首款基于3GPP R-14的,，面向PC5直接通訊的高通蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化解決方案——高通9150芯片集。

智東西 編 | 十四

近日,，高通公布了首款專(zhuān)門(mén)面向蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）通信的,，基于3GPP Release 14規(guī)范的商業(yè)化芯片解決方案——9150 C-V2X。該芯片可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)與周?chē)h(huán)境之間的溝通,，以提高主動(dòng)安全性能和駕駛輔助系統(tǒng),。官方消息稱(chēng)，“9150 C-V2X” 預(yù)計(jì)在2018年下半年進(jìn)入商業(yè)化抽樣階段,。

車(chē)聯(lián)網(wǎng),，即V2X（Vehicle to Everything）是汽車(chē)與互聯(lián)網(wǎng)（V2N）、汽車(chē)與汽車(chē)（V2V）,、汽車(chē)與基礎(chǔ)設(shè)施/道路等（V2I）,、汽車(chē)與行人通信（V2P）的統(tǒng)稱(chēng)，主要的通信技術(shù)分為IEEE 802.11p（802.11的擴(kuò)充延伸,，DSRC的底層技術(shù)）和3GPP C-V2X（基于蜂窩網(wǎng)的V2X無(wú)線通信技術(shù)）兩類(lèi),，前者技術(shù)相對(duì)成熟，后者前景更為廣闊,。

本期的智能內(nèi)參,，我們推薦來(lái)自高通的蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化報(bào)告，盤(pán)點(diǎn)5G統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的前景和車(chē)聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)演進(jìn)史，剖析蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀,、生態(tài)和前景,，并對(duì)9150 C-V2X進(jìn)行了劇透。如果想收藏本文的報(bào)告全文,，可以在智東西（公眾號(hào)：zhidxcom）回復(fù)關(guān)鍵詞“nc190”下載,。

以下為智能內(nèi)參整理呈現(xiàn)的干貨：

自動(dòng)駕駛?cè)?/strong>

中國(guó)工程院院士倪光南：車(chē)聯(lián)網(wǎng)是走向自動(dòng)駕駛的必然的道路。

*車(chē)聯(lián)網(wǎng)/自動(dòng)駕駛需要面臨的實(shí)用難點(diǎn)（視覺(jué)死角,、變道,、情境意識(shí)）

未來(lái)的汽車(chē)是怎樣的？有三點(diǎn)：首先,，必定是V2X,；其次，是提升車(chē)內(nèi)體驗(yàn),；最后,，是平緩的道路自動(dòng)行駛。自動(dòng)駕駛的本質(zhì),，是對(duì)車(chē)輛信息的優(yōu)化,，是對(duì)多傳感器/信息源的融合，而這些功能的實(shí)現(xiàn),，離不開(kāi)：5G（V2X）,、三維建模和精確定位，以及車(chē)載智能,。

5G：從802.11p/C-V2X R14到R16

*5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)

其中,，5G的發(fā)展既要面向新的需求（能更多地利用非授權(quán)頻譜LTE，并與Wi-Fi的融合,，以應(yīng)對(duì)實(shí)況中連通目的和傳感器數(shù)據(jù)的需求）,，又要考慮對(duì)舊的通信技術(shù)的兼容性（基于4G LTE）。

*C-V2X 面向自動(dòng)駕駛的技術(shù)演進(jìn)（從R12/13到R16）

因此,，車(chē)聯(lián)網(wǎng)初期將會(huì)從比較安全的802.11p或C-V2X R14技術(shù)（R指Rrelease,，以LTE-R14技術(shù)為基礎(chǔ)，LTE-V-D和LTE-V-Cell加持,，帶寬10MHz）,；然后是擴(kuò)大范圍和可靠性（不影響其他LTE網(wǎng)絡(luò)），即C-V2X R14/15技術(shù),；接下來(lái),，就要考慮更高的吞吐量和更高的可靠性，寬帶,、定位,、低延時(shí)的,，基于R14的C-V2X R16（帶寬70MHz以上）。

定位：全靠GNSS撐場(chǎng)子

*GNSS之于車(chē)聯(lián)網(wǎng)

需要特別指出的是,，高精度的定位對(duì)于車(chē)聯(lián)網(wǎng)而言至關(guān)重要,，這里就涉及了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS定位服務(wù)（精度＜1米）及其實(shí)時(shí)的信息傳輸，并根據(jù)GNSS信息對(duì)車(chē)速,、車(chē)頭方向進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整,。

*定位技術(shù)面向自動(dòng)駕駛的技術(shù)演進(jìn)

想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛級(jí)車(chē)聯(lián)網(wǎng)，基于多衛(wèi)星（以提高精度并擴(kuò)大覆蓋）的GNSS的定位精度需要達(dá)到亞米量級(jí),，城市傳感器分布需要更密（包括城市環(huán)境,、車(chē)庫(kù)、多層停車(chē)場(chǎng)等）,，以及更高頻（至少100毫秒）的信息刷新,。

車(chē)載智能：數(shù)據(jù)整合成汽車(chē)之腦

*ADAS技術(shù)剖析

再來(lái)看車(chē)載智能，也就是面向更高層次的可預(yù)測(cè)性和自主權(quán),，即高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）,，可謂自動(dòng)駕駛汽車(chē)的大腦。ADAS的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)雷達(dá),、攝像頭,、激光雷達(dá)、超聲波等多傳感器數(shù)據(jù),，和來(lái)自車(chē)聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線數(shù)據(jù),，以及3D高清地圖,、高精定位信息進(jìn)行整合處理,，并給出駕駛指令。

深扒蜂窩物聯(lián)網(wǎng)

什么是C-V2X,？

*C-V2X的兩種傳輸模式

C-V2X有兩種傳輸模式：網(wǎng)絡(luò)通訊（V2N）,，即在Uu界面上采用授權(quán)移動(dòng)寬帶頻譜，比如預(yù)告前方兩公里處的車(chē)禍,；另一種就是直接通訊,，此即PC5界面的V2V、V2I和V2P,，采用智能交通系統(tǒng)頻段（如ITS 5.9 GHz：受3GPP支持,，頻段更安全，可與802.11p同時(shí)存在）,，獨(dú)立于蜂窩網(wǎng)絡(luò),，可用于定位和速度測(cè)調(diào)。

*V2N用例示意

首先來(lái)看V2N的低延時(shí)用例,，主要在于遠(yuǎn)程信息,、娛樂(lè)信息和安全信息,，包括發(fā)現(xiàn)停車(chē)場(chǎng)和充電樁，交通管制和車(chē)流信息預(yù)警,，基于云的傳感器共享,，前方（1公里）道路危險(xiǎn)警告……

*直接通訊用例示意

直接通訊（V2V、V2I,、V2P）方面,，不需要識(shí)別卡（USIM），會(huì)自動(dòng)的對(duì)信息源進(jìn)行篩選,，采用無(wú)需網(wǎng)絡(luò)的分布式調(diào)度,，主要依賴(lài)GNSS的實(shí)時(shí)定位。其用例包括附近有車(chē)變道時(shí)的不通過(guò)警告(DNPW),，視覺(jué)盲區(qū)的局域風(fēng)險(xiǎn)警告（拐彎處前車(chē)運(yùn)行狀況預(yù)警）,，道路施工預(yù)警，交叉路口會(huì)車(chē)預(yù)警（IMA）,，事故高發(fā)路段預(yù)警（VRU）,，轉(zhuǎn)彎助手（LTA）……

*基于自管理的直接通訊比基于網(wǎng)絡(luò)的更有優(yōu)勢(shì)

基于ITS頻率自管理的直接通訊能利用移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)和現(xiàn)有的工程技術(shù)、資源和解決方案,，新老技術(shù)間的關(guān)聯(lián)性可避免技術(shù)演進(jìn)周期的斷層,，設(shè)定好的嵌入式調(diào)制解調(diào)器可降低成本和技術(shù)復(fù)雜度，同時(shí)可靠性更高,。

為什么說(shuō)C-V2X比802.11p更有前途,？

*C-V2X服用汽車(chē)行業(yè)上層模塊

對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益而言，C-V2X的好處在于提供了更多的集成化解決方案（最優(yōu)調(diào)制解調(diào)器）,，整合RSU（路側(cè)單元）和eNodeB（基站）以減少調(diào)度成本,，融合了專(zhuān)業(yè)的移動(dòng)生態(tài)（包括布局、管理和維護(hù)）,，并提供了新的服務(wù)和商業(yè)機(jī)會(huì)（程信息處理服務(wù),、地址共享遷移、自動(dòng)駕駛等）,。

相比于目前技術(shù)比較成熟的DSRC 802.11p（專(zhuān)用短距離通訊）,，在同樣的頻段上：

*C-V2X與802.11p鏈路預(yù)算對(duì)比

1、C-V2X每節(jié)點(diǎn)傳輸所需能量和時(shí)間更少（減少鏈路預(yù)算）,，支持更高密度的信息,；

*使用相同的參數(shù)放大器，傳輸效率比OFDM好了2dB

2,、資源塊組合降低了峰值平均功率比,，因此傳輸效率更高；

*渦輪碼（C-V2X）比卷積碼（802.11p,，K=7）好了2dB

3,、可以進(jìn)行信道優(yōu)化,，更為安全可靠。

*LTE（C-V2X）與DSRC（802.11p）自由場(chǎng)景的范圍和可靠性對(duì)比（考慮雙向6車(chē)道的自由場(chǎng)景,，針對(duì)車(chē)輛行駛速度和汽車(chē)數(shù)量進(jìn)行模擬計(jì)算）

*LTE（C-V2X）與DSRC（802.11p）自由場(chǎng)景的范圍和可靠性對(duì)比（考慮雙向4列350米寬車(chē)道的有十字路口城市場(chǎng)景,，針對(duì)車(chē)輛行駛速度和汽車(chē)數(shù)量進(jìn)行模擬計(jì)算）

總而言之，C-V2X比之802.11p,，能夠整合Wi-Fi,、3G/4G等各種網(wǎng)絡(luò)資源，包括更高級(jí)別的DSRC/C-ITS,，覆蓋范圍更廣（近兩倍）,；可靠性更高；高密度,、低延時(shí),，速度更快；能夠通過(guò)自我管理減少成本和技術(shù)復(fù)雜度,；可擴(kuò)展,，支持遠(yuǎn)程信息處理平臺(tái)。

*802.11p,、C-V2X Rel-14/15,、計(jì)劃中的C-V2X Rel-16技術(shù)操作對(duì)比

*802.11p、C-V2X Rel-14/15,、計(jì)劃中的C-V2X Rel-16射頻設(shè)計(jì)對(duì)比

*802.11p,、C-V2X Rel-14/15、計(jì)劃中的C-V2X Rel-16用例和性能對(duì)比

此外,，C-V2X更為符合現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)生態(tài)（復(fù)用重用服務(wù)和應(yīng)用程序?qū)?、安全和傳輸層，?qiáng)化無(wú)線電/低層）,，是面向5G演進(jìn)的強(qiáng)大路徑,。

*C-V2X獲得了汽車(chē)產(chǎn)業(yè),、5GAA聯(lián)盟,、電信的支持

*C-V2X需建立的綜合性生態(tài)

劇透：9150 C-V2X芯片集

*C-V2X設(shè)計(jì)考量：高層需調(diào)整擁塞控制參數(shù)，低層需優(yōu)化訪問(wèn)控制和資源調(diào)度

*優(yōu)化訪問(wèn)控制和資源調(diào)度：選擇耗能低的模塊以滿足低延時(shí)要求

高通執(zhí)行副總裁兼QCT總裁 Cristiano Amon （克里斯蒂安諾·阿蒙）指出：5G和LTE路線圖使調(diào)制解調(diào)器和射頻前端復(fù)雜性顯著提高,。從高通的角度而言,，要實(shí)現(xiàn)5G的成功，除了射頻前端外,，還需要同步對(duì)不同領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)行大量投入,，包括5G新空口、千兆級(jí)LTE,、授權(quán)頻譜和非授權(quán)的LTE LAA（LTE授權(quán)輔助接入）以及Wi-Fi向MU-MIMO,、802.11ad的演進(jìn)等,。

*9150芯片集預(yù)告

而現(xiàn)在，高通已經(jīng)預(yù)告了,，要發(fā)布首款基于3GPP R-14的,，面向PC5直接通訊的蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化解決方案——高通9150芯片集，集成了GNSS模塊,、無(wú)線模塊（運(yùn)行ITS棧）和硬件安全模塊,。

*9150芯片集設(shè)計(jì)

高通9150芯片集工作頻段為ITS 5.9GHz，支持V2V,、V2I,、V2P，支持GNSS,，預(yù)集成面向V2N操作的遠(yuǎn)程信息處理模塊,，支持無(wú)SIM操作，通訊范圍更遠(yuǎn),，可靠性更強(qiáng),，對(duì)密集車(chē)流調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)弱勢(shì)道路用戶VRU和路邊單元RSU設(shè)計(jì),。據(jù)稱(chēng),，該芯片將于2018年下半年進(jìn)入商業(yè)化采樣階段。

奧迪的Thomas Müller博士將9150 C-V2X芯片集稱(chēng)為5G自動(dòng)駕駛里程碑式的存在,，標(biāo)致的高級(jí)副總兼創(chuàng)新部負(fù)責(zé)人Carla Gohin表示標(biāo)致將于高通一起探討蜂窩互聯(lián)網(wǎng)的可行性并采用之,。

智東西認(rèn)為，車(chē)聯(lián)網(wǎng)或者說(shuō)自動(dòng)駕駛對(duì)于多傳感器,、硬件設(shè)備,、基礎(chǔ)設(shè)施等及其之間的信息交流提出了嚴(yán)格的要求：寬帶、低延時(shí),、高精度,、高刷新等等，龐大的數(shù)據(jù)量要求本地,、云端的合作（參考高通提出的自管理的直接通訊）,，高通9150芯片集從通訊的角度對(duì)此進(jìn)行了商業(yè)化的探索，可以說(shuō)是推了行業(yè)一把,。此外,，龐大數(shù)據(jù)量可能的人工智能/深度學(xué)習(xí)解決方案，也讓我們對(duì)于車(chē)聯(lián)網(wǎng)本地解決方案的更多可能性有所期待,。

值得注意的是,，近日，《國(guó)家車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（信息通信）（征求意見(jiàn)稿）》提出,，“十三五”期間重點(diǎn)研究制定天線技術(shù),、電磁環(huán)境兼容性等基礎(chǔ)技術(shù)體系,，制定基于LTE-V2X的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，探索5G技術(shù)在車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,。具體分為兩個(gè)階段：2018年底前完成基礎(chǔ)性技術(shù)研究,，建立基礎(chǔ)性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，并形成基于LTE-V2X的關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,，制定,、完善車(chē)輛緊急救援、通信安全等重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證,；到2020年完成5G支持車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)系列標(biāo)準(zhǔn)的制定，進(jìn)一步完善健全信息通信安全與數(shù)據(jù)安全等標(biāo)準(zhǔn),。