探討5G和物聯(lián)網(wǎng)對互聯(lián)汽車的影響

『這個知識不太冷』系列，旨在幫助小伙伴們喚醒知識的記憶，將挑選一部分Qorvo劃重點的知識點，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀解讀，以此溫故知新、查漏補缺。本篇將為您介紹5G和物聯(lián)網(wǎng)(I0T)為互聯(lián)汽車帶來的新機(jī)遇，并預(yù)測互聯(lián)汽車的未來形態(tài)。

探討5G和物聯(lián)網(wǎng)對互聯(lián)汽車的影響

5G和物聯(lián)網(wǎng)正在無線市場急劇擴(kuò)張。5G正在逐步覆蓋全球大部分地區(qū)；據(jù)預(yù)測，到2025年，5G網(wǎng)絡(luò)將覆蓋全球65%的人口，并承載大部分移動數(shù)據(jù)流量。因此，汽車行業(yè)將5G視為實現(xiàn)未來自動駕駛愿景的關(guān)鍵技術(shù)，這一點并不令人意外。

如《車聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)盤點》一篇所述，第15版標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志著5G蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)移動網(wǎng)絡(luò)通信的開始，并由此帶來的導(dǎo)航和信息娛樂系統(tǒng)的性能改進(jìn)。5G將在提供超可靠低延遲通信(URLLC)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，確保汽車行業(yè)實現(xiàn)可靠連接和快速通信。隨著第三代合作伙伴計劃(3GPP)逐漸發(fā)布各個新標(biāo)準(zhǔn)，5G技術(shù)不斷完善，其功能也不斷擴(kuò)展。

移動行業(yè)機(jī)構(gòu)3GPP將攜手5G，推動實現(xiàn)車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間的通信，而這一過程離不開全面覆蓋安全且完善的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

5G的實時數(shù)據(jù)與車輛傳感器和路邊基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同作用，增強了C-V2X的性能，從而保障道路安全。這進(jìn)一步完善了雷達(dá)、光檢測和測距(LiDAR)和其他傳感器技術(shù)，進(jìn)而能夠更有效地幫助駕駛員保持安全距離以及良好應(yīng)對惡劣的天氣和道路條件。這些數(shù)據(jù)超越了人類的感知和認(rèn)知能力，讓C-V2X得以提供先進(jìn)智能特性和功能，例如防撞、車輛編隊、協(xié)同駕駛行人保護(hù)、緊急支持和危險檢測等。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)的另一個優(yōu)勢在于其安全的廣域和短程連接。對于汽車制造商和無線提供商來說用途廣泛，成本效益高。加之蜂窩網(wǎng)絡(luò)安全性和密集化的額外優(yōu)勢，汽車制造商和無線服務(wù)提供商可以實現(xiàn)巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。通過3GPP、全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)等標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)之間的大規(guī)模合規(guī)協(xié)作，5G正推動汽車行業(yè)邁入全面互聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)。

借助5G技術(shù)，我們有望提高連接性能，實現(xiàn)更多服務(wù)。以下是5G滿足新連接和服務(wù)需求的一些例子:

高級定位

移動網(wǎng)絡(luò)已具備定位服務(wù)功能。5G將進(jìn)一步提高全球定位系統(tǒng)(GPS)覆蓋較差區(qū)域的定位精度，如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，例如隧道或地下停車場。此外，PC5(設(shè)備對設(shè)備通信)技術(shù)也將應(yīng)用到定位服務(wù)中。這充分利用了5G的直接通信功能，使設(shè)備之間的測距變得可行，將進(jìn)一步增強5G定位框架的可靠性和穩(wěn)健性。

網(wǎng)絡(luò)分段

網(wǎng)絡(luò)分段是一種分離網(wǎng)絡(luò)資源的工具，可提供更-致的通信服務(wù)。該工具可以應(yīng)用于給定網(wǎng)絡(luò)分段內(nèi)的數(shù)據(jù)流量，并為動態(tài)選擇提供基礎(chǔ)，實現(xiàn)流量引導(dǎo)和設(shè)備服務(wù)分離。多址邊緣計算:該技術(shù)可用于需要低延遲的應(yīng)用，比如防撞和協(xié)同感知應(yīng)用。這可能成為自動駕駛功能(例如自動代客泊車)的關(guān)鍵推動因素。

交通弱勢群體(VRU)保護(hù)

該系統(tǒng)部署于C-V2X中，旨在解決全球行人和自行車交通事故死亡人數(shù)不斷上升的問題。智能手機(jī)中的 3GPP 規(guī)范支持車對行人(V2P)、車對自行車以及車對摩托車進(jìn)行直接通信，此外C-V2X第17版將對此展開進(jìn)一步探討。該系統(tǒng)可以向智能手機(jī)或車輛發(fā)出警告，提醒使用者注意潛在的危險。

展望未來

互聯(lián)汽車正在同時經(jīng)歷多方面演變：

正在從燃料驅(qū)動轉(zhuǎn)向電力驅(qū)動。

正變得更加無線化。

海量電子設(shè)備涌現(xiàn)。

出現(xiàn)了更先進(jìn)的遠(yuǎn)程通信、信息娛樂系統(tǒng)和傳感器。

制造商目前正在與多家商業(yè)實體合作，力求進(jìn)一步豐富車輛的功能。

為了滿足所有這些服務(wù)和新功能的需求，汽車制造商必須改變其供應(yīng)鏈協(xié)作方式。傳統(tǒng)上，汽車制造商主要與一級供應(yīng)商合作。然而，如今汽車功能和服務(wù)的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了變化，復(fù)雜程度更高，涉及眾多實體，形成了更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)。

汽車消費者需要的不僅僅是信息娛樂系統(tǒng)，還有更復(fù)雜的服務(wù)。為了滿足這些需求，汽車制造商正與許多無線技術(shù)、實時分析和操作系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)展開協(xié)作。與熟悉這些新技術(shù)的供應(yīng)商攜手，可以為汽車制造商分擔(dān)研發(fā)壓力。

自動駕駛汽車何時能成為現(xiàn)實?

正如人們所預(yù)期的，北美、中國和歐洲可能率先見證自動駕駛汽車上路隨后是日本、韓國和澳大利亞。

但具體是什么時候呢？簡而言之：我們尚無定論。自動駕駛汽車雖已近在眼前，但仍需跨越數(shù)個難關(guān)，需要多個錯綜復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的功能全部可靠運行并協(xié)同工作。這些功能大致可以分為兩類：

高級安全自動駕駛，包括傳感器信號共享、動態(tài)交叉路口管理、動態(tài)協(xié)作交通流量、自動代客泊車、動態(tài)物體數(shù)據(jù)共享、復(fù)雜交互、遙控駕駛和協(xié)同操作等。

安全交通效率，包括交叉路口安全、VRU(解決行人和自行車交通事故死亡人數(shù)不斷上升的問題)、協(xié)同操作、協(xié)同感知、協(xié)作自適應(yīng)巡航控制(ACC)、動態(tài)協(xié)同交通流量和動態(tài)物體數(shù)據(jù)共享等。

歸根結(jié)底，我們無法預(yù)知完全汽車自動駕駛愿景何時能成為現(xiàn)實。我們只能根據(jù)現(xiàn)有情況做出猜測。許多預(yù)測都與上述車輛或周邊技術(shù)創(chuàng)新何時可靠實施密切相關(guān)。不過，美國汽車工程師協(xié)會(SAE)為完全自動駕駛定義了六個等級，旨在確保車輛能夠在所有正常條件下順利載運駕駛員和貨物，具體如下：

0級：非自動化。駕駛員的眼睛、手和腳需參與駕駛。

1級：駕駛員輔助。駕駛員的眼睛和手需參與駕駛。

2級：部分自動化。駕駛員的眼睛需部分參與駕駛。

3級：有條件的自動化。駕駛員無需參與駕駛，但仍處于待命狀態(tài)。

4級：高度自動化。駕駛員在場，但不必保持清醒和警覺。

5級：完全自動化。無需駕駛員參與駕駛。

根據(jù)對自動駕駛的大多數(shù)預(yù)測，并非所有車輛行駛都會轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣玉{駛模式。一些車輛仍需人工駕駛。此外，完全自動駕駛汽車要實現(xiàn)市場普及可能還需要幾十年時間。

預(yù)計以下因素將影響自動駕駛汽車的普及率

技術(shù)發(fā)展的速度

真實路況下的測試結(jié)果

當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域監(jiān)管批準(zhǔn)

車輛成本和互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)的可靠性

消費者的出行偏好

基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和公共政策

實際上，樂觀主義者預(yù)測到2030年，自動駕駛汽車的可靠性和經(jīng)濟(jì)性將足以取代人工駕駛。但大多數(shù)樂觀的預(yù)測都來自于在該行業(yè)擁有經(jīng)濟(jì)利益或掌握顛覆性技術(shù)的個人，他們往往會忽略上述其他考慮因素，例如法律和監(jiān)管批準(zhǔn)、公共政策、所需的基礎(chǔ)設(shè)施以及復(fù)雜城市交通環(huán)境中的可性。自動駕駛將在某種程度上實現(xiàn)，但實現(xiàn)之前還需要解決眾多實體的許多變量因素。