智能驾驶与智能交通对V2X性能需求分析

c-v2x一直是雷声大,雨点小甚至是没雨点。2022年6月10日,在匈牙利布达佩斯召开的3gpp ran第96次会议圆满结束。在此次会议上,5g rel-17标准宣布冻结,全球5g商用迈向新阶段。不过rel-17基本与v2x没什么关系,rel-17主要是优化资源分配、节电及支持全新频段,主要是降低功耗,节约能源。v2x要大幅度升级要等到2023年的rel-18。
rel-18的sidelink relay对v2x提升比较明显。
rel-18主要封包如下,截止于2021年12月,其中rp-213678和rp-213585对智能驾驶比较有用,可以减少组网密度,降低组网成本。
高通还是手机领域的想法,不停挤牙膏,目前市面上主流的c-v2x芯片只支持rel-15,高通已经规划到2027年的rel-20了。
v2x最关键的部分是芯片,没有芯片支持,制定什么样的标准都毫无意义,只有成熟的廉价的芯片支持才能商业化落地,目前主流的v2x芯片组见下表。
注意这些都是芯片组,不是单一芯片,包含了射频子系统和modem。最独特的是craton2,它还能对应dsrc标准。sa2150p还包括了ap,是一套完整的平台。高通在2022ces展上也未展示sa525m,这是目前唯一对应rel-16标准的芯片,目前最先进的芯片,应该在去年年底才量产。华为被打压失去造芯能力后,高通占据了绝大部分市场,估计市场占有率超90%,也掌握了绝对话语权,先进的芯片一定是高通最早推出。高通拥有完备的生态体系,中国的通讯模块厂家几乎都是高通稳定的合作伙伴。失去华为后,没有人能制衡高通,实际上即使华为具备造芯能力,想制衡高通也有难度。华为一贯不卖芯片组,只卖模块,没有形成强大的生态体系。这恐怕也是欧洲放弃c-v2x的原因之一。
智能驾驶与智能交通对v2x性能需求分析
rel-14没什么价值,只能做v2v,也就是只有pc5直接通讯,rel-15才略有价值,具备接入网络的能力。在80公里时速的车辆上,4g的典型延迟是165毫秒-300毫秒,做有关安全的v2x功能显然不能胜任,所以要和安全相关必须上5g,要做自动驾驶,那最好是可靠性比较高的rel-18或rel-19。   高通的座舱芯片可以做到一年一更新,那是因为座舱芯片的基础版本都来自手机和笔记本电脑领域,而车规级v2x几乎是全新的,车规级v2x芯片的研发周期是漫长的,大约2年,芯片再到量产车型时间更长,传统车厂需要3年,新兴造车需要2-3年。目前量产车型最先进的sa415m,这是2019年底的芯片。即便是新兴造车企业,汽车的更新速度也远不能与手机比,更不要说传统车厂基本上是7-8年才有一次大的升级。而3gpp还是按照手机业的模式,不停地快速迭代,手机行业自然希望消费者一年一换机,但汽车行业的通讯系统硬件做到3年一换都不可能,至少得4-5年,丰田之类成本极度敏感的厂家甚至是10年一换。尽管如此,全球范围内丰田还是卖得很好。
要想真的有c-v2x加入无人驾驶领域,恐怕要等到2028年以后了。
那么c-v2x的老对手dsrc过得如何?
2019年12月,美国fcc撤销了5.9ghz车联网技术dsrc专用频段并重新分配,fcc仁至义尽,自从1999年开始的为期二十年的dsrc独家开放期,是前所未有的优惠待遇;美国交通部花了近十亿美元测试,最终无疾而终。2020年10月,fcc将30mhz带宽全给了c-v2x,dsrc被扫地出门,留了1年的过渡期。很多人以为dsrc彻底完了,当然没有。从2019年开始dsrc开始升级,标准从802.11p升级到802.11bd。802.11bd背后是ieee,它可不想彻底放弃dsrc。802.11bd大约在今年底完成,最大升级就是可以在5.9ghz或60ghz频带内使用,60ghz频带内是无需授权的免费频带,老的5.9ghz是欧洲在使用,向后兼容。实际即使宣布dsrc被废止后,美国交通部仍然在部署dsrc试验,2021年底的试验obu如lxc-v2x-obu-herc,由日本电装提供,是dsrc与c-v2x双模式obu。
实际上fcc给c-v2x 30mhz的带宽也不够,只能支持到4g的c-v2x,如果是5g nr,那就需要400mhz,这么大的带宽只有60ghz以上才有可能免费提供。   在欧洲dsrc进展顺利,欧洲的4g网络还未完善,5g更是遥不可及,特别是那些不发达的东欧和南欧国家,5g几乎是不可能的,而只有5g能让v2x真正有价值,对这些国家来说dsrc是v2x最佳选择,也是唯一选择。   欧洲的dsrc网络即its-g5,其主要目标是提升道路安全,而非智能驾驶。因此其推动者是国家层面,奥地利高速公路运营商asfinag在2020年开始铺设奥地利全国的dsrc网络,推进道路安全,这是欧洲第一个国家级dsrc网络,目前已基本建成,这个网络实际就是我国etc收费dsrc网络的加强版。很多人可能不了解,中国是世界上最大的dsrc网络部署国家,因为中国的etc使用的就是dsrc技术。从2007年交通运输部启动示范工程,到2015年etc全国联网,中国的dsrc网络拥有超过2亿用户,超过1万个etc节点(门架),近1亿的obu安装。日本和中国类似,也是建成了基于dsrc的智能交通网络。
802.11bd采用比较新的lpdc编码,mimo天线,60ghz波段,波束整形,midambles,性能大增,c-v2x有的,它也有。延迟方面再进一步,能够做到低于5毫秒,有效距离超过1公里,相对速度支持到时速500公里以上。
全球60ghz频谱
c-v2x商业化的日程表想必大家已很清楚了,至少在欧洲和日本是遥遥无期。欧洲不排斥c-v2x,但目前还是以dsrc为主,欧洲的思路是融合。
升级后的dsrc即802.11bd足够强大,在安全应用领域优势明显,在方便和舒适领域c-v2x优势明显,或许融合才是真正的出路。  


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