未来车联网在实际应用中的形式

车联网从两三年前的“概念炒作”、“落地难”,终于在今年迎来了转机。
据产业研究中心预测,2020年车联网市场规模将突破1000亿元,截止至2017年,全球车联网市场规模约为525亿美元,预计到2022年将增加至1629亿美元。
这其中有ai和5g莫大的功劳。ai给车联网带来了更加智能的人车交互体验,而5g则提升了车联网的连接性能。但是人们在热捧这两项技术的同时,却忽略了车联网的本质-v2x。
所谓的v2x,它涵盖车辆到车辆(v2v)和车辆到基础设施(v2i)通信,是实现自动驾驶的关键所在,目前通常有两种主要的技术来实现v2x,分别是基于wlan的dsrc和基于lte的c-v2x。
这两个技术就如同手机的wifi和移动数据功能一般“相爱相杀”,笔者认为未来dsrc将与c-v2x形成如同wifi和蜂窝在手机上并存的局面,但是就目前来看,c-v2x与dsrc之间的“火药味”还挺浓。
标准混乱的dsrc
其实dsrc早在1999年便已经有了雏形,但是由于不同国家对其标准化的规范不同,因而不同差异化较为明显。 1999年10月,美国联邦通信委员会(fcc)在5.9 ghz频段内分配了75 mhz的频谱,供智能交通系统(its)使用。2008年8月,欧洲电信标准协会(etsi)为5.9 ghz频段划分了30 mhz的频谱用于智能交通系统。到2003年,欧洲和日本将其用于电子收费。这些都是dsrc的雏形,不过,这些系统并不兼容,频段、调制方式等都不一样,也使得dsrc的标准化进程进展缓慢,直到2012年ieee才整合了各个地区的协议,形成了一个统一的标准ieee 802.11p,也就是我们现在看到的dsrc。
半路突袭的c-v2x
c-v2x这项技术则有点“半路杀出个程咬金”的感觉,2016年,3gpp发布了基于lte的 v2x规范作为底层技术。它通常被称为“蜂窝v2x”(c-v2x),以区别于基于802.11p的v2x技术。除直接通信(v2v,v2i)外,c-v2x还支持蜂窝网络(v2n)上的广域通信。它不像dsrc,经历了漫长的发展过程,是近几年随着lte技术的成熟才兴起的一门技术。
谁比谁强?
dsrc是ieee标准802.11a的变体,我们称之为802.11p。它是第一个使用正交频分复用(ofdm)和5ghz频段的wi-fi标准,它在指定频谱中的七个10 mhz信道中运行,数据速率可达3至27 mb / s。
c-v2x的数据速率与dsrc相当,但它提供的延迟远低于dsrc。其调制方案是正交相移键控(qpsk),适用于lte网络。随着v2v和v2x通信变得更加复杂,这可能会成为一个重要的功能。
dsrc的支持者认为它们比c-v2x更适合v2x应用,因为它们是根据明确定义的目的从第一原则精心构建的,而不是用现有标准。例如,dsrc旨在提供低网络开销和低延迟,他们声称,延迟是v2x的关键问题,避免碰撞等功能需要50ms以下的往返延迟,dsrc所在的频段则恰好能够满足时延的需求。
此外,支持者还指出,dsrc已经开发了近20年,这意味着它们是稳定和有保证的,各个地方正在进行大规模测试,而c-v2x最大的问题是没有像dsrc那样经过广泛的测试和审查。
但是,“高年资”的dsrc真的比c-v2x好吗?反对者们认为,dsrc已经开发了近二十年而没有以任何有意义的形式进入大众市场,这清楚地表明它们可能永远不会适应市场。此外,dsrc基于的技术并不支持可行升级路径,尽管lte和5g技术最初不是为v2x设计的,但c-v2x可以利用巨大的全球移动电信市场所带来的规模经济,以降低硬件,软件和开发成本。
技术背后的推动者
福特、通用、本田、现代、奔驰、日产等汽车厂商都表示过对dsrc技术的支持,但是在今年4月份的时候,丰田汽车公司暂停了2021年开始为美国市场车型搭载dsrc的计划,福特也开始倒戈,在今年1月的时候发布计划表示,从2022年起,在美国所有新车型中部署c-v2x。
而在c-v2x这边,新成立的倡导组织5g汽车协会(5gaa)正在推动c-v2x的发展。这个协会拥有超过75家企业会员,包括8家以上的汽车制造商,以及英特尔和高通等大型技术公司的支持,这个影响力可想而知。目前,欧洲、美国、中国、日本、韩国、澳大利亚都在进行c-v2x技术的验证,高通也配合5gaa开展了大量试验。
5gaa 会员
据路透社的报道,本周四,欧盟国家也集体反对欧盟委员会推崇的基于wifi的车联网技术,欧盟各国部长定于7月8日举行会议,届时他们将正式否决wifi提案。
但是,5gaa表示c-v2x技术不一定是dsrc的完全替代品。c-v2x旨在通过切换到5.9 ghz频段内的空闲信道,与基于802.11p的v2x系统共享可用频谱。此外,它可以支持dsrc的上层协议层,有效地用3gpp指定的ieee 802.11 mac和phy无线电层,同时允许专用的更高级dsrc消息传递标准正常运行。
虽然5gaa表面上说不会完全替代,但是从其对c-v2x的陈述中,我们可以发现,c-v2x是打算“吞并”dsrc,这也印证了笔者在本文开头的猜想:dsrc将与c-v2x形成如同wifi和蜂窝在手机上并存的局面,但是未来车联网究竟会以怎样的形式应用到实际生活中去,还仍然是个谜。

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