圖 1： 無人駕駛車輛彼此的通信以及與路邊基礎設施的通信是未來幾年推廣該項技術的一項關鍵元素。（來源： 美國交通部）

 

 

標(biao)準(zhun)化(hua)也(ye)是(shi)實(shi)現(xian)無(wu)線(xian)收(shou)發(fa)器(qi)量(liang)產(chan)以(yi)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)關(guan)鍵(jian)問(wen)題(ti)之(zhi)一(yi)，同(tong)時(shi)確(que)保(bao)車(che)輛(liang)在(zai)全(quan)球(qiu)眾(zhong)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)市(shi)場(chang)都(dou)能(neng)安(an)全(quan)運(yun)作(zuo)。這(zhe)也(ye)為(wei)兩(liang)套(tao)技(ji)術(shu)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)問(wen)題(ti)。 

 

盡(jin)管(guan)不(bu)同(tong)的(de)方(fang)法(fa)看(kan)似(si)存(cun)在(zai)競(jing)爭(zheng)，但(dan)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)取(qu)決(jue)於(yu)使(shi)用(yong)案(an)例(li)和(he)特(te)定(ding)類(lei)型(xing)的(de)自(zi)主(zhu)駕(jia)駛(shi)車(che)輛(liang)所(suo)需(xu)的(de)交(jiao)互(hu)水(shui)平(ping)。例(li)如(ru)，出(chu)租(zu)車(che)會(hui)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)到(dao)客(ke)戶(hu)手(shou)機(ji)，相(xiang)比(bi)之(zhi)下(xia)
，自(zi)主(zhu)駕(jia)駛(shi)卡(ka)車(che)可(ke)能(neng)隻(zhi)需(xu)要(yao)一(yi)組(zu)更(geng)有(you)限(xian)的(de)互(hu)動(dong)。

 

802.11p 是一種更為完善的技術，它是在 5.9 GHz ISM 公共頻帶運行的 2.4 GHz Wi-Fi 技術的演化型。此頻譜在美國和歐洲已被分配用於數字短程通信 (DSRC) 鏈lian路lu
，該gai鏈lian路lu可ke將jiang來lai自zi交jiao通tong燈deng和he交jiao通tong管guan理li跨kua線xian橋qiao等deng路lu邊bian設she備bei的de數shu據ju提ti供gong給gei車che輛liang，以yi及ji在zai車che輛liang之zhi間jian提ti供gong一yi些xie信xin息xi。例li如ru，通tong過guo該gai技ji術shu
，可ke以yi讓rang道dao路lu中zhong的de車che輛liang預yu知zhi前qian方fang存cun在zai問wen題ti，以yi放fang慢man速su度du避bi免mian事shi故gu。該gai基ji礎chu設she施shi的de安an裝zhuang相xiang對dui簡jian單dan，並bing且qie不bu依yi賴lai特te定ding的de運yun營ying商shang，也ye不bu會hui帶dai來lai基ji站zhan成cheng本ben。

 

信息分為兩個類別，緊急信息和一般信息。安全信息（例如發送和接收“緊急電子刹車燈”的功能）是由車輛以廣播模式每 0.1 秒發送一次的信息，從而以低於 50 ms 的延遲提醒緊急刹車事件。一般信息（例如“交通燈 - 最佳速度建議”）則通過使用定期廣播建議合適的速度
，來改善交通流量。

 

它(ta)們(men)必(bi)須(xu)在(zai)高(gao)動(dong)態(tai)環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)發(fa)射(she)器(qi)和(he)接(jie)收(shou)器(qi)之(zhi)間(jian)以(yi)相(xiang)對(dui)較(jiao)高(gao)的(de)速(su)度(du)運(yun)作(zuo)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)在(zai)安(an)全(quan)相(xiang)關(guan)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)支(zhi)持(chi)極(ji)低(di)的(de)延(yan)遲(chi)。它(ta)們(men)還(hai)需(xu)要(yao)耐(nai)受(shou)因(yin)交(jiao)通(tong)堵(du)塞(sai)導(dao)致(zhi)多(duo)輛(liang)車(che)輛(liang)定(ding)期(qi)傳(chuan)送(song)的(de)多(duo)條(tiao)信(xin)息(xi)。

 

另一條注意事項是，V2X 信息實質上是局部信息，這意味著它們與附近的接收器關聯度最高。例如


，“撞車前感應警告信息”對於周邊車輛極其重要，但對遠距離的車輛而言則不相幹。

 

圖 2： DSRC 上傳送的信息類型。

 

最新一代的 5G 蜂窩技術由 3GPP 標準組設計
，並且也考慮了上述部分功能。它能使用的頻帶數量多於 3G 和 4G，並且突出了低延遲特性
，因此可以快速將信息發送到車輛。這是任何智能車輛係統的關鍵要求。

 

該基礎設施的安裝成本更高，可支持數以百萬計的無人駕駛車輛，但允許車輛直接與乘客和行人的手機通信
，是一種關鍵的 V2P 技術。廣播 V2V 協同感知信息 (CAM) 或基本安全信息 (BSM) 的單個車輛以 2.5 KB/s 的峰值速度，每月生成約 0.5 GB 的數據量。此結果基於每條信息 256 字節，每秒 5 條信息，並且每天駕駛四小時的假設條件。在接收器端
，假設相關區域內有 30 輛汽車，則基礎設施每月必須處理約 16 GB 的數據量。

 

一些芯片設計師正在設法同時支持兩種 V2X 直接通信技術。二者的運轉都無需網絡基礎設施
，而是使用 5.9 GHz 頻譜。通過投資由標準開發組織（例如汽車工程師協會 (SAE)

、歐洲電信標準協會 – 智能交通係統 (ETSI-ITS)
、電氣與電子工程師協會 (IEEE) 和國際標準化組織 (ISO)）開發的更高層，物理層 (PHY) 和介質訪問層 (MAC) 均可從同一汽車投資中獲益。

 

DSRC 設備是自 2007 年建議該標準以來開發的第三代產品。Wi-Fi 聯盟的 DSRC 任務組負責 DSRC 認證
，Honda 等公司則設法讓 DSRC 係統能夠通過直接 Wi-Fi 連接建立到消費者智能手機的鏈路。

 

兩種技術都需要新一代的天線來處理來自 Taoglas 等供應商的 5.9 GHz 鏈路。

 

圖 3： 連接行人與無人駕駛車輛是未來無線係統的一大關鍵挑戰。

 

 

領先的汽車製造商、芯片製造商和手機運營商已建立 5G 汽車協會，負責開發
、測試和推廣用於無人駕駛汽車的 5G 係統，並且開始著手建立汽車專用標準以及加快商業開發。

 

此蜂窩-V2X (C-V2X) 在 3GPP 版本 14 中定義為 LTE V2X。一項額外的元素是遠程車輛到網絡 (V2N) 連接規範，利用這類連接可以在端到端解決方案中包含和打包雲服務。這可以通過現有的 4G 蜂窩甚至 3G 數據模塊（例如 Sierra Wireless 提供的解決方案）來實現
，但 5GAA 著眼於如何將其與 5G 係統集成，以適應未來應用。

 

圖 4： 用於無人駕駛車輛的 5G 蜂窩技術的優勢。（來源： 5GAA）

 

歐盟預期將於 2018 年推出 5G 服務，並於 2020 年前進行大規模商用推廣。這可能會影響最新的無人駕駛汽車計劃，該計劃將於 2018 年和 2019 年啟動上路
，屆時沒有可用的基礎設施。將於 2019 年世界無線電通信大會 (WRC-19) 協定的可用於 5G 的頻帶也可能發生變化
，屆時可能包括 5.9 GHz 頻帶，也可能包括高於 6 GHz 的頻帶。這些 5G 係統在整個歐洲的試用中已經嶄露頭角。

 

在瑞典斯德哥爾摩和愛沙尼亞塔林進行的真實戶外 5G 試驗采用了 15 GHz 頻帶中的 800 MHz 頻譜。試驗期間實現了每用戶 15 GB/s 的峰值速度和低於 3 毫秒的延遲。這是當前的 4G 技術可實現的最高速度的 40 倍，並且製造商計劃於 2018 年推出商用 5G 服務。與此同時，在法國的測試設備也展示了以超過 10 GB/s 的峰值速度進行的無線通信。

 

一些試驗還展示了 5G 連接在無人駕駛汽車上的其他應用。在日本，5G 網絡連接使用 10 GB/s 的數據速率將汽車周圍的高清攝像頭的高分辨率圖像傳回到遠程中心。這樣一來
，遠程操作者便可監視車輛並協助乘客。

 

圖 5： 5G 技術在無人駕駛汽車中的應用。（來源： 5GAA）

 

 

汽車係統開發人員的爭論點是 802.11p 當前已經麵市。在最近六年裏
，ETSI 組織了四次“插接測試”活(huo)動(dong)，這(zhe)讓(rang)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)確(que)信(xin)各(ge)種(zhong)車(che)輛(liang)都(dou)能(neng)連(lian)接(jie)到(dao)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)。而(er)且(qie)
，隨(sui)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)無(wu)人(ren)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)的(de)推(tui)出(chu)，車(che)輛(liang)和(he)路(lu)邊(bian)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)收(shou)發(fa)器(qi)數(shu)量(liang)還(hai)會(hui)增(zeng)加(jia)，從(cong)而(er)拉(la)低(di)成(cheng)本(ben)。

 

本文來源於Digi-Key。