自动驾驶ADAS 新功能中,车辆与其他车辆、行人、骑自行车的人或基础设施之间的通信,通常被称为 V2X。但可能是因为采用 V2X 还比较早或者是一项隐藏在引擎盖下的技术,它并没有得到太多的关注。这是一个遗憾,因为 V2X 的应用程序很可能在完全自治成为现实之前就对安全性和方便性产生重要影响。

 

 

应用程序

考虑到 V2X 的这些潜在应用。在车辆之间的通信中,它可以扩展现有的方法,以帮助左转援助紧急刹车警告和提高十字路口的态势感知能力。扩展 Waze 概念,它可以控制或建议速度调整,以适应交通拥堵,也可以更新你的 GPS 地图与实时车道关闭和公路建设活动。V2X 的某些形式是必不可少的,以支持空中(OTA)软件更新。

 

其中一个非常好的功能是“透视车”。如果你的车能进入你前面那辆大卡车的前置摄像头,你就能看到那辆卡车前面是什么。比如你正跟在卡车后面,前面的车停了下来,他一定发生了状况,你会一清二楚。

 

另一个非常有趣的应用是车辆编排。这是一种卡车 / 或汽车以协调小组的方式行驶的技术。排队可以减少拥堵,因为这类群体之间的距离可能比考虑到人类反应时间时更近。这一想法背后的主要意图是支持自动驾驶汽车在自动公路上行驶。这可能是早在它普及之前就开始自主性发展了。

 

如果我们能够在汽车和高速公路上实现 V2X 基础设施来支持这一目标,那么在高速公路上读书或打盹将是一个合理的短期目标。(目前仍存在一个问题,那就是领航车辆是否需要人驾驶。以及当当前的领队想要离开队伍时,你如何交换领队。但这似乎仍比宏伟的目标更接近可行。)

 

Wi-Fi 和蜂窝网络

支持 V2X 的理想通信技术存在一些争议。任何此类技术都必须在非常广泛的条件下(天气和来自其他 EMI 源的干扰)才显得可靠,而且必须保证非常低的延迟。

 

Wi-Fi 的拥护者已经提出了一个强有力的技术—专用短程通信技术(DSRC),802.11 的一个子集,是 V2X 的真正候选。这一标准的研究已有很长一段时间了,但似乎需要现在开始迎头赶上。这是美国规定的标准,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)已经开始要求美国所有汽车都必须配备 DSRC。

 

然而,负责蜂窝标准的 3GPP 标准组在这一领域相对较晚,但一直致力于超可靠低延迟通信,即 C-V2X,作为 5G 的主要组件之一。支持端到端 1ms 延迟,符合 NHTSA 的要求,并且提供了更高的可靠性和高达 20Gbps 的带宽,允许在需要时进行高保真流。另外,C-V2X 似乎比 DSRC 有 2X+距离优势,这意味着它需要更少的小 / 微蜂窝基站来支持一个给定的区域。据了解,芯片和模块有望在今年上市,并在 2020 年出现在汽车上。

 

 

下一步该怎么做

美国交通部(US Department of Transportation)正在押注。

 

我之前提到的那项任务。在他们开始审查之前,DSRC 是唯一的选择。现在 C-V2X 看起来是一个强有力的竞争者。美国国家公路交通安全管理局副局长 Heidi King 表示,“相对于支持 V2X 技术的通信协议,USDOT 仍然保持技术中立。“一些公司和地区已经在一些应用中采用了 DSRC(如凯迪拉克),C-V2X(福特)。这是一场比赛,但重要的是要意识到比赛才刚刚开始。

 

如果要打赌,我会选择移动解决方案作为长期赢家。这与科技无关,我的赌注是基于所有权的基础设施成本和支持的可靠性。任何 Wi-Fi 解决方案都需要广泛部署接入点,以及从接入点到网关的回程,等等。谁来支付和维护这些基础设施?地方政府还是新的私营企业?在这些私营企业成熟之前,我们还需要指望不可靠的支持吗?我们已经有成熟的公司在本地和全球范围内提供无线支持。并不是说它们是完美的,或者不能改进,而是在现有的业务和物理基础设施的基础上进行构建比启动新的业务来支持新的物理基础设施更有意义。

 

C-V2X 技术的关键推动者显然是 5G 无线电、SoC 集成和完成 5G C-V2X 接口所需的其他 IP 组件。由于这些解决方案必须通过 ISO 26262 标准认证,集成商不仅需要来自 IP 供应商的正确组件,还需要对其提供 ISO 26262 安全包和认证的能力,以及对他们的能力,深度、记录提供 ISO 26262 和认证安全包深信不疑。正确的选择必须满足功能、性能、质量和可靠性级别,并达到最积极的 FinFET 特性大小。

 

延伸阅读

DSRC 和 C-V2X

V2X,顾名思义就是 vehicle-to-everything,其希望实现车辆与一切可能影响车辆的实体实现信息交互,目的是减少事故发生,减缓交通拥堵,降低环境污染以及提供其他信息服务。V2X 主要包含 vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-to-infrastructure (V2I), vehicle-to-network (V2N)以及 vehicle-to-pedestrian (V2P)。

 

 

V2X 早期主要是基于 DSRC,全称是 dedicated short range communication,专用短距离通信技术。DSRC 在美国已经经过多年开发测试,后期随着蜂窝移动通信技术发展才出现了 C-V2X(Cellular V2X,即以蜂窝通信技术为基础的 V2X)技术。

 

 

DSRC 技术的产生基于三套标准:

第一个是 IEEE 1609,标题为“车载环境无线接入标准系列(WAVE)”,其定义了网络的架构和流程。

 

第二个是 SAE J2735 和 SAE J2945,它们定义了消息包中携带的信息。该数据将包括来自汽车上的传感器的信息,例如位置,行进方向,速度和刹车信息。

 

第三个标准是 IEEE 802.11p,它定义了汽车相关的“专用短距离通信”(DSRC)的物理标准。

 

DSRC 顶层协议栈是基于 IEEE 1609 标准开发的,V2V 信息交互是使用轻量 WSMP(WAVE Short Message Protocol)而不是 WIFI 使用的 TCP/IP 协议,TCP/IP 协议用于 V2I 和 V2N 信息交互。DSRC 底层、物理层和无线链路控制是基于 IEEE 802.11p。使用 IEEE 802.11 系列标准的初心是利用 WIFI 的生态系统,但是 WIFI 最初设计用于固定通讯设备,后来制定 IEEE 802.11p 支持移动通讯设备。

 

C-V2X 技术进化史

随着蜂窝通信技术的发展,蜂窝通信扮演的角色越来越重要,现在蜂窝通信技术已经从单纯的传递声音变成向传递音频、数据转变,也从 Person-to-Person 向 Machine-to-Machine 变革,V2X 技术就是 M2M 变革的一项应用。

 

C-V2X 是由 3GPP 定义的基于蜂窝通信的 V2X 技术,它包含基于 LTE 以及未来 5G 的 V2X 系统,是 DSRC 技术的有力补充。它借助已存在的 LTE 网络设施来实现 V2V、V2N、V2I 的信息交互,这项技术最吸引人的地方是它能紧跟变革,适应于更复杂的安全应用场景,满足低延迟、高可靠性和满足带宽要求。