先别急着谈车联网,V2X 你搞懂了吗?

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IoT_1919 发表于 2019/12/10 16:45:16 2019/12/10
【摘要】 两年前我们去买车,听销售聊得最多的就是「一键启动」、「全景天窗」、「涡轮增压」等。而最近我们去买车,一些主动式安全配置开始多起来,比如「车道保持系统」、「自动驾驶」、「碰撞预警系统」等。很多主动安全系统都能从字面上理解其作用,销售也会比较详尽的进行介绍,但是「V2X」往往会一笔带过。「V2X」到底是个什么东西?为什么大家都在提,却很少有人把它说清楚?今天物语君就来给大家揭开它的神秘面纱,看看...

两年前我们去买车,听销售聊得最多的就是「一键启动」、「全景天窗」、「涡轮增压」等。而最近我们去买车,一些主动式安全配置开始多起来,比如「车道保持系统」、「自动驾驶」、「碰撞预警系统」等。很多主动安全系统都能从字面上理解其作用,销售也会比较详尽的进行介绍,但是「V2X」往往会一笔带过。「V2X」到底是个什么东西?为什么大家都在提,却很少有人把它说清楚?今天物语君就来给大家揭开它的神秘面纱,看看它到底是个青铜还是王者。

 

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V2X 是什么?


大家都知道,带「X」的往往都很厉害。比如 iphoneX、Model X 还有 X 战警,然而最厉害的还是数学里的「求 X 的值」,物语君感觉每次都像是在求自己的心理阴影面积。「V2X」意思是「Vehicle-To-Everything」,意为车与所有物体的连接。那么具体与那些东西相连呢?


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V2N(Vehicle-To-Network,意为车与互联网的连接)即车联网,可以说是目前应用最广泛的一种连接。能够让车辆通过移动网络与云端的服务器相连,进而能够实现导航、娱乐、防盗等应用功能。常见的应用方式是车机系统通过手机热点连接到互联网,从而获得实时的导航信息或者播放网络音乐。现在也有很多车机系统提供了插卡口,可以直接插入张流量卡来实现与互联网的连接。


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V2V (Vehicle-To-Vehicle,车与车)。目的是通过车与车之间的信息交换来实现碰撞预警和躲避拥堵等功能。比如过盘山公路的时候,老司机都会在入弯前按几声喇叭,目的就是告诉盲区中的车辆「喂!前面的人听着,本大爷要过来了,都给我让着点。」而使用了 V2V 技术后,司机间的交流可以不用靠喇叭了,而且类似速度,方向等信息都可以互相传递。


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V2I (Vehicle-To-Infrastructure,车与路面基础设施)。能够让车辆与道路以及路边的基础设施进行数据的交换,比如可以获取红绿灯、各种道路指示牌信息、甚至是路障。就好比为盲人配上一根导盲杖,导盲杖接触到地方就可以看作是车辆与基础设施之间的信息交互,它可以避免盲人碰到墙,同样的道理,车辆可以以此收集周围环境的信息。这种连接似乎对驾驶员而言是比较鸡肋的功能,但是在自动驾驶领域,V2I 的作用还是非常明显的,其重要在于车自己就能发现前面有障碍物。


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V2P(Vehicle-To-Pedestrian,车与行人)。这项技术主要的目的也是类似 V2V,通过信息的交互来预防碰撞。车辆感知行人方法很多,除了比较直观的摄像机和各种传感器外,信息互联也是一种最有效的办法。比如行人使用的终端,如手机、平板、可穿戴设备等,都可以实现人与车辆的互联。到那时候还想碰瓷就难上加难了,汽车绕开行人走,除非自己送上来「主动碰瓷」。


为何消费者仍陌生?


通过上面的介绍,大家估计能发现,V2X 不管对于驾驶员还是以后的自动驾驶来说,都是非常实用的。但是为什么现在 10 万元的车都开始推自动驾驶了,对消费者而言 V2X 这么强大的技术仍是很陌生?最大的问题是标准的制定。


V2X 既然是一种通信技术,那么一个统一的标准必不可少。就像两个人交流,一个用中文,一个用法语,互相听不懂,那么这种交流也就没有任何意义。而 V2X 目前确实有两种通信方案,也就是说仍没有一个统一标准。


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一种是 DSRC(Dedicated Short-RangeCommunications,专用短距离通信)标准由汽车技术供应商花费十年以上逐步形成,基于低移动性场景的 Wi-Fi 技术,在电气和电子工程师协会(IEEE)推动下,美国率先将其应用到车与车直接通信的交通环境,DSRC 确实可以把事故、尤其是致死事故率降低到原来的 1/7。DSRC 是智能交通系统 (ITS) 研究中的一个重要课题,广泛地应用在不停车收费、出入控制、车队管理、信息服务等领域,我们熟知的 ETC 系统便是基于该技术。


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但基于 Wi-Fi 技术的 DSRC 性能存在局限性——Wi-Fi 难以支持高速移动场景,移动速度一旦提高,DSRC 信号就开始骤降、可靠性差、时延抖动较大。拿刚才在盘山公路上的老司机来说,如果弯道另一边的汽车来到跟前了才回一句「哦,知道了。」那么这次通信虽然成功了,但也是失败的。


DSRC 的性能缺陷,让业界萌生了在蜂窝技术的基础上重新设计 V2X 的构想,因为蜂窝技术生来就是针对高速移动环境设计的,于是, C-V2X应运而生(CellularVehicle to Everything,以蜂窝通信技术为基础的 V2X 技术),即通过网络运营商去与其他车辆或设施进行连接通信,可以视为一系列车载通讯技术的总称。


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C-V2X 的一个重要优势就是成本效益。比如,网络部署方面,由于 C-V2X 的基础设施是在蜂窝技术上发展起来的,仅通过改造现有的基站,就可以将 C-V2X 基础设施集成进去;终端部署方面,可以延用 LTE 和 5 G 的生态系统,在一个通信的 Tbox 里面把 LTE、V2X 集成在一起,形成一个统一的连接性的解决方案,部署成本最优。


C-V2X 另一个重要的优势就是,它有一个非常明确的技术演进路线。在 2017 年 3 GPP 发布的 Rel-14 版本中,明确了 C-V2X 的技术规范,且在今年 6 月份通过的 Rel-16 新立项中,将继续研究在 5 G 框架下如何支持 V2X 演进到 5 G 新空口 C-V2X。


DSRC 技术尽管开发多年,但并不等于成熟,除日本有局部部署外,到现在为止全球还没有商用的 DSRC 系统。反之,虽然 C-V2X 标准 2017 年 6 月份才全部完成,但在过去一年全球测试和验证进展飞速。预计 2019 年底至 2020 年初,C-V2X 量产车将上市。


没有 5 G 和 C-V2X,就没有真正意义上的自动驾驶


自动驾驶给整个通信行业提出新的要求,比如需要更大的带宽、更低的时延来支持这些信息的分享。


具体而言,自动驾驶场景下,汽车再聪明,也会碰到一些紧急情况处理不了,这种情况下,我们要做的是把驾驶员「挪到」云端。当汽车从自动驾驶状态脱离出来之后,通过强大的通信能力,就可以把现场的情况以摄像的形式、传感器的形式感知出来,然后通过上行的高速带宽传给云端,在云端的驾驶员以虚拟现实的形式感知路上的每一个状态,通过远端驾驶将汽车从极端的情况下开出来,让汽车恢复自动驾驶的状态。


这就需要上行有巨大的带宽,而下行要有非常短的时延,只有 5 G 技术才能实现。没有 5 G 支持,自动驾驶 L5 是不可能实现的。


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众所周知,5 G 有三个基本场景,第一是增强型移动宽带(eMBB),主要针对速率提升;第二是超高可靠与低延迟的通信(URLLC),支持关键业务型服务;第三是大规模机器类通信(mMTC),支撑海量物联网。对于汽车行业的未来发展,这三点都至关重要。不管是应对各种不同应用场景,还是改善道路安全,这些都需要关键业务型服务的支持,5 G 将在后台起到非常重要的支撑作用。


目前 5 G 新空口的整体框架已搭建完毕,现在 3 GPP 考虑的是如何在 5 G 框架下对 C-V2X 车联网技术做增强。


基于 5 G 的 C-V2X 技术,会更好的改善自动驾驶。如果自动驾驶汽车只基于自身的传感器做出判断,就相当于是没有经验的司机只会盯着眼前一辆车,对于周围潜在的危险路况无法感知。只有整个交通系统在线,把感知能力扩展到每一辆车、每一条路、每一个交通信号,才能让自动驾驶汽车像老司机一样从容应对行车环境。这其中离不开 C-V2X 的技术支持。


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C-V2X 具有良好的生态系统产业规模,从技术提出的那天起,就得到了汽车行业和交通行业的广泛支持,建立了良好的生态系统,共同推进 C-V2X 从接入层到应用层到上车的开发。5 G 新空口会进一步增强移动通信能力,在 5 G 新空口的框架下,C-V2X 会实现非常好的演进,进一步支持自动驾驶。



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