5G无线是未来十年移动通信的全球标准，它正在进军一个令人兴奋的新领域：汽车和通信行业之间的合作。自动驾驶应用程序包含独特的连接性要求，在这里，5G以无处不在的覆盖范围、毫秒延迟和以厘米为单位的地理定位服务的组合而脱颖而出。

5G网络技术与专用短程通信（DSRC）技术一起，正成为“联网汽车计划”的一个关键组成部分，该计划促进汽车、自行车和行人之间的协作行为。根据Gartner的研究，到2020年，将有2.5亿辆联网车辆上路。

但5G在汽车世界的背景下有什么特别之处呢？首先也是最重要的是，它降低了延迟，提高了数据传输速度和蜂窝覆盖的可靠性，这些特性在即将到来的联网汽车和自动驾驶汽车中是必不可少的。

5G作为一种连接工具在汽车世界的旅程体现在蜂窝车辆到万物（C-V2X）的形式，即在车辆、自行车、行人和基础设施之间运行的实时无线安全通信系统。随后，C-V2X的低延迟和高带宽开始对高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶车辆起到补充作用。

5G网络正成为通过C-V2X连接机制推进自动汽车使用案例。（图片：高通公司）

让我们从C-V2X通信开始，为连接的汽车运动奠定基础。最终，它将为智能城市应用的自动驾驶汽车和智能交通铺平道路。

C-V2X的出现

C-V2X技术基于3GPP Release 14规范，用于与其他车辆、路边用户（如行人、骑自行车的人和骑摩托车的人）以及包括交通标志、施工区等在内的路边基础设施进行直接通信。

高速蜂窝通信平台绕过了通过SIM卡或蜂窝网络订阅进行蜂窝网络连接的需要。它在全球统一的5.9GHz智能交通系统（ITS）频段运行，用于车辆对车辆（V2V）、车辆到基础设施（V2I）和车辆到行人（V2P）通信。

需要注意的是，C-V2X有两种传输模式：直接通信和基于网络的通信。基于PC5的直接通信处理位置、速度和本地危险，而在移动运营商许可频谱中运行的公共蜂窝网络为路边安全提供补充服务。

以高通公司9150芯片组为例，该芯片组设计用于基于PC5的直接通信，该芯片组运行用于V2X通信的ITS堆栈，以及一个硬件安全模块（HSM），通过运行在1.5GHz的A7应用处理器提高网络安全性。

Danlaw的AutoLink车载单元（OBU）和RouteLink路边单元（RSU）基于高通公司用于C-V2X通信的9150芯片组。

9150芯片组还集成了全球导航卫星系统（GNSS）功能，方便了GPS时间以及高精度定位服务的位置和速度信息。高通公司的航位推算软件在最具挑战性的环境中为其提供精确的定位和时间信息。

9150芯片组的设计胜利证明了C-V2X技术正在获得发展势头。例如，射频芯片制造商Qorvo专门设计了QPF1002Q前端模块（FEM），以配合高通公司的9150芯片组。在此，必须指出的是，智能车载系统在联网汽车和自动驾驶设计中要求与其他车辆、基础设施甚至手机的射频通信具有更高的精确度。

Qorvo的射频模块包括一个HBT功率放大器（PA）、PHEMT低噪声放大器（LNA）和PHEMT开关。此外，射频前端和C-V2X芯片组的组合已经在试验中，参与者包括奥迪、福特、日产和PSA等汽车制造商。

同样，Quectel Wireless Solutions在其AG15模块中集成了9150芯片组，目标是用于道路安全和自动驾驶的远程信息处理和V2X应用。它能够在车辆和周围环境之间实现低延迟和高密度的数据交换。道路使用者之间的信息共享，反过来又避免了交通拥堵和防止碰撞。

该模块配备了一个多星座接收机，覆盖全球导航卫星系统、全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗、伽利略和QZSS卫星。它集成了基于卫星的增强系统（SBAS）和高通公司的3D航位推算技术，以提高定位精度和速度。

V2X增强了自动驾驶功能

C-V2X通信的发展与5G如何服务于自主汽车项目有着内在的联系。高通公司的9150芯片组就是一个很好的例子：它为ADA、传感器、摄像头、雷达和激光雷达提供有关车辆周围环境的额外输入。

例如，高通公司于2017年推出的C-V2X芯片组提供了非视距（NLOS）传感能力，支持高速移动和高车辆密度部署，从而为安全自主驾驶铺平了道路。

换句话说，C-V2X技术提供车辆周围环境信息和识别物体的能力是汽车制造商寻求安全意识的自动驾驶解决方案的关键因素。

以激光雷达扫描仪为例，它的工作半径只有几十米。在这里，无处不在的蜂窝覆盖比像DSRC连接这样的短程通信机制更有可能为LiDAR服务。

高通公司与美国电话电报公司（AT&T）、福特汽车公司（Ford）和诺基亚公司（Nokia）联手开展基于C-V2X技术的自主汽车试验。（资料图：福特）

Savari为高通公司的9150 C-V2X芯片组优化了V2X软件包，最近在华盛顿特区的奥迪和福特汽车上演示了有障碍或无能见度情况下的自动驾驶。该试验涉及行人和易受伤害的道路使用者，并向其他车辆发出紧急电子刹车灯警报激活并与交通信号控制器通信。

5G新无线（NR）标准提供了一个统一的连接结构，以扩展到新的行业。而ADAS传感器技术，以及自主车辆，将成为5G高吞吐量的主要受益者，即基于摄像头和传感器数据构建动态地图，然后将其分发到街道交叉口。

低延迟和超可靠的5G通信链路对于提高自主驾驶高级路径规划所需的可预测性水平也至关重要。例如，高吞吐量传感器数据的感知共享有助于创建真实世界模型，从而实现路径规划意图和轨迹共享，从而实现更快、更安全的机动。

智能城市中的5G

事实上，C-V2X拥有一条清晰且向前兼容的5G NR演进道路，这一事实也最终导致了汽车和运输行业之间雄心勃勃的交叉。在智能城市寻求协调驾驶和实时本地更新的过程中，C-V2X在无需网络辅助的情况下为直接通信提供更大范围和可靠性的能力至关重要。

2019年初在拉斯维加斯进行的C-V2X试验就是一个很好的例子。9150 C-V2X芯片组供应商高通公司与内华达州南部地区运输委员会拉斯维加斯市和RSU供应商Commsignia携手演示C-V2X使用案例。

Commsignia的RSU被放置在全市近100个十字路口，以及配备了该公司C-V2X售后OBU的车辆，以在公共场合演示联网汽车。

智能城市试验正在进行中，5G重塑联网汽车、自动驾驶和智能交通计划的能力也在进行中，并增强了范围和可靠性。激动人心的时刻就在前方。