“不被關注”的V2X,卻是未來車聯(lián)網(wǎng)的重要增長點???
在全世界之中,每年約有130萬人死于道路交通事故。而隨著車輛保有量每年的快速增加,我們面臨交通威脅的風險還在逐年上升,而另一方面隨著科技水平的日新月異,已經(jīng)有越來越多的技術被用于車輛、道路之中?,F(xiàn)在,駕駛員、行人和車輛之間的溝通被提升到一個更高的水平,以此保證道路的安全。在這之中,V2X(Vehicle to X)就是一個構想美好的車輛道路通信技術,其主要目的就是提高行車安全、節(jié)省能源以及改善道路通行效率。如果有熟悉該領域的讀者朋友也許會知道,V2X技術已經(jīng)被提出了許久,這么有實際好處的技術,早在2006年V2X技術就被凱迪拉克在一輛展示汽車上所應用,經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展,至今還沒有做到大規(guī)模普及,是什么因素影響了它的發(fā)展,問題又出在哪里呢?
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202404/457849.htm
首先,我們先為不了解V2X的讀者簡單解釋一下,何為Vehicle to X(V2X)。
我們先望文生義,這里的Vehicle當然就是指車輛,而“X”則是代表未知,或者說是Everything,代表任何與車輛交互信息的對象,當前主要包括車、人、交通路側基礎設施和網(wǎng)絡。具體一點來講,這里面的“X”主要包含:V2I(車輛到基礎設施)、V2V(車輛到車輛)、V2N(車輛到網(wǎng)絡)和V2P(車輛到行人)。
V2I(車輛到基礎設施)通信:使得車輛能夠與道路沿線的各類交通管理設施進行數(shù)據(jù)交換。這些設施包括RFID讀取器、攝像頭、交通信號燈等,它們?yōu)檐囕v提供了豐富的路況信息。這些信息對于高級駕駛員輔助系統(tǒng)和自動駕駛汽車來說至關重要,它們可以據(jù)此做出更明智的導航?jīng)Q策,從而提高了駕駛的安全性和效率。
V2V(車輛到車輛)通信:使得車輛之間能夠實時交換速度、位置和方向等關鍵數(shù)據(jù)。這種實時數(shù)據(jù)交換增強了車輛對周圍環(huán)境的感知能力,有助于預防交通事故的發(fā)生。此外,V2V通信還能優(yōu)化交通流量,減少擁堵現(xiàn)象,進一步提高了道路的使用效率。
V2N(車輛到網(wǎng)絡)通信:將車輛與更廣泛的通信網(wǎng)絡連接起來,使車輛能夠訪問各種實時信息,如交通狀況、天氣更新等。這種連接不僅提高了車輛的信息獲取能力,還為制造商提供了遠程診斷和空中更新的可能,進一步提升了車輛的安全性和可靠性。
V2P(車輛到行人)通信:使得車輛能夠感知并識別附近的行人,包括騎自行車的人、使用嬰兒車和輪椅的人等。通過與行人攜帶的設備進行通信,車輛可以獲取行人的位置和移動數(shù)據(jù),從而避免潛在的碰撞事故,提高了道路使用的安全性。
那么簡單了解了一下V2X通信技術,讓我們回到開篇的問題,為什么至今還沒有做到大規(guī)模普及?
如果您一直持續(xù)關注車聯(lián)網(wǎng)相關信息,就會知道V2X沒有被“普及”是一個偽命題。根據(jù)《財富》商業(yè)洞察力發(fā)布的一份報告,預計2029年全球汽車V2X市場的總價值將達到110億美元,2022年至2029年的年復合增長率將達到45.2%。這遠遠超出了一些最成功行業(yè)的增長率,這些行業(yè)的年復合增長率通常在10%到25%之間。那為什么目前的公眾對于V2X技術普遍沒有什么關注度呢?筆者認為原因有二:一是目前新聞媒體的主流注意力還是在新能源汽車或是更加“高大上”一些的自動駕駛之中,這使得V2X的公開信息非常有限,盡管其市場在幕后快速增長;二是V2X本身在目前部署上也確實有需要面對的一些問題。我們著重來談一談后者。
首先需要明確的是,V2X在技術本身上,已經(jīng)做好了大規(guī)模部署的準備。截至2023年,該技術的有效性和可靠性已在跨行業(yè)互操作性測試中反復驗證。亞洲、歐洲和北美的許多C-ITS試驗臺現(xiàn)在都配備了RSU,許多原始設備制造商也在生產(chǎn)過程中為其車輛配備OBU。此外,后裝RSU和OBU也可廣泛用于改裝。
但是有一個重要的問題還依舊被業(yè)界所爭論,這便是通信標準之爭。在許多的新興領域之中,“標準化”的重要性總是十分得高,V2X自然也不能免俗。為了將車輛連接到其他實體并交換數(shù)據(jù),V2X使用了專用短程通信(DSRC)和蜂窩V2X(C-V2X)兩種不同的技術。然而,現(xiàn)實世界總是眾口難調的,一些人更喜歡使用基于WLAN的DSRC(專用短程通信),而其他人更喜歡使用LTE和基于5G的蜂窩V2X(C-V2X)。每個OEM和道路基礎設施運營商都有自己的立場和偏好,導致這兩種技術之間的持續(xù)競爭。
DSRC和C-V2X發(fā)展時間表
而針對這個問題,目前的解決方案也十分簡單“粗暴”,既然大家都難以取舍,那么就只能:我全都要!沒錯,許多V2X硬件制造商、軟件供應商和網(wǎng)絡安全提供商已經(jīng)開發(fā)出與DSRC和C-V2X兩種協(xié)議兼容的解決方案。雖然這種混合方法需要更復雜的硬件和額外的開發(fā)工作,但它為行業(yè)參與者提供了繼續(xù)部署V2X而不必擔心兼容性的可能。
就比如,Qorvo的V2X聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)品組合是一套與芯片組無關的解決方案,涵蓋V2V、V2I、V2P和V2N通信,實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)汽車的下一代自主和實時監(jiān)控。
該產(chǎn)品套件為V2X通信提供現(xiàn)成的解決方案,包括頻段47/Wi-Fi 體聲波(BAW)濾波器,可實現(xiàn)Wi-Fi與V2X 5.9GHz頻段共存。這種能力對在車輛與其周圍地區(qū)之間建立可靠聯(lián)系至關重要。它還包括兩個支持C-V2X 和DSRC系統(tǒng)的集成前端模塊(FEM)、一個數(shù)字步進衰減器、一個發(fā)射/接收開關和一個低噪聲放大器。
其中,Qorvo QPF1002Q車用前端模塊在單個單元中集成了5GHz功率放大器(PA)、Tx/Rx天線開關和可旁路低噪聲放大器(LNA)。該器件的頻率范圍為5.77GHz至5.925GHz,Tx增益為28dB,Rx增益為13dB,噪聲系數(shù)低至2.6dB。
器件的性能經(jīng)過優(yōu)化,設有功率放大器,可在5V電壓下工作,功耗低,并能保持高線性輸出功率和領先的吞吐量;Qorvo QPQ2200Q 5855-5925MHz RF BAW濾波器是一款高性能、大功率、BAW帶通濾波器,具有極陡的裙邊。該器件在C-V2X頻段(B47)和高抗帶外(OOB)頻段具有低損耗,可與Wi-Fi和LTE系統(tǒng)共存。
但是,筆者認為,長遠來看,隨著技術的不斷發(fā)展和市場的逐步成熟,預計這兩個協(xié)議中的一個將最終成為主流,結束混合時代。
當“解決”了通信標準的問題,還有一個問題也同意值得關注,為了確保數(shù)百輛車和基礎設施點之間在任何時候都保持一致的速度和零延遲,必須有足夠的帶寬來服務于大量的數(shù)據(jù)傳輸。那么在瞬息萬變的道路之上,如何保證V2X的速度和可靠性呢?目前,各國給出的答案是:專用頻段。
例如,美國將5.850-5.895 GHz(45 MHz)的頻率范圍專用于DSRC,將5.895-5.925 GHz(30 MHz)的頻率范圍專用于C-V2X。歐盟專用5.875-5.915 GHz(40 MHz),專門用于與安全相關的V2X道路應用。中國為C-V2X PC5接口專用5.905-5.925 GHz(20 MHz),前10 MHz專用于V2V通信,后10 MHz專用于V2I通信。
歐盟V2X應用的專用頻率范圍
V2X作為近些年來一直車聯(lián)網(wǎng)技術的重要應用領域,雖然在自動駕駛、ADAS等等熱門領域的襯托之下,其顯得沒有那么被大眾關注。但是,其未來的發(fā)展?jié)摿薮?,根?jù)Fortune Business Insights的數(shù)據(jù),得益于聯(lián)網(wǎng)汽車普及率的提升、城市化與工業(yè)化的快速發(fā)展,以及一系列創(chuàng)新技術的不斷涌現(xiàn)。汽車V2X市場將從2021年的6.289億美元增長到2028年的73.519億美元,2021-2028年的復合年增長率(CAGR)為42.1%。
而根據(jù)Precedence Research預計,2022年全球汽車V2X市場規(guī)模達到24億美元,到2032年將達到662.6億美元,在2023年至2032年的預測期內(nèi)以39.4%的復合年增長率增長。
今日不同于往昔,咱們拋開數(shù)據(jù)回到現(xiàn)實之中,如今的V2X已經(jīng)不像2006年的凱迪拉克一般只存在與論證和實驗室之中。現(xiàn)如今,已經(jīng)有采用V2X技術的消費級產(chǎn)品開始出現(xiàn)與市場之上。例如,在合資品牌之中,江鈴福特全順T8就配備了5G網(wǎng)絡技術以及行業(yè)首搭的V2X功能。這種配置使得車輛能夠與各個外部對象之間實現(xiàn)信息交互,從而提前識別風險,避免或減少交通事故,守護行車安全。
江鈴福特全順T8
而在國內(nèi)的“新勢力”之中,蔚來ET7也搭載了5G-V2X系統(tǒng)。5G-V2X是5G通信的V2X標準,由于4G-LTE技術設計之初并未充分考慮車聯(lián)網(wǎng)技術,隨著智能汽車的發(fā)展,4G-LTE技術顯得不夠用。因此,5G通信在設計之初就將智能汽車的需求考慮進去,V2X將是5G網(wǎng)絡的一部分。蔚來ET7上的5G-V2X系統(tǒng)融合了LTE-V2X及DSRC(車輛短程通信專用技術),為汽車提供更安全、更高效的運行能力。
蔚來ET7 2024款
目前,業(yè)界已經(jīng)逐步形成了一種共識:V2X是減少道路死亡人數(shù)的關鍵發(fā)展,也是邁向全自動駕駛汽車的技術里程碑,其前進的腳步雖然緩慢但并沒有停歇。
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