4G C-V2X 車聯網 5G 5G NR MWC 5GAA DSRC

車聯網進入熱身賽 4G C-V2X商用後年開跑

2019-04-09
2021年將會是4G C-V2X商用元年。C-V2X標準與技術陸續到位,2018年即有豐田(Toyota)、福特(Ford)與通用汽車(GM)陸續宣布聯網汽車量產時程,甚至於2019年MWC展會上,吉利亦宣布將於2021年量產V2X車款,正式為車聯網發展擘畫新時代藍圖。

採用共同語言且有良好的連結方可達到最佳的通訊效果,這對人類來說是如此,對汽車而言亦是如此。為實現未來互聯化與自動駕駛的願景,車與車之間除了必須能夠輕易地相互連結,同時也需要與周遭環境互聯。這樣的數據交換即所謂的車聯網通訊,雖至今全球尚無通用標準,但主要通訊以蜂巢式網路為基礎的C-V2X,以及Wi-Fi架構基礎的車用短程通訊技術(DSRC)兩大類型為主流。

以C-V2X發展來看,資策會MIC資深產業分析師兼產業創新研究組組長鄭兆倫(圖1)表示,2021年4G C-V2X將正式進入商用元年,此現象可從整體車聯網產業的供給端和需求端分析。從供給端來看,包含晶片、模組與設備皆有相關商用方案,晶片商如高通(Qualcomm)、華為、聯發科與英特爾(Intel)已各發表4G C-V2X商用產品;其中,高通甚至於MWC展會中,宣布將提供4G C-V2X SoC方案,內建處理器、通訊等晶片,提供整合度更高的車聯網方案。

圖1 資策會MIC資深產業分析師兼產業創新研究組組長鄭兆倫表示,4G C-V2X的標準、技術與商用產品已準備就緒,有望於2021進入商轉里程碑。

目標2021年商轉 C-V2X供應鏈蓄勢待發

車聯網的發展,可說是電信業者面對行動網路(或通話)市場逼近飽和階段的下一個出海口,如何增加車聯網用戶數量來獲得更大的營收,建立良好的商業模式則非常關鍵。過去汽車產業將車聯網應用聚焦於車用娛樂應用(如觀看影片、上網),諸多功能透過手機分享即能實現,其效果不彰。若以加強行車安全功能為出發點,則車聯網的重要性就更能突顯出來,而這須進行聯網、開通eSIM功能,得面對基礎建設、收費機制制定等問題,背後成本與商業模式建立還須一段時間的醞釀,但不可否認,車聯網的潛在商機備受電信業者與車廠關注。

從標準組織角度出發,鄭兆倫認為,C-V2X標準於3GPP R14~16版本已經非常成熟;其次、綜觀業界生態圈組織,5G汽車協會(5GAA)可說是車聯網C-V2X發展的重要組織,而在5GAA中,已可看到許多通訊產業的廠商加入其中,包含電信商、設備商,整體生態圈已相當成熟了,故於2021年進入C-V2X商用元年勢在可期。

針對車聯網需求端的發展態勢,鄭兆倫分析,這部分發展應會較為緩慢,初期應聚焦於停車位指引、事故支援(e-call)、事故通知周邊車輛、周邊路況通報等應用逐一累加上去,讓消費者有時間習慣車聯網Nice to Have的功能,接受汽車價格與功能同步提升的好處,而後加強C-V2X的功能,如幫助駕駛者控制車距。

除了改變消費者使用習慣,提升車聯網需求發展外,另外一方面則面臨「總體經濟」影響,意味著即便技術成熟、消費者想買,但卻因為GDP成長率不夠,使得消費變得保守,如2018大陸汽車市場下滑,即可看出端倪。

以標準與產業發展狀況來看,5G C-V2X標準預計將於2019年年底或2020年初正式底定,過程中4G投資若未回收,勢必將延後5G C-V2X商用時間;其次,聯網技術受限於頻譜資源供應問題,預計主要發展車聯網國家於2020年左右,才逐步確立車聯網專用頻段;最後,C-V2X技術的投入,不光只限於汽車本身,就連周邊通訊設備、基地台與電信網路皆需同步更新,不啻為一項鉅額投資。基於此,2021年可說是4G C-V2X商轉合理轉折點,先以4G C-V2X試水溫,於2021年也應可看到市售汽車搭載V2X功能出現。

標準/供應鏈布局全面啟動 5G C-V2X發展如箭在弦

如同上述所言,5G C-V2X標準最晚2020年初確立,既有投資4G C-V2X的晶片商將順勢投入5G C-V2X技術,其中又以高通、華為最為積極。鄭兆倫談到,相較於上一代C-V2X技術,5G C-V2X能提供更快的傳輸速率與更低的延遲,故能滿足更多4G C-V2X無法實現的應用情境,包含即時交通資訊分享、車隊管理與遠端車輛控制等三大應用。

1. 即時交通資訊分享:意味著分享不同聯網汽車的感測器資訊,例如前輛汽車雷達與後輛汽車雷達可以分享。

2. 車隊管理:例如單一路段以10輛車為一組,進行車隊管理,簡化交通運輸的複雜性,如在高速公路上10輛車同時加(減)速控制,提升交通運輸道路容量。

3. 遠端車輛控制:在特殊應用環境或駕駛者身體狀況不佳的狀況下,進行遠端操控汽車。

整體看來,5G C-V2X提供強大的資訊流管道,甚至擴充汽車本身的感知。若未來5G時代,感測器資料可以分享,即能降低汽車本身感測器成本,加速自駕車量產的腳步。

恩智浦大中華區汽車電子事業部總監劉芳表示,當5G商用化之後,和DSRC技術應該是互為補充的,5G結合DSRC這種混合式的V2X系統能夠產生綜效。因為DSRC是已經被實踐證明並已廣泛應用於歐美汽車的V2X技術,其主要優勢包含安全、低延遲、高移動性以及免費的特性,是L4/L5自動駕駛必備的技術。而5G C-V2X(3.4~3.8GHz)擁有大頻寬,可接入雲端,提供增值服務,複用車載資通訊模組等特點。NXP認為5G與DSRC兩者結合使用的V2X系統可以使商業和社會的利益最大化。

「對手」變「隊友」 DSRC/C-V2X晶片組登場

也基於此,DSRC與C-V2X標準從過去既生瑜何生亮的競爭關係,逐漸成為串聯車間通訊標準的最強戰友。從標準技術層面來看,工研院資通所車載資通訊與控制系統組組長蔣村杰表示,C-V2X與DSRC標準制定上,應用層部分是可以共通使用,這也意味著晶片商能在單一晶片上實現DSRC與C-V2X隨意切換的功能。

全球DSRC晶片唯一進入量產水準的廠商為Autotalks,該公司日前攜手CEVA發布最新DSRC晶片,僅需更改韌體即可支援C-V2X技術,為單一晶片滿足C-V2X與DSRC功能的最佳案例。

隨著多家全球OEM大廠宣布計畫為其新車型配備V2X通訊,此一技術也正逐步邁向被大眾市場採用的階段。近年來,V2X分為DSRC和C-V2X兩種不同的技術,兩者採用不同的架構,因此難以協調單一的全球通用解決方案。Autotalks充分利用其晶片組中CEVA-XC DSP的軟體定義功能,為其預備大規模量產的第二代晶片組新增C-V2X支援,加上原有的DSRC支援,滿足了業界對可適用全球的解決方案的需求,同時具備最高的安全等級。

新的晶片組將V2X與蜂巢網路進出裝置(NAD)隔離開來,從而提供遠端資訊處理控制單元(TCU)部署的域分離(Domain Separation)和安全性、可擴展性和潛在的成本最佳化。V2X與車載資訊娛樂系統的隔離可確保V2X系統的安全相關用途不會受到影響。

CEVA副總裁兼無線業務部門總經理Michael Boukaya表示,Autotalks為全球首家推出符合汽車標準的AEC-Q100 2級晶片組產品中,可同時支援C-V2X和DSRC的公司。此使用案例說明了在通訊SoC中使用可編程向量DSP(比如CEVA-XC)所帶來的效益,讓新的功能和標準可在現有晶片的軟體中實施。

C-V2X商用倒數 商業模式建立是關鍵 

從2019年MWC展會上來看,目前車廠為力拼2021年車聯網能正式上路,採取雙頻的通訊設備為主流,不僅可打破各國採取不同協定的藩籬,更可相容於多種類型通訊設備。但從競爭優勢部分來看,技術上DSRC與C-V2X可說是伯仲之間,但長期而言,C-V2X背後有著全球頂尖的通訊商與電信商撐腰,後續成長力道則較為強勁。

鄭兆倫分析,C-V2X商用最大挑戰在於成本結構問題。誰來負責C-V2X基礎建設、費用機制等問題,此結構必須從汽車、電信、服務等整體生態營收進行精密計算,從中分析出消費者、車廠、電信商、政府的收費(付費)機制,其商業模式的建構為迎接2021年商轉最需克服的問題。

整體來看,C-V2X技術上已可看到商業里程碑,但如何推出可行的商用方案,其商用模式建立還有待發展。

首圖來源:Veoneer

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