5G 重振联网汽车和自动驾驶

5G 无线是未来十年移动通信的全球标准，它正在涉足一个令人兴奋的新领域：汽车和通信行业之间的合作。自动驾驶应用程序包含独特的连接要求，而在这方面，5G 凭借无处不在的覆盖范围、毫秒级延迟和以厘米为单位的地理定位服务而脱颖而出。

5G 网络技术以及专门的专用短程通信 （DSRC） 技术正在成为互联汽车计划的关键要素，该计划促进汽车、骑自行车者和行人之间的协作行为。根据 Gartner Research 的数据，到 2020 年，道路上将有 2.5 亿辆联网汽车。

但在汽车世界的背景下，5G 有什么特别之处呢？首先，它降低了延迟并提高了数据速度和蜂窝覆盖的可靠性——这些属性在即将推出的联网汽车和自动驾驶汽车中必不可少。

5G 作为连接车辆在汽车世界中的旅程以蜂窝车联网 （C-V2X） 的形式体现，这是一种在车辆、自行车、行人和基础设施之间运行的实时无线安全通信系统。随后，C-V2X 的更低延迟和更高带宽开始补充先进的驾驶员辅助系统 （ADAS） 和自动驾驶车辆。

 

5G 网络正在成为通过 C-V2X 连接机制推进自动驾驶汽车用例的关键推动力。

因此，要驾驭 5G 在汽车迷宫中的旅程，让我们从为互联汽车运动奠定基础的 C-V2X 通信开始。最终，它将为智能城市应用的自动驾驶汽车和智能交通铺平道路。

C-V2X 的出现C-V2X 技术基于3GPP Release 14 规范 ，用于与其他车辆基于 PC5 的直接通信；路边使用者，例如行人、骑自行车者和摩托车手；路边基础设施，包括交通标志、施工区等。

高速蜂窝通信平台无需通过 SIM 卡或蜂窝网络订阅进行蜂窝网络连接。它在全球统一的 5.9GHz 智能交通系统 （ITS） 频段运行，用于车对车 （V2V）、车对基础设施 （V2I） 和车对行人 （V2P） 通信。

需要注意的是，C-V2X 以两种传输模式运行：直接通信和基于网络的通信。基于 PC5 的直接通信处理位置、速度和本地危险，而在移动运营商的许可频谱中运行的公共蜂窝网络为路边安全提供补充服务。

以高通公司的 9150 芯片组为例，该芯片组旨在为基于 PC5 的直接通信提供服务，该芯片组运行用于 V2X 通信的 ITS 堆栈和硬件安全模块 （HSM），以通过运行在 1.5 GHz 的 A7 应用处理器提高网络安全性。

 

Danlaw 的 AutoLink 车载单元 （OBU） 和 RouteLink 路边单元 （RSU） 基于 Qualcomm 的 9150 芯片组，用于 C-V2X 通信。

9150 芯片组还集成了全球导航卫星系统 （GNSS） 功能，可促进 GPS 时间以及用于高精度定位服务的位置和速度信息。Qualcomm 的航位推算软件在最具挑战性的环境中为其提供准确的定位和时间信息。

9150 芯片组的设计胜利证明了 C-V2X 技术正在获得发展势头。例如，射频芯片制造商 Qorvo 专门设计了 QPF1002Q 前端模块 （FEM），以与高通的 9150 芯片组配对。在这里，值得一提的是，联网汽车和自动驾驶设计中的智能车载系统要求与其他车辆、基础设施甚至手机进行更高水平的射频通信。

Qorvo 的射频模块包括 HBT 功率放大器 （PA）、PHEMT 低噪声放大器 （LNA） 和 PHEMT 开关。此外，射频前端和 C-V2X 芯片组的组合正在试验中，参与者包括奥迪、福特、日产和 PSA 等汽车制造商。

同样，移远无线解决方案在其AG15 模块中集成了 9150 芯片组，针对道路安全和自动驾驶的远程信息处理和 V2X 应用。它可以在车辆及其周围环境之间通过高密度数据交换实现低延迟。反过来，道路使用者之间的信息共享可以避免交通拥堵并防止碰撞。

该模块具有一个多星座接收器，可覆盖 GNSS、GPS、GLONASS、北斗、伽利略和 QZSS 卫星。它集成了基于卫星的增强系统 （SBAS） 和高通公司的 3D 航位推算技术，以提高定位精度和速度。

V2X 增强自动驾驶C-V2X 通信的发展本质上与 5G 如何为自动驾驶汽车项目服务有关。高通的 9150 芯片组就是一个很好的例子：它为 ADAS、传感器、摄像头、雷达和激光雷达提供有关车辆周围环境的额外输入。

例如，高通于 2017 年推出的 C-V2X 芯片组提供非视距 （NLOS） 传感能力，以支持高速移动和高车辆密度部署，从而为安全自动驾驶铺平道路。

换句话说，C-V2X 技术能够提供有关车辆周围环境的信息和识别物体的能力是汽车制造商寻求具有安全意识的自动驾驶解决方案的关键推动力。

以激光雷达扫描仪为例，它的工作半径只有几十米。在这里，无处不在的蜂窝覆盖比 DSRC 连接等短程通信机制更有可能为 LiDAR 服务。

 

高通与AT&T、福特、诺基亚携手开展基于C-V2X技术的自动驾驶汽车试验。

Savari 已针对高通公司的 9150 C-V2X 芯片组优化了其V2X 软件堆栈 ，最近在华盛顿特区的奥迪和福特汽车中展示了具有遮挡或不可见场景的自动驾驶。该试验涉及行人和易受伤害的道路使用者，它向其他车辆发送有关紧急电子刹车灯激活和与交通信号控制器通信的警报。

5G 新空口 （NR） 标准提供了一个统一的连接结构，可以扩展到新的行业。ADAS 传感器技术以及自动驾驶汽车将成为 5G 高吞吐量的主要受益者，基于摄像头和传感器数据构建动态地图，然后将其分发到街道交叉口。

低延迟和超可靠的 5G 通信链路对于提高自动驾驶高级路径规划所需的可预测性水平也至关重要。例如，高吞吐量传感器数据的感知共享有助于创建真实世界的模型，从而实现路径规划意图和轨迹共享，以实现更快、更安全的机动。

智慧城市中的 5G C-V2X 具有清晰且向前兼容的 5G NR 演进路径这一事实也最终导致汽车和交通领域之间雄心勃勃的交叉。C-V2X 在没有网络帮助的情况下为直接通信提供增强的范围和可靠性的能力对于智慧城市寻求协调驾驶和实时本地更新至关重要。

2019年初在拉斯维加斯进行的C-V2X试验就是一个很好的例子。9150 C-V2X 芯片组供应商高通与拉斯维加斯市、南内华达州交通委员会和 RSU 供应商 Commsignia 携手展示 C-V2X 用例。

Commsignia 的 RSU 与配备该公司 C-V2X 售后市场 OBU 的车辆一起放置在全市近 100 个十字路口，以在公共场合展示联网汽车。

智慧城市试验正在进行中，5G 重塑联网汽车、自动驾驶和智能交通计划的能力也在进行中，并增强了范围和可靠性。激动人心的时刻即将到来。　　

      审核编辑：彭静