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V2X:感受汽车与万物对话的奇妙_1

未知 2019-04-03 11:26

两种方案,谁是正解?

目前,有两套V2X直接通信的关键规范——C-V2X(蜂窝车联网)和基于802.11p的专用短程通信(DSRC),它们分别隶属于3GPP和IEEE组织,都可以在5.9GHz智能交通系统(ITS)频谱上运行,并且都能在没有蜂窝网络、移动信号覆盖或网络运营商的地方正常运作。

Qualcomm技术标准高级总监李俨博士

Qualcomm技术标准高级总监李俨博士认为,从技术角度讲,C-V2X技术性能更加优异,这一点是毫无疑问的。但DSRC技术毕竟从1999年就出现了,经过近20年的发展,会让人感觉DSRC产业的整体发展比C-V2X要更快一些。

“其实还有一些技术层面以外的因素需要考虑。”李俨表示,目前DSRC技术的推动者大多来自欧洲,他们在DSRC上进行了大量投资,也在一直积极推动欧盟立法要求汽车行业使用DSRC技术。而蜂窝通信技术和产业的制造与研发重心更多是在美国、日本、韩国和中国。以中国市场为例,不管政府还是企业,都更看好C-V2X,2019-2020年就会看到C-V2X逐渐实现在量产汽车中的商用部署;美国政府的态度则是保持技术中立,让车企在DSRC和C-V2X之间自由选择技术。

“对于C-V2X在欧洲的发展,5G汽车协会(5GAA)正在设立相关项目来研究如何影响其产业格局。只要不强制通过立法去推动DSRC,C-V2X还是非常有信心去赢得北美和欧洲市场的。毕竟仅从生态系统规模来看,5GAA会员已接近百家,包括汽车制造商、一级供应商、移动运营商、半导体公司、测试设备供应商、电信供应商、交通信号供应商和道路运营商等。”李俨说。

他同时强调了引入一致性测试认证的重要性。目前,C-V2X上层应用分为三大阵营,分别是以美国汽车工程师学会(SAE)标准为基础的美标、欧洲电信标准协会(ETSI)旗下ITS工作组制定的欧标、以及由中国智能交通产业联盟(C-ITS)制定的国标。三大阵营暂时比较难以融合,可能会出现一些区域性的区隔。

2018年11月,中国智能网联汽车创新联盟、IMT-2020(5G)推进组C-V2X工作组、上海国际汽车城(集团)有限公司在上海汽车博览公园共同举办了V2X“三跨”互联互通应用展示活动(Three Layers Interoperability V2X Application Demonstration)实现了世界首例跨通信模组、跨终端、跨整车的互联互通。而在CES 2019现场,奥迪、福特汽车以及杜卡迪揽途1260摩托车则演示了在进入四向无信号的十字路口时,如何利用基于Qualcomm 9150 C-V2X芯片组进行C-V2X协商路权的驾驶场景。

“我领导的未来移动通信论坛车联网联合工作组在2017年完成了一个白皮书,主要就是研究一致性测试应该如何实施。”在分析了欧洲和北美测试验证体系的状态后,李俨认为在中国比较可行的办法是与美国OmniAir协会进行合作,因为中国标准和美标更加接近。为此,联合工作组和国内交通、电信、汽车等领域的标委会及相关机构进行了密切沟通,希望可以在2019年中期将基于OmniAir测试的完整认证体系在中国落地。

由于C-V2X包括直接通信和网络通信两种模式,涵盖V2N、V2P、V2I、V2V四个应用类型,所以除了车企外,运营商的态度也非常关键。当前,在V2N应用中,车企与运营商之间已经形成了良好的合作关系。运营商希望把路侧单元(RSUs)集成到基站中来提供公共服务,车企倾向于在车辆中集成C-V2X直接通信能力和V2N网络通信能力,因为这样可以利用传统运营商提供的网络能力、规模化的成本效益以及其能够帮助建立的认证能力,带动整个C-V2X行业的发展。

然而在V2I、V2P、V2V应用场景中,由于直接通信在独立5.9GHz频谱上运行,且无需SIM卡,因此基本上不需要运营商参与。李俨的观点是,针对V2I的应用场景,两种传输模式将会相互补充:一种是通过与运营商基站集成来完成RSU部署以充分利用这些信息基础设施,另一种是与RSU通过直接通信的方式去传输。但运营商需要思考的,是RSU部署的投入非常大,变现能力却不一定很强,现在还没有形成比较好的商业模式让运营商从中获益;而V2V涉及到汽车的安全问题,则可能更多需要从公共利益的角度去考虑。

没有5G支持,自动驾驶是不可能实现的

根据分析师预测,随着5G部署启动,预计将在更广泛的汽车领域中创造超过2.4万亿美元经济产出,这几乎占预期5G全球经济影响的五分之一。到2024年,近75%的新车将嵌入蜂窝连接技术,与2015年的20%相比将实现大幅提升。

Rel-14 C-V2X除了具有卓越的性能和高性价比之外,也为未来基于5G NR的Rel-16 C-V2X自动驾驶技术铺平了道路。通过结合5G NR功能,C-V2X的发展将具有高吞吐量、宽带载波支持、超低延迟和高可靠性等特点,从而实现自动驾驶和其他高级功能运用,如高吞吐量传感器共享、意向共享和3D高清地图更新等。

众所周知,自动驾驶的核心是3D动态地图——高精度动态地图。事实上,即便目前的地图已经很精准,实时定位作为重要的感知手段依旧不容小觑。V2X的加持于汽车而言,如同装上了电子喇叭,车主可以实时共享自己的位置,同时也能知道其他人在地图上的位置。

除了共享位置以外,我们还要共享意图,车与车之间要有协作。前车准备转弯时,要让相邻的车知道,这就是协助式的意图感知。但当所有车都在路面上行驶时,仅仅让相邻的车进行意图感知是不够的,此时就需要用共同的路径规划——也就是在系统级别上进行相互的意图传递。在一定程度上讲,未来智能交通的实现,离不开协作式的路径规划。

如今的汽车需要安装包括声光电、激光雷达、摄像头、毫米波等传感器采集数据,供智能计算机规划轨迹。但一旦数据不完整,这一目的就无法达到,所以要强调感知的能力。但行车过程中会存在视觉“盲点”,这对于自动驾驶汽车同样值得注意。移动汽车的感知能力需要扩展到视距以外,只有这样,当视线被快速移动的物体阻挡时,汽车可以通过雷达感知到。

平台化的价值

目前人们所谈论的智能驾驶或是无人驾驶,更多集中在单车智能。有人将其描述为“短视”,意指只有全面引入V2V场景,才能真正表明智能驾驶时代的到来。

“单车智能是否就是短视还有待商榷,但它确实存在一定的盲区。比如摄像头+毫米波雷达+LiDAR的方案在遇到特别刺眼的阳光时,一旦摄像头失灵,就会造成严重事故。所以V2X的引入确实能帮助智能驾驶/无人驾驶的实现。”NI亚太区汽车市场经理贾青超说。

2017年,Konrad科技有限公司、SET有限公司、S.E.A.数据技术有限公司、measX有限公司达成一项合作—ADAS IIT创新测试—利用他们在高级辅助驾驶系统(ADAS)、传感器融合、HIL、V2X通信、GNSS模拟和数据管理领域的经验,为完全自动驾驶提供一站式解决方案。

贾青超认为ADAS IIT创新测试是一件特别有意义的事情。他将车载传感器和各种雷达比作眼睛和耳朵,将V2X比作嘴巴,认为只有这些不同技术间形成了无缝的融合,自动驾驶时代才会真正到来。也就是说,只有形成完整的感知、判断、执行通路,才有可能提高自动驾驶水平。对测试测量厂商来说,要实现同步的融合,就必须要能够提供基于同一个标准的测试平台,而这正是NI的优势所在。

“现在的汽车架构日趋复杂,直流模块、开关模块、射频模块……数百个不同协议,不同标准的模块如果采用分立仪器去测量,很难在同一平台下实现同步或扩展。”贾青超说,如果通过软件定义系统平台,就可应对任何复杂和广泛的客户应用需求。“平台化测试的特点之一就在于I/O的扩展。科技的发展会不断引入新的技术和标准,带来测试项的扩展。即便是同样的测试项,测试需求可能也会改变。”

作为C-V2X技术的倡导者,Qualcomm方面认为,相比其他V2X技术,C-V2X是一项具有卓越无线电性能的现代技术。包括在LTE技术的推动下,可以实现更大范围的通讯(2X)、更好的非视距(NLOS)性能、更高的可靠性(更低的数据包错误率)、更高的容量以及更好的拥塞控制。这些都要优于基于DSRC和ITS-G5所使用的IEEE 802.11p无线电技术,对于当下的关键安全驾驶以及未来的自动驾驶技术都有着重要的意义。

此外,C-V2X的优点还包括,这是唯一种具有清晰5G演化路径的V2X技术,能够前向/后向兼容:C-V2X Rel-14向5G NR-based C-V2X有了强大的演进,在保持向后兼容性的同时,还将增加相兼容的Rel-14以及其他新功能。通过与5G NR功能的结合,C-V2X的发展将具有高吞吐量,宽带载波支持,超低延迟和高可靠性等特点,从而实现自动驾驶和其他高级功能运用,如高吞吐量传感器共享,意向共享和3D高清地图更新等。

本文为《国际电子商情》2019年3月刊杂志文章。

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