5G無線是未來十年移動(dòng)通信的全球標(biāo)準(zhǔn)，它正在進(jìn)軍一個(gè)令人興奮的新領(lǐng)域：汽車和通信行業(yè)之間的合作。自動(dòng)駕駛應(yīng)用程序包含獨(dú)特的連接性要求，在這里，5G以無處不在的覆蓋范圍、毫秒延遲和以厘米為單位的地理定位服務(wù)的組合而脫穎而出。

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與專用短程通信（DSRC）技術(shù)一起，正成為“聯(lián)網(wǎng)汽車計(jì)劃”的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，該計(jì)劃促進(jìn)汽車、自行車和行人之間的協(xié)作行為。根據(jù)Gartner的研究，到2020年，將有2.5億輛聯(lián)網(wǎng)車輛上路。

但5G在汽車世界的背景下有什么特別之處呢？首先也是最重要的是，它降低了延遲，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度和蜂窩覆蓋的可靠性，這些特性在即將到來的聯(lián)網(wǎng)汽車和自動(dòng)駕駛汽車中是必不可少的。

5G作為一種連接工具在汽車世界的旅程體現(xiàn)在蜂窩車輛到萬物（C-V2X）的形式，即在車輛、自行車、行人和基礎(chǔ)設(shè)施之間運(yùn)行的實(shí)時(shí)無線安全通信系統(tǒng)。隨后，C-V2X的低延遲和高帶寬開始對高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動(dòng)駕駛車輛起到補(bǔ)充作用。

讓我們從C-V2X通信開始，為連接的汽車運(yùn)動(dòng)奠定基礎(chǔ)。最終，它將為智能城市應(yīng)用的自動(dòng)駕駛汽車和智能交通鋪平道路。

C-V2X的出現(xiàn)

C-V2X技術(shù)基于3GPP Release 14規(guī)范，用于與其他車輛、路邊用戶（如行人、騎自行車的人和騎摩托車的人）以及包括交通標(biāo)志、施工區(qū)等在內(nèi)的路邊基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行直接通信。

高速蜂窩通信平臺(tái)繞過了通過SIM卡或蜂窩網(wǎng)絡(luò)訂閱進(jìn)行蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接的需要。它在全球統(tǒng)一的5.9GHz智能交通系統(tǒng)（ITS）頻段運(yùn)行，用于車輛對車輛（V2V）、車輛到基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）和車輛到行人（V2P）通信。

需要注意的是，C-V2X有兩種傳輸模式：直接通信和基于網(wǎng)絡(luò)的通信?；赑C5的直接通信處理位置、速度和本地危險(xiǎn)，而在移動(dòng)運(yùn)營商許可頻譜中運(yùn)行的公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)為路邊安全提供補(bǔ)充服務(wù)。

以高通公司9150芯片組為例，該芯片組設(shè)計(jì)用于基于PC5的直接通信，該芯片組運(yùn)行用于V2X通信的ITS堆棧，以及一個(gè)硬件安全模塊（HSM），通過運(yùn)行在1.5GHz的A7應(yīng)用處理器提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

Danlaw的AutoLink車載單元（OBU）和RouteLink路邊單元（RSU）基于高通公司用于C-V2X通信的9150芯片組。

9150芯片組還集成了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）功能，方便了GPS時(shí)間以及高精度定位服務(wù)的位置和速度信息。高通公司的航位推算軟件在最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中為其提供精確的定位和時(shí)間信息。

9150芯片組的設(shè)計(jì)勝利證明了C-V2X技術(shù)正在獲得發(fā)展勢頭。例如，射頻芯片制造商Qorvo專門設(shè)計(jì)了QPF1002Q前端模塊（FEM），以配合高通公司的9150芯片組。在此，必須指出的是，智能車載系統(tǒng)在聯(lián)網(wǎng)汽車和自動(dòng)駕駛設(shè)計(jì)中要求與其他車輛、基礎(chǔ)設(shè)施甚至手機(jī)的射頻通信具有更高的精確度。

Qorvo的射頻模塊包括一個(gè)HBT功率放大器（PA）、PHEMT低噪聲放大器（LNA）和PHEMT開關(guān)。此外，射頻前端和C-V2X芯片組的組合已經(jīng)在試驗(yàn)中，參與者包括奧迪、福特、日產(chǎn)和PSA等汽車制造商。

同樣，Quectel Wireless Solutions在其AG15模塊中集成了9150芯片組，目標(biāo)是用于道路安全和自動(dòng)駕駛的遠(yuǎn)程信息處理和V2X應(yīng)用。它能夠在車輛和周圍環(huán)境之間實(shí)現(xiàn)低延遲和高密度的數(shù)據(jù)交換。道路使用者之間的信息共享，反過來又避免了交通擁堵和防止碰撞。

該模塊配備了一個(gè)多星座接收機(jī)，覆蓋全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、北斗、伽利略和QZSS衛(wèi)星。它集成了基于衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）和高通公司的3D航位推算技術(shù)，以提高定位精度和速度。

V2X增強(qiáng)了自動(dòng)駕駛功能

C-V2X通信的發(fā)展與5G如何服務(wù)于自主汽車項(xiàng)目有著內(nèi)在的聯(lián)系。高通公司的9150芯片組就是一個(gè)很好的例子：它為ADA、傳感器、攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)提供有關(guān)車輛周圍環(huán)境的額外輸入。

例如，高通公司于2017年推出的C-V2X芯片組提供了非視距（NLOS）傳感能力，支持高速移動(dòng)和高車輛密度部署，從而為安全自主駕駛鋪平了道路。

換句話說，C-V2X技術(shù)提供車輛周圍環(huán)境信息和識(shí)別物體的能力是汽車制造商尋求安全意識(shí)的自動(dòng)駕駛解決方案的關(guān)鍵因素。

以激光雷達(dá)掃描儀為例，它的工作半徑只有幾十米。在這里，無處不在的蜂窩覆蓋比像DSRC連接這樣的短程通信機(jī)制更有可能為LiDAR服務(wù)。

高通公司與美國電話電報(bào)公司（AT&T）、福特汽車公司（Ford）和諾基亞公司（Nokia）聯(lián)手開展基于C-V2X技術(shù)的自主汽車試驗(yàn)。（資料圖：福特）

Savari為高通公司的9150 C-V2X芯片組優(yōu)化了V2X軟件包，最近在華盛頓特區(qū)的奧迪和福特汽車上演示了有障礙或無能見度情況下的自動(dòng)駕駛。該試驗(yàn)涉及行人和易受傷害的道路使用者，并向其他車輛發(fā)出緊急電子剎車燈警報(bào)激活并與交通信號(hào)控制器通信。

5G新無線（NR）標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)統(tǒng)一的連接結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)展到新的行業(yè)。而ADAS傳感器技術(shù)，以及自主車輛，將成為5G高吞吐量的主要受益者，即基于攝像頭和傳感器數(shù)據(jù)構(gòu)建動(dòng)態(tài)地圖，然后將其分發(fā)到街道交叉口。

低延遲和超可靠的5G通信鏈路對于提高自主駕駛高級(jí)路徑規(guī)劃所需的可預(yù)測性水平也至關(guān)重要。例如，高吞吐量傳感器數(shù)據(jù)的感知共享有助于創(chuàng)建真實(shí)世界模型，從而實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃意圖和軌跡共享，從而實(shí)現(xiàn)更快、更安全的機(jī)動(dòng)。

智能城市中的5G

事實(shí)上，C-V2X擁有一條清晰且向前兼容的5G NR演進(jìn)道路，這一事實(shí)也最終導(dǎo)致了汽車和運(yùn)輸行業(yè)之間雄心勃勃的交叉。在智能城市尋求協(xié)調(diào)駕駛和實(shí)時(shí)本地更新的過程中，C-V2X在無需網(wǎng)絡(luò)輔助的情況下為直接通信提供更大范圍和可靠性的能力至關(guān)重要。

2019年初在拉斯維加斯進(jìn)行的C-V2X試驗(yàn)就是一個(gè)很好的例子。9150 C-V2X芯片組供應(yīng)商高通公司與內(nèi)華達(dá)州南部地區(qū)運(yùn)輸委員會(huì)拉斯維加斯市和RSU供應(yīng)商Commsignia攜手演示C-V2X使用案例。

Commsignia的RSU被放置在全市近100個(gè)十字路口，以及配備了該公司C-V2X售后OBU的車輛，以在公共場合演示聯(lián)網(wǎng)汽車。

智能城市試驗(yàn)正在進(jìn)行中，5G重塑聯(lián)網(wǎng)汽車、自動(dòng)駕駛和智能交通計(jì)劃的能力也在進(jìn)行中，并增強(qiáng)了范圍和可靠性。激動(dòng)人心的時(shí)刻就在前方。
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