近日，美國高通公司高級技術標準總監、未來移動通訊論壇車聯網工作組主席李儼博士進行了《通往5G之路:移動車聯網 (C-V2X)技術解析》的分享，本文為其演講原文
李儼:高通是CDMA移動通信技術的創始人。在2012年前后全球開始做4G、中國4G還不是特別清晰的時候，高通決定在中國推動移動技術，讓LTE終端在中國能實現最早的落地，其中有一個很重要的領域，就是汽車。尤其是整個移動通信在汽車領域的結合作用開始逐漸的顯現。到2014年、2015年前后，高通推動了汽車上面的通信技術，主要是從安全角度考慮，如緊急呼救等，來解決主動式安全。
從通訊的角度去看，我們要思考的是如何將通訊跟汽車結合，幫助汽車做到更加安全和智能。我認為，我們應該通過相互的協作、溝通把跨行業的工作做起來。
今天重點談的就是C-V2X，連接的能力。整個產業如今正在往連接性，智能性，電氣化，共享性這幾個方向發展。通過網聯技術的發展，人工智能的發展，新的電氣化的發展，把整個汽車產業向外擴展，希望讓交通變得更加環保和安全。
國家角度來講，也希望利用汽車行業大的變革，實現彎道超車，盡快趕上國際更高水平。事實上，我們國家網聯和智能化的戰略也十分清晰，這也為車企帶來了新的機會。
智能網聯汽車六個字，是三個維度。汽車是在電氣化維度發展，人工智能也在自己的維度發展，通信也在自己的維度發展。現在大家用的手機都是4G，再過兩年5G就要來了。2G、3G、4G都是以人為中心，2G是打電話，3G是在打電話的基礎上把數據帶到了智能手機上，4G是針對數據優化的網絡。
而5G更加關注的是行業，針對物聯網的應用做了很多擴展。以后人為中心是一部分，物為中心是另外一部分，針對這樣的需求5G做了很多擴展，除了增強型移動寬帶外上網速度更快，這部分實際上主要是針對以人為中心的應用的進一步發展。
今天我們上網可能是很快了，在4G上能夠達到一個GB的下載速度，但是這個峰值速率并不是普遍的。到5G的時候，幾乎在任何時候大家都能看到幾百兆，甚至是一個GB的連接體驗。
物聯網的應用，還會繼續向前演進。不僅把所有的路燈都連上，把每個井蓋都連上，我們要讓所有開車的人都知道某一個地方有沒有井蓋，讓每一個對經濟社會能產生影響的節點都有通信能力。
另外一點要談下關鍵型技術，一些低時延，高可靠的技術要求應怎么優化?需要我們通訊能力非常可靠。如果僅僅基于通訊能力，汽車是一個可以殺人的工具，它一定要有絕對的安全和可靠性，要做到無論把它放在每一個值里都要可靠。這對通訊能力要求極高。
今天我們打電話掉線是不可避免的，大家都經歷過，但是如果將來在車上通訊斷了，是有可能出人命的。當我們把通訊能力放到車上的時候，安全性要做大量的優化。
另一個維度，智能性，今天討論更多的就是車載智能計算。從整個人工智能決策體系來看，感知、決策、執行，這是一個完整的人工智能閉環。智能計算只是解決了控制，決策這個環節。決策是一定要來自于數據的，前期大量的數據要通過采集納入到汽車里面。
今天的汽車里面除了要裝各種各樣的傳感器，聲光電，激光雷達，攝像頭，毫米波，通過這些設備來采集很多數據。這些數據核心的目的是要形成動態地圖，交給智能駕駛計算形成你的軌跡規劃。
但是如果這些數據不完整，只有一個強化的大腦是沒有用的，所以一定要強調感知的能力。
今天大家看的自動駕駛汽車都頂著一個大腦袋，站得高，看得遠。但是站得再高，也會遇到問題的。如果旁邊來了一個大卡車，很可能你什么東西都看不到。移動的感知能力需要擴展到視距以外，當被汽車擋住的物體快速向我過來的時候，我才可以通過二次雷達感知到。
實際上所有自動駕駛的核心是3D動態地圖，高精度的動態地圖。所有最后的決策，最終的感知是把所有的信息都放到高精度地圖上。這個不僅僅包括傳統靜態的路，交通燈也要規劃出來，當然也包括信號燈的變化。然后就是以我為中心的時候，周邊都有哪些車輛，他們每個都是屬于什么狀態，這些都得弄到動態地圖里面，才能做軌跡推演，決定要變道，還是剎車。
現在地圖已經很準了，問題是，你能不能精確的知道你在地圖里面的什么位置?所以定位也是汽車里面非常非常重要的感知手段，要推演到我到底是哪一個軌道上。可能有其他的傳感器進來，或者我要根據攝像頭來看道路，才能定位我到底在哪條道上。整個定位要做很多的推演，GPS定位等各方面的融合實現精準定位。這也是傳統移動通訊公司所擅長的行業。
回來說V2X，我們相當于在車上裝了電子的喇叭，我把我的情況說出來，我告訴別人我在哪里，這樣就保證了不僅每一個人都知道我在地圖上的哪里，我也知道別人在地圖上什么位置。
接下來，我們要做的是不僅要告訴別人我在哪，還要告訴別人我去哪里，這是很重要的。如果說前方一公里你就要出去，你到了距離出口一公里的時候，鄰行車道的車輛不一定會讓你。車與車之間一定要協作，當我要出去的時候，我要告訴相鄰的車我必須要出去，這是協助式的意圖感知，只有這樣將來的智能交通系統才能成立。
一輛車的能力做得再強，你只能一時半會上路開。但是大家都在路面上的時候，就需要用共同的路徑規劃了。這個時候就需要在系統級別上進行相互的意圖傳遞，未來要真的做到智能交通的話就需要協作式的路徑規劃。
很多人談到智能網聯汽車的時候，說最終的目標是要把方向盤卸掉，車里沒有司機。但是做人工智能的時候，所有的人工智能都會提到的，一定是決策的時候人要在里面，不能讓機器完成所有的事情。如果說能讓機器把事情全做了，這基本上是騙你的。如果汽車在環境里面出問題了，駕駛員都沒有了，誰來參與決策?
比如說前方立交橋的路況處理不了，打個電話給救援中心，如果發生事故把車撞了，或是前面有一灘水不知道能夠通過，因為車里有大量的傳感器，我們可以把當前立體的VR形式把數據傳回給呼叫中心，呼叫中心會幫你把車開出來，開到機器可以接管的地方，這既完成了自動駕駛這件事，也可以把司機給從駕駛位中拿出來了。
說到V2X很多都是談人工智能，但是并不是要到了一定高度人工智能的時候，通信才有作用，實際上今天很多企業處于做人工智能的初級階段，ADAS的時候已經做了很多傳感器。很多車企曾考慮在這個時候就把這個作為解決感知問題的一個方式。解決了感知層面后，依舊把大量的信息提供給人，因為人在駕駛艙里面，人要更復雜。當然在某些具體環節可以取代人的能力。
剛才也提到了，感知層面是可以幫助我們做事的，很多車企今天就要把V2X放到車里面去，幫助駕駛員實現一些感知拓展。如果了解整個V2V發展的話，大家聽到過幾個概念，第一，Dsrc。這個概念什么時候提的?說起來有點遠，是1999年提出來的。那時候WiFi都沒有。那個時候美國人就想著，要給基礎設施進行改變。每一個道釘都裝上這個東西之后，道釘跟車之間就能夠互動，告訴車輛應該往哪個方向走，這一點將來就可以做人工智能，可以避免很多危險。
這一觀點提出來之后，確實得到了政府的支持，在1999年就分了75兆頻率，叫做Dsrc的應用，這個頻率一直留到現在還在用。當時在做的時候，想得很好。那時候還沒有3G，最好的技術就是WiFi了。就拿WiFi來改，WiFi最開始做的時候是針對于大家都在辦公室內外，不動的，在不動的技術上改，再怎么優化也不好，但是他們一直在努力。
不僅技術不好，命也不好。1999年誕生的它，在2000年就趕上互聯網泡沫，美國說有錢的時候把它裝到道釘上去，2000年以后就不提了，為什么呢?沒錢。后來又開始在做，2010年做完以后，奧巴馬希望用移動通信技術推動互聯網重新動議，美國交通署把件事翻出來，重新成立項目，叫做Mcity，M就是密西根。它做了一個封閉環境和公開環境，封閉環境就是很小，幾十畝地的一個區域，做了很多工況的環境，也做了很多網聯的技術。
密西根大學是東西校區的，兩個校區之間有車輛，他們裝了2860輛車，裝上去之后就跑了兩年，收集了幾十萬小時的數據。然后就說很多交通事故是可以避免的，甚至有84%的交通事故如果有提前的預警是可以避免的。從2015年開始，奧巴馬每兩個月就會寫一篇推薦V2X的技術、車聯網的文章，把它炒熱。他希望通過車和車之間的強制安裝，把交通事故下降到1/7。
但這有一個劣勢，WiFi如果信號不好，大家誰也上不了網。這時候把WiFi放到車上的話，信號不好的時候誰也搶不到資源，發不出聲音的。而且這畢竟是一個靜止不動的版本，雖然做了很多優化，但是裝到車上以100公里每小時的速度跑的時候，還是不靈動。雖然高通做了很多大量算法的優化，但是可靠性還不是特別好。
另外，這個技術太老了，所以性能也不怎么好，工作距離比較短，這也造成給它的一些應用有局限。做移動通訊的優化是高通的強化，今天可以在高鐵上打電話，是在LTE的情況下改，生成新的技術，這方面中國是很有創新精神的。一直到今年6月份我們完成了標準。
C是蜂窩的意思，我們專門做移動通信的，所以管自己叫做蜂窩通信。V，是LTEV。這個是標準之前用的名字，現在是V2X。在去年年底做得差不多的時候，5G出來了，我們要有一個前瞻性。所以大家就在想，在商業推廣上，我們就把這個叫做C-V2X。
我們可以把5G納入到整個體系里面去。R14的對標就是11p，11p能做的事情它都能做，除此之外還有很多其他的特性，要做得更可靠，通信距離更遠，甚至做到上到云端的能力，所以V2X有更廣的安全拓展的特性。再往后走，我們在R15和R16開始做。
11p跟它對標的時候，傳的信息很少，就是在哪，位置、方向，速度這些信息。但是，未來我們需要更高帶寬支持自動駕駛。今天很多人都在說很炫的例子，前面一輛大卡車在開，后面幾輛車在走，他們編組行進。這個時候在R15往上做一些優化。
另外他們還有另外一些思路，說往自動駕駛車里面裝傳感器，激光雷達裝十幾個，攝像頭裝12個，激光雷達到現在為止還是很貴的，這個車怎么商用呢?科學家說社會上總會有一些有錢人，可以給他把所有的傳感器都裝上，他會很精確的把周圍情況都感知到。站的高，看清楚周圍所有的車輛后廣播出來，其他的車就不需要開雷達，只要聽就好了。
將來有了這種模式之后，有錢的人可以去聽，去看，然后把看到的東西說出來，其他人就只要簡單裝一些攝像頭，簡單看一些基本的情況就可以了。然后一融合，一對比就可以形成可靠的數據供駕駛使用，通過這種方式可以大幅度降低人工駕駛進入市場的成本。
所以需要“有錢人”把看到的東西播出來，快速、實時的播出來，整個未來的R15、R16是針對這些功能來做的。安全，防碰撞還是R14為主。這絕不是說5G的東西出來之后會把它替代掉，這個跟做移動通信不一樣。這個是一個長期演進存在的過程。
未來要在增加技術的同時提供額外的功能。就像我們今天車里裝了攝像頭之后，還要裝雷達，二者是補充關系，而不是替代關系。不是說5G快來了，就要等5G，現在就不研究了。此時此刻，車企就可以通過做V2X解決基礎安全性應用。
在未來一到一年半里面業界爭論核心的點就是，我們一定要想辦法把別人跟你說的內容映射出來。我有一個基站，車和車之間的通信是怎么用的?要廣播出來，讓所有人去聽。這個是一個經過網絡繞轉的，所有在沒有網絡覆蓋的時候，V2V是不通的。
這個問題就是時延比較大，一上一下，這個時延能不能解決安全性的應用，因為防碰撞的時候，要提前三四秒的預警，如果通信占到兩秒，可用性就大大打折扣了。V2X，就是手機跟網絡的接口，有了這個接口是很好的事，因為將來有了它可以上云端實時下載地圖的信息。如果解決動態分幾層，地圖基本不動，或者一個月內不動的信息，通過U口下載是沒有問題的。但是你要非常動態的話，車和車級別的動態，通過它不一定可靠，這是業界綜合最大的焦點。
這里面的核心是替代基站，而且沿著馬路蓋基站，車企覺得不能為了做自動駕駛和感知給運營商付更多的錢，而且也付不起。任何人都是說我說別人聽就好了，車也可以說，信號燈也可以說，行人也可以說，用同樣的語言去說。
信號燈說還有15秒鐘，別急著過來，慢點開。前車馬上要緊急剎車，我的預警距離還夠不夠?雖然前面還沒有看到剎車燈亮起來，但是我要提前預警。這個也有兩種派系，PC5里面就一個叫做模式3和模式4，模式4是車和車自己選擇設備和資源，我想說的時候聽一下哪個資源空的就挑出來。
模式3的話，設備商出來說你們不能隨便找資源，不能隨便說話，我要告訴你們資源在哪。基站告訴每輛車你在什么時候，什么地方說什么話，這樣的好處是移動運營商和基站廠商能夠全程控制這件事。但是車企就不干了，如果在這種情況下車撞上了，設備上肯不肯承擔責任，這個問題就值得商榷了。
最后，做終端出身的高通和車企達成了共識，我們希望走模式4，這是三種模式。一去，一跟，一定要問清楚是誰，在一段時間內，業界還不夠統一，各有各的優勢。兩個產業要討論，要找到一個中間路線，到底往哪走，這是當前業界爭論非常大的一點。我們高通認為應該直接走向模式4，同時我們會增加入口，解決一些遠距離，云端，非實時溝通的模式。
模式4，自主資源選擇。我是選擇干擾最少的資源來使用，我不承諾不對別人有干擾，但是我保證把干擾做到最小，這樣的好處是什么?總能找到資源把我的話說出來，每個人都說肯定彼此有干擾。但是我只要想辦法，找到離我最近的人，用需要的音量把話說出來就好了。
而集中調度未必能找到這樣的資源，你把誰扔了，可能對方都不干。另外，定時同步，頻段，全球性的頻段，但是兩邊一邊留了20，一邊留了30，進可攻，退可守。中國是5905和5925，有了這個頻率之后，今年大家可以看到很多現場測試的情況。
最終給用戶看到的不是通信怎么樣，用戶是說這些錢放在這可靠不可靠，能不能自動剎車。應用層的應用，車企已經開始開發了，所以我們要保證這些有的基礎不要被放棄掉，所以我們做標準的時候一刀切開。有人問到底11p老在哪?到底C-V2X改進在哪?
第一點，傳輸時間，我們大家知道，如果我要讓別人知道一件事情的話，這是能量的傳遞。為了傳遞一個消息，就需要這么多能量，你要少了大家就聽不到。學過物理的人都知道，能量是什么?不僅涉及到法規的問題，還有傳多遠呢?這就變成時間的問題了。所以11p犯了一個很大的問題，就是把所有10兆帶寬都拿來傳，但是傳不完。
我們看到這個問題，第一點要拓展距離，我們把時間加大，兩毫秒的傳輸。雖然看起來比11p大了很多，但是好處是可靠性增加了幾倍。我們要提供6倍能量，幾百微秒和2毫秒對車企的應用不是那么敏感。真正傳輸時延不是說你傳了多長時間，而是等待的時間最長。不要把時間優化在傳輸時間上，我要時間花在資源調度上。
11p用的是OFDM傳輸方式，信道編碼很重要，11p用的是卷積碼，但是也很差。到了LTE的時候，用的是turbo碼，當你把這個加在一起的時候，11p會比C-V2X差12個TB，距離是2倍。當你有些具體工況場景需要安全距離很長的時候，那就不可靠。11p最開始測試的時候，最開始就想測這個場景，這個場景距離要求特別高，而這個彎道提示也是這樣，彎道的時候11p看到的功率距離就比較短。
這是一個彎道，里面有一個故障車，你進彎道之前看不到這個車，它停在路上，你要想預警，就需要一個廣播。如果你開得越快，你的剎車時間就越長，你需要獲得通知的提前量就會越遠。
現在是11p的工作距離只有60公里。當你70公里的速度進來的時候還可以提前獲得預警，當我接到預警就剎車還不會撞，但是你更高速度進來，我保證你能撞上，因為你肯定停不下來，高速公路這種情況，開到70公里以上很多。所以這個就不可靠。
這是一個借道超車的提示，經常出事。這個距離決定是啥?大車走的是快還是慢，如果走得很慢，很容易超過他，安全距離很小。但是如果這個車超過70公里，很快，你要想超他，超車距離更長。11p這個車速只能大概40公里或者50公里，但是這個用了V2X可以到70公里以上。
這個事看起來不是特別遙遠，高通今年推出的芯片，就是支持C-V2X的CP5，模式4的功能。這個芯片會在明年四季度量產，交給車企使用。為了支持這件事，高通也推出了一個參考設計，包括9150還有安全模塊等，在我們國家說得少，在歐美說得比較多一點。
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