C-V2X,助力车联网奏响5G进行曲

文章来源:焉知自动驾驶 发布时间:2020-04-24
分享到
车联网就是通过车辆上的车载设备,利用无线通信技术,将道路上行驶的车辆连接在一起的技术和服务。
1

什么是车联网?

要清晰回答这个问题,就要首先了解物联网技术的发展。在物联网发展风头正劲时,人们纷纷盼望着物联网技术能够应用于汽车领域,这就有了“汽车移动物联网”。后来,为了方便认知和感知,“汽车移动物联网”改名为“车联网”。简而言之,车联网就是通过车辆上的车载设备,利用无线通信技术,将道路上行驶的车辆连接在一起的技术和服务。

实际上随着现代科技不断向智能化数字化快速发展,车联网的内涵也在不断的丰富和延展。当前,我们提到车联网,一般都会以V2X代替,X代表着everything,即可以与车进行联网的一切,主要包括:

通信能力成为制约车联网发展的瓶颈

想要实现车内、车与人、车与车、车与路、车与云平台的网络连接,无线通信是重中之重。众所周知,在车辆实际驾驶过程中,包括车端运行状态、路端实时状况等在内的无数个应用场景会产生海量的数据,需要有强大的通信能力保障数据及时传输到云端,再通过庞大而精准的云端计算能力分析加工之后反馈到车端和路端,在“车—路—云”一体化的基础上,实现车路协同乃至汽车智能化、远程操控、自动驾驶等终极目标。

可以说,无线通信是连接车与外围环境的关键桥梁,如果没有强大的通信能力支持,那么行驶在路上的车辆就会成一个个“信息孤岛”,车路协同互联互通也就无从谈起。在车联网概念出现的前几年中,由于受到包括标准、技术、产业、政策等一系列不确定因素的限制和影响,车辆的对外通讯能力一直是制约车联网发展并大规模落地应用的问题之一。如何增强车辆的外部通信能力,产业界从未停止过探索。

2

C-V2X演化为车联网行业标准

实现车辆的外部通信,并不是一件简单的事情,因为车辆在道路上不会一直保持静止,大多数时候处于快速并且长距离大范围的移动,尤其是还要实现数以千计的移动车辆之间、车辆与道路之间的互动。

车联网的发展基础来自通信行业标准化。目前在全球,车联网V2X存在两大路线(标准),即DSRC和C-V2X。两者的技术之争持续多年,相持不下。

DSRC,即专用短程通信技术。在短程范围内通信是没有问题,但是如果涉及到长距离,通信的可靠性就会大打折扣。相比较下来,C-V2X技术则更适合车联网的发展需求。

2013年,时任大唐电信集团副总裁陈山枝首次在业界提出了LTE-V2X的概念。这一概念来自于大唐电信集团数十年移动通信领域标准定义和产品转化的经验,以及对标准的解读和产品转化更为深刻的理解。

3GPP关于 C-V2X国际标准制定和产业化工作,以中国信科集团(大唐电信集团与烽火科技集团合并成立)旗下上市公司高鸿股份为代表的中国企业正积极推动LTE的标准化及产业化落地,并持续开展NR-V2X的标准化及安全标准验证。

C-V2X技术标准推进路径

2020年1月,工信部部长苗圩指出,经过长时间的对比和权衡,并与交通部达成最终共识——在中国坚决推行5G、LTE-V2X共识要求,路网和车载的信息化、数字化实行同一标准,保证在接口数据上共享互认,这样才会减轻自动驾驶车辆的难度。对车路协同而言,这是一个重要进展。

从车联网概念被提出,经过DSRC与C-V2X的技术竞争,最终在国家层面确定C-V2X成为车联网发展的标准。与此同时,国家发改委、工信部等多部门陆续出台了与智能汽车、车联网、自动驾驶相关的政策,大力支持发展智能汽车产业、建设汽车强国、交通强国。

随着车联网通信技术的不断成熟,以及国家层面强有力的指引和支持,以华为、大唐高鸿、百度为代表的国内产业链头部企业积极研发突破,合作推进。大唐高鸿是车联网核心知识产权拥有者、标准主要贡献者、产业化中坚力量,先后发布和提供了全球第一款LTE-V原理样机,第一款可用于测试的设备,第一款预商用产品,第一款支持最新国际标准3GPP R14版本的商用产品,以及第一款LTE-V2X模组。

3

车载通信系统——车联网的中枢神经

自动驾驶作为车联网发展的最终目标,对于网络时延的要求十分苛刻,需要达到个位数的毫秒级别。但是目前4G尚达不到这个要求。随着C-V2X标准逐步演进,产业落地应用不断创新,以及5G在2020年大规模推广应用的加持,5G+车联网的组合可以说是“珠联璧合”。5G的优势显而易见——它拥有更高的带宽,支持更大数量的连接,还可以支持更高的移动速度。随着5G技术的不断成熟,4G会逐步演进到5G,并且在相当长的一段时间内并存,车联网通信技术LTE-V2X与NR-V2X将会在应用上实现互补,长期共存。5G+V2X已经在理论上可以满足自动驾驶对时延的需求,因而完美地契合了车联网的发展要求并成功助力车联网发展迈向更高水平,为全面推广车路协同、实现自动驾驶奠定了基础。

说到车辆的对外通讯能力,就不得不提到车载通信系统。车载通信系统的关键在于通信模组。通过对多种芯片、器件进行再设计与集成,提供标准外部接口,从而将芯片集成,就成为了通信模组。C-V2X的出现,极大地强化了车辆的对外感知能力。通俗地讲,一块合格的通信模组,不仅要具备优秀的倾听能力(输入)和优秀的表达能力(输出),还需要具备专业的思考能力来进行融合感知,从而强势稳定地支持汽车与外界互联互通,实现车路协同。由于通信模组承担了在“人—车—路—云”之间进行数据传输的功能,也可以说通信模组是实现车路网联的中枢,其重要性可见一斑。

在国内,2017年大唐发布了全球首款C-V2X通信模组,开启了中国企业自主研发、创新驱动的大门。紧随其后,华为和大唐高鸿突破了海外厂商的垄断,在自研芯片的基础上开发出车规级通信模组。作为国内最早开始研究C-V2X的企业之一,大唐高鸿在2019年发布的车规级模组DMD3A采用高集成度封装,具有小尺寸,低功耗,易集成,通信接口丰富的优点,能够满足车载前装要求,并采用“all in one”设计理念,可以为用户提供SDK,支持客户二次开发,可满足丰富的V2X应用场景,目前已经实现批量供货。这对于车联网产业链上下游企业无疑是极大的利好——可显著提升车辆对外连接能力,加速了人、车、路、云之间的智能网联。

大唐高鸿车规级模组DMD3A  

随着5G技术和C-V2X技术的快速发展应用,“人—车—路—云”网联一体化已经越来越近。在未来的道路上,智能网联汽车将比比皆是。

智能网联汽车在传统汽车技术基础上融合了大量的信息感知、智能决策、网络通信等技术,最终目标即为自动驾驶。实现L4自动驾驶,对车载通信系统提出了实时通信、高可靠、安全性等方面要求,而NR-V2X车载通信系统可以突破单车智能的非视距感知、车辆信息共享等技术瓶颈,是实现自动驾驶必不可少的一部分。

值得关注的是,2020年初,大唐高鸿联合百度成为工信部“新一代人工智能产业创新重点任务”揭榜单位。双方约定,基于通信行业和自动驾驶行业深度融合的技术优势,将联合开发低时延高可靠、支持L4级自动驾驶的车载通信系统

该车载系统的研发、推广及应用,将大大推动智能网联产业关键技术的自主可控,提升产业创新能力,从而推进我国智能网联汽车产业的发展,在自动驾驶技术研发及落地应用层面,缩小与发达国家的差距乃至实现弯道超车。


收藏
赞一下
0