轉眼間 2020年還剩下一個月多一點的時間。繼2019這個5G元年度過以后 對于2020年來說 討論的更多的往往還是5G的應用場景 畢竟 全新的技術落地后 最終還是要通過成熟落地的應用來為人們的生活帶來改變。而在眾多落地的應用中 汽車應用場景內的車聯網與無人駕駛正是5G技術落地的絕佳選擇。借助全新一代的信息和通信技術 未來的汽車 將以“云-管-邊-端”為主體 實現車內、車與車、車與路、車與人、車與服務平臺的全方位網絡連接 將“人、車、路、云”等交通參與要素有機地聯系在一起 提升汽車智能化水平和自動駕駛能力 構建汽車和交通服務新業態 從而提高交通效率 改善駕乘感受。促進自動駕駛技術創新和應用 還有利于構建一個智慧的汽車交通場景。
自動駕駛汽車
車聯網的通信方式
車際網絡實現智能網聯汽車之間、智能網聯汽車與路基設施的通信。智能網聯汽車通過蜂窩網絡2G/3G/4G/5G、衛星通信等與車聯網服務平臺通信 傳輸車輛數據 接受服務平臺下達指令。直連模式的車際網絡通過LTE-V2X、IEEE 802.11p和射頻通信（RFID）等技術與附近車輛和路基設施進行信息傳遞。
基于云的車聯網通信技術與應用
在智能汽車內部 智能網聯汽車通過Wi-Fi、藍牙或蜂窩移動通信技術與用戶的移動智能終端進行信息傳遞。智能網聯汽車內部電子器件之間通過現場CAN總線、LIN總線等方式進行信息交互 以及Wi-Fi、RFID、藍牙、紅外線、NFC等無線通信方式。
5G對車聯網和無人駕駛的推動
隨5G商用和自動駕駛技術的成熟 車聯網將產生質變。通信是數據傳輸的基礎 當前4G網絡50ms左右時延遠遠無法滿足無人駕駛的需求。無人駕駛需要低時延、高可靠、支持高移動性以及大數據容量的移動通信網絡支撐：
1、低時延：端到端時延在5ms以內；
2、高可靠：誤包率在0.001%以下 而且能在車輛發生擁塞 大量節點共享有限頻譜資源時 仍能夠保證傳輸的可靠性；
3、支持高速移動：考慮到汽車之間的相對移動 最高相對時速可達500km/h；
4、大數據容量：傳輸數據包至少能承載1600字節的信息數據。
5G網絡將催生更豐富的車聯網應用場景 包括高速車內數據娛樂、超高清視頻和語音通話 智能座艙 移動熱點/辦公室/家庭、動態數字地圖更新 自動駕駛、遠程駕駛、遠程監控車輛編隊等。
智能網聯車上的通信模組
智能車中控、智能后視鏡 智能駕駛艙還是智能語音交互模塊 都需要強大的車載網絡通信技術做基礎支撐；T-BOX、OBD及OTA等也逐漸成為每輛汽車的標配 車載導航、車載終端對話、車車通信以及空中升級等功能的應用和配置需求近年來也正大幅增加 推動核心車載網絡數據通信模塊的市場需求持續增長。通信模組在車聯網的應用市場主要分為前裝市場和后裝市場 目前前裝市場比較大 但隨著智能車網聯生態逐漸成熟 地方法規不斷明確 對現存車輛智能化升級改造和監控的需求也在上升 比如重型柴油車發動機污染物排放的遠程監控 OBD監測和診斷數據上傳到國家或者運營平臺 OTA遠程升級等 所以通信模組的后裝市場潛力巨大。
互聯網汽車內部的通信總線與模塊
車載診斷接口OBD（On-Board Diagnostic）是外接設備與車內總線進行通信的入口 通過OBD接口 可以通過統一診斷服務UDS（Unified Diagnostic Services）向ECU發送讀寫指令；T-BOX作為車內與外界進行信息交換的網關 可以發送遠程控制指令到云端服務器 云端服務器再將車主的控制指令發送給智能網聯汽車 實現對汽車的遠程控制等功能 例如遠程開啟空調、車輛預熱等；車載綜合信息系統（In-Vehicle Infotainment IVI）可以提供實時路況、導航、信息娛樂、故障檢測和輔助駕駛等功能 為乘客帶來新的駕乘體驗。OTA（Over-The-Air）指通過云端升級技術 為具有連網功能的設備以按需、易擴展的方式獲取系統升級包 并通過OTA進行云端升級 完成系統修復和優化的功能。遠程升級有助于整車廠商快速修復安全漏洞和軟件故障 成為車聯網必備功能。ECU相當于汽車各個系統的大腦 控制著如發動機、變速箱、車燈等部件的運行 通過與車內總線相連 各ECU之間進行信息傳遞。
無論是當前快速普及應用的OTA功能、T-Box或OBD 還是當下政府和企業大力推進的宏觀車聯網應用 比如智能控制、V2X通訊、路況偵測、車載娛樂及輔助/自動駕駛等 這些都需要汽車在現有通信設施基礎上依靠大量的蜂窩通信模組來實現。
目前車聯網V2X通信技術有DSRC與LTE-V2X兩大路線：DSRC發展較早技術較成熟 缺點是路邊設施投入大 技術演進不明；LTE-V2X信道寬 同步性好。在全球范圍內 隨著各國5G部署及商用的加速 越來越多的國際主流汽車OEM們也都逐漸從傳統DSRC方案傾向LTE-V2X 尤其是中國這一全球最大的汽車市場 政府已決定強制C-ITS和相關安全服務使用LTE-V2X。國產導航芯片已掌握核心技術自主知識產權 部分產品通過車規級可靠性認證 兼容多模導航系統。高通成為車聯網通信芯片技術的龍頭。中國的紫光展銳、華為、大唐等企業通過參與LTE-V2X標準制定積極布局汽車通信芯片。
國際標準組織3GPP宣布R16標準凍結 標志5G第一個演進版本標準完成 這也是第一個5G-V2X標準（NR V2X標準） NR-V2X是從LTE-V2X到5G V2X的平滑演進。3GPP早在R14版本就引入了LTE V2X 隨后在R15對LTE V2X進行了功能增強。進入5G時代 3GPP R16版本通過5G NR更低的時延、更高的可靠性、更高的容量來提供更高級的V2X服務。強大的3GPP生態系統和連續完善的蜂窩網絡覆蓋使R16版本的NR V2X與LTE V2X互補和互通 NR-V2X可以直接利用現有蜂窩網基礎設施 從而大幅降低未來自動駕駛和車聯網部署成本 讓汽車更加智能安全。R16定義支持25個V2X高級用例 其中主要包括四大領域：
1、車輛組隊行駛 其中領頭的車輛向隊列中的其他車輛共享信息 從而允許車隊保持較小的車距行駛；
2、通過擴展的傳感器的協作通信 車輛、行人、基礎設施單元和V2X應用服務器之間可交換傳感器數據和實時視頻 從而增強UE對周圍環境的感知；
3、通過交換傳感器數據和駕駛意圖來實現自動駕駛或半自動駕駛；
4、支持遠程駕駛 可幫助處于危險環境中的車輛進行遠程駕駛。
寫在最后
總而言之 未來的汽車市場中 將成為5G芯片競爭的主要領域之一。車聯網和無人駕駛硬件產業鏈前景巨大 上游主要涉及傳感器、雷達、通信芯片、計算平臺、通信模組以及各類基礎設施智能硬件廠商；中游主要包括車輛控制、系統集成集成商、TSP廠商、智能座艙解決方案提供商；下游主要是智能汽車制造廠商、智慧公路、測試驗證以及運營與服務環節 電信運營商 內容服務提供商等。
總之 隨著消費類電子企業和半導體芯片公司向汽車電子產業的快速滲透 高端車型的智能化功能正加速向中低端車型轉化 與之而來的是汽車電子占整車成本的比例逐漸上升 汽車芯片已經成為了芯片廠商逐鹿的重要賽道。 責任編輯:pj