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從C-V2X到5G
為明日的無人車舖路

【作者: Maged Zaki】   2016年08月18日 星期四

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根據世界衛生組織公布的數據,道路交通事故是15至29歲青年人的首要死亡原因,全球每年有超過120萬人因車禍而喪生。V2X技術從最早的802.11p一路演進到蜂巢式網路V2X(C-V2X),不僅能協助提升道路交通的安全與效率,還能減少空氣汙染並帶來更好的駕車體驗。


V2X將是打造未來安全車聯網的基礎,它不只讓車輛間能夠相互溝通,還能與行人、道路基礎建設及雲端互通訊息。麻省理工學院《技術評論》雜誌更將V2X列入2015年度十大突破科技金榜,該刊評論:車輛間的通訊科技所產生的影響力更勝大家常聽到的先進自動駕駛技術。



圖1 : V2X的主要精神便在於汽車在行駛上,能更為安全,減少事故發生機率。(Source:blog.nxp.com)
圖1 : V2X的主要精神便在於汽車在行駛上,能更為安全,減少事故發生機率。(Source:blog.nxp.com)

從V2X到C-V2X

V2X是建構完全自動運輸科技的關鍵技術。隨著偵測雷達技術出現許多進展,加上光達(雷射光偵測與測距)與攝影紀錄系統的推波助瀾,讓無人車的實現又更近一步,但有一點要留意,那就是這些偵測器都有無法穿透障礙物的限制,而V2X能補強這些偵測器的不足,帶來360度全方位不受障礙物限制的偵測能力,讓車輛能預見前方更遠處的路況,包括交叉路口以及天候不佳時的行車狀況。


如此先進的V2X技術早已開始被應用於生活中,以Wi-Fi為基礎的802.11p平台更能協助達到V2X所要求的低延遲特性。為改進未來美國輕量化車款的道路安全性,美國國家公路交通安全局準備在今年針對專用短程通訊(DSRC)制定規範。


除此之外,未來還須持續發展相關技術以因應各種不斷增加的無人車安全要求以及駕車環境,5G的出現將是促成這波革新的關鍵角色,而邁向5G將以3GPP 所發表的14項規格中C-V2X部分作為起點,預估將在今年底之前完成。


C-V2X的全新定義

C-V2X將定義兩種新的傳輸模式,兩者並行運用將能支援更多的汽車使用情境:


第一種傳輸模式能促成車輛之間、車對人,以及車與道路基礎建設進行直接通訊。我們正以LTE裝置對裝置直接通訊為基礎,再融入多項革新技術加以改進,不論車輛是高速行駛中、交通尖峰時段,甚至處於行動網路訊號涵蓋範圍之外,還是能相互即時通訊。


第二種傳輸模式是利用現有LTE網路超高的訊號覆蓋率,即使遠在前方數英里發生事故也能立即收到警訊,還能導引駕駛前往開放停車空間,以及其他諸多功能。為了支援這種模式,我們正針對車輛通訊著手優化LTE廣播技術。


為了加快技術演進,高通積極推動讓C-V2X能在3GPP網路運作,運用我們在LTE Direct與LTE Broadcast的領導優勢,帶領業界研發各種C-V2X技術。


車輛碰撞或是驚險閃過會造成兩種截然不同的結果,其中的時間差距僅數毫秒。C-V2X的通訊距離大約為DSRC的兩倍,故能提供攸關生死的反應時間讓駕駛人避開事故。除了安全之外,C-V2X還支援諸多使用情境-從更好的情境偵測到改進交通管理,還有各種連網雲端服務。


5G所帶來的,不僅是有高速的傳輸速度,像是極低延遲亦是一大賣點,考量車輛行駛的即時性與穩定性,甚至是未來的無人車,5G都將扮演關鍵角色。

另外,C-V2X還將提供一個整合連網平台,打造更安全的「未來無人車」。以C-V2X為基礎,未來的5G將為車聯網帶來更多可能性,5G極致的處理量、低延遲與高可靠性將讓汽車能分享大量的即時資料,達到高水準的完全自動化駕駛,舉例來說:


共同預防碰撞機制:對無人車而言,一部車單獨進行閃避撞擊,可能對其他車輛造成危險。協同式的碰撞規避讓所有涉及車輛同步調整自身的駕駛行為,以協作的方式一起閃避撞擊。



圖2 : 行人安全本就是車聯網所訴求的重點之一,到了5G時代,這項課題,或許有機會被充分解決。(Source:www.repairerdrivennews.com)
圖2 : 行人安全本就是車聯網所訴求的重點之一,到了5G時代,這項課題,或許有機會被充分解決。(Source:www.repairerdrivennews.com)

縮短車輛安全間距:在自動駕駛環境中,由於車輛能相互通訊,因此在公路上能縮短前後車距並保持同速行駛。高密度的車陣能讓行車間距縮短至僅僅一公尺,不只造就更高的交通效率,還能節省燃油與提升道路安全。


透視前車:在小車緊跟大車(例如卡車)後方的行車狀況中,小車無法「看到」大車前方正要穿越馬路的行人。在這類情況下,卡車的攝影機在偵測到狀況時,能立即和後方的車輛分享行人的影像,並發送警訊給後車駕駛人,同時在擋風玻璃上以虛擬實境的影像顯示出行人正要穿越馬路的畫面。


除了率領業界發展C-V2X並協助定義邁向5G的途徑,我們還針對未來的車聯網提供更高階的裝置內建智能與整合機制。我們在認知技術的諸多創新,包括持續感測、電腦視覺、機器學習等領域,將協助實現我們對更安全、更自主化車輛的發展願景。


(本文作者為美國高通公司技術行銷總監,負責行動運算內容創作與傳播,以產業動態的策略分析為基礎。)


*刊頭圖片來源(Source:newrepublic.com)


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