz作為LTE的C-V2X技術工作頻段,范圍覆蓋5905-5925MHz。但不論是各個國家和地區,乃至車企和科技公司,在DSRC和C-V2X的選擇上都存在不少分歧。
美國FCC早在1999年就將5.9GHz預留給了DSRC,而這個頻段基本閑置了20多年,卻又與C-V2X準備的頻段有沖突。DSRC是基于Wi-Fi的V2X技術,主要支持者是通用汽車、NXP、豐田、大眾和沃爾沃,而寶馬、福特、華為、英特爾、高通和三星等公司則支持C-V2X。不僅如此,5GAA(5G汽車聯盟)原本爭取將5.9GHz頻段作為C-V2X的專屬頻段,但隨著Wi-Fi頻段需求的急劇增長,頻段使用也愈發緊張,因此WISPA(無線互聯網服務提供商協會)公開反對C-V2X獨占5.9GHz頻段。
今年11月,FCC正式投票表決,將原來DSRC頻段(5.850-5.925GHz)的75MHz拆分,其中較低的45MHz分配為免費頻段,而較高的30MHz分配給使用C-V2X等技術的ITS系統。FCC主席Ajit Pai提到,他們已經給了DSRC足夠多的時間,但C-V2X比DSRC更加可靠,更具彈性,而且不少汽車制造商在美國內外都開始追求C-V2X設備的部署,因此才有了這樣的投票結果。
在該法案生效后,Wi-Fi產品的供應商可將5.9GHz頻段迅速整合到現有產品中,多數設備只需通過軟件升級就可以利用該頻段,與相鄰的5.725-5.850GHz組合成一個160MHz的大頻段,為Wi-Fi 6提供更寬的信道和更低的延遲。
雖然頻段已經確定,但并不代表萬事大吉。FCC在裁決草案中給到了一個冗長而模糊的過渡期,在這個過渡期內,C-V2X依然無法在美國境內使用這一頻段。同時,5GAA對于5.9 GHz較低頻段的Wi-Fi設備也存在疑慮,擔心會對C-V2X產生干擾。
據預計,雖然C-V2X的頻段已經在11月獲得了正式確認,但考慮到這一過渡期,C-V2X在美國本土的新車型上實裝可能需要等到2022年。
中國的C-V2X快車道
國內C-V2X產業生態 / 電子發燒友網整理
與美國不同,中國一直在主推C-V2X技術。在中國的網聯車愿景中,C-V2X扮演了一個重要的角色。目前國內已有20多個試驗與試點計劃在進行過程中,路段里程超過100千米,跨越10個省份。工信部已在去年支持江蘇無錫創建車聯網先導區,率先規模部署C-V2X網絡、路測單元、車載終端等,如今該先導區已經開始二期發展規劃。此外,中國已有13家汽車公司計劃在2021年上半年發布支持C-V2X技術的車型,以此加速現代化都市和交通網絡的部署。
我國計劃在2020年開始在新車型上前裝C-V2X,并實現LTE-V2X終端的量產,完成C-V2X的測試標準,并改進有關的測試工具,建立一套完備的測試和驗證系統。未來典型城市和高速公路也將逐步擴大C-V2X基礎設施的覆蓋率,最終在2025年實現50%的C-V2X新車搭載率。
今年10月舉行的C-V2X“新四跨”暨大規模先導應用示范活動上,廣和通攜手東軟電子、華晨電子共同參加了演示,以AX168車規模組通過了“四跨”活動協議一致性測試,實現了PC5接入層、網絡層、通信安全棧協議的互聯互通。該模組搭載了雙核Arm Cortex A7 CPU,和一個安全CAN MCU,并基于3GPP R14的LTE-V2X直接通信設計。
AX168模組 / 廣和通
12月4日,紅旗智能純電SUV E-HS9正式上市,該車型搭載了集成高通芯片組9150的移遠通信C-V2X模組AG15和和LTE通信模塊 AG35,也是首款搭載該模組的量產車型,可以在多個LTE-V2X通信場景下實現100%輔助預警驗證。AG35基于高通MDM9628的車載前裝芯片研發,支持多輸入多輸出技術(MIMO),可以通過多天線進行信號接收,降低誤碼率改善信號質量。
AG35 / 移遠通信
今年的拉斯維加斯CES上,國內廠商高新興科技集團也在會上發布了5G+C-V2X的車規模組GM860A,主打車聯網和自動駕駛。該模組基于高通SDX55平臺開發,支持5G NR、4G LTE和3G網絡,在5G網絡下可以提供500Mbps的上傳速率和2300Mbps的下載速率。
GM860A 5G&V2X模組 / 高新興
除了高通的芯片平臺外,國內的大唐和華為也推出了自研芯片的5G C-V2X模組。今年6月,采用大唐自研芯片的DMD31車規級模組在ALPS大連工廠正式量產。華為則是早在去年就推出了采用巴龍5000芯片的MH5000模組,這不僅是業界首款5G車載模組,也是全球首款集成C-V2X+5G技術的模組。
MH5000模組 / 華為
5G作為C-V2X的助燃劑
盡管5G的商業規模已經相當可觀,但是目前已經落地的C-V2X項目仍多以LTE-V2X為主。而汽車制造商與模組、芯片供應商卻在不斷推崇5G下的C-V2X,那么5G究竟能這樣的車聯網技術帶來哪些優勢呢?從設計角度上來說,C-V2X適合5G完全兼容的,這也意味著如今基礎設施和模組上的投資在很長一段時間內不會被淘汰。隨著3GPP不斷推出新的標準,C-V2X也在隨之改善,衍生出更多安全用例和高級用例。
就拿R16中的NR-V2X來說,該技術在物理層上帶來了顯著的性能提升,可伸縮的OFDM以及靈活的DMRS提供了更高的頻譜效率,在減少帶寬占用的同時提供了更大的容量。這對高吞吐量的傳感器信息共享、車輛意圖與軌跡共享、實時本地信息更新和協同駕駛等應用提供了基礎支持,因此從短期來看,5G使C-V2X受益主要體現在自動駕駛領域。
更重要的是,5G支持小面積內大量級的同時連接,使得每輛汽車可以借助更多傳感器收集大量信息,也可以通過路側單元等外部設備做到實時共享。
小結
從國內爆發的勢頭來看,C-V2X已經是一個經過合適、成熟而且經得起未來考驗的車聯網技術。據Machina Research統計,到2025年,網聯車將拯救1.1萬條生命,避免26萬次事故,減少40萬噸的二氧化碳排放,每年節省28億小時的駕駛時間,全球網聯車市場的潛在應用收入亦將達到2530億美元。
值得慶幸的是,我們國家的C-V2X技術發展并沒有多走彎路,不少汽車制造商都在中國的部署上找到了先機,這也是為何歐美也開始加快推進C-V2X的主要原因之一。但鑒于C-V2X尚未大規模落地,相關產業仍需要找到合適的商用和運營模式才能實現真正的車聯網。
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