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挑選一部分Qorvo劃重點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀解讀，以此溫故知新、查漏補(bǔ)缺。本篇將帶您了解什么是車(chē)聯(lián)網(wǎng)，以及哪些組織機(jī)構(gòu)正在推動(dòng)這些技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。

? 什么是車(chē)聯(lián)網(wǎng)?

幾十年來(lái)，汽車(chē)內(nèi)置的電子設(shè)備一直在擔(dān)負(fù)著各種內(nèi)部功能的處理任務(wù)從數(shù)字速度計(jì)和里程表，到由計(jì)算機(jī)跟蹤傳感器控制的警示燈，再到數(shù)字調(diào)諧收音機(jī)。然而，直到最近，車(chē)載電腦才能夠跨越這個(gè)封閉系統(tǒng)，與外部設(shè)備進(jìn)行通信。

簡(jiǎn)而言之，組成車(chē)聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)汽車(chē)指的是那些能夠通過(guò)軟件和網(wǎng)絡(luò)連接與各種設(shè)備及用戶(hù)共享數(shù)據(jù)的車(chē)輛。互聯(lián)汽車(chē)可以根據(jù)其特性和能力，與智能手機(jī)、本地基礎(chǔ)設(shè)施制造商以及附近的其它車(chē)輛進(jìn)行交互。

歷史沿革

1946年，美國(guó)首次將車(chē)載通信系統(tǒng)——電話(huà)，連接至公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò)(PSTN)。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，貝爾實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)內(nèi)部就已開(kāi)始實(shí)驗(yàn)性地使用移動(dòng)電話(huà)設(shè)備;其采用了西方電氣公司(WesternElectric Corporation)28型甚高頻(VHF)設(shè)備上的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)電。20世紀(jì)40年代，紐約推出了緊急無(wú)線(xiàn)電電話(huà)服務(wù)，使用AM 30-40兆周波段。當(dāng)時(shí)，聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)和貝爾公司設(shè)想出了兩種移動(dòng)電話(huà)服務(wù)形式:高速路服務(wù)和城市服務(wù)。這兩種服務(wù)都將使用甚高頻(VHF)和調(diào)頻(FM)。

到了20世紀(jì)50年代，摩托羅拉(Motorola)和通用電氣(GeneralElectric)等制造商已經(jīng)面向公眾車(chē)輛開(kāi)發(fā)了運(yùn)營(yíng)商撥號(hào)服務(wù)。車(chē)載電話(huà)服務(wù)在20世紀(jì)70年代變得更加流行；一種新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其與汽車(chē)電池相連，并使用附加到電話(huà)網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)。這種車(chē)載電話(huà)被集成在汽車(chē)內(nèi)部，因此無(wú)法在離開(kāi)車(chē)輛時(shí)輕易攜帶。隨后，1984年的模擬蜂窩服務(wù)以及20世紀(jì)90年代的數(shù)字服務(wù)問(wèn)世，個(gè)人用蜂窩電話(huà)變得經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，也讓內(nèi)置車(chē)載電話(huà)幾乎被時(shí)代所拋棄。

由于內(nèi)置車(chē)載電話(huà)逐漸失去市場(chǎng)需求，技術(shù)的發(fā)展重心開(kāi)始轉(zhuǎn)向?yàn)槠?chē)構(gòu)建專(zhuān)用通信服務(wù)。1996年，通用汽車(chē)推出OnStar，從而打造了首批量產(chǎn)型聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)。這種遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)首次實(shí)現(xiàn)了向呼叫中心撥打電話(huà)的功能；在氣囊彈出等緊急事故情況下，呼叫中心可以聯(lián)系緊急救援人員。到2018年，歐洲推出了名為eCall的類(lèi)似服務(wù)，并規(guī)定所有新車(chē)必須配備這一功能(作為遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)控制單元，即TCU的一部分)。

隨著更先進(jìn)的車(chē)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不斷被設(shè)計(jì)出來(lái)——且每年都有更多的創(chuàng)新和功能發(fā)布——汽車(chē)正變得越來(lái)越智能。例如，許多現(xiàn)代車(chē)輛中的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)能夠?yàn)轳{駛員提供先進(jìn)的碰撞預(yù)警，甚至具備車(chē)道保持功能。電動(dòng)汽車(chē)(EV)產(chǎn)品也十分復(fù)雜，其許多系統(tǒng)均由計(jì)算機(jī)控制。這些車(chē)載計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)需要無(wú)線(xiàn)更新，以保持系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，汽車(chē)電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員正探索更多途徑來(lái)提升駕駛體驗(yàn)并挽救生命。例如，智能交通系統(tǒng)(ITS)提出了一種方法，讓交通信號(hào)燈能夠廣播其當(dāng)前和未來(lái)狀態(tài)，這樣車(chē)輛就可以預(yù)測(cè)交通信號(hào)燈何時(shí)會(huì)變化。

自主駕駛汽車(chē)

多年來(lái)，人們一直設(shè)想著能夠建立一種能讓車(chē)輛相互通信的系統(tǒng)，即車(chē)對(duì)車(chē)(V2V)通信。那么，這種技術(shù)究竟有何妙用？車(chē)聯(lián)網(wǎng)的終極愿景是實(shí)現(xiàn)自主駕駛，即車(chē)輛能夠自主行駛在道路上。如今，自主駕駛汽車(chē)已成為現(xiàn)實(shí)，但高昂的價(jià)格讓許多人望而卻步。不過(guò)，正如我們(手中)的許多電子設(shè)備一樣；隨著它們?cè)谑袌?chǎng)上的普及，成本也將逐漸降低。

目前，已有數(shù)百輛自主駕駛汽車(chē)在采礦等主要行業(yè)中投入使用。截至2021年，卡特彼勒公司(Caterpillar)的自主駕駛卡車(chē)在短短七年的運(yùn)營(yíng)中已安全運(yùn)輸了超過(guò)30億噸物料。

在采礦業(yè)中的成功應(yīng)用，無(wú)疑為自主駕駛汽車(chē)所面臨的各種挑戰(zhàn)帶來(lái)了一些希望。下面，讓我們來(lái)看看正在運(yùn)行的自主駕駛汽車(chē)的幾個(gè)典型案例:

Alphabet公司旗下的自主駕駛技術(shù)公司W(wǎng)aymo于2021年在舊金山推出了自主駕駛出租車(chē)服務(wù)。

2023年，蘇格蘭推出了世界上首個(gè)自主駕駛公交服務(wù)。

2023年，世界上首艘自主駕駛商用客輪在瑞典斯德哥爾摩啟動(dòng)運(yùn)營(yíng);該渡船完全由電力驅(qū)動(dòng)。

遠(yuǎn)程信息處理

在如今的車(chē)輛中，黑匣子技術(shù)利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)來(lái)提高安全性并改善乘客的乘車(chē)體驗(yàn)。由于其融合了電信和信息技術(shù)，這種黑匣子技術(shù)被命名為”遠(yuǎn)程信息處理(Telematics)”。

過(guò)去十年間，汽車(chē)行業(yè)經(jīng)歷了深刻的變化;其中，無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)的加入是主要變革之一。如圖1-1所示，遠(yuǎn)程信息處理單元內(nèi)部及其周邊所配備的無(wú)線(xiàn)技術(shù)在車(chē)輛的內(nèi)外通信中發(fā)揮了重要作用。

圖1-1:多樣化的車(chē)聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)

無(wú)論是消費(fèi)者還是制造商，都看到了無(wú)線(xiàn)技術(shù)在車(chē)輛內(nèi)外應(yīng)用所帶來(lái)的廣泛便利和安全優(yōu)勢(shì)，并從中受益。舉例來(lái)說(shuō)，最新款汽車(chē)能夠利用藍(lán)牙和超寬帶(UWB)技術(shù)，通過(guò)鑰匙扣或智能手機(jī)來(lái)鎖定或解鎖車(chē)輛。

隨著消費(fèi)者在車(chē)輛使用中對(duì)連接性、安全性和便利性的需求不斷增加，預(yù)計(jì)未來(lái)車(chē)輛內(nèi)部及周?chē)捎脽o(wú)線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)將持續(xù)上升。

C-V2X與DSRC

蜂窩移動(dòng)通信行業(yè)逐漸涉足汽車(chē)制造業(yè)，并與其建立起深厚的合作關(guān)系。雙方都深知，借助4G長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、5G，以及即將到來(lái)的6G技術(shù)，蜂窩車(chē)對(duì)萬(wàn)物(C-V2X)的通信模式將成為現(xiàn)實(shí)。

C-V2X這一術(shù)語(yǔ)具有高度的概括性，它涵蓋了所有第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)下的車(chē)對(duì)萬(wàn)物(V2X)技術(shù)。3GPP作為電信組織間的一項(xiàng)協(xié)作倡議，致力于全球標(biāo)準(zhǔn)的制定。而V2X部分則廣泛涉及車(chē)輛內(nèi)部與車(chē)輛外部任何網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備之間的通信。

圖1-2展示了C-V2X通信的工作原理。通信將以?xún)煞N方式進(jìn)行——一種是直接的，另一種是間接的。直接通信不經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)，而間接通信則會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

圖1-2:C-V2X通信

從基礎(chǔ)設(shè)施V2X的視角出發(fā)，車(chē)輛將通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)連接：C-V2X和專(zhuān)用短程通信(DSRC)。一些國(guó)家傾向于采用C-V2X技術(shù)，而另一些國(guó)家則決定使用DSRC技術(shù)。不論是在DSRC還是C-V2X中，每一個(gè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備都會(huì)廣播車(chē)輛的位置、速度、加速度等關(guān)鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)也在監(jiān)聽(tīng)其它設(shè)備的廣播消息。

以下是DSRC與C-V2X之間的一些主要差異:

DSRC采用802.11p無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，而C-V2X則遵循蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)。

DSRC(協(xié)議)與C-V2X(協(xié)議)無(wú)法互通。

DSRC的射頻(RF)范圍通常為300米，但根據(jù)需求，部分設(shè)備的覆蓋范圍可以更廣。由于C-V2X采用蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)，其覆蓋范圍比DSRC多出20%至30%。

在存在障礙物的情況下，C-V2X的性能優(yōu)于DSRC。

盡管DSRC與C-V2X在性能上存在差異，但兩者都已被證明適用于基本安全應(yīng)用。

? 了解相關(guān)組織機(jī)構(gòu)

車(chē)輛間共享信息、協(xié)同工作，以構(gòu)建更安全、更環(huán)保、更愉悅的交通環(huán)境，這一設(shè)想無(wú)疑極具吸引力。ITS運(yùn)用傳感、分析、控制和通信技術(shù)，通過(guò)廣泛的應(yīng)用提升了交通的安全性、流動(dòng)性和效率。其核心目標(biāo)在于提供與各類(lèi)交通方式和交通管理緊密相關(guān)的服務(wù)，使用戶(hù)能夠獲取更多信息，從而更安全、更協(xié)調(diào)、更明智地使用交通網(wǎng)絡(luò)。此外，ITS還致力于減少交通擁堵、降低交通對(duì)環(huán)境的影響，并大幅減少致命交通事故的發(fā)生。

全球各國(guó)政府都已為車(chē)輛間通信預(yù)留了ITS 5.9GHz頻譜頻段。

實(shí)現(xiàn)先進(jìn)車(chē)對(duì)車(chē)(V2V)通信的一個(gè)關(guān)鍵原因在于減少因機(jī)動(dòng)車(chē)碰撞導(dǎo)致的死亡、傷害和經(jīng)濟(jì)損失。為了降低死亡率，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局(NHTSA)、美國(guó)交通運(yùn)輸部(DOT)、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)和汽車(chē)工程師協(xié)會(huì)(SAE)等組織均提出了V2V通信系統(tǒng)，并為其實(shí)施制定了標(biāo)準(zhǔn)。

目前，SAE和ETSI為V2X直接通信提供標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了高層協(xié)議交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯为?dú)底層協(xié)議。這些標(biāo)準(zhǔn)支持兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議：C-V2X和DSRC。

NHTSA發(fā)布了一份V2V通信報(bào)告：報(bào)告更新了V2V技術(shù)在各個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)景下的準(zhǔn)備情況，并列出了ETSI和SAE的初步與預(yù)期用例。早期用例主要集中在道路安全和效率方面。3GPP、5G汽車(chē)協(xié)會(huì)(5GAA)以及第五代通信汽車(chē)研究與創(chuàng)新(5GCAR)等組織機(jī)構(gòu)已經(jīng)引入了針對(duì)高度自動(dòng)化的全新高階用例。

在ITS 5.9頻段中，使用了不受干擾的專(zhuān)用頻率來(lái)進(jìn)行V2V通信。在這個(gè)頻段中，C-V2X可以在不涉及蜂窩網(wǎng)絡(luò)的情況下支持短距離低延遲連接。CV2X和DSRC都使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)來(lái)確定車(chē)輛位置并同步車(chē)輛與路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施間的通信。C-V2X和DSRC可以在相同的ITS5.9GHz頻譜中共存；但根據(jù)5GAA最近發(fā)布的數(shù)據(jù)，C-V2X的可靠性顯著更高。

以下是推動(dòng)智能交通系統(tǒng)(ITS)實(shí)施的主要組織機(jī)構(gòu)。

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)(GSMA)是一家代表全球移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商權(quán)益的行業(yè)協(xié)會(huì)組織。超過(guò)750家移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商是GSMA的正式會(huì)員;而在更廣泛的移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中，其聯(lián)合成員企業(yè)超過(guò)400家。GSMA與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、汽車(chē)制造商、供應(yīng)商、行業(yè)協(xié)會(huì)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，通過(guò)統(tǒng)一的安全、監(jiān)管及基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，推動(dòng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。

5G汽車(chē)協(xié)會(huì)(5GAA)成立于2016年，是一個(gè)由汽車(chē)、科技及信息通信技術(shù)(ICT)領(lǐng)域企業(yè)組成的全球跨行業(yè)組織，致力于為未來(lái)出行和交通服務(wù)開(kāi)發(fā)端到端的解決方案。自成立以來(lái)，5GAA迅速擴(kuò)展，吸納了汽車(chē)、科技和電信行業(yè)具有全球影響力的關(guān)鍵參與者。

ETSI-ITS作為車(chē)輛遠(yuǎn)程信息處理和通信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)，涵蓋了車(chē)對(duì)車(chē)(V2V)和車(chē)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)的交互。

歐洲汽車(chē)與電信聯(lián)盟(EATA)是一個(gè)致力于共同開(kāi)發(fā)并加強(qiáng)出行移動(dòng)性的委托機(jī)構(gòu)。

CAR 2 CAR通信聯(lián)盟(C2C-CC)是一個(gè)由通用汽車(chē)(GM)、現(xiàn)代(Hyundai)、大眾(Volkswagen)和沃爾沃(Volvo)等原始設(shè)備制造商(OEM)形成的聯(lián)盟合作伙伴關(guān)系，并得到一級(jí)供應(yīng)商聯(lián)合會(huì)員的鼎力支持。C2C-CC專(zhuān)注于為所有車(chē)輛提供跨國(guó)界、跨品牌的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用。

汽車(chē)電子委員會(huì)(AEC)總部設(shè)在美國(guó)，是一家為汽車(chē)電子行業(yè)的零部件制定資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的組織;其AEC-Q100和AEC-Q200分別針對(duì)有源和無(wú)源組件。

電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)定義了用于車(chē)載環(huán)境中無(wú)線(xiàn)接入(WAVE)的802.11p標(biāo)準(zhǔn)，包括車(chē)輛中的專(zhuān)用短程通信(DSRC)設(shè)備和路側(cè)單元(RSU)；這種標(biāo)準(zhǔn)也是廣受歡迎的802.11無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充。

這些組織在V2X技術(shù)領(lǐng)域的協(xié)同合作，將共同推動(dòng)全球車(chē)聯(lián)網(wǎng)的普及和最終自主駕駛汽車(chē)的實(shí)現(xiàn)。

我們將在后續(xù)的章節(jié)中討論下一代汽車(chē)技術(shù)將如何重塑輛的互聯(lián)性。請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注~