5G背景下,为什么说C-V2X是自动驾驶助推器?

创立于 2016 年的 5G 汽车联盟(5GAA)已经有了 100 多个成员,在它们看来「C-V2X 技术不但会引领移动出行生态的革命,还将改变乘客与这个世界的交流方式…

作者 / 叶方 编辑 / 王德芙 出品 / 公众号“汽车之心”(ID:Auto-Bit) 理论派经授权发布

在今年年初的 CES 大会上,5G 成了聚光灯下最闪耀的革命性技术,加上各家厂商 5G 手机的陆续面世,一个新的时代已经箭在弦上。

对普通人来说,5G 意味着更快的连接速度和更棒的上网体验。

各大运营商花费巨资搭建起的这套通讯网络,可不只是让用户用来上网冲浪、追剧或提升游戏体验的。

事实上,凭借连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠的特性,5G 网络完全可以在方兴未艾的自动驾驶行业找到自己的立足点。

诚然,类似 Waymo 这样的自动驾驶公司已经在没有 5G 的情况下完成了自动驾驶汽车的初步商用化,但还没人敢让驾驶席空下来。

说的直白点,摆脱不了安全驾驶员的自动驾驶汽车算什么自动驾驶?

那么,排山倒海而来的 5G,对火热的自动驾驶市场意味着什么?它真的能带来无限可能,填补自动驾驶路途上缺失的最后一块拼图吗?

无线通讯网络发展简史

5G 中的「G」,代表的是「世代」,所以 5G 也就是现代无线通讯技术的第 5 个世代。

有趣的是,业内人士划分世代并不是靠自己的心血来潮。

从 1G 一路走来,不同世代的无线通讯技术之间还真有明确的分野,它们要么数据传输速度不同,要么编码方式有差,或者不同世代的「空中接口」无法兼容。

具体来说,1G 指的是模拟蜂窝通信技术。

至于 2G ,估计汽车之心的读者们都经历过,它是首个数字蜂窝通信技术,包括 CDMA 和 GSM 等。

3G 网络对很多人来说就像昨天,它的时代来临后,移动上网终于开始普及,后期网速甚至增长到了几兆每秒,典型技术标准为 EVDO、HSPA 和 UMTS。

4G,,其速度峰值冲到了百兆级别,大大丰富了移动互联网的形态。

在速度上,5G 对已经很快的 4G 简直是碾压的存在,其峰值速度可达 4G 的 20 倍(10-20 GB/S)。

同时,5G 的低延时特性还能让设备请求获得更快响应。

此外,在不影响性能的情况下,5G 还能一次连接多个设备。

至于编码方式,5G 也升级到了 OFDM。

自动驾驶助推器

一直以来,电信业都对未来有一个预设,那就是用传感器武装到牙齿的自动驾驶汽车会通过网络采集并接收信息,这个过程必须在电光火石间完成。

行业还为这一概念起了个名字——V2X(Vehicle-to-everything,即车与外界的信息交换)。

为了实现这一目标,车辆的探测能力必须覆盖一切盲点并提前阻止事故的发生。

也就是说,车辆在行驶时,车上的传感器需要采集三大块信息:

  • 天气和路况;
  • 是否有事故发生;
  • 车辆周围的障碍物和移动物体。

一旦完成信息采集,这些数据要么由车载计算机处理并进行实时决策,要么就被回传到云端处理后再指导车辆下一步动作。

时代在变,技术也在随之快速进步。

4G 时代,没人想着它能成为车辆自动化的中流砥柱。

但 5G 不同,它能为汽车制造商提供更多选择,方便后者推动交通市场的进化。

虽说「速度是 5G 最无聊的应用」,但超快的连接依然是联网自动驾驶车辆(CAV)开发的核心助力。

当然,能不能借力还得看基础设施建设,毕竟自动驾驶汽车对数据可是相当依赖。

这也就意味着,自动驾驶汽车不会「忽如一夜春风来」。

它是个非常复杂的问题,但 5G 的降临肯定能显著加快这一过程。

总而言之,解决这个问题还得靠研发,无论是汽车厂商、科技巨头还是新创公司都得将研发看成突围的核心竞争力。

为什么说 C-V2X 是深思熟虑的选择

有了 5G,V2V 应用将得到蓬勃发展,后续的 C-V2X 更是会让万物互联成为现实。

借助 C-V2X,车辆不但能了解自己的状态,还能随时查看其他交通参与者甚至基础设施的情况。

同时,物联网(IoT)设备的蓬勃发展也意味着我们的基础设施能与来自自动驾驶车辆的数据进行完美协同。

通过这种方式,我们能大大减少堵车,提升道路车流量。

就拿联网交通信号灯来说,车辆和它们能双向通讯,方便中控「大脑」根据车流选择最佳通行时间,提升道路效率。

当然,随着车辆的增加和车辆通行范围的扩大,城市规划者得做出妥协。不过 5G 的到来已经能让妥协程度降低不少了。

5G 的超低延时还意味着更快的响应速度,这正是自动驾驶汽车最急需的,毕竟在高速行驶中一个毫秒可能就会决定生死。

创立于 2016 年的 5G 汽车联盟(5GAA)已经有了 100 多个成员,在它们看来「C-V2X 技术不但会引领移动出行生态的革命,还将改变乘客与这个世界的交流方式。

通过可靠度高的实时信息流我们更是能重新定义交通,显然 C-V2X 将成为汽车市场强有力的搅局者,而 5G 技术是它背后的兵工厂。

眼下,C-V2X 技术已经开始在多个市场进行验证测试。

在 CES 2019 上,C-V2X 还拿下车辆智能与自动驾驶门类下的创新大奖。

5GAA 有 47 个成员都在该领域有了自己的突破,爱立信、华为、三星和博世等公司还展示了自己的创新成果。

当下,C-V2X 领域的头部玩家还得看高通和福特。

前者就宣称,2019 年就会向市场推出超过 30 款搭载自家芯片和调制解调器的 5G 设备。

除此之外,高通还得到了奥迪、杜卡迪和福特等汽车行业巨头的支持。

在 CES 上,福特也给出了一个时间表。

福特宣称 2022 年后在北美销售的所有车型都将配备 C-V2X 硬件。福特此举也算冒了巨大风险,毕竟美国监管部门还没为 C-V2X 亮绿灯。

需要注意的是,美国政府更看好 DSRC 技术,它为该标准花了不少钱且赢得了丰田和通用的支持。

不过,DSRC 也不是一夜就能建成的,政府得花数十亿美元搭建新的基础设施,否则 DSRC 频谱根本覆盖不了所有车辆。

福特联网车辆平台主管 Don Butler 指出,C-V2X 是公司深思熟虑的选择。

在他看来,通讯公司已经在 5G 上投入巨资,直接利用这一网络是汽车行业最明智的选择。

这背后,还有两点原因他没提及:

  • C-V2X 基于 3GPP 生态系统和连续完善的蜂窝网络覆盖,可大幅降低自动驾驶和车联网部署成本;
  • 与雷达、激光雷达等传感器不同,V2X 被视为一种无线传感器系统的解决方案。它允许车辆通过通信信道彼此共享信息,可检测隐藏的威胁,扩大自动驾驶感知范围,能预见接下来会发生什么,从而进一步提升自动驾驶的安全性、效率和舒适性。

C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything,即以蜂窝通信技术为基础的 V2X 技术) 已成为汽车企业、通信产业链企业、电信运营商等车联网前沿技术重点。

简而言之,C-V2X 即是基于蜂窝技术,实现车与万物的连接,主要包括四类场景:

汽车与汽车 (V2V)、汽车与网络 (V2N)、汽车与基础设施 (V2I)、汽车与行人 (V2P) 。

C-V2X 具体包括蜂窝式和直连式两种通信方式。

其中,5G 技术的发展将大幅提升蜂窝式的工作表现,而无需使用蜂窝网络的直连通信频段等。

C-V2X 能做些什么?

如上图,道路前方弯道处停有一辆抛锚的汽车,但由于正好处于弯道,汽车本地的摄像头、雷达等传感器无法检测到,眼看一场车祸正要酿成悲剧。

这时 V2X 便起了作用。

V2X 通过通信网络共享信息,具有「耳听八方」的能力,此时汽车显示屏上会提示前方有车辆,并启动减速和转向,安全通过。

再来一个案例:

前方的大卡车挡住了视线(如上图),而对面正驶来一辆汽车,此时要超车,毫无疑问是非常危险的。

当驾驶员刚打左转灯准备超车时,V2X 通过显示屏立即提示,前方有来车,不能超车…

直到危险解除后,才顺利超车,安全通过。

5G 网络的未来

十年一轮回。

从 5G 应用的角度来看,智能手机肯定是其第一个阵地。而未来 6 年内, 5G 移动设备的量产将进入高潮期。

预计到 2021 年,40% 的智能手机和无线设备都会 5G 化,到 2022 年这一比例会攀升至 74%。

2025 年,5G 将完成对这一市场的 100% 渗透。

至于自动驾驶汽车,首先得建立起一个普世标准。

除了要接受 5G 通讯标准,决定将数据存储在哪和制造商们需要遵守什么规则也得事先定好。

与曾经的蓝光与 HD-DVD 一样,到底何种标准能最终胜出现在还是未知数。

不过在 5G 的背景下,眼下一定是 C-V2X 最有优势。

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