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2022-06-10 09:41:40
聯網汽車將驅動5G的推出
2022-06-10 09:41:40 來源: 恩智浦半導體）
作者：貿澤電子 Mark Patrick
雖然 5 級（L5）完全自動駕駛汽車成為商業現實可能還需要幾年時間，但您購買的下一輛汽車很可能會支持互聯網連接。根據市場研究和商業咨詢服務公司 P&S Intelligence 的數據，到 2025 年，全球聯網汽車市場將從 2019 年的 724.992 億美元增長到 1984.597 億美元，復合年增長率為 24.1%。這一增長反映了消費者對改善駕駛體驗的需求也在不斷增加，也反應出電子產品的尺寸和成本不斷降低。
聯網汽車被定義為能夠通過網絡連接到其他服務和設備的汽車，這些設備包括筆記本電腦和手機、其他聯網汽車技術、家庭、辦公室或交通信號燈或應急中心等基礎設施。當今的汽車擁有大量的電子設備，并具備強大計算能力，而且充滿了傳感器（圖 1），以至于它們非常類似于移動物聯網 (IoT) 設備，這種能力可用于管理三大領域：遠程信息處理（車輛位置、駕駛員行為、發動機診斷和車輛活動）、用以處理周圍環境的基于蜂窩網絡車輛到萬物 (C-V2X) 通信，以及信息娛樂系統（車輛乘員用戶體驗，UX）。
圖 1：當今的汽車包含多個電子子系統。（資料來源：恩智浦半導體）
聯網汽車的重要用例
憑借所有這種車載計算能力，聯網汽車每天可以生成多達 4TB 的數據，而 C-V2X 通信技術的發展則可以利用這些數據來實現多個用例（參見圖 2）。例如，從發動機管理系統收集的數據可以發送到遠程服務中心，以促進預防性維護。汽車收集到的有關當地交通狀況和天氣信息可以輸入公共安全（Public Safety）數據庫，駕駛員行為和車輛里程可以支持基于使用情況的保險計劃。
我們目前道路上越來越多的混合動力電動汽車已經在利用日益復雜的能源管理系統來確定最佳動力來源：電動機或內燃機，當然這也依賴于諸如行程概況和駕駛員風格等信息。蜂窩網絡功率和覆蓋范圍的改進使這些車載系統能夠利用基于云的邊緣處理技術和人工智能 (AI) 來做出更明智的決策，提高車輛續航里程，減少排放，并最大限度地延長電池壽命和性能。
圖 2：C-V2X 通信技術支持多個用例。（資料來源：恩智浦半導體）
C-V2X 標準管理聯網汽車的安全性
全球標準組織 3GPP 認識到不斷提高的聯網汽車通信重要性和安全關鍵性，因而有責任開發支持聯網汽車的C-V2X 技術。隨著蜂窩網絡技術的發展，3GPP 一直在增加 C-V2X 的功能（參見圖 3）。 3GPP 第 16 版中定義的功能已經為自動駕駛汽車的高級駕駛應用鋪平了道路，并且能夠利用已有的高吞吐量、超可靠、低延遲5G 網絡。
圖 3：3GPP V2X 標準的演進。（來源：5GAA，c-V2X部署時間表 – 更新）
距離自動駕駛汽車的廣泛應用可能還有一段路要走，但谷歌的 Waymo、寶馬的 Vision iNext 和特斯拉等車型的高調試驗正在成為當下的頭條新聞，并且也已經建立了行業預期和強勁勢頭。目前已經有許多高端車輛配備了自動駕駛技術的一些子集功能，而這些車輛的駕駛員則依賴于 C-V2X 技術。
盡管 4G/LTE 網絡的速度足以支持上述許多用例，但聯網汽車共享的數據量不斷增長，對可用帶寬提出了越來越大的挑戰。此外，隨著能源管理等車載系統變得更加復雜，對網絡延遲性能的期望也會逐步提高。
結論
聯網汽車的時代仍在不斷發展，因此 5G 連接的潛在優勢尚未達到群聚效應(Critical mass)狀態。但隨著全自動駕駛汽車成為現實越來越近，網絡速度和云端邊緣處理能力將需要達到類似人類反射水平的延遲，可靠和安全運行要求聯網汽車能夠實時響應周圍事件。盡管 5G 最初的重點是放在主要城市和大都市部署上，但 C-V2X 基礎設施、車輛遠程信息處理和信息娛樂都將依賴于可靠的通信基礎設施。目前的無線網絡正在快速成為自動駕駛汽車未來發展的障礙，因此業界一直在大聲疾呼，沒有 5G 就沒有自動駕駛汽車！
考慮到光纖級別的吞吐量和延遲要求，聯網汽車是5G設計用例類型的經典展示，汽車行業無疑將成為 5G 推出的關鍵驅動力。
如需了解更多關于5G的信息，請訪問貿澤電子的“Empowering Innovation Together（一起推動創新）”網站： https://www.mouser.com/empowering-innovation/5G
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