在智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,5G技術(shù)的應(yīng)用一直被認為是實現(xiàn)高級別自動駕駛的關(guān)鍵。5G網(wǎng)絡(luò)的核心優(yōu)勢在于其低延遲、高可靠性和增強的連接密度,這些特性使其能夠滿足下一代互聯(lián)、自動駕駛和新移動服務(wù)應(yīng)用的需求。智能網(wǎng)聯(lián)汽車正是5G與垂直行業(yè)深度融合的典型應(yīng)用領(lǐng)域之一,5G網(wǎng)絡(luò)顯著提升了該領(lǐng)域在信息采集、傳播、處理和利用方面的能力。
隨著5G基站的快速建設(shè)和C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything,蜂窩車聯(lián)網(wǎng))標準的逐步形成,智能網(wǎng)聯(lián)的入口處再度聚集一群時代的“弄潮兒”。比如,時刻不甘居于人后的馬斯克。
01、開發(fā)私有5G,特斯拉第N次掀起科技狂潮
近日,特斯拉IT制造解決方案工程首席工程師Pat Ruelke在領(lǐng)英上分享了一則招聘動態(tài),內(nèi)容顯示,特斯拉正在積極開發(fā)“私有5G”基礎(chǔ)設(shè)施,旨在為旗下的電動汽車及Optimus人形機器人提供更為強大和穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。
特斯拉對5G方面的關(guān)注,預示著其下一代汽車能力的演進。畢竟是智能電動汽車領(lǐng)域的大拿,消息一出,科技圈又雙叒叕……炸了!馬斯克果然很喜歡“搞事情”。
Pat Ruelke稱:“我們正在尋找一位有能力將汽車和Optimus的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接提升到一個新水平的工程師。我們的目標是打造特斯拉產(chǎn)品和私有5G基礎(chǔ)設(shè)施之間的無縫私有5G服務(wù),確保將低延遲和數(shù)據(jù)速率推向極限?!?/p>
根據(jù)特斯拉的招聘描述:
特斯拉正在尋找一位充滿激情的蜂窩系統(tǒng)集成工程師,加入全球IT制造解決方案工程團隊,為包括Model S、Model X、Model 3、Model Y、Cybertruck等在內(nèi)的所有特斯拉車輛,以及Optimus人形機器人,在特斯拉廠區(qū)內(nèi)提供一流的聯(lián)網(wǎng)體驗。
這個職位的工作包括——理解內(nèi)部客戶需求、制定并執(zhí)行測試流程、無縫及可靠地實施ESIM,并將其整合進特斯拉的私有5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中。特斯拉方面還強調(diào):“獨立工作和創(chuàng)造性地解決挑戰(zhàn)性問題的能力至關(guān)重要。這個職位需要在動態(tài)、快節(jié)奏的環(huán)境中工作,時間緊迫?!?/p>
上述的描述中,有一點被明確提到的是——特斯拉在自家廠區(qū)內(nèi)的“私有5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”。也就是說,特斯拉很有可能是計劃在其制造工廠部署私有網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)與其車輛、Optimus機器人,以及其他產(chǎn)品的持續(xù)聯(lián)網(wǎng)。
那么,為什么要布置私有5G呢?公共的蜂窩網(wǎng)絡(luò)不行嗎?
這就要從私有5G的優(yōu)勢上掰扯掰扯了,仔細盤了盤,跟公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)對比,私有5G的好處還真不少(要不怎么說人家馬斯克“鬼精鬼精”的呢!每天的腦子轉(zhuǎn)得飛快)。
1、優(yōu)化的性能:可以針對特定的應(yīng)用場景進行性能優(yōu)化,通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)提供更低的延遲和更高的可靠性。尤其對于車聯(lián)網(wǎng)而言,最根本的挑戰(zhàn)就是實現(xiàn)近程數(shù)據(jù)實時交互的低時延高可靠通信——要求毫秒級時延、90%以上可靠性;
2、安全性更高:可實施更嚴格的安全措施,因為它只為特定的用戶群體服務(wù),可以更好地控制訪問權(quán)限和數(shù)據(jù)保護;
3、避免網(wǎng)絡(luò)擁堵:由于私有5G網(wǎng)絡(luò)是為特定用戶群體服務(wù)的,因此可以避免公共網(wǎng)絡(luò)中的擁堵問題,確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量;
4、成本效益:隨著時間的推移,私有5G建設(shè)的成本可能會降低,建設(shè)者可以考慮擴大其5G覆蓋范圍,提高成本效益。
要說汽車網(wǎng)絡(luò)連接的先行者,特斯拉絕對榜上有名。早前便一馬當先在汽車中引入3G連接,4G到來時又成功把汽車聯(lián)網(wǎng)升級到4G LTE。眼下的5G如火如荼,特斯拉再次站在科技前沿,部署汽車網(wǎng)絡(luò)的5G方案,為智能駕駛、遠程控制等功能提供了更先進的通信支持。
私有5G的建設(shè),不僅能提升特斯拉旗下電動汽車的網(wǎng)絡(luò)性能,還為未來引入車聯(lián)網(wǎng)新服務(wù)、實現(xiàn)車與外部設(shè)備互聯(lián)互通奠定了基礎(chǔ)。作為全球電動汽車行業(yè)的大拿,特斯拉此舉或?qū)檎麄€汽車行業(yè)樹立新的標桿。
02、智能網(wǎng)聯(lián)時代,5G上車為何頻頻“遲到”?
提到5G,大家的第一反應(yīng)就是“快”。
事實上,5G是一個面向場景化的時代,這是它與過往的3G/4G最大的不同。3G/4G主要用以滿足人與人之間通信的需求,而5G不僅連接人,還連接了物。尤其對于當下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展而言,5G高可靠、低時延的特點,可以說正中自動駕駛之懷。自動駕駛的協(xié)同中包括協(xié)作式避碰、自動超車等場景,都對可靠性和時延性提出了要求,這就亟需5G的保障。
按理說,5G和智能網(wǎng)聯(lián)汽車也不是新提出的概念,怎么遲遲無法迎來大爆發(fā)?在分析之前,我們再來把剛才說的幾個關(guān)于汽車的詞拉出來,小小科普一下,免得大家弄亂:
?車聯(lián)網(wǎng):字面意思——就是讓汽車聯(lián)上網(wǎng)。這是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)在汽車領(lǐng)域的一個細分應(yīng)用,車載設(shè)備通過無線通信技術(shù),對信息網(wǎng)絡(luò)平臺中所有車輛動態(tài)信息進行有效利用,在車輛運行中提供相應(yīng)的服務(wù)。
?智能汽車:集合了傳感、通訊、計算機、自動控制、人工智能等技術(shù),是典型的集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的高新技術(shù)綜合體。
?智能網(wǎng)聯(lián)汽車:簡單來說,就是車聯(lián)網(wǎng)與智能汽車相結(jié)合的產(chǎn)物。它是搭載先進車載傳感器、控制器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實現(xiàn)車與人、車、路等信息交換共享,實現(xiàn)安全舒適、高效行駛的新一代汽車。其終極目標就是無人駕駛。
關(guān)于車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,早期可以追溯到上世紀50至60年代,當時美國交通部門以及小部分的企業(yè)開始涉足汽車聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)。但這只是初期的小發(fā)展,直到1999年,美國聯(lián)邦通信委員會確認車輛通信的基礎(chǔ)——DSRC(專用短距離通信技術(shù))的帶寬;2002年,DSRC技術(shù)標準化確立,由此推動車聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用;2004年,美國計算機協(xié)會在費城舉行第一次車聯(lián)網(wǎng)國際標準研討會,此時車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用逐漸得到重視;
2009年,美國交通部發(fā)布《智能交通系統(tǒng)戰(zhàn)略研究計劃:2010-2014》,首次提出“車聯(lián)網(wǎng)”一詞。并將目標定位于利用無線通信建立一個全國性、多模式的地面交通系統(tǒng),形成一個車輛、道路基礎(chǔ)設(shè)施、乘客便攜式設(shè)備之間相互連接的交通環(huán)境,最大程度保障交通運輸安全性、靈活性和環(huán)境友好性。
同年,車聯(lián)網(wǎng)受到國人關(guān)注,在國內(nèi)起步。發(fā)展至今先后經(jīng)歷了支持遠程通話的起步階段、與汽車共享手機應(yīng)用的互聯(lián)網(wǎng)階段、5G+V2X階段。
可以看到,早期的車聯(lián)網(wǎng)概念主要圍繞著車輛與外界通信連接展開,最初應(yīng)用主要是車輛追蹤和遙控服務(wù)。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展,特別是3G、4G和5G網(wǎng)絡(luò)的推廣,車輛通過無線網(wǎng)絡(luò)實時接收交通、天氣、娛樂等信息,同時能上傳車輛的狀態(tài)數(shù)據(jù)至云端,為車主提供便捷的信息服務(wù)。
再至近幾年,大數(shù)據(jù)、云計算、AI等技術(shù)的飛速發(fā)展,使得車聯(lián)網(wǎng)開始向智能網(wǎng)聯(lián)汽車演進。智能網(wǎng)聯(lián)汽車不僅能夠?qū)崿F(xiàn)信息的收集和傳遞,還能夠?qū)π畔⑦M行深度處理和智能決策。例如,通過車載攝像頭、激光雷達等傳感器,智能網(wǎng)聯(lián)汽車可以實時感知周圍環(huán)境,識別道路狀況、障礙物、行人等,并通過算法進行路徑規(guī)劃和駕駛操作,實現(xiàn)自動駕駛。
2019年,我國率先開啟5G商用,隨后全球陸續(xù)進入5G時代。數(shù)據(jù)顯示,4G網(wǎng)絡(luò)的延遲從60毫秒到98毫秒不等,5G網(wǎng)絡(luò)的延遲則比4G網(wǎng)絡(luò)低得多,不到5毫秒,但現(xiàn)階段智能電動汽車大規(guī)模使用的仍是4G網(wǎng)絡(luò)。
據(jù)高工智能汽車研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2023年1-10月乘用車(中國市場乘用車,不含進出口)車聯(lián)網(wǎng)前裝標配1301.24萬輛,同比增長23.69%,標配搭載率77.78%。其中,前裝標配5G車聯(lián)網(wǎng)交付上險131.99萬輛(含選裝),同比增長245.61%;但前裝搭載率僅為7.89%;V2X交付上險24.19萬輛,同比增長97.31%。
顯然,5G上車基數(shù)相比于4G,規(guī)模仍然偏小。此外,由于5G通訊芯片在車載應(yīng)用的規(guī)模仍以中國市場為主,導致整體成本下降壓力較大。目前,全球各大運營商正逐步關(guān)閉2G、3G的運營,4G仍處于主力軍的行列。
5G遲遲未迎來大規(guī)模上車,歸根結(jié)底仍有三大瓶頸制約:
?成本居高不下——5G+汽車的部署,需要建設(shè)大量5G基站,實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)的全面深度覆蓋,從而使車輛在行駛中全程處于5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋下。與此同時,對于時延敏感,安全性要求高的場景,還需要在區(qū)域內(nèi)部署路側(cè)單元、MEC等設(shè)備。另外,就車輛自身出發(fā),還需要在單車智能的基礎(chǔ)上支持 NR-V2X。種種環(huán)節(jié)導致其最終部署成本居高。
?專用頻段不足——為了不與公眾網(wǎng)上的時隙配置產(chǎn)生沖突,車聯(lián)網(wǎng)很有必要采用5G專用頻段。當前,我國工信部規(guī)劃5905~5925MHz頻段作為基于LTE-V2X 技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)直連通信的工作頻段,由于只有20MHz頻段被劃分到車聯(lián)網(wǎng)專用,頻段資源不足在一定程度上限制了5G滲透。
去年,中國工程院院士鄔賀銓曾表示:“20MHz分成幾個運營商,帶寬就不夠了,未來車聯(lián)網(wǎng)需要更寬頻率?!编w賀銓建議,車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該全國統(tǒng)一運營主體,可以采用鐵塔公司的模式,國內(nèi)三大運營商合資建設(shè)全國車聯(lián)網(wǎng)運營主體,地方資金以及車企參與運營,運營商可以有各自的核心網(wǎng),但是無線部分是共享的,在本地能夠?qū)崿F(xiàn)跨運營商的直連。
?跨運營商互通時延大——如果車輛使用的是不同運營商的5G網(wǎng)絡(luò),則需要借助互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點進行跨運營商的互通。而在沒有互聯(lián)網(wǎng)骨干直聯(lián)點的地區(qū),甚至需要跨地區(qū)進行互通,增大業(yè)務(wù)響應(yīng)的時延,同時帶來一定的安全隱患。
03、5G到底如何上車?
對于5G上車“難”的問題,想必大家已經(jīng)有了一定的認知。當然,我們相信,這些難題終會解決,時間問題而已。既如此,我們就順著這個邏輯,若難題都解決了,5G又該如何上車?
當然,是需要滿足一系列條件的:
1、兼容各大運營商頻段:運營商們采用的5G頻段不同,就國內(nèi)來說,5G汽車需要能夠兼容中國移動、中國電信、中國聯(lián)通等各大運營商的5G頻段以及V2X通信頻段,以確保在不同運營商網(wǎng)絡(luò)下都能正常使用。
2、車載無線終端:車輛需要安裝一個負責與5G基站通信的車載無線終端,也就是我們常說的IBOX??梢园堰@個理解為車載通訊的大腦,它是汽車與外界聯(lián)系的窗口,這個設(shè)備需要滿足車規(guī)級需求,并且達到行業(yè)通訊認證要求。
3、配備5G芯片和模組:為了實現(xiàn)5G通信,車輛需要配備5G芯片和模組,這些模組可以是智能模組或數(shù)傳模組,提供5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接。這些組件需要達到量產(chǎn)級別,同時滿足車規(guī)級的要求。
4、兩個認證:一個是SRRC認證。SRRC是我國大陸范圍內(nèi)獲得授權(quán)可測試及認證無線電型號核準規(guī)定的機構(gòu)。根據(jù)工信部規(guī)定,所有在中國境內(nèi)銷售及使用的無線電組件產(chǎn)品,都必須取得SRRC核準認證。只有拿到這個證,5G汽車才允許上路。
其次是5G終端電信設(shè)備進網(wǎng)許可證。進網(wǎng)許可證由國務(wù)院信息產(chǎn)業(yè)主管部門會同國務(wù)院產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督部門頒發(fā)。獲得進網(wǎng)許可證標志產(chǎn)品能夠正式進入5G網(wǎng)絡(luò),參與智慧交通、智慧城市等等建設(shè)。
這樣聽下來,感覺5G上車和5G上手機,有一小部分相似。以上就是關(guān)于5G上車的幾點關(guān)鍵前提,當然,還有其他的包括涵蓋一些計算平臺等等的,就不一一詳細列舉了。
04、這個賽道,還有誰?
受益于5G的迅猛發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)的市場爆發(fā)已是必然。上文中,我們說特斯拉已經(jīng)出手了,但風口之上的香饃饃,又怎么會無人搶奪。放眼國內(nèi),三大運營商、百度、阿里、華為、中興等,早前便已爭相入局,試圖搶占市場。
中國移動:自2017年其,中國移動在車聯(lián)網(wǎng)市場便聯(lián)合公安部交科所、華為、中興、大唐、上汽等產(chǎn)業(yè)伙伴,開展C-V2X車聯(lián)網(wǎng)測試技術(shù)體系研究,至2020年,逐步制定了業(yè)務(wù)應(yīng)用以及終端、無線、網(wǎng)絡(luò)、平臺的端到端測試方案,先后完成了LTE-V2X概念驗證和技術(shù)試驗,逐步發(fā)展出一套基于“云-管-端”的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)。
中國電信:自2012年便在上海建立上海車聯(lián)網(wǎng)基地,用于開展車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用創(chuàng)新,早期主要以車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品為主,目前中國電信已經(jīng)與北汽、吉利等車企及產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè),就5G車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域進行平臺、云網(wǎng)、智能網(wǎng)聯(lián)車合作,面向5G商用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景下的智能車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景提供技術(shù)服務(wù)、市場對接等。
中國聯(lián)通:于2015年成立了車聯(lián)網(wǎng)子公司——聯(lián)通智網(wǎng)科技有限公司,并與一汽、上汽、寶馬、特斯拉等車企實施了汽車信息化項目,逐步完善在智慧交通領(lǐng)域的布局。2021年,中國聯(lián)通攜手聯(lián)想集團發(fā)布“5G+MEC車聯(lián)網(wǎng)解決方案”, 提出了“5G+V2X人車路網(wǎng)云”五維協(xié)同系統(tǒng)方案。
華為:華為算是早期的入局者。2019年4月,華為發(fā)布全球首款5G車載模組MH5000,自那以來,華為陸續(xù)向其生態(tài)伙伴以及車企提供5G車載模組、5G車載終端等產(chǎn)品和技術(shù),推動5G汽車及5G+C-V2X智能網(wǎng)聯(lián)的應(yīng)用創(chuàng)新。此外,近年來眾多海內(nèi)外車企都基于華為5G車載通信產(chǎn)品與解決方案,展開各種自動駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)、信息服務(wù)的創(chuàng)新。
高通:作為通信芯片領(lǐng)域的頭部佼佼者,高通在5G汽車領(lǐng)域更是早有謀劃。2020年,高通就與100多家汽車與科技生態(tài)企業(yè),共同參與中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車C-V2X“新四跨”暨大規(guī)模先導應(yīng)用示范活動,解決多廠商多不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通問題。
德賽西威:成立于1986年的德賽西威,主營產(chǎn)品涉及智能駕駛、網(wǎng)聯(lián)服務(wù)等,其中的網(wǎng)聯(lián)服務(wù)就包括整車級OTA、藍鯨OS3.0 終端軟件等產(chǎn)品。2018年,德賽西威開始量產(chǎn)其智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵零部件TBOX產(chǎn)品。