5G为车联网提速

　　编者按：

　　6月6日，工业和信息化部向四家运营商发放了5G商用牌照，中国成为全球最早发放5G牌照的国家之一。车联网、自动驾驶，将是未来5G最重要的商用场景，本版编发公众号全球风口的一篇文章，从中可以看出5G将如何变革传统汽车市场。

　　□全球风口

　　假期间人流量大的景点停车困难，找个车位可能要浪费很长时间，离开缴费还排长队，是不是就很头疼，破坏了心情？

　　但是如果景点应用了智慧停车系统，你可能只需要几分钟就能确定停车位，搞定停车取车全过程，支付停车费，剩下就可以尽情地和家人朋友们愉快地玩耍了。

　　智慧停车系统除了我们常见的停车场自助缴费机和手机移动支付、二维码支付，通过输入车牌号码，快速定位停车位信息和电子地图显示等，物联网技术的应用更好地将停车需求信息和停车场库信息匹配起来，解决停车难题。

　　比如停车场利用RFID（射频识别）无需人工干预自动识别车牌，NB-IoT（窄带物联网 Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）和LoRa（低功耗无线通信技术）技术利用窄带通信功耗低、覆盖广、密度高优势，使停车设备直接联网，将地磁、地锁、充电桩、道闸等设备的信息实时传输到网络平台。传感器可以准确地锁定车辆的停留、离开时间，并传输到管理系统后台，轻松获得空余车位数量信息，并引导车主快速定位空闲车位。

　　听起来是不是很棒。

　　现在已经可以这样便利了，如果车与车之间都可以直接对话，那么车辆的管理就没什么问题了。

　　5G是第五代移动蜂窝技术和解决方案。它预示着移动领域的重大变革，尽管它不仅仅是为物联网“建造”的，但它还是被业界认为是物联网增长的主要推动力。在移动物联网方面，5G最大的应用市场就是车联网（V2X，Vehicle to Everything） 。

　　车联网可以通过感知车辆周边状况进行及时预警，减少交通事故发生，提高运输效率。已经成为当前世界各国的一个研究热点。根据美国交通部提供的数据，车联网技术可帮助预防80%各类交通事故的发生。

　　车联网，即V2X（Vehicle to Everything）是指车与外界一切交互的技术，可以理解为车与外界一切连成网。V2X有广义和狭义之分，广义V2X是指一切与汽车相连的网络统称，狭义V2X则是一种低时延、高可靠的超视距通信技术，狭义V2X的技术特点是：超视距的传感器，是通过无线电波传播方式来实现感知的技术。

　　V2V即车辆与车辆相连（Vehicle to Vehicle）

　　V2V是一种不受限于固定式基站的通信技术，为移动中的车辆提供直接的端到端的无线通信。通过V2V通信技术，车辆终端彼此可以直接交换无线信息，无需通过基站转发。

　　V2I即车辆与基础设施相连接（Vehicle To Infrastructure）

　　这里的“I”包含了交通信号灯、公交站、电线杆、大楼、立交桥、隧道、路障等交通设施设备。V2I通信在不影响车载传感器的情况下实现基础设施与车辆之间相互通信功能。

　　V2N即车辆与互联网相连接（Vehicle to Network）

　　车辆与移动互联网、交通网等相连，实现车辆与现有互联网相连，使车辆能够获得互联网的服务能力。

　　V2P即车辆与行人相连（Vehicle to Pedestrian）

　　车辆可以与行驶范围内的行人交互，获得行人的行为动态，从而行驶更加安全，同时，行人也能获得车辆的信息，为行人的安全提供保障。

　　车联网通过这四个维度的无线通信，获得实时路况、道路和行人等一系列交通信息，实现信息交换。再结合一些环境感知、智能决策等功能，可以提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率等。

　　车联网的应用前景非常广阔，V2X价值链中的主要参与者包括：汽车制造商、软件供应商、平台提供商和移动运营商。其中，运营商在价值链中极具潜力，可以探索各种商业模式，例如开发平台、广告和大数据业务等。

　　但是，因为5G还未到来，目前的带宽还支持不了车联网之间的即时连接，因此，运营商的应用开没办法铺开。但是，各国和一些大企业已经早早开始布局基础通讯协定，制定行业标准。

　　例如，美国交通部已经在2012年完成的IEEE 802.11p（又称WAVE，Wireless Access in the Vehicular Environment），是一个主要用在车上的通讯协定，符合智能运输系统的相关应用。应用的层面包括高速的车辆之间以及车辆与5.9千兆赫（5.85-5.925千兆赫）波段的路边基础设施之间的资料数据交换。如碰撞警告，限速警报以及电子停车和收费支付等。

　　IEEE 802.11p的标准包括短距离（不到1km）、低延迟（约2毫秒）和高可靠性。根据美国交通部的说法，它可以在车辆高速条件下运行，并且能够在极端恶劣的天气条件下提供清晰的视野。

　　目前市场上，除了IEEE 802.11p通讯协定，还有一种是蜂窝车联网通信（C-V2X），C-V2X可以支持低延迟直接通信，运行于面向安全应用的智能交通系统（ITS）5.9GHz统一频谱，具有清晰的5G演进路径，有望在2020年实现商用部署。

　　目前高通的第一款C-V2X芯片组9150已经发布，与IEEE 802.11p相比，C-V2X在V2X市场的部署方面落后几年。现在802.11p更受欢迎。大众汽车已经在802.11p方面进行大量投入，未来的V2X可能会综合802.11p和C-V2X两种技术的优点。

　　虽然这些标准已经制定好了，但是最基础、最重要的是，5G还未到来。这就像是你已经拿到了驾照，却还没买到心仪的车。

　　5G到来以后传统汽车市场将彻底变革，道路安全和路径规划将是汽车领域革新的主要方面。5G超低时延的优势将提升车联网数据采集的及时性，保障车与人、车与车、车与路实时信息互通。

　　5G可以解决数据传输速度和容量问题。智能运输系统协同避碰要求在10毫秒内规划车辆行驶轨迹，特别是在城市环境中。每辆车的最大数据传输速率要达到1.3 Mbps，在紧急情况下，如避障时，以10毫秒的速度传输。如果需要共享传感器，其速度要求可达3毫秒，可靠性要达到99%以上，才能在更高效的同时确保不会发生交通事故。

　　因此，车联网是最需要5G支持的垂直领域之一。因为它需要低延迟、高可靠性和潜在的高吞吐量网络，换句话说，5G V2X处于5G开发的中心位置。

　　5G-V2X方面，设备商已经和大车企开始合作,共同推动车联网的发展。

　　其中，车联网的关键技术包括编队行驶，远程控制、传感器数据传输等。

　　在汽车实现完全自动驾驶之前，5G将支持车辆的远程编队行驶，比如在物流领域，运送货物的卡车在高速公路上行驶时，自动编队将比人类的驾驶员更加安全，车辆之间可以靠得更近，节省燃油，提高运输的效率。现在的网络只能支持2到3辆车之间的即时通讯，3辆以上的编队就需要5G的支持，使信息往返时延需要小于10毫秒，系统接收和执行指令的速度达到人感知的速度。

　　2017年，中国移动、上汽和华为共同展示了搭载华为5G解决方案的上汽概念车IGS，在小于10毫秒的超低时延支持下，车辆的转向，加速和制动等功能都可以运行。

　　虽然上面的场景看起来很遥远，一方面，在物理层面，例如MIMO（多入多出的无线通信系统）的进一步增强、快速可靠的编码方案和通道建模等还不成熟，在网络功能虚拟化，实现跨网络资源服务等方面，还有很多工作要做。

　　另一方面，大部分技术如高精度地图，实时交通信息，车内传感器如雷达，摄像头，超声波等已经在使用或者在不久的将来就会成为现实。