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車載通信的頻譜和協(xié)議：獨立還是共享？

2018-09-03 10:12:59 來源： 電子技術(shù)設(shè)計 作者：Brian Dipert 熱度:
Metcalfe定律最初出現(xiàn)在1980年，不是按用戶數(shù)，而是按“兼容的通信設(shè)備”（例如傳真機和電話等）來算。只是在后來互聯(lián)網(wǎng)全球化的時候，這個定律才延伸到用戶和網(wǎng)絡(luò)，因為它的初衷是描述以太網(wǎng)的購買和連接數(shù)。該定律也與經(jīng)濟和商業(yè)管理密切相關(guān)，尤其是對于那些希望相互合并的競爭公司。
 
我認為，汽車也有資格作為“兼容的通信設(shè)備”，因此對于將它們互聯(lián)起來的無線網(wǎng)絡(luò)，也能起到增強幫助。想象一下，假如車輛可以告訴其周圍的其他車輛，它們因剛剛發(fā)生的事故（它們自己或其附近的車輛）而受到耽誤，并且可以告知其他車輛應(yīng)相應(yīng)地繞過堵塞路線，這樣會帶來多么大的好處。又或者，對于完全自動駕駛的車輛，能夠完全消除掉交通信號燈，將有利于車輛間通信，從而能夠讓來自各個方向的所有車輛安全、平穩(wěn)地通過交叉路口。我相信你可以想象出很多其他的應(yīng)用場景。
 
不可否認，這些功能至少在某種程度上，可以通過安裝在交叉路口的攝像頭（很可能哪里都有安裝了）來實現(xiàn)。但我認為，當源數(shù)據(jù)來自受影響的車輛本身時，數(shù)據(jù)會更準確，而且可以更快地被感知和傳播。當然，數(shù)據(jù)不會僅發(fā)送給其他車輛，正如維基百科條目“Vehicle-to-everything (V2X)”中所描述的：
 
車聯(lián)網(wǎng)（V2X）通信是指將信息從車輛傳遞到可能影響該車的任何實體，反之亦然。它是一種車載通信系統(tǒng)，包含一些更具體的通信類型，比如V2I（車對基礎(chǔ)設(shè)施）、V2V（車對車）、V2P（車對行人）、V2D（車對設(shè)備）和V2G（車對電網(wǎng)）等等通信。V2X的主要動因是安全和節(jié)能。V2X普及的主要障礙是法律問題，以及除非幾乎所有車輛都采用它，否則其效力有限。
 
就個人而言，我會在主要障礙列表中添加“隱私”這一項，因為V2X傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能包含這些信息，比如你在哪里，去過哪里（以及何時），以及你駕駛有多快等。然而，我對今天基于GPS和OBD-II的遠程信息處理設(shè)備的普及感到困惑不解，例如Progressive的Snapshot和其他保險提供商的同類產(chǎn)品。很遺憾，也許我低估了消費者為了得到保險折扣及其他益處而犧牲隱私的意愿。
 
除了隱私之外，如果你相信我所言，無線聯(lián)網(wǎng)汽車以及更廣泛的互聯(lián)網(wǎng)具有價值，那么下一個明顯的問題就是如何實現(xiàn)這樣的網(wǎng)絡(luò)：應(yīng)該采用什么樣的協(xié)議，它應(yīng)該占用多大的譜帶？直到最近，這些問題的答案似乎才得以解決。早在90年代末，美國FCC（聯(lián)邦通信委員會）就在5.9GHz ISM（工業(yè)、科學和醫(yī)療）頻段為ITS（智能交通系統(tǒng)）應(yīng)用分配了75MHz的頻譜。
 
這種方法——特別是美國的專用短距離通信（DSRC）（而在歐洲，正在研究在5.9GHz頻段內(nèi)分配30MHz頻譜的類似方式）——已經(jīng)跟用于軍事、衛(wèi)星和業(yè)余無線電業(yè)務(wù)的頻譜相互重疊，再加上早已人所共知的5.8GHz Wi-Fi，整個就是一團亂麻。這種方法在概念上類似于點對點（ad hoc）Wi-Fi，不需要集中的類路由基礎(chǔ)設(shè)施，而且車輛和其他節(jié)點（車輛、路邊的發(fā)射器和接收器等）之間的連接建立（隨后拆除），都是根據(jù)就近和功能需求而即時進行的。
 
然而，正如大部分EDN讀者已經(jīng)清楚知道的那樣，近年來蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)越來越受到關(guān)注。除了主要用于智能手機、連接蜂窩網(wǎng)絡(luò)的平板電腦和其他移動設(shè)備外，這類網(wǎng)絡(luò)還為所謂的“固定寬帶”計劃......以及包括車輛（在這里我指的是車輛本身，而不是那些坐在車里使用智能手機的乘客）在內(nèi)的其他移動平臺提供服務(wù)。4G LTE和即將推出的5G網(wǎng)絡(luò)的定制版本，被設(shè)計為可以針對各種應(yīng)用而支持帶寬、延遲、范圍、房屋穿透、成本、功耗等特性的特定組合。出于ITS的目的，它們被稱為C-V2X（蜂窩車聯(lián)網(wǎng)）計劃。
 
 
圖：C-V2X計劃。來源：Qualcomm
 
誰將贏得這場技術(shù)拉鋸戰(zhàn)？目前尚不得而知，而且“誰都不會贏”也是一種可能結(jié)果（雖然“共贏”也有可能，但恕我直言，從成本、復(fù)雜性和其他問題的角度來看，這是不大可能的）。DSRC可以說具有先發(fā)優(yōu)勢，其初期部署已經(jīng)開始，一些汽車制造商以及他們的芯片、子系統(tǒng)、軟件和服務(wù)合作伙伴也已經(jīng)進行了大量投資。這些投資是對奧巴馬政府時期有關(guān)DSRC部署任務(wù)的反應(yīng)，以確保及時提供大量支持性設(shè)備。然而，最近，特朗普政府已經(jīng)為這一發(fā)展勢頭潑了冷水。C-V2X支持者Qualcomm（毫不奇怪）及其主要合作伙伴（原DSRC倡導(dǎo)者）福特公司，計劃今年夏天在科羅拉多州丹佛市進行C-V2X“上路”的初步測試。
 
事實上，至少有一位市場分析師最近聲稱，自動駕駛汽車的智能化程度越來越高，這使任何類型的ITS變得多余。
 
雖然我個人沒有那樣偏激，但我同意Lux Research的Mark Bünger的觀點，即隨著單獨的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（在這種特殊情況下指的是車輛）變得更加智能，它們需要交換的數(shù)據(jù)量（即帶寬）可能會減少，而且主動提供數(shù)據(jù)及響應(yīng)來自其他節(jié)點的請求所需的快速性（即延遲）也沒有那么高要求了。此外，也不能忽視采用已經(jīng)廣泛使用的技術(shù)（即蜂窩數(shù)據(jù)服務(wù)）相對于專有替代方案來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)在理論上的優(yōu)勢。

責任編輯：董佳豪