USI | 车联网IoV关键技术：DSRC & C-V2X

09/18/2024

车联网IoV关键技术：DSRC & C-V2X

作者：USI环旭电子无线暨穿戴微小化方案中心 / 莊志信

延续上篇「V2X车联网：智慧交通的关键技术」的基本概念，相信您对「车联网」已经有初步了解。「车联网」（IoV，Internet of Vehicle）是物联网在交通领域的应用，连结车辆资讯与行动网路，运用无线网路通讯、数据处理、卫星定位、感测器、电子标签等技术，对车辆、行人、道路环境三方静态和动态讯息，进行有效辨识及传递。其所建构的平台、车辆、路侧设施与行人间的即时讯息沟通，将催生新的产品型态与服务，包括交通安全、交通服务、城市管理、物流运输、智慧收费等。此篇文章我们将再进一步带您深入技术内涵、了解全球不同区域的主流规格，在汽车电子发展领域探索更多的重要Know-How。

两大主流车联网无线通讯技术

车联网标准体系区分为无线通讯与应用层两大部分，其中的应用层标准由各国或联盟根据其区域性应用各别定义，而无线通讯技术则以专用短程通信技术(DSRC)(欧盟为ITS-G5)与蜂巢式车联网(C-V2X)为市场主流技术，以下为两大技术的分述。

「专用短程通信技术(DSRC)」是基于IEEE 802.11p无线通讯技术所发展的V2X技术，由美国推动车用环境无线存取(Wireless Access in Vehicular Environments，WAVE)/DSRC标准，整合IEEE 802.11p与IEEE 1609标准。DSRC专利技术，主要为传统汽车领域的整车或零组件供应商所把持，因此DSRC可说是由传统汽车产业链发展延伸的新技术。主要以提升行车安全为发展目标，提供车对车(V2V)、车与基础设施(V2I)间稳定且可信赖的通讯服务，发展上诉求交通安全、交通效率与讯息服务的提供，示意如图1。

图1: 专用短程通信技术 (DSRC)

蜂巢式车联网(Cellular-Vehicle to Everything，C-V2X)规范，由第三代合作伙伴计画(3GPP)于2015年制定，由Rel-14标准开始，内容包括服务定义、网路架构与通讯技术，C-V2X规格演进如图2。

图2: 蜂巢式车联网 C-V2X 规格演进图

C-V2X定义了两种互补的通讯模式，其一是独立于蜂巢式网路的直接安全通讯，可实现V2V、V2P以及V2I之间的直接相互通讯。其二，C-V2X允许车辆通过蜂巢式频谱上的行动网路(V2N)与云端进行通讯，如图3所述。

图3: C-V2X 通讯模式

整体而言，DSRC 的技术较早发展成熟，可谓是由传统汽车产业链发展延伸的新技术，而C-V2X虽是持续发展中的技术，但较DSRC而言，可实践更长通讯距离、较高传输容量、较快反应、支援较高车速的交通管理目标，在车联网应用服务上也因其多元化的加值应用，吸引资通讯业者、软体服务商与电信营运商加入。且4G/5G网路可共用性，也促使相关业者可在C-V2X标准底定前及早布局。其他项目的比较可参考表1。

表1: DSRC vs. C-V2X 技术比较

全球车联网策略与展望

根据拓墣的研究报告指出，车辆联网可为功能带来大跃进，连带会明显推升联网汽车的数量。2025年新车搭载车联网技术占比将高达八成，意味着四辆新车里面，就有三辆新车具有联网功能。因此，各国在结合5G车联网技术的策略，除了逐步迈进自动驾驶时代，并对其相关产业与供应链发展，甚至消费者对扩大商用都引颈期待。以下将针对主要几个主要区域车联网策略作说明，首先是各区域频谱的分配状况，如表2：

表2: 全球各区频谱分配状况

从频段上来看，美国联邦通讯委员会于2020年11月公布重新规画的频段，拟议5,850~5,895MHz频段的45MHz，使用于非授权无线技术之应用；5,895~5,925MHz频段之30MHz保留于V2X交通运输系统。其中5,905~5,925MHz将专用于C-V2X，5,895~5,905MHz频段之10MHz则考量配置于C-V2X或保留于DSRC，此举不难看出，美国技术规画由DSRC逐渐往C-V2X靠拢，为5GC-V2X技术导入开启一扇大门。
欧盟采DSRC与C-V2X同时发展且于2008年制定ITS执行计画，并于2020年初公布EN 303 613标准，定义C-V2X作为智慧运输系统技术，亦更新ETSI TR 101 607合作式智慧运输系统(Cooperative Intelligent Transportation System， C-ITS)场域纳入LTE-V2X技术。
中国明确规定5.9GHz(5,905~5,925MHz)为发展C-V2X频段，按照《IMT-2020(5G)推进组C-V2X白皮书》将标准分类为总体技术要求、接入层、网路层、应用层以及安全，共5大类，将车联网由LTE-V2X演进至5G C-V2X。透过相关产业进行整合、测试、基础建设联网与验证等等，朝着实现商用化推进。工信部则在2018年公布《车联网(智慧网联汽车)直接通讯使用5,905~5,925MHz频段管理规定》，使法规与标准能涵盖测试实验室测试标准、设备布建标准、协同规范与联网安全等等。

智能驾驶x车联网：下一波新蓝海

整体而言，5G时代来临，搭配物联网的大趋势，预期有更多垂直应用领域的发展相较于消费市场将更为精彩，其中车联网就是众所瞩目的亮点。而在车联网无线通讯技术上，相较使用DSRC技术必须在路边建设大量基础设施，使其部署成本大大提高，商业模式也不明朗，C-V2X 的发展已具规模，电信运营商不需要布建专用的路侧设备以及提供专用频谱，同时其设备可以和手机使用同一类型的单一LTE晶片组，能为车厂大大降低整合成本。且随着技术的发展，俨然成为了实现车联网中「智能驾驶」的重要一环，且相关的标准化工作也在持续推进中。这其中又以中国政府在C-V2X的基础建设与法规制定最为积极配合，并持续领先其他区域，预期将引领下一波新蓝海。