V2X,即 Vehicle to Everything 的縮寫。 它指的是車對外界的信息交換,換句話來說就是車聯(lián)網(wǎng)通過整合全球定位系統(tǒng)(GPS)導航技術(shù)、車對車交流技術(shù)、無線通信及遠程感應技術(shù)奠定了新的汽車技術(shù)發(fā)展方向,實現(xiàn)了手動駕駛和自動駕駛的兼容。
去年5月在美國,一輛正在使用Autopilot自動駕駛功能的特斯拉Model S撞上了前方的大貨車,成為特斯拉首例自動駕駛狀態(tài)下造成司機死亡的交通事故。事后的分析顯示,特斯拉Autopilot系統(tǒng)中攝像頭無法識別白色大貨車,且毫米波雷達由于安裝位置偏下而沒有探測到前方車輛,是造成這起事故的一個主要的誘因。由此也引發(fā)出人們進一步的思考:如何才能給予自動駕駛最大化的安全保障?
今天,通過攝像頭、雷達、LiDAR“武裝”起來的汽車,確實具備了前所未來的感知能力,為汽車提供幾乎是全方位的安全“監(jiān)護”,但處于交通系統(tǒng)中的汽車不是孤立的,且車載傳感器的偵測范圍畢竟有限,因此自主式的“單車”智能注定會存在安全保障的“盲區(qū)”。
在上面的事故案例中,如果特斯拉能夠和貨車建立一種可靠的通信機制,及時互通各自的狀態(tài)信息,而不是依賴于單方面的感知,就可以在碰撞前贏得寶貴的時間進行預警和處置。
試想,如果將車與車之間、車與交通設(shè)施之間,車與行人之間相互連接組網(wǎng),互通交通數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)疊加到汽車自身傳感器探測到的信息之上,這樣就可以“完美”地實現(xiàn)自動駕駛的安全保障。而這種車與周邊其他交通參與者、基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)就是V2X。
圖1,V2X實現(xiàn)汽車與汽車、交通設(shè)施、行人、網(wǎng)絡(luò)之間的連接和數(shù)據(jù)交互
作為一個汽車級的通信技術(shù),V2X面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)是不言而喻的。V2X設(shè)備需要在高度動態(tài)化的環(huán)境中工作,彼此之間保持相對較高的速率;需要提供極低的通信延遲(通常認為為要在50毫秒以內(nèi));還需要有能力應對交通堵塞等情況下的高負載通信。
為了實現(xiàn)這樣的目標,人們試圖架構(gòu)一個特殊的通信體系去滿足這一場景的需要。而在這一過程中,V2X就像其他前景廣闊的新興技術(shù)一樣,也遭遇到了標準紛爭的困擾。
在確定V2X的通信傳輸標準這件事上,業(yè)內(nèi)逐漸分化出兩個陣營:一個是采用IEEE 802.11p標準的專用短距離通信(DSRC)標準,一個則是基于現(xiàn)有蜂窩移動通信技術(shù)發(fā)展而來的C-V2X標準。
從技術(shù)架構(gòu)上看,DSRC與傳統(tǒng)的蜂窩技術(shù)相比,可以在通信設(shè)備之間建立直接的通信連接,而無需經(jīng)過基站去兜個圈子,所以理論上可以實現(xiàn)更短延時。802.11p雖然是基于802.11a,但在標準制定中專門針對汽車無線通信做了很多優(yōu)化,使得其能夠滿足低延時、快速連網(wǎng)、在各種天氣條件下高速通信的需要。
不過,DSRC最大的競爭籌碼還是“先發(fā)優(yōu)勢”。早在1999年,美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)就在5.9 GHz區(qū)域為V2X留出了75 MHz的帶寬,作為IEEE 802.11p標準的工作頻段,在頻譜資源稀缺的通信行業(yè),這也成為DSRC最重要的一個“資產(chǎn)”。
該標準在2009年獲得批準后,DSRC的商業(yè)化進程一直在穩(wěn)步推進,經(jīng)過研發(fā)和一系列的現(xiàn)場試驗,目前已經(jīng)能夠提供可商用的解決方案,比如通用的凱迪拉克CTS車型上,采用了基于恩智浦半導體IEEE 802.11p芯片組的DSRC方案,可在1000英尺的范圍內(nèi)每秒處理多達1000條車輛的消息,基本能夠滿足實際應用的需要。
美國公路交通安全管理局(NHTSA)在2016年12月發(fā)布了一項擬議規(guī)則制定通知書,要求所有新型輕型車輛要配備V2V通信,這對于基于DSRC的V2X技術(shù),無疑是極大的市場利好。此外在歐洲和亞太地區(qū),也都能看到DSRC的部署計劃及成功的應用案例。而與DSRC同場PK的C-V2X,有預測表明其大規(guī)模的部署準備要到2023年才能完成。
圖2,安裝了DSRC設(shè)備的貨運車隊,這是V2X一個重要的應用場景
那么是否可以說在V2X標準之爭中,DSRC已經(jīng)勝券在握呢?如果你仔細觀察過C-V2X,就不會輕易下這個結(jié)論,因為這個對手實力確實強悍。為其做背書的3GPP的背景就無需贅言了,在其制訂的5G規(guī)劃中,已經(jīng)定義了針對極低時延、高可靠關(guān)鍵業(yè)務型服務的URLLC特性,主要的目標就是自動駕駛。再看看C-V2X的朋友圈——愛立信、英特爾、華為、諾基亞、高通、奧迪、寶馬集團和戴姆勒公司共同發(fā)起創(chuàng)立了5G汽車協(xié)會(5GAA),他們都在不遺余力地推動C-V2X的商用落地,這些重量級公司可以調(diào)動的資源不容小覷。
與DSRC相比,C-V2X基于蜂窩網(wǎng)絡(luò),可以復用現(xiàn)有的4G和未來的5G網(wǎng)絡(luò),部署成本低;有電信運營商操盤,網(wǎng)絡(luò)運營商業(yè)模式清晰;標準確立后,全球通用LTE芯片組,可大幅降低硬件成本。這些優(yōu)勢都可謂是直指對手的“軟肋”。
同時,在一些重要的市場C-V2X也更受青睞。如在中國市場,由于前期在DSRC技術(shù)上沒有太多積累,而本身又坐擁全球最大的4G LTE網(wǎng)絡(luò)和成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,加之考慮到規(guī)避專利風險等因素,因此有分析認為中國在選擇V2X標準時,天平最終會向C-V2X傾斜。
圖3,2017年9月中國完成了首次LTE-V2X頻率驗證外場測試
當然,C-V2X面臨的最大的問題還是商用進程的滯后。出于全球化競爭的需要,各國和汽車廠商都已制定了自動駕駛技術(shù)發(fā)展的時間表,在這種緊迫感的驅(qū)使下,“時間”顯然不是C-V2X的朋友。
在兩種標準競爭的膠著狀態(tài)下,自然有人會想到融合。有觀點認為,在未來的V2X體系中,DSRC和C-V2X應該有各自的位置——DSRC將在安全實時性的應用中站穩(wěn)腳跟,而C-V2X將會在需要大數(shù)據(jù)量吞吐的應用中發(fā)揮所長。事實上這種“異質(zhì)”V2X通信架構(gòu)的研究一直在繼續(xù),有意思的是,5G本身也具有這種“異質(zhì)”特性,它可以通過一種傘形技術(shù)把多種不一樣的通信通道鏈接起來。所有這些,我們都可以看做是未來的一個“伏筆”,最終會在不斷逼近自動駕駛這一終極目標的過程中,呈現(xiàn)給世人一個“完美”的答案。
圖4,DSRC和C-V2X在實際應用中各有所長,而二者融合則可以提供更“完美”的方案
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原文標題:車聯(lián)網(wǎng) V2X 標準之爭,會不會拖了自動駕駛的后腿?
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