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挑選一部分Qorvo劃重點的知識點，結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀解讀，以此溫故知新、查漏補缺。本篇將帶您了解什么是車聯(lián)網(wǎng)，以及哪些組織機構正在推動這些技術的創(chuàng)新與發(fā)展。

? 什么是車聯(lián)網(wǎng)?

幾十年來，汽車內(nèi)置的電子設備一直在擔負著各種內(nèi)部功能的處理任務從數(shù)字速度計和里程表，到由計算機跟蹤傳感器控制的警示燈，再到數(shù)字調(diào)諧收音機。然而，直到最近，車載電腦才能夠跨越這個封閉系統(tǒng)，與外部設備進行通信。

簡而言之，組成車聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)汽車指的是那些能夠通過軟件和網(wǎng)絡連接與各種設備及用戶共享數(shù)據(jù)的車輛?；ヂ?lián)汽車可以根據(jù)其特性和能力，與智能手機、本地基礎設施制造商以及附近的其它車輛進行交互。

歷史沿革

1946年，美國首次將車載通信系統(tǒng)——電話，連接至公共交換電話網(wǎng)絡(PSTN)。早在第二次世界大戰(zhàn)期間，貝爾實驗室系統(tǒng)內(nèi)部就已開始實驗性地使用移動電話設備;其采用了西方電氣公司(WesternElectric Corporation)28型甚高頻(VHF)設備上的移動無線電。20世紀40年代，紐約推出了緊急無線電電話服務，使用AM 30-40兆周波段。當時，聯(lián)邦通信委員會(FCC)和貝爾公司設想出了兩種移動電話服務形式:高速路服務和城市服務。這兩種服務都將使用甚高頻(VHF)和調(diào)頻(FM)。

到了20世紀50年代，摩托羅拉(Motorola)和通用電氣(GeneralElectric)等制造商已經(jīng)面向公眾車輛開發(fā)了運營商撥號服務。車載電話服務在20世紀70年代變得更加流行；一種新技術應運而生，其與汽車電池相連，并使用附加到電話網(wǎng)絡上的信號。這種車載電話被集成在汽車內(nèi)部，因此無法在離開車輛時輕易攜帶。隨后，1984年的模擬蜂窩服務以及20世紀90年代的數(shù)字服務問世，個人用蜂窩電話變得經(jīng)濟實惠，也讓內(nèi)置車載電話幾乎被時代所拋棄。

由于內(nèi)置車載電話逐漸失去市場需求，技術的發(fā)展重心開始轉(zhuǎn)向為汽車構建專用通信服務。1996年，通用汽車推出OnStar，從而打造了首批量產(chǎn)型聯(lián)網(wǎng)汽車。這種遠程信息處理系統(tǒng)首次實現(xiàn)了向呼叫中心撥打電話的功能；在氣囊彈出等緊急事故情況下，呼叫中心可以聯(lián)系緊急救援人員。到2018年，歐洲推出了名為eCall的類似服務，并規(guī)定所有新車必須配備這一功能(作為遠程信息處理系統(tǒng)控制單元，即TCU的一部分)。

隨著更先進的車載計算機系統(tǒng)不斷被設計出來——且每年都有更多的創(chuàng)新和功能發(fā)布——汽車正變得越來越智能。例如，許多現(xiàn)代車輛中的高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)能夠為駕駛員提供先進的碰撞預警，甚至具備車道保持功能。電動汽車(EV)產(chǎn)品也十分復雜，其許多系統(tǒng)均由計算機控制。這些車載計算機軟件系統(tǒng)會根據(jù)需要無線更新，以保持系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài)。

隨著通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，汽車電子產(chǎn)品開發(fā)人員正探索更多途徑來提升駕駛體驗并挽救生命。例如，智能交通系統(tǒng)(ITS)提出了一種方法，讓交通信號燈能夠廣播其當前和未來狀態(tài)，這樣車輛就可以預測交通信號燈何時會變化。

自主駕駛汽車

多年來，人們一直設想著能夠建立一種能讓車輛相互通信的系統(tǒng)，即車對車(V2V)通信。那么，這種技術究竟有何妙用？車聯(lián)網(wǎng)的終極愿景是實現(xiàn)自主駕駛，即車輛能夠自主行駛在道路上。如今，自主駕駛汽車已成為現(xiàn)實，但高昂的價格讓許多人望而卻步。不過，正如我們(手中)的許多電子設備一樣；隨著它們在市場上的普及，成本也將逐漸降低。

目前，已有數(shù)百輛自主駕駛汽車在采礦等主要行業(yè)中投入使用。截至2021年，卡特彼勒公司(Caterpillar)的自主駕駛卡車在短短七年的運營中已安全運輸了超過30億噸物料。

在采礦業(yè)中的成功應用，無疑為自主駕駛汽車所面臨的各種挑戰(zhàn)帶來了一些希望。下面，讓我們來看看正在運行的自主駕駛汽車的幾個典型案例:

Alphabet公司旗下的自主駕駛技術公司W(wǎng)aymo于2021年在舊金山推出了自主駕駛出租車服務。

2023年，蘇格蘭推出了世界上首個自主駕駛公交服務。

2023年，世界上首艘自主駕駛商用客輪在瑞典斯德哥爾摩啟動運營;該渡船完全由電力驅(qū)動。

遠程信息處理

在如今的車輛中，黑匣子技術利用無線通信技術來提高安全性并改善乘客的乘車體驗。由于其融合了電信和信息技術，這種黑匣子技術被命名為”遠程信息處理(Telematics)”。

過去十年間，汽車行業(yè)經(jīng)歷了深刻的變化;其中，無線連接技術的加入是主要變革之一。如圖1-1所示，遠程信息處理單元內(nèi)部及其周邊所配備的無線技術在車輛的內(nèi)外通信中發(fā)揮了重要作用。

圖1-1:多樣化的車聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)

無論是消費者還是制造商，都看到了無線技術在車輛內(nèi)外應用所帶來的廣泛便利和安全優(yōu)勢，并從中受益。舉例來說，最新款汽車能夠利用藍牙和超寬帶(UWB)技術，通過鑰匙扣或智能手機來鎖定或解鎖車輛。

隨著消費者在車輛使用中對連接性、安全性和便利性的需求不斷增加，預計未來車輛內(nèi)部及周圍采用無線技術的應用趨勢將持續(xù)上升。

C-V2X與DSRC

蜂窩移動通信行業(yè)逐漸涉足汽車制造業(yè)，并與其建立起深厚的合作關系。雙方都深知，借助4G長期演進(LTE)、5G，以及即將到來的6G技術，蜂窩車對萬物(C-V2X)的通信模式將成為現(xiàn)實。

C-V2X這一術語具有高度的概括性，它涵蓋了所有第三代合作伙伴計劃(3GPP)下的車對萬物(V2X)技術。3GPP作為電信組織間的一項協(xié)作倡議，致力于全球標準的制定。而V2X部分則廣泛涉及車輛內(nèi)部與車輛外部任何網(wǎng)絡或設備之間的通信。

圖1-2展示了C-V2X通信的工作原理。通信將以兩種方式進行——一種是直接的，另一種是間接的。直接通信不經(jīng)由網(wǎng)絡，而間接通信則會利用網(wǎng)絡進行傳輸。

圖1-2:C-V2X通信

從基礎設施V2X的視角出發(fā)，車輛將通過兩種方式實現(xiàn)連接：C-V2X和專用短程通信(DSRC)。一些國家傾向于采用C-V2X技術，而另一些國家則決定使用DSRC技術。不論是在DSRC還是C-V2X中，每一個無線電設備都會廣播車輛的位置、速度、加速度等關鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)，同時也在監(jiān)聽其它設備的廣播消息。

以下是DSRC與C-V2X之間的一些主要差異:

DSRC采用802.11p無線標準，而C-V2X則遵循蜂窩通信標準。

DSRC(協(xié)議)與C-V2X(協(xié)議)無法互通。

DSRC的射頻(RF)范圍通常為300米，但根據(jù)需求，部分設備的覆蓋范圍可以更廣。由于C-V2X采用蜂窩通信標準，其覆蓋范圍比DSRC多出20%至30%。

在存在障礙物的情況下，C-V2X的性能優(yōu)于DSRC。

盡管DSRC與C-V2X在性能上存在差異，但兩者都已被證明適用于基本安全應用。

? 了解相關組織機構

車輛間共享信息、協(xié)同工作，以構建更安全、更環(huán)保、更愉悅的交通環(huán)境，這一設想無疑極具吸引力。ITS運用傳感、分析、控制和通信技術，通過廣泛的應用提升了交通的安全性、流動性和效率。其核心目標在于提供與各類交通方式和交通管理緊密相關的服務，使用戶能夠獲取更多信息，從而更安全、更協(xié)調(diào)、更明智地使用交通網(wǎng)絡。此外，ITS還致力于減少交通擁堵、降低交通對環(huán)境的影響，并大幅減少致命交通事故的發(fā)生。

全球各國政府都已為車輛間通信預留了ITS 5.9GHz頻譜頻段。

實現(xiàn)先進車對車(V2V)通信的一個關鍵原因在于減少因機動車碰撞導致的死亡、傷害和經(jīng)濟損失。為了降低死亡率，美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)、美國交通運輸部(DOT)、歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)和汽車工程師協(xié)會(SAE)等組織均提出了V2V通信系統(tǒng)，并為其實施制定了標準。

目前，SAE和ETSI為V2X直接通信提供標準，規(guī)定了高層協(xié)議交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯为毜讓訁f(xié)議。這些標準支持兩種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議：C-V2X和DSRC。

NHTSA發(fā)布了一份V2V通信報告：報告更新了V2V技術在各個不同應用場景下的準備情況，并列出了ETSI和SAE的初步與預期用例。早期用例主要集中在道路安全和效率方面。3GPP、5G汽車協(xié)會(5GAA)以及第五代通信汽車研究與創(chuàng)新(5GCAR)等組織機構已經(jīng)引入了針對高度自動化的全新高階用例。

在ITS 5.9頻段中，使用了不受干擾的專用頻率來進行V2V通信。在這個頻段中，C-V2X可以在不涉及蜂窩網(wǎng)絡的情況下支持短距離低延遲連接。CV2X和DSRC都使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)來確定車輛位置并同步車輛與路側(cè)基礎設施間的通信。C-V2X和DSRC可以在相同的ITS5.9GHz頻譜中共存；但根據(jù)5GAA最近發(fā)布的數(shù)據(jù)，C-V2X的可靠性顯著更高。

以下是推動智能交通系統(tǒng)(ITS)實施的主要組織機構。

全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)是一家代表全球移動網(wǎng)絡運營商權益的行業(yè)協(xié)會組織。超過750家移動運營商是GSMA的正式會員;而在更廣泛的移動生態(tài)系統(tǒng)中，其聯(lián)合成員企業(yè)超過400家。GSMA與移動運營商、汽車制造商、供應商、行業(yè)協(xié)會和監(jiān)管機構合作，通過統(tǒng)一的安全、監(jiān)管及基礎設施解決方案，推動車聯(lián)網(wǎng)市場的增長。

5G汽車協(xié)會(5GAA)成立于2016年，是一個由汽車、科技及信息通信技術(ICT)領域企業(yè)組成的全球跨行業(yè)組織，致力于為未來出行和交通服務開發(fā)端到端的解決方案。自成立以來，5GAA迅速擴展，吸納了汽車、科技和電信行業(yè)具有全球影響力的關鍵參與者。

ETSI-ITS作為車輛遠程信息處理和通信領域的標準制定機構，涵蓋了車對車(V2V)和車對基礎設施(V2I)的交互。

歐洲汽車與電信聯(lián)盟(EATA)是一個致力于共同開發(fā)并加強出行移動性的委托機構。

CAR 2 CAR通信聯(lián)盟(C2C-CC)是一個由通用汽車(GM)、現(xiàn)代(Hyundai)、大眾(Volkswagen)和沃爾沃(Volvo)等原始設備制造商(OEM)形成的聯(lián)盟合作伙伴關系，并得到一級供應商聯(lián)合會員的鼎力支持。C2C-CC專注于為所有車輛提供跨國界、跨品牌的無線通信技術應用。

汽車電子委員會(AEC)總部設在美國，是一家為汽車電子行業(yè)的零部件制定資質(zhì)標準的組織;其AEC-Q100和AEC-Q200分別針對有源和無源組件。

電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)定義了用于車載環(huán)境中無線接入(WAVE)的802.11p標準，包括車輛中的專用短程通信(DSRC)設備和路側(cè)單元(RSU)；這種標準也是廣受歡迎的802.11無線網(wǎng)絡標準的補充。

這些組織在V2X技術領域的協(xié)同合作，將共同推動全球車聯(lián)網(wǎng)的普及和最終自主駕駛汽車的實現(xiàn)。

我們將在后續(xù)的章節(jié)中討論下一代汽車技術將如何重塑輛的互聯(lián)性。請繼續(xù)關注~