竞争V2V技术出现,造成混乱

之战vehicle-to-vehicle通讯技术已经开始,随着政府退后一步,看看哪个的两个主要竞争标准和大量的相关技术最适合减少事故的发生。

V2V是一个经常讨论无线通信协议,使车辆能够相互沟通,缓解了交通拥堵,避免事故的发生,并最终提高运输安全。使用V2V,车辆交易信息,如速度、位置和方向的标题。交换这些信息在300米每秒10次,车辆可以获得360度“视图”的环境和邻近其他车辆。V2V可以提醒司机前方碰撞,莱茵离职,后方交叉流量,盲点以及湿滑的道路条件。

“虽然机载遥感有其优点和局限性,一样聪明的城市基础设施,V2V沟通完成导航所需的分层情境分析复杂的城市环境,”大卫·弗里茨说,混合动力和虚拟系统的副总裁西门子数字行业软件。“V2V补充智能城市基础设施和机载遥感的整体理解环境状态在任何时间点,使复杂的安全性和提高效率和准确决策。”

几乎没有讨论V2V的价值。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的结论是,615000年2020年机动车事故本可以避免使用V2V,使每辆车300米内使用一个传感器网络。V2V-equipped车辆能够自动使用ADAS降低速度,例如,当有意外,独立于任何事故的司机可能知识。

想象这样一种情况紧急车辆正在接近一个繁忙的城市十字路口和建筑物阻断其视图通过其他车辆接近十字路口从另一个方向。

“机载遥感不会允许其他车辆检测紧急车辆的临近,“弗里茨说。“智能城市基础设施只能控制十字路口的红绿灯和广播,紧急车辆即将来临。然而,紧急车辆能够告诉周围的车辆,“我在这里,我需要通过“V2V特性。”

汽车行业和美国运输部(USDOT),国家公路交通安全管理局的父组织,想要添加更多的车辆通信技术。他们正在寻找超越V2V vehicle-to-infrastructure (V2I) vehicle-to-pedestrian (V2P)和vehicle-to-network (V2N),俗称vehicle-to-everything (V2X)。NHTSA对V2V进行了广泛的研究。2014年,政府发布了一份详细的研究报告在这个问题上,但此后在等待时两面下注,看看这新生的技术进展。

图1:使用V2V,汽车信息交换速度、位置和方向的车辆正。来源:英飞凌

V2V市场潜力
V2V通信市场预计将增长13.3%到329亿年的2026美元,年复合增长率从199.8亿年的2022美元,根据商业研究公司。研究考虑了技术支持LTE-V2X, LTE与V2X集成调制解调器,vehicle-to-vehicle (V2V)和vehicle-to-infrastructure (V2I)通信。(有时V2I称为vehicle-to-roadside基础设施)。

oem厂商支持V2V包括奥迪、奔驰、通用汽车、丰田、大众、福特、日产和本田。技术高通和思科等公司也积极参与。他们可能会找出错误和最好的前进道路实现这项技术,还有很多工作要做。

例如,汽车行业还没有约定明确的路径的V2V部署。此外,而专用短程通信(DSRC)工作在300米的范围内,它要求大多数车辆附近DSRC-based系统相同。为了让这发生,立法需要和执行。到目前为止,还没有立法NHTSA 2016文档的发布后,一方面要让V2V技术竞争。

从2017年开始,USDOT改变其重点从立法支持试点的交通运输业,案例研究和经验教训。目前,主要有三个试点项目在纽约,怀俄明州,和坦帕市,佛罗里达州。

V2V通信协议使用DSRC频道在75 MHz频率5.9 GHz的FCC为智能交通系统(ITS)分配车辆安全性和流动性。这个协议是基于IEEE 802.11 p标准,车辆环境中无线访问(波),也称为WLAN-V2X。(WLAN的无线网络是一个很好的例子,它代表无线局域网)。

但由于引入了DSRC、V2V新技术出现了。高通公司提出了一个细胞vehicle-to-everything (C-V2X)协议有自己的芯片。最初,汽车行业和监管机构是短距离的支持,和丰田开始实现短距离。但是随着越来越多的开发人员加入C-V2X阵营,一些oem转移方向。尽管福特已经投资在这两种技术,它决定支持C-V2X。

C-V2X是什么?
虽然短距离点对点技术操作像wi - fi, C-V2X技术(3 gpp版本定义的14、15、16)依赖于蜂窝网络如LTE和5克。C-V2X使用未授权的5.9 GHz乐队。

在过去的任何点对点协议完全依赖蜂窝网络会有太多的延迟正常运转。直接vehicle-to-vehicle C-V2X协议改变了,它的功能就像短距离。间接C-V2X的好处与车辆在更广泛的范围内,只要车辆与LTE通信或5 g信号。最初,3 gpp释放14为C-V2X定义使用LTE。发布15/16 5 g的使用和添加5 g NR。这个术语“直接”是指通信功能对等的方式,车辆可以直接对话,而“间接”是指使用LTE或5 g网络通信。

到目前为止,C-V2X率先在美国和中国,在短距离或WLAN-V2X在日本和欧洲很受欢迎。因为短距离和C-V2X不是可互操作的,一些芯片制造商提供双模式解决方案支持协议。

公司大力投资C-V2X包括高通、LG电子、华为、爱立信、NTT Docomo、福特、同僚、三星、英特尔、通用汽车(General Motors),根据GreyB。有趣的是,这里大部分的球员是电子公司,只有两个是汽车制造商。公司的大多数研究专利WLAN-V2X包括LG、丰田、福特、华为、电装、通用、现代、大众、高通和本田。

此外,许多芯片和模块开发人员准备大众市场出现。一些C-V2X供应商包括阿尔卑斯高山,Autotalks /圣微电子Fibocom,村田,NXP、Quectel,无线,泰坦汽车解决方案,u-blox,纬创资通NeWeb,和中兴。

GSMA行业协会与全球和区域办事处,是C-V2X的坚定支持者。其成员包括移动网络运营商、卫星、飞机、海事、电信、和监管机构。此外,行业成员包括手机和设备制造商、软件、设备、互联网提供商。

C-V2X的另一个强有力的支持者是5克汽车协会(5棉酚)。该协会成立于2016年,全球和跨行业组织,包括奥迪、宝马、戴姆勒、爱立信、英特尔、诺基亚、华为和高通。它的目的是鼓励汽车企业的合作,技术,和电信行业(ICT),为移动和运输行业的开发端到端解决方案。

V2V / V2X芯片的例子
高通提供C-V2X ASIC兼容支持ADAS 5 g传感器在5.9 GHz的光谱,以及直接点对点模式。它支持3 gpp LTE-V2X (PC5)和满足GNSS标准(北斗,伽利略、格洛纳斯、GPS)。C-V2X ASIC将有类似的安全和隐私功能相比,基于802.11便士的DSRC协议。

与意法半导体,Autotalks提供相结合的双模芯片双核臂Cortex-A7和V2X-embedded硬件安全模块(HSM)。它支持双通道/多样性IEEE 802.11便士,C-V2X直接通信(PC5)协议。Autotalks芯片还支持释放14/15 mobility-optimized调制解调器以及IEEE 802.11 a / b / g / n / ac操作在2.4 GHz / 5 GHz。

一个巨大的挑战是提高V2V-related硬件和软件的设计过程的效率。“早在这个过程中,低保真模型的硬件架构和软件实现早期开始的地方。配置被丢弃,而其他人则增强,高保真模型需要更好的完善的关键指标,将有力地影响最终的解决方案,”弗里茨说,在这一点上低保真模型逐步取代半导体IP (SIP或RTL)。“然后,最常见,CPU子系统包含CPU,互连,中断,和内存控制器IP供应商如手臂是必要的。进一步富达时SIP取代加速器gpu和转专业。在这一点上,非常准确的功率和性能的细节最终硬件运行的生产软件可以进行了。”

部署问题
尽管V2V已经发展了20多年,这项技术还没有达到大众市场——但不是因为缺乏产品。足够的有效功能,车辆在路上半径300米内的另一个必须安装V2V之一。今天,没有足够的可行的统计数据来确定DSRC技术是如何工作的。短距离和C-V2X争夺相同的oem厂商的注意关注投资回报。这将进一步推迟V2V达到临界质量。

最大的问题是缺乏立法。除非oem要求实现V2V,一样与联邦安全带立法在1968年推出,他们将不得不自己解决事情。打开门,像高通公司,带头推动需求。

V2V,车辆将比以往任何时候都更有关。强大的计算机内逐步自主车辆需要处理来自传感器的数据,网络,V2V / V2X,和安全。如此巨量的数据隐私和网络安全问题。担心V2V将只是另一个黑客的目标正在增长。例如,加密会做吗?黑客会利用缓冲区溢出由于大量的数据之间来回车辆和网络吗?此外,有娱乐,客舱监视和ADAS管理。将用户信息、位置和其他私人数据被跟踪?所有这些将V2V和关闭阀设计考虑的一部分。

技术集成在汽车上是复杂的。V2V ADAS,关闭阀、智能传感器和无线连接都需要一起工作。例如,如果V2V ADAS减速等应用程序中使用,重要的是整体功能安全系统设计工作。未来汽车设计将更加复杂,确保安全始终是一个首要任务。事实上,ISO 26262标准要求证明汽车软件和硬件确实他们是用来做什么。

“在芯片开发,safety-compliant工具和流程需要使用也允许安全工程师获取安全意图通过利用安全统一格式(普遍服务基金),”Robert Schweiger说集团汽车解决方案营销总监节奏。“一旦RTL设计完成后,它将被合成生成门电路级网表,包括安全专项逻辑,在最后的布局。但是你怎么知道合成正确完成,它将完全相同的功能,已经写在RTL吗?这就是为什么我们提供一个逻辑等价性检查的一部分我们的数字安全实现流程,确保门电路级网表将执行相同的功能在RTL写。整个过程是非常复杂的。这就是为什么你需要找到正确合适的工具来做这项工作。”

V2X的未来
DSRC和C-V2X将继续发展。这将赢得尚未决定。两个阵营有全球oem厂商的支持和技术公司。然而,此刻似乎C-V2X行业巨头的支持,包括3 gpp, GSMA和5 g,这可能给C-V2X比DSRC占优势。但只有时间会告诉我们如果一个技术将主导产业或如果他们会共存。

在联邦一级,在美国1.2万亿美元的基础设施法案被批准。在该法案,有具体提到的短距离和C-V2X。多少资金DSRC实际上C-V2X接收可能表明哪个优先。大多数技术开发人员说,2023年和2024年将是今年将部署V2V oem厂商。5棉酚相信2023年将是关键的一年V2X部署。但这仍是早期的技术. .

“V2V将继续演变成V2X,”Frank Schirrmeister说,解决方案和业务发展副总裁Arteris IP。“Beta项目位于安阿伯市的密歇根,展示未来的车辆和交通信号灯将能够相互通信来减少交通堵塞。例如,当交通灯意义上更多的汽车来自一个方向,他们将保持绿色的长,让更多的车辆通过。更重要的是,当一个紧急车辆像救护车需要通过多个交通灯,它将能够提前发出警报信号,这样交通信号灯住环保旅馆允许紧急车辆优先。”