編者按：本文來自微信公眾號“電動星球News”（ID:glxsl2017），作者：毓肥，未來汽車日報經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

2021,5G 普及進(jìn)入第三年。

上至 iPhone，下至紅米都已經(jīng)推出了支持 5G 的產(chǎn)品，消費(fèi)電子領(lǐng)域鋪開 5G 早已板上釘釘。

但 5G 的熱潮并未就此褪去，恰恰相反的是，我們即將在 2021 年見證 5G 普及的另一波攻勢——5G 上車。

前不久廣汽埃安和上汽 R 均推出了搭載 5G 技術(shù)的智能電動車型，長城和吉利幾何也已經(jīng)入局。

從 5G 誕生之始，它就被認(rèn)為是智能汽車普及的關(guān)鍵技術(shù)。從車路協(xié)同到無人駕駛，似乎 5G 就是那個萬金油，誰用誰知道。

5G 真的有那么神嗎？智能汽車是不是非 5G 不可？周五晚上，我們聊點(diǎn)「輕松」的。

5G 和 4G 有什么區(qū)別？

被寄予厚望是有理由的，因?yàn)?nbsp;5G 相比 4G，升級幅度太大了。

4G 時代最強(qiáng)的速度標(biāo)準(zhǔn)，是 LTE Cat.16。以目前的 5G 網(wǎng)絡(luò)布置，甚至很多地方都沒達(dá)到 LTE Cat.16 的峰值——下載速度 1Gbps（125MB 每秒），上傳速度 150Mbps（18.75MB 每秒）。

但即使是襁褓階段的 5G，也擁有劃時代級別的帶寬。

2018 年，華為的巴龍 5G 終端已經(jīng)能實(shí)現(xiàn) 2.3Gbps 的下載速度；而目前 5G 技術(shù)最快的理論下載速度達(dá)到了 20Gbps，相當(dāng)于 2.5GB 每秒——2.5GB 大概是一部低碼率 1080P 電影的大小。

除了帶寬，5G 更重要的升級在于延遲。

先解釋一下「延遲」這個概念。我們常說的網(wǎng)速，其實(shí)準(zhǔn)確地說應(yīng)該叫帶寬，它和延遲是兩回事。

以開車為例子，帶寬意味著車道數(shù)量 x 車輛限速，它決定了單位時間內(nèi)這條路理論上能通過多少輛車；而延遲則可以比喻成紅綠燈，如果一條路上有很多個紅綠燈，那么就算它沒限速，車流（數(shù)據(jù)）也走不快，而且會感覺走不遠(yuǎn)就要停下來（卡頓）。

云計算是一個流行了近十年的詞語，云計算的未來，是人手一個屏幕，存儲和運(yùn)算的任務(wù)統(tǒng)一交給云端的服務(wù)器。但這個愿景至今仍難落地，問題就在于延遲。

4G 網(wǎng)絡(luò)目前能達(dá)到的最低延遲大概是 20 毫秒（1 秒=1000 毫秒），但盡管已經(jīng)非常接近有線網(wǎng)絡(luò)的 5 毫秒級別，實(shí)際情況卻是 4G 網(wǎng)絡(luò)的延遲經(jīng)常會達(dá)到甚至超過 100 毫秒。

而人體神經(jīng)的響應(yīng)時間普遍在十到數(shù)十毫秒，這意味著 4G 網(wǎng)絡(luò)的延遲還無法讓它成為人類的延伸器官。

上面這句話具體解釋一下應(yīng)該這么說：「如果網(wǎng)絡(luò)延遲低于人類反應(yīng)時間，那么人類和工具之間的距離可以拉得更遠(yuǎn)，而人工智能則可以擁有與人類相仿的神經(jīng)傳導(dǎo)能力」。

我們再來看看 5G 技術(shù)的理論最低延遲——小于 1 毫秒，也就是 1/1000 秒。這個數(shù)據(jù)已經(jīng)低于人類的響應(yīng)時間，也就是說，運(yùn)用了 5G 技術(shù)的工具已經(jīng)符合上面的定義，可以成為人類能力的延伸。

怎么延伸？科學(xué)界目前的兩個主要共識是遠(yuǎn)距離精準(zhǔn)手術(shù)，以及智慧交通。

而我們今天討論的，當(dāng)然就是智慧交通。

5G 是智能汽車的雞肋？

把結(jié)論放前面：不一定非得支持 5G 才叫智能汽車，但 5G 的確在智能汽車時代有其用武之地，只是目前還不明顯。

我們?nèi)缃癯Ｕf的智能汽車，大概表現(xiàn)在兩個方面：智能座艙，以及自動駕駛。然而 5G 在以上兩個領(lǐng)域，還沒有成為必備品。

目前智能座艙的進(jìn)化方向，依然集中在性能和功能相關(guān)。比如小鵬 Xmart OS 主打的連續(xù)語音、特斯拉新款 Model S 的全新 UI+超強(qiáng)游戲功能，以及奔馳全新 MBUX 的 AR 實(shí)景導(dǎo)航等。

上述功能的共同特點(diǎn)，是對軟硬件優(yōu)化提出了更高的要求，但卻對網(wǎng)速要求一般。

不僅如此，目前主流的車機(jī)娛樂系統(tǒng)芯片，其能達(dá)到的網(wǎng)速，也早已超過應(yīng)用層面的創(chuàng)新需求。比如高通驍龍 820A 最高支持 LTE Category 12 的下載標(biāo)準(zhǔn)，峰值速度達(dá)到了 75MB 每秒，甚至遠(yuǎn)超目前 5G 網(wǎng)絡(luò)的速度。

除此以外，不使用高通方案的廠商也可以通過其他產(chǎn)品使用高速 4G 網(wǎng)絡(luò)，比如聯(lián)發(fā)科的 MT2635 車載通信芯片，也可以實(shí)現(xiàn) 150Mbps 的下載速度，同樣遠(yuǎn)超目前 4G 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際覆蓋能力。

5G 的超高帶寬和超低延遲非常吸引人，但對于目前仍處于性能爬坡階段的智能座艙領(lǐng)域，20、50 倍的網(wǎng)速并非核心訴求。

當(dāng)我們聊到自動駕駛領(lǐng)域，5G 似乎更尷尬了。

2021 年是自動駕駛的激光雷達(dá)元年，2022 年將是四位數(shù) TOPS 算力元年，除此以外，超高清攝像頭、算法、數(shù)據(jù)等等，依然是可預(yù)見的將來里面，自動駕駛領(lǐng)域的 TOP 熱詞。

感知、決策、執(zhí)行，這就是自動駕駛的三大命門，偏偏沒有「網(wǎng)速」，這就是現(xiàn)狀。

聊一個更有意思的。

這張截圖是新浪財經(jīng)和《經(jīng)濟(jì)觀察報》 2010 年 11 月 22 日的報道《3G 時代的車聯(lián)網(wǎng)》，里面有一段這樣寫：

「最近有新聞稱，車聯(lián)網(wǎng)這個項目將被列為國家重大專項項目，目前相關(guān)內(nèi)容已經(jīng)上報國務(wù)院，一期撥款有望達(dá)到百億級別，預(yù)計 2020 年實(shí)現(xiàn)可控車輛規(guī)模達(dá)到 2 億輛?！?/p>

10 年之后，3G 進(jìn)化到了 4G，如今 5G 也來了。

而現(xiàn)實(shí)大概是這樣的：2011-2020 這 10 年里面，我國乘用車銷售總量約為 2.4 億輛，而根據(jù)中投顧問的一份報告顯示，2015 年我國車聯(lián)網(wǎng)滲透率約為 10%。

車路協(xié)同

3G 時代就已經(jīng)預(yù)言的車聯(lián)網(wǎng)世界，如今仍未徹底實(shí)現(xiàn)，所以5G只能是錦上添花，而非雪中送炭嗎？

也許不是 5G 不夠好，只是 5G 不夠多。

「短視頻信息流」是 2017 年以來，移動互聯(lián)網(wǎng)的新爆點(diǎn)。除此以外，4K、HDR、60幀等等高質(zhì)量在線視頻，也在最近幾年蓬勃發(fā)展。

「普及」，是新生態(tài)的充分必要條件。

4G 高速網(wǎng)絡(luò)的普及，是短視頻和高質(zhì)量視頻爆發(fā)的網(wǎng)絡(luò)基石。和 3G 時代不足 1MB 的平均手持設(shè)備網(wǎng)速相比，4G 時代普遍超過了 3-4MB 每秒，足以推動一次質(zhì)變。

所以，如果 5G 徹底普及了，會讓汽車行業(yè)產(chǎn)生質(zhì)變嗎？

2011年，福特汽車主席 Bill Ford 在一次 TED 演講中表示，車企未來不再應(yīng)該聚焦于賣出多少輛車，而更應(yīng)該是賣出更智能的車，以及使道路本身變得更智能。

Bill 提出的概念，就是最近十年來智慧交通領(lǐng)域另一個熱點(diǎn)——車路協(xié)同。

我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)「駕駛」的行為？首先是掌握使用汽車的能力，其次則是閱讀道路信息，比如限速、轉(zhuǎn)彎、停車/通行等等。

所以本質(zhì)上，駕駛者只是汽車與道路之間的紐帶，如果有了可以替代駕駛者大腦的思考決策工具（自動駕駛芯片/算法），以及與人類同樣甚至更強(qiáng)大的閱讀道路能力（傳感器、高精地圖），自動駕駛就可以實(shí)現(xiàn)了。

車路協(xié)同用最簡潔的話解釋，就是用技術(shù)手段輔助或者取代駕駛員，加快車輛和道路之間交換信息的速度、廣度，甚至深度。

比如前方 5 公里發(fā)生事故，最原始的情況是開到現(xiàn)場被堵住了，你才知道那里發(fā)生事故；

交通電臺的出現(xiàn)，讓司機(jī)們可以在固定時刻（一般是整點(diǎn)交通新聞）大概了解主要道路的交通情況，這是電臺+交警部門合作實(shí)現(xiàn)的「車路協(xié)同」；

如今導(dǎo)航軟件已經(jīng)非常發(fā)達(dá)，某地發(fā)生交通事故之后，導(dǎo)航軟件可以相對及時地得到消息，然后反饋給駕駛員，反應(yīng)速度和精度都要遠(yuǎn)勝交通電臺，這是目前的「車路協(xié)同」。

而 5G 基礎(chǔ)上的車路協(xié)同，則是秒級，甚至毫秒級別的反應(yīng)，以及全城全天候級別道路網(wǎng)信息的廣度和深度。

真正 5G 車路協(xié)同的核心在于「萬物互聯(lián)」，紅綠燈、信號桿、路口處都會布置信號收發(fā)點(diǎn)，整個道路網(wǎng)就像是人體大腦里的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)一樣，每一個神經(jīng)元感知到的信息，都可以迅速分享給其他神經(jīng)元，繼而分發(fā)給器官（汽車）。

得益于 5G 網(wǎng)絡(luò)超高帶寬和超低延遲的優(yōu)點(diǎn)，這些海量的信息可以迅速及時傳送到每一輛支持 5G 的汽車上，幫助駕駛員、輔助駕駛，甚至無人駕駛系統(tǒng)作出決策。

但為什么偏偏是 5G？因?yàn)?5G 的其中三個技術(shù)基礎(chǔ)——毫米波頻段，以及Massive MIMO、D2D。

c＝λ·f，光速等于波長乘以頻率，這是一個物理公式。由于光速是固定的，所以電磁波頻率越高，波長就越短。

5G 有兩個主要頻段，一個是與 4G 相仿的 sub 6GHZ 頻段，也是目前我國主要的 5G 頻段，另一個則是 24GHZ 以上的頻段，屬于超高，甚至半只腳邁進(jìn)極高頻段。

目前低頻電磁波信道已經(jīng)被各種通信網(wǎng)絡(luò)等占用得很嚴(yán)重，而頻率越高，其帶寬資源和帶寬上限都要更優(yōu)秀，這也就成為了毫米波之于 5G 的動力，也是優(yōu)點(diǎn)。

按照上面這條公式，24GHZ 頻段的電磁波信號波長大概是 11mm 不到，已經(jīng)屬于毫米波范疇。

毫米波有一個硬傷，在于其信號衰減幅度遠(yuǎn)大于中低頻段，所以毫米波的 5G 需要大量建設(shè)基站保證信號強(qiáng)度，這里是巨大的成本投入。

所以這么浪費(fèi)錢的毫米波，只是為了速度嗎？

一般來說，當(dāng)天線的長度為無線電信號波長的 1/4 時，天線的發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率較高。毫米波的波長比低頻段的更短，于是它所需要的的天線就越短，也就是同樣空間內(nèi)可以放下的天線就越多。

這一點(diǎn)完美匹配 5G 時代主打的 Massive MIMO 大規(guī)模天線技術(shù)。

傳統(tǒng)的 4G 網(wǎng)絡(luò)，支持的天線數(shù)量一般不超過 8 個，但 5G 的 MMIMO 最多支持 256 個天線。

使用毫米波頻段之后，天線大小大幅度降低，這時候的 MMIMO 就可以在相同空間塞進(jìn)更多天線，也就保證了終端本身的信號質(zhì)量和響應(yīng)延遲——這兩點(diǎn)對于智能汽車至關(guān)重要。

最后一個是 D2D。

D2D 即 Device-to-Device 終端直通，指的是兩個對等的用戶節(jié)點(diǎn)之間直接進(jìn)行通信的一種通信方式。

簡單說一下就是用 5G 網(wǎng)絡(luò)當(dāng) WiFi 使，如果兩臺設(shè)備距離足夠近，以及協(xié)議內(nèi)等級相同，它們之間就可以共享蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源，甚至可以直接收發(fā)數(shù)據(jù)。

也就是說，理論上 5G 狀態(tài)下的車路協(xié)同，既不需要連接 WiFi，更不需要消耗流量，數(shù)據(jù)傳輸甚至只在道路和車輛之間發(fā)生，可以不通過基站。

戰(zhàn)未來

今天我們討論的是「未來」，而不是現(xiàn)在。但未來正在以加速度的方式到來。

2020 年 5 月 22 日，《2020 年國務(wù)院政府工作報告》提出，重點(diǎn)支持「兩新一重」，其中「一新」，是「新基建」，其中又包括七大領(lǐng)域：

5G 基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

今年 1 月 26 日，工信部宣布 2020年全國實(shí)現(xiàn)新建開通 5G 基站超 60 萬個，2021 年，我國計劃新建 5G 基站同樣達(dá)到 60 萬個。

去年 11 月 11 日，我國 《智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)路線圖 2.0》發(fā)布，里面提出C-V2X 終端的新車裝配率 2025 年達(dá) 50%，2030 年基本普及。

也就是說，5 年后，每年會有超過 1000 萬輛支持 C-V2X （蜂窩網(wǎng)絡(luò)車聯(lián)網(wǎng)）的新車上市，10年后，可能將不會有不支持 V2X 的「傳統(tǒng)車」上市。

道阻且長，不是我們不趕路的理由。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >