802.11p “上车” 谁能驾驭未来车际通信技术?

爱卫生

陈炳欣

IEEE 802.11p是WiFi技术标准IEEE 802.11针对汽车环境的延伸。作为车际通信(V to V)的基础，目前该技术产品已通过美欧部分国家的现场实验，尽管还没得到全面应用，却已有多家半导体通信大厂在默默布局、积极推广。今年年初恩智浦半导体和思科公司共同投资智能交通系统(ITS)设备供应商Cohda Wireless，协力推动IEEE 802.11p为基础的车际通信技术。中国一直十分重视车联网市场的培育与发展，包括LTE蜂窝技术在内的多种通信技术均在积极向着车际通信领域渗透。IEEE 802.11p会成为未来车联网市场的主导技术标准吗? 　　V to V助力智能交通 　　车际通信系统的核心是无线传输技术，它可将一个个的单车信息孤岛联成一体，更好地支持移动环境、增强安全性等。 　　车际通信是目前被各方炒得火热的“智能交通”概念中的重要一环。这种基于无线网络技术的通信系统，可使车辆实现更换车道预警、盲点探测、急停、前撞警告(自动刹车)和路口碰撞预警等全新应用，能够大幅降低汽车碰撞事故的发生，从而使更多的驾驶者和行人免受车祸之灾，实际应用十分广泛，市场前景诱人。 　　“车际通信系统的核心是无线传输技术，它可将一个个的单车信息孤岛联成一体。IEEE 802.11p，又称WAVE，Wireless Access in the Vehicular Environment，是由IEEE 802.11标准扩充的通信协议，主要用于车载电子无线通信。可以在汽车之间进行，也可以在汽车与路边基础设施网络之间进行。从技术上来看，它进行了多项针对车用特殊环境的改进，如更先进的热点切换、更好地支持移动环境、增强了安全性、加强了身份认证等。”精进能源研究院院长张栋省表示。 　　恩智浦全球汽车产品市场高级副总裁费尔曼则介绍：“恩智浦与Cohda Wireless基于IEEE802.11p合作开发了V to X平台，使得汽车间能相互通信(V to V)，同时汽车也能与周围的智能交通基础设施进行通信(V to X)。V to X平台能真正‘看到’每个角落，从而在肉眼察觉之前发现交通阻塞或前面道路上出现的行驶风险。因此，驾驶者即使在被卡车挡住视线或靠近角落时也能接收到汽车发出的预警信息。其他应用还包括针对紧急救援车辆和交通堵塞或交通信号灯发出警示，以便驾驶者调整速度和优化驾驶操作。” 　　802.11p增了距离降了速率 　　802.11p在空旷地带的传输距离最远可达1000米，在拐角、障碍物较多的复杂环境地带，也可以有300米的传输距离。 　　IEEE802.11p针对车用环境做了许多调整。比如为了在车载环境下进行更大范围的通信，其定义了最高的有效等向辐射功率(EIRP)44.8dBm(30W)，最大限度地让汽车处理紧急事件，典型的与安全相关信息的有效等向辐射功率为33dBm。针对传统WiFi传输距离较短(IEEE802.11a室内传输距离约30米，室外45米)的问题，进行了较大的调整，802.11p在空旷地带的传输距离最远可达1000米，在拐角、障碍物较多的复杂环境地带，也可以有300米的传输距离。这对高速行驶的车辆来说十分必要。不过，增大传输距离的代价是，数据传输速率下降，802.11a的标准传输速率是25Mbit/S，而802.11p减小到3Mbit/S。不过，费尔曼表示：“相对车际通信所需的位置、身份认证等数据交换来说，这个传输速度还是够用的。” 　　车际通信的市场前景十分广阔，根据ABI Research的最新预测报告，以IEEE 802.11p车用WiFi专用短距离通信(DSRC)标准为基础的V to V技术，将因为各国官方政策或汽车产业界的推动而逐渐被采用，预计到2027年市场渗透率可达61.8%。 　　ABI Research分析Dominique Bonte表示：“在美国运输部(DoT)于美国密歇根州进行大规模车辆通信试验的同时，在欧洲，由12家车厂组成的车对车通信联盟已经签署了备忘录，计划自2015年起于欧洲部署联合智能交通系统与服务(cooperative Intelligent Transport Systems and Services，C-ITS)，以呼应2010年欧盟对部署智能交通系统的紧急呼吁。亚洲部分国家如日本、韩国等，也有类似的计划。” 　　LTE与WAVE仍有一拼 　　V to V通信技术，以及车辆对基础设施通信技术的部署还是需要一段时间。快速崛起的LTE将有机会成为替代方案。 　　目前的车载通信市场很大部分由手机通信标准所主导，但蜂窝通信覆盖成本比较高昂，提供的带宽也比较有限。而使用802.11p有望降低部署成本，实现实时收集交通信息等功能，而且支持身份认证。上述的优势有助于刺激厂商将车用WiFi(WAVE)内置入汽车当中。为节省成本和方便起见，厂商甚至有可能整合IEEE802.11 a/b/g/p这些标准，形成多模产品。 　　然而，市场对于此项技术会那么容易接受吗?有专家指出：“研究802.11p的协议，发现MAC层里并没有针对高速移动的QoS，即使在很多情况下系统的延迟(latency)可以接受，但是，一旦出现危急状况，驾驶员是否有足够的反应时间就难说了。” 　　此外，还有厂商担心电子系统控制车辆容易出问题，可靠性的验证需要一个漫长的过程，近年来国外大量的汽车召回正是例证。针对此种状况，ABI Research指出，V to V通信技术甚至是车辆对基础设施通信技术的部署还需要一段时间，因为这些车辆通信技术得等到有足够规模数量的汽车安装并相互连线，对交通安全的好处才能被了解。但是，快速崛起的LTE Advanced标准将有机会在专属V to V技术等待被大量部署的时候，成为车辆与车辆通信技术的替代方案。 　　可见，未来车际通信的主导技术必将经过一番激烈的争夺，何者有望成为主导仍然没有定论，但是802.11p标准的研发及市场推广进程，仍需密切关注。

《中国电子报》2013年08月20日