汽车正变得越来越自动化，未来的汽车不仅能检测道路上的障碍物和其他车辆，还能与它们进行通信，此时，就要用到”车辆对一切（V2X）”这一技术了。

作为一种通信技术，V2X使得车辆能够与环境中的各种元素包括其他车辆、行人、基础设施以及网络等交换数据。通过共享信息，V2X可大幅提高交通效率，提升车辆的安全性，减少碳排放，同时非常有助于启用高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶。

V2X：具有超视距能力的“传感器”

V2X对ADAS和自动驾驶有何影响？

DSRC与C-V2X的技术路线之争

自车联网诞生以来，市场上一直存在两条技术路线之争，分别是基于无线局域网（WLAN）的和基于蜂窝的V2X技术。基于WLAN的V2X系统通过无线网络（Wi-Fi）连接车辆和基础设施，该技术就是DSRC（专用短程通信），也称为ITS-G5/8.11p、WLANp和Wi-Fi-p，于2010年获得批准。DSRC也是业界第一个可用的V2X技术，它目前在奥地利和德国的道路上有着广泛的部署。

C-V2X是由基于蜂窝调制解调器技术的3GPP标准定义的，该技术使用5.9GHz频带中的PC5接口在车辆、摩托车和路边单元（RSU）之间发送和接收消息。第一代C-V2X（版本14/15）称为LTE-V2X，第二代（版本16及更高版本）称为5G-V2X。随着2017年3GPP release 14规范中C-V2X的发布，基于蜂窝技术的V2X竞争优势开始显现。

C-V2X展现出的优势在于它提供了从4G LTE到5G NR的清晰演进路径：3GPP Release 14中包含的初始C-V2X标准专注于V2V通信和PC5的基本修改。进一步的3GPP版本可提供一系列的增强，用以支持更多的V2X操作场景，其中包括全套5G标准、多媒体优先服务、V2X应用层服务、5G卫星接入、5G中的局域网支持、5G的无线和有线融合、终端定位和定位等，以及支持弱势道路用户（VRU）携带的UE设备的更高功率效率。

在实际应用中，基于Wi-Fi的DSRC标准目前只有很少几家欧洲OEM的车型配备了有限数量的V2X模块。C-V2X明显获得了中国和美国的强有力支持，5G-V2X也有望在未来进入欧洲汽车市场，并逐渐成为DSRC的替代方案。

V2X商用离我们还有多远？

在过去的几年里，这个问题很难回答。截至2023年，理论上V2X技术已完全准备好实施和商业使用。该技术的可靠性和安全性在跨行业互操作性测试中得到了反复验证，很多路边设备现在都支持V2X，许多OEM已经为他们的车辆配备了V2X OBU。

欧洲经常被视为V2X技术和合作智能交通系统（C-ITS）的优秀试验平台，这不仅是因为欧洲大陆拥有世界上一些发达、维护完善的道路网络，还因为它们拥有数十家道路运输运营商，并且拥有集中的大批汽车OEM。在目前的欧洲市场，DSRC是事实上的V2X技术，市场活动也大多基于此。

目前，欧洲正在进入商用V2X部署的早期阶段，要想大规模运营V2X服务，还需要部署更多的OBU和RSU，这可能需要长达十余年的时间。很重要的一个原因是市场上的旧车保有量太大，这些车几乎没有升级到V2X的可能。此外，道路运营商也需要时间将RSU安装到路边设备中。

好消息是，欧洲新车评估计划Euro NCAP在其2025年发展路线图中宣布，从2024年开始，所有新车都必须配备V2X连接才能获得五星级安全评级，此举将有效激励OEM在其车辆中大规模部署V2X。作为早期采用者之一，大众汽车在高尔夫和欧洲销售的电动汽车系列等车型中加入了DSRC，每辆车均配备了V2X OBU。宝马近期宣布计划在其车辆中部署V2X技术，用于车辆到电网（V2G）双向充电。

C-V2X是中国、美国和欧洲未来极可能使用的V2X通信技术。FCC选择LTE-V2X在美国进行了大规模部署。

中国正在广泛部署LTE-V2X，根据政府发布的战略要求，专门为LTE-V2X分配了频谱，中国部分汽车制造商承诺在2022/2023年开始部署并准备大规模推出C-V2X，预计到2025年将实现大规模V2X覆盖。

另据新消息，2024年6月4日，工信部、公安部、住房城乡建设部、交通运输部等四部门联合发布公告称，将有序开展智能网联汽车准入和上路通行试点，由长安汽车、比亚迪、广汽等汽车生产企业和使用主体组成的9家企业此次进入试点的联合体，工作目标是：

• 一方面引导智能网联汽车企业加强能力建设，在保障安全的前提下，促进产品的功能、性能提升和产业生态的迭代优化；

• 另一方面，基于试点实证积累的管理经验，加快健全完善智能网联汽车生产准入和道路交通安全管理体系，推动智能网联新能源汽车产业高质量发展。

在产品方面，支持DSRC和C-V2X的解决方案均基本就绪。作为V2X早期的推动者之一，NXP V2X系统平台在5.9GHz和760MHz频段中运行，与所有优秀供应商的全球软件协议兼容，可在全球使用。

其中，RoadLINK SAF5400是通过汽车应用认证的、适用于V2X应用的单芯片DSRC调制解调器，能够在芯片上每秒中继多达2000条基本安全消息（BMS）验证，从而为发送和接收的消息提供更好的范围。同时还可以利用NXP的i.MX应用处理器得到进一步增强，该处理器现已包含在其V2X系统解决方案中。此外，SAF5400还集成了NXP的高性能安全元件技术，以便满足V2X无线安全要求。

图2：英飞凌车规级HYPERRAM 3.0存储芯片与TEKTON3搭配可组建支持双标准的第三代V2X参考设计（图源：Infineon）

结语

本文转载自： 贸泽电子微信公众号

V2V的由来

世界卫生组织的研究数据显示，每年约有130万人死于道路交通事故。随着车辆的普及，驾驶员、行人和车辆之间的沟通被提升到一个更高的水平，以此保证道路的安全。V2X（Vehicle to X）是一种通信技术，允许车辆与其他车辆、道路用户和基础设施进行通信，主要目的就是提高行车安全、节省能源以及改善道路通行效率。

然而，这么有实际好处的技术，经历了十几年的发展，至今还没有做到大规模普及，是什么因素影响了它的发展，问题又出在哪里呢？

1. 什么是V2X？

首先，让我们来看看什么是V2X，这里的“X”到底意味着什么？

从技术角度讲，V2X是一种车辆通信协议，它允许汽车与任何可能受车辆影响的实体之间进行通信，包括V2I（车辆到基础设施）、V2V（车辆到车辆）、V2N（车辆到网络）和V2P（车辆到行人），这些就是目前最典型或最常见的V2X类型。

V2I（车辆到基础设施）

V2I支持车辆与道路沿线交通管理基础设施之间的数据交换。这些基础设施包括沿途架设的RFID读取器和摄像头、交通信号灯、车道标记、路灯以及停车收费表等。V2I通信可以为高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶汽车提供有价值的输入信息，有助于更安全、更有效的实施车辆导航。

V2V（车辆到车辆）

V2V通信是指车辆之间能够相互交换速度、位置和方向等数据。这种交换常常以无线方式实时进行。通过在车辆之间建立实时连接，V2V增强了道路态势感知，有助于预防事故、改善交通流量和优化油耗。V2V是ADAS和自动驾驶的重要组成部分，它使车辆能够根据获取的数据做出明智的决策并主动应对实时路况。

V2N（车辆到网络）

V2N通信将车辆与更广泛的通信网络连接起来，例如蜂窝或Wi-Fi网络。这种连接使车辆能够访问实时交通信息、天气更新和路线建议等。V2N还可以实现远程诊断和空中更新，使制造商能够监测车辆健康状况并提供软件改进。此外，V2N通信通过将车辆数据与其他来源如公共交通系统和城市基础设施的集成，支持智能城市和互联交通生态系统的发展。

V2P（车辆到行人）

V2P是指汽车能够感知附近的行人（包括骑自行车的人、婴儿车和轮椅等）。这项技术通常依靠行人携带的智能手机、可穿戴设备或其他设备来传输他们的位置和移动数据。配备V2P的车辆可以使用这些信息来识别和避免潜在的碰撞，从而提高所有道路使用者的安全性。

当前，汽车行业仍保持着良好的发展势头，汽车中各种安全特征和通信技术的集成增强了车辆的便利性和安全性。自适应巡航控制（ACC）、ADAS、变道辅助、盲点检测等，这些技术有力地带动了V2X的市场需求。综合来看，V2V将在整个V2X市场中起主导作用。除此之外，V2N和V2I的结合将有助于克服交通拥堵、排放和其他类型的交通问题，接下来将成为推动V2X市场增长的另一股重要力量。

2. 标准之争使V2X发展受阻

在许多新兴技术领域，经常会有关于技术和标准化的争论，V2X也不例外。如本文开头所言，V2X是一种使车辆能够与周围任何实体进行通信的技术，首要的理念是确保更安全、更高效的道路管理。为了将车辆连接到其他实体并交换数据，V2X使用了专用短程通信（DSRC）和蜂窝V2X（C-V2X）两种不同的技术。这两个协议均以非常高的速度运行，具有低延迟的高频数据交换。

DSRC和C-V2X使用了不同的无线标准。其中，DSRC使用WAVE IEEE（802.11p），而C-V2X使用的则是基于蜂窝移动技术的LTE。DSRC在5850MHZ至5925MHz频带中具有6Mbps至26Mbps的数据速率。C-V2X具有26Mbps（RX）、高达26Mbps（TX）的数据速率。FCC于2020年11月将5.9 GHz频带分配给Wi-Fi和C-V2X，因此两者都工作在5.9GHz频段，都使用相同的用例和相同的消息集（SAE J2735和J2945），并且都使用数字签名来确保消息提供者的安全和信任。

不过，这两种无线通信技术不能相互通信，它们各自的工作范围也大不相同。DSRC约为300米，C-V2X的延迟较低，覆盖范围要多出20%至30%，尤其是在有障碍物的情况下，C-V2X的表现要比DSRC好得多。总体而言，C-V2X在性能上明显占优。然而，DSRC对于关键安全应用仍然具有足够高的可靠性。

既然DSRC和C-V2X在技术上并无明显的短板，为什么在实际应用中却成为V2X快速发展的一个瓶颈呢？

简单的回答：汽车制造商在DSRC和C-V2X之间的摇摆不定直接导致V2X的发展受阻。

在无线通信领域，不同的频率用于不同的应用，分配一个频段就像划出一块土地用于不同的商业用途。

1999年，联邦通信委员会（FCC）在5.9GHz频带中开辟了75MHz的频谱。这是由政府支持的一项名为“专用短程通信”的标准，也称为DSRC或802.11p。2017款凯迪拉克CTS轿车就使用了DSRC技术，并具备V2V能力。全球汽车制造商贸易协会（包括本田、日产、斯巴鲁、起亚和丰田）都是DSRC的支持者。更进一步，2016年，美国国家公路交通安全管理局开始了一项程序，最终将强制要求2023年（及以后）销售的所有汽车都采用基于DSRC的V2V技术。

欧洲同样接受了类似的标准，一切看起来都很好。很长一段时间，汽车制造商和研究机构不断向消费者展示一个又一个DSRC未来应用场景。经过大约15年的标准演变，DSRC的前景看起来一片光明。直到美国政府踩下刹车，C-V2X标准突然出现，V2X的江湖不再平静：DSRC不再是V2V技术的唯一选择，基于5G LTE的C-V2X成为DSRC 的强有力竞争者。百度公司就是C-V2X的有力支持者，目前他们已经完成了5G LTE连接自动驾驶汽车的测试。德国大众汽车也表示，5G LTE将连接他们所有的自动驾驶汽车。

那些主张5G LTE而非DSRC的人列举了该项技术的各种优势，包括更高的互操作性、更宽的带宽、更高的安全性以及使用现有蜂窝网络带来的便利性。他们的观点很容易取得共鸣：基于5G LTE的C-V2X使用与DSRC相同的基本概念，但它不是依赖于在DSRC场景中必须添加到汽车上的专有网络模块，而是建立在5G蜂窝这些已经无处不在的网络上。既然已经拥有广覆盖的无线通信网络，为什么我们还要投资数百万美元来部署新的网络呢？

一时间，C-V2X似乎很快改变了市场格局并取得了阶段性胜利。许多将要开发V2X/V2V重要组件的芯片制造商都倾向于采用C-V2X技术，比如高通公司就已经着手推动C-V2X作为无线电标准（首先是LTE，后来是5G）并推出了相应的产品，爱立信表示准备开始开发相关解决方案。

C-V2X不仅凭借出色的性能比如续航里程、延迟和容量等，而且在商业模式上似乎也赢得了这场有关V2X标准之争的胜利。尽管V2X使用DSRC技术已有近20年的历史，随着C-V2X不断获得更多企业的支持，V2X和5G正在迅速成为汽车制造商非常看重的技术，尤其是在未来几年全自动驾驶汽车技术商业化进程中，更是有着不可替代的作用。

3. V2X的发展现状

在欧洲，目前V2X正朝着大众市场部署的方向发展，DSRC是事实上的技术，所有的市场活动大多基于DSRC。

大众高尔夫MK8的DSRC技术部署，以及C-ROADS平台之后在多个欧洲国家的大规模基础设施，巩固了DSRC的使用，计划中的车辆和基础设施部署仅为DSRC。另外，日本也决定使用DSRC，但将使用760MHz频段，这使其系统与世界其他地区不兼容。

中国正在加速大规模部署C-V2X。中国的国家战略要求到2025年实现大规模V2X覆盖，并专门为LTE-V2X分配频谱，技术确定性加上明确的政府指导，为C-V2X的大规模部署创造了必要条件。美国现任政府尚未重新批准DSRC，虽然他们大力倡导C-V2X技术，但似乎是想让市场做出最终决定。

无论采用何种标准，有一点是大家的共识：世界各国政府认为V2X是减少道路死亡人数的关键发展，也是迈向全自动驾驶汽车的技术里程碑，其前进的脚步虽然缓慢但并没有停歇。

在技术上，V2X通信系统由车载单元（OBU）和路侧单元（RSU）组成。OBU允许与其他车载和路边设备进行无线通信。RSU安装在路标、交通信号灯和路灯上。路侧单位将道路使用者与街道基础设施连接起来，以帮助管理道路某些部分的过度拥挤，防止人员伤亡。

NXP V2X车辆通信平台

图1：NXP i.MX 8XLite SOM框图（图源：SolidRun）

SolidRun基于NXP i.MX 8XLite模块系统（SOM）为OEM和集成商提供了强大的V2X车辆通信平台，旨在增强各种面向车辆的基础设施和子系统的安全性。NXP i.MX 8XLite SOM具有一系列高速接口，包括以太网、PCIe Gen 3、USB 2.0和CAN-FD。它得到了恩智浦（NXP）长寿计划（ longevity program）的支持，使其成为适用于高级车载通信应用的最佳解决方案。

该方案支持车辆和道路基础设施之间的V2I通信，该基础设施包含随V2I芯片组提供的嵌入式RSU。RSU控制关键的“智能交通”设备，以引导交通并协助急救车辆接近患者。应急车辆可在需要时利用RSU系统安全通过红灯。

此外，V2I系统提高了弱势道路使用者（如骑自行车的人和行人）的安全性。当接近十字路口时，附近所有连接的车辆都可能识别出它们，并向两个道路使用者发送警告通知。

i.MX 8XLite SOM还配备了高性能敏捷安全引擎SXF1800，为V2X应用程序提供防篡改加密功能。i.MX8XLite入门套件由i.MX8XLite SOM、HummingBoard i.MX 8XLite载板和各种配件组成，为产品开发人员提供了一个全面的评估和应用程序开发平台。

Qorvo V2X联网汽车产品组合

图2：支持C-V2X和DSRC系统的Qorvo QPF1002Q车用前端模块（图源：Mouser）

Qorvo V2X联网汽车产品组合是一套与芯片组无关的解决方案，涵盖V2V、V2I、V2P和V2N通信，实现联网汽车的下一代自主和实时监控。

该产品套件为V2X通信提供现成的解决方案，包括频段47/Wi-Fi 体声波（BAW）滤波器，可实现Wi-Fi与V2X 5.9GHz频段共存。这种能力对在车辆与其周围地区之间建立可靠联系至关重要。它还包括两个支持C-V2X 和DSRC系统的集成前端模块（FEM）、一个数字步进衰减器、一个发射/接收开关和一个低噪声放大器。

其中，Qorvo QPF1002Q车用前端模块在单个单元中集成了5GHz功率放大器（PA）、Tx/Rx天线开关和可旁路低噪声放大器（LNA）。该器件的频率范围为5.77GHz至5.925GHz，Tx增益为28dB，Rx增益为13dB，噪声系数低至2.6dB。

器件的性能经过优化，设有功率放大器，可在5V电压下工作，功耗低，并能保持高线性输出功率和领先的吞吐量；Qorvo QPQ2200Q 5855-5925MHz RF BAW滤波器是一款高性能、大功率、BAW带通滤波器，具有极陡的裙边。该器件在C-V2X频段（B47）和高抗带外（OOB）频段具有低损耗，可与Wi-Fi和LTE系统共存。

4. V2X未来的市场预测

根据Fortune Business Insights的数据，汽车V2X市场将从2021年的6.289亿美元增长到2028年的73.519亿美元，2021-2028年的复合年增长率（CAGR）为42.1%。

联网汽车的普及率上升以及城市化和工业化的快速增长等因素预计将推动市场增长。然而，与数据通信相关的高实施成本和安全问题阻碍了汽车V2X市场的增长。

相反，5G和AI技术的未来潜力，加上C-V2X技术的进步以及半自动驾驶和自动驾驶汽车的发展，预计将为汽车V2X市场的增长提供增长机会。

因此，Precedence Research预计，2022年全球汽车V2X市场规模达到24亿美元，到2032年将达到662.6亿美元，在2023年至2032年的预测期内以39.4%的复合年增长率增长。高增长率是由对汽车安全功能以及更好的交通管理系统的需求增加推动的。

图3：2022年至2032年全球汽车V2X市场发展预测（图源：Precedence Research）

汽车V2X市场的主要参与者包括Altran、Autotalks、大陆集团（Continental）、HARMAN国际、Infineon、NXP、Qualcomm、Bosch和STMicroelectronics等。

5. V2X发展趋势预判

实时监控

物联网传感器可以持续监测设备，并收集各种参数的数据，如温度、振动、压力等。这种实时监测允许早期检测异常或偏离正常操作情况的出现。

数据驱动的决策

改进的安全和风险管理是物联网预测性维护的一大优势。物联网设备收集的大量数据可以使用先进的分析技术进行处理和分析。通过将机器学习算法应用于这些数据，可以识别模式、趋势和潜在的故障特征，使得维护团队能够做出数据驱动的决策，并有效地确定维护活动的优先级。

V2X技术正在通过创建一个由车辆、基础设施、行人和网络组成的互联生态系统，将物联网连接扩展到道路，改变我们的出行方式。这个互联系统依靠实时数据交换来提高交通效率，增强安全性，并实现高级驾驶员辅助系统（ADAS）和自动驾驶。随着车辆变得更加复杂，部署了更多的路边基础设施设备，云、车辆和路边基础设施之间无缝通信和数据传输的需求变得越来越重要。因此，必须解决传输大量实时数据的挑战，以释放V2X和自动驾驶汽车的全部潜力。接下来，V2X将在以下两个方面取代较大进展：

一是汽车数字化特征成为引入和实施V2X系统的完美窗口。车辆的数字化使得越来越多的智能应用程序在新一代汽车中实现，曾经是机械奇迹的汽车现在演变成计算机的进化。例如，地图更新、实时交通信息、第三方导航应用程序和远程控制功能都需要后端连接。此外，软件定义车辆技术使得汽车制造商可以在汽车出厂后很长一段时间内对其进行改进，这些联网车辆还可以与外部基础设施进行通信，为安全可靠的V2X系统带来了更大的发展机会。

二是V2X与自动驾驶汽车将并行发展。过去五年在自动驾驶和辅助驾驶领域产生了巨大的创新。除了提高自动驾驶能力外，V2V技术系统的改进增加了车辆之间的通信，提高了态势感知能力。V2X可以在所有级别的车辆自动化中提高安全性和交通效率。尽管V2X和自动驾驶背后的技术不同，但它们的结合有助于实现操纵和传感等关键功能。V2V是V2X的一个子集，指的是车辆之间的速度、方向、位置和制动等参数的通信。V2I主要是指车辆与车辆周围基础设施之间的通信。最终，V2X将成为未来全自动驾驶汽车的重要组成部分。

6. 结语

正如FCC前主席Pai在2020年重新分配DSRC频谱时谈到的，如今道路上只有极少数的车辆提供类似V2V和V2X的产品。美国的情况是基本上仍然停滞不前。欧洲是DSRC的主要推手。中国早期广泛接受C-V2X，加上政府的大力推动，V2V在中国已有实例，比如别克GL8，这是一款仅在中国上市的小型商务车，它提供了八种V2V和V2X功能，包括紧急制动警告、失控警告、车辆异常警告、交叉口碰撞警告、限速警告、信号违规警告、危险位置警告和绿灯车速引导等。

V2X发展商用之路受阻的原因有很多种，有安全和隐私问题、监管和法律问题、基础设施投资问题等，但最主要的挑战还是因为缺乏统一的通信标准。关于DSRC和C-V2X，二者之间究竟哪个技术应成为V2X或V2V的主流标准，目前仍存在争论。好在业界已经意识到，在这一观点上达成共识对于V2X的广泛采用和互操作性至关重要。

V2X将为车辆带来一个全新的能力水平，它们能够在智慧城市中与彼此、行人和周围的世界互动，通过网络相互通信其位置、速度和方向，从而提高道路安全性。从现有态势看，C-V2X很有可能成为未来V2X的主流技术。目前，C-V2X 已纳入第三代合作伙伴计划（3GPP）版本14，3GPP版本16和版本17将会带来更多功能，将进一步加强C-V2X的性能。V2X大规模普及的事情，看起来只能交给市场和时间了。

内容概览：

2023-2028年，互联模块市场预计将以复合年增长16%发展，从2023年的29亿美元增长到2028年的61亿美元。尽管如此，根据 Yole Intelligence 的分析，形势发展迅速，远程自动驾驶汽车和自动代客停车这样令人难以抗拒的用例预计将在这个十年结束前得到实施。新车评估计划（New Car Assessment Programs，特别是中国和欧盟）也在推动对车联网的采用，最早可于2025年实现。

“利润丰厚的商业机会为远程信息技术的采用提供了动力，这能为OEM提供更佳的用户体验和有价值的数据。基于互联的强制性安全功能正在全球范围内扩张，如紧急呼叫和智能车速辅助（ISA）。对5G互联的采用受其更高成本和缺乏决定性的杀手锏应用的影响，但这与高级自动驾驶的软件定义架构是一致的。”——Raphaël Da Silva， Yole Intelligence功率与无线部门

图片 | 《RF for Connected Vehicle 2023》编号：YINTR23372，Yole Intelligence

Yole Group旗下的Yole Intelligence将其在半导体领域长期的专业积累和对汽车互联技术与市场的深入了解相结合，推出了第一版《RF for Connected Vehicle 2023》。这项研究提供了有价值的汽车互联市场指标和发展预测；分析采用汽车互联的驱动因素和面临的挑战，并介绍汽车互联领域的主要技术趋势和当前发展，特别聚焦 5G RedCap和全球卫星导航系统（GNSS）校正服务，以及探讨汽车互联供应链中的主要厂商，并分析了商业模式和供应链将如何演变。

“随着 5G 和蜂窝车联网（C-V2X）等技术的引入，汽车互联领域也在不断发展。在4G时代，为市场提供服务的是Intel、海思半导体和Qualcomm，但在海思半导体和Intel退出该领域后，Qualcomm开5G之先河。Samsung和联发科近期也已入局这一市场，但汽车互联产业的认证周期很长，因此Qualcomm的主导地位在短期内有望保持。”——Cédric Malaquin，Yole Intelligence射频部门

在V2X领域，恩智浦半导体最初以其DSRC芯片组占领先机，但由于监管方面的挑战和C-V2X的到来，Autotalks和高通的地位日益显著。高通的

优势在于其规模和V2X在蜂窝基带中的集成，得以与非安全应用保持一致。然而，对于未来与安全相关的V2X应用，Autotalks有望脱颖而出，因为独立式V2X是获得ASIL-B认证所必需的。

在 GNSS 方面，高通公司在其蜂窝基带中集成了 GNSS 功能，这影响 U-Blox公司在远程信息控制单元（TCU）业务中的地位。然而，安全将成为未来应用的必备要素，而U-Blox这样的GNSS企业将开始重新受到关注。

已经有子系统公司之间进行了合并，例如Telit和Thales的模块业务合并,以及Fibocom对Rolling Wireless的股权收购。在一级供应商层面也出现了合并，Valeo收购Peiker公司，Samsung收购Harman。随着市场的持续增长，供应链中仍有大量可能被收购的小规模公司。

本文转载自：Yole微信公众号

本文作者 Ali Bawangaonwala，Qorvo 高级营销经理

图 1：互联汽车

车对万物 (V2X) 是一种车辆技术的总称。它允许车辆与周围的环境进行通信，包括自行车、摩托车和其它车辆。为将其实现，无论是车内还是车外，来自传感器和其他来源的信息都通过低延迟、高可靠性的链路传播，这最终将有助于实现完全自动驾驶。参见图 1。

V2X 通信的一个主要卖点是安全性。V2X 通信技术有望降低车辆事故的数量，从而减少相关伤亡事件的发生。美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的一项研究发现，对于未对驾驶员造成损害的碰撞事故，互联汽车技术有望将事故率减少 80%。事实上，到 2024 年，汽车行业机构（比如：美国国家公路交通安全管理局和汽车工程师协会）预计将要求车辆提供某些 V2X 功能，以获得完整的五星安全评级。这项技术还将显著改善交通管理。利用路边单元 (RSU) 和车载单元 (OBU) 提供的数据，V2X 技术可以在汽车之间建立连接，并将驾驶员、行人和骑车人与交通信号灯相连接。有关流量模式、信号灯和其它车辆的信息，可以通过连接 Wi-Fi 或蜂窝网络的车辆信息娱乐系统，甚至通过驾驶员手机上的应用传送到汽车上，使驾驶员能够调整到更安全、更高效的驾驶模式。这样可以减少有害二氧化碳气体排放和降低燃油成本，从而提高车辆的环保性能。

V2X 包含多个组成部分（请参阅边栏内 “车辆通信缩略语及含义”）。考虑到诸多的安全效益以及给消费者通信带来的其它效益，增强 V2X 并将其推向市场通常是许多汽车制造商的首要策略。然而，要设计一个稳健的系统解决方案，我们首先要了解 V2X 的复杂性和技术挑战。

Cellular-V2X (C-V2X) 技术向车辆工程提出了挑战，例如车辆内外多个无线电设备导致的无线共存问题。未来的新型汽车内将配备大量的无线电，满足安全、安防和娱乐的发展趋势。这些无线电将带来共存问题。一个明显的共存挑战是专用短距离通信 (DSRC) 和 C-V2X（基站运营商授权的载波）都使用相同的 5.9GHz 频段进行通信。此外，4G LTE、5G 和 Wi-Fi 的频段都与 5.9GHz 的频率范围密切相连。

汽车的未来发展趋势

互联汽车采用了许多独特的连接技术，这些技术必须互不干扰信号质量，这样才能实现无缝通信。这些技术包括：

车辆通信缩略语及含义

车对万物 (V2X)：一种允许车辆与周围交通系统中的运动部件进行通信的技术。

车对基础设施 (V2I)：这种通信允许车辆与头顶的 RFID 读卡器和摄像头、交通信号灯、车道标记、路灯、标牌和停车计时器等交通系统组件共享信息。

车对行人 (V2P)：车辆与附近一位行人或多位行人之间的通信。

车对网络 (V2N)：访问基于云的服务网络，并与之进行通信。

蜂窝车对万物 (C-V2X)：使车辆能通过移动蜂窝连接，与周围其它车辆、行人或交通灯等固定物体进行通信，相互收发信号。

专用短距离通信 (DSRC)：单向或双向的中短距离无线通信通道，专为汽车用途及一系列相应协议和标准设计。

高选择性滤波器解决方案如何应对共存挑战

让我们共同了解滤波器技术解决方案帮助解决 V2X 与 Wi-Fi 和蜂窝频谱共存问题的方法。以下是三个主要挑战：

V2X 与 5GHz Wi-Fi 的共存挑战

如图 2 所示，Wi-Fi 5GHz 非授权的国家信息基础设施 3 (UNII 3) 频段与 5.9GHz V2X 频段重叠。要使这两个无线电在工作时不互相干扰，需要采用滤波器。该滤波器需要在 5.855GHz 区域附近具有非常陡峭的衰减带外边缘，以确保 V2X 和 Wi-Fi UNII 3 信号不会产生通信干扰。此外，UNII 2C 接收频段噪声会引起接收信号灵敏度劣化。在这种情况下，无线设备的多个无线电同时工作会导致互相干扰，带来的设计挑战是灵敏度劣化。这些信号可能会干扰甚至破坏接收器接收微弱信号的灵敏度。例如，如果发射信号没有与接收器正确隔离，它可能会干扰接收路径信号，从而导致灵敏度劣化。因此，需要采用额外的滤波器来降低 5GHz 接收信号中的噪声。

图 2：V2X 与 Wi-Fi 在 5GHz 汽车应用中的共存

Wi-Fi 2.4GHz 与蜂窝频段 7、40 和 41 共存

V2X 中存在的另一个共存问题就是蜂窝频段 7、40 和 41 与 2.4GHz Wi-Fi 频段之间的干扰。如图 3 所示，Wi-Fi 2.4GHz 位于这些 TDD（B40 和 B41）和 FDD (B7) 信号之间并靠近这些信号。在车内发送和接收 Wi-Fi 2.4 信号时，必须采用滤波器，以确保蜂窝频段上的某些用户可以不间断地继续通信。同样，这也是通过 BAW 滤波器技术实现的（既有分立的形式，也有高度集成的 Qorvo 模块）。

图 3：蜂窝与 Wi-Fi 2.4GHz 频段共存

V2X 与电子收费无线电的共存挑战

除了上述共存挑战之外，还有 V2X 干扰电子收费 (ETC) 服务的问题。中国和欧洲的 ETC 的工作频段太接近 V2X 频段。如图 4 所示，欧洲的 V2X 频段与欧洲 ETC 频段仅相差 40MHz。如果不在 V2X 前端模块的输入端采用陷波滤波器以允许 ETC 与 V2X 共存，则无法满足欧洲 V2X 频谱发射规范的要求。

中国的 ETC 应用也存在同样的问题。中国的 V2X 频段与 ETC 频段的下行链路仅相差 65MHz。必须在前端输入部分插入陷波器，以减少频谱泄露，使其正确共存。在未来，中国 ETC 频段可能会更接近 V2X 频段，因为中国运营商正面临着带宽可能带来的容量限制。中国目前正在就这个话题展开讨论。

图 4：电子收费系统频段与 V2X 频段对比

应对这些 V2X 共存挑战的最佳滤波器技术是什么？Qorvo 已经帮助许多公司利用体声波滤波器来应对这些类型的应用，如下文中所述。

体声波 (BAW) 滤波器

如要避免在上述情况下产生干扰，高性能RF 带通滤波器就应具备在高频段工作的能力，BAW 非常适合在这种高频段工作。BAW 滤波器还提供陡峭的过渡带，防止信号干扰相邻频段，且通带应具有低插入损耗，以保证输出功率和覆盖范围。

在汽车的整个寿命期内,汽车应用中使用的滤波器必须能够在极端温度、湿度和振动条件下运行可靠运行，而石英晶体滤波器在这种环境下无法工作。在汽车应用中的这些严苛条件下，采用 BAW 滤波器意味着工程师现在可以淘汰尺寸大，和应用难度大的滤波器技术。

独特的 BAW 滤波器具备所需的特性，能够提供 5.9GHz 频段所需的所有功能。这种滤波器提供必要的陡峭过渡带，其高品质因数 (Q) 高达 3000，尺寸远小于传统陶瓷或介质滤波器。BAW 滤波器选择性精度高，尺寸小巧，非常适合用于高级汽车 RF 应用。这种滤波器一般用在高于 1.5GHz 且需要高性能的应用中。此外，此技术基本上能够适应高达 7GHz 以及更高的工作频率。

一种前端解决方案

Qorvo 提供分立形式和模块形式的 BAW 滤波技术。Qorvo V2X 前端解决方案套件包括首个 B47 频段/Wi-Fi BAW 共存滤波器，它可以实现与 V2X 5.9GHz 频段的 Wi-Fi 共存。这有助于在车辆与周围环境之间建立可靠的连接。此外，它还包括两个支持C-V2X 和 DSRC 系统的集成式前端模块 (FEM)、一个数字步进衰减器、发射/接收开关和低噪声放大器。该前端解决方案与芯片组无关，可在 Wi-Fi 和 V2X 共存的连接环境中实现稳定的V2X 链路、足够的传输线性功率和出色的接收性能。未来，我们会借助道路车辆领域的高科技电子创新以及无线电技术的进步，助力安全驾驶，随着我们不断发展，关于该话题的内容也会越来越多。

文章来源： Qorvo半导体

本文作者 Ali Bawangaonwala, Qorvo 高级营销经理

Wi-Fi 和 5G 是促进无人驾驶汽车发展的推动因素。频谱干扰会对车辆驾驶和乘客安全造成不利影响，因此这些技术的协同工作和共存方式仍是个挑战。本文讨论支持车辆连接的技术，以及高选择性滤波器解决方案如何应对 V2X 与 Wi-Fi 共存挑战，以实现车辆通信。

车辆连接的基础

为了让真正的无人驾驶汽车在无人干预的情况下导航，必须与其他车辆和周围基础设施持续实时共享所有类型的数据。

这将通过车对万物 (V2X) 通信系统实现。V2X 包括车对车 (V2V)、车对基础设施 (V2I)、车对网络 (V2N) 和车对行人 (V2P) 通信。

V2X 以 5.9GHz 专用短距离通信技术为基础，适用于快速移动物体。即使在非视线条件下，它也可以建立可靠的无线电链路。这种可信链路使驾驶员能够意识到前方出现危险状况，从而减少潜在的汽车碰撞和伤亡事故。

此外，通过发出即将出现交通拥堵的警告并提供可选路线建议，V2X 可提高全球运输效率，并减少二氧化碳排放量，同时还可以降低车辆维护需求。

由于 V2X 可以是 C-V2X（基于蜂窝技术的车对万物），即采用蜂窝技术创建直接通信链路，也可以是 DSRC（专用短距通信），即以 IEEE 802.11p 标准为基础，并且曾经是唯一可用的 V2X 技术，所以实现无人驾驶汽车的全部潜力比较复杂。

然而，不同汽车制造商和国家/地区支持一种或另一种标准，然而，可以使用相同频谱来解决同一问题，且可以共存。

了解连接技术

为了更好地了解共存挑战，我们必须了解车辆连接中涉及的技术及其功能（图 1）。因为每种技术有其自己的特性，所以它们能够交互且不会降低其他技术的性能。

图 1：车辆连接技术

这些技术包括：

5G 和 LTE 的共存挑战

通过了解各种技术的功能/优势，我们可以更好地了解共存挑战，尤其是与 5G 和 LTE 的兼容性。

5G（第五代蜂窝技术）可提高数据速率，减少延迟并提高无线服务的灵活性。5G 频谱分为 6 GHz 以下频谱和毫米波。

Wi-Fi 在 2.4GHz、5.2GHz 和 5.6GHz 频谱下运行，且 2.4GHz Wi-Fi 必须与 LTE B40 和 B41 频段共存。5GHz Wi-Fi 的数据速率高于 2.4GHz，这是因为 5GHz 频段的带宽更大，可以将更多信道捆绑在一起。这意味着射频工程师必须使用正确的滤波器产品（即在相邻频段中具有足够衰减性能，实现好的接收灵敏度），从而充分利用更宽的频段。

图 2：V2X 与 5GHz Wi-Fi 共存

当自动驾驶汽车中的乘客使用 5.6GHz 热点时，5.6GHz Wi-Fi 与 V2X（图 2）的共存就成为另一个挑战。实现可靠 V2X 无线电链路的唯一方式就是确保相对低的接收器灵敏度劣化。只有使用在 5.6GHz Wi-Fi 提供足够带外衰减的适当滤波器解决方案，才有可能实现这一目标（图 3 和图 4）。

高性能滤波解决方案——为什么 LTCC 不足够

越来越多的功能阵列增加了汽车中不同无线电的数量，如今，一辆汽车拥有多达 5 个无线电（即 V2X、4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、SDARS）。这意味着多个无线电收发器彼此靠近，在不同频段中运行。如果一个 RF 链的发射功率超过附近接收器接收的信号功率水平，则会产生接收器灵敏度问题。

共存滤波器有助于减少这些 “干扰信号” 产生的干扰，从而避免接收器灵敏度问题和不符合法规的问题。然而，并非所有声称具有共存功能的滤波器都适合该应用。例如：图 3 比较了 B47 体声波 (BAW) 滤波器和低温共烧陶瓷 (LTCC) 宽带滤波器的性能和系统影响。

图 3：QPQ2200Q 与 LTCC 进行比较：宽频性能。

……如今，一辆汽车拥有多达 5 个无线电……

LTCC 只能过滤宽带频率。B47 BAW 滤波器具有与 LTCC 滤波器类似的插入损耗，但具有较高的 5GHz UNII 1-3 频段抑制性能。B47 BAW 滤波器可在 Tx/Rx 路径中取代 LTCC 滤波器，或只放置在 Rx 侧。图 4 说明了LTCC 滤波器如何不抑制 UNI-3 频段，以及如何对 UNII-2 和 UNI-1 频段提供较差的抑制度。

图 4：QPQ2200Q 与 LTCC 进行比较：B47 BAW 滤波器可抑制 5GHz UNII 1-3 频段

接下来，我们从系统和实现角度来比较 LTCC 与 B47 V2X 共存滤波器。图 5 比较了实现 1,000 米 V2X 链路所需的 V2X 和 Wi-Fi 天线隔离。左图显示的 V2X 系统（TCU + 有源天线）在 Tx 路径上只有一个 LTCC 滤波器，此时要求大于 80dB 的天线隔离，这在实践中可能比较难以实现。右图显示的 V2X 系统在 TCU 中有一个 B47 V2X 共存滤波器，实现 1,000 米 V2X 链路，只需要 15dB 天线隔离的有源天线。如果设计/系统工程师能够实现超过 20dB 的天线隔离，那么他们可能只需要在有源天线中安装一个 V2X 共存滤波器。除了车内 Wi-Fi，在决定滤波器解决方案时还需要考虑另一个使用案例，即车辆是否具有新引入的 Wi-Fi 功能。也就是说，天线隔离由乘客使用的手机 Wi-Fi 热点决定。

图 5：实现可靠 V2X 链路所需的 V2X 和 Wi-Fi 天线隔离：QPQ2200Q B47 与 LTCC 进行比较。

Qorvo 的滤波器产品采用已获专利的 BAW 技术，经过优化可满足复杂的选择性要求，标准频率范围为 1.5GHz 至 6GHz。例如：Qorvo QPQ2200Q 滤波器是全球首款解决自动驾驶汽车中 V2X 和 5.6GHz Wi-Fi 共存问题的滤波器。另一个示例是 Qorvo QPQ2254Q 2.4GHz Wi-Fi 滤波器，其设计支持 Wi-Fi 2.4G 与 LTE B40 和 B41 同时共存。这些滤波器的尺寸比陶瓷滤波器更小，从而提高了设计灵活性。

然而，即使是 BAW 带通滤波器也不能完全解决 V2X 环境中的共存问题。我们还必须考虑陷波滤波器所发挥的重要作用。上文讨论的带通滤波器可提供足够的带外抑制，而 Qorvo 的 QPQ2230Q 陷波滤波器可 “消除” 5GHz Wi-Fi 路径在 V2X 的 Rx 频段产生的噪声，从而防止 Rx 频段噪声耦合到 V2X 系统中，导致灵敏度劣化问题，如系统计算器（图 6）中所示。图 7 显示，如果 5GHz Wi-Fi 路径上未使用陷波滤波器，V2X 接收器中会出现高达 18dB 的灵敏度劣化，而采用 BAW 技术优势且精心设计的陷波滤波器，其灵敏度劣化几乎为零。

图 6：5GHz 路径上带有 V2X 陷波滤波器 (QPQ2230Q) 的 Wi-Fi 前端。

图 7：使用和不使用 QPQ2230Q 陷波滤波器时的 Rx 频段噪声和灵敏度劣化。

另一个需要高度重视的关键挑战就是，V2X 需要与电子收费 (ETC) 共存。此时的问题在于，ETC 频谱（欧洲为 5795-5815MHz，中国为 5790-5800MHz UL，5830-5840MHz DL）过于接近 V2X 频谱（北美和欧洲为 5855-5925MHz，中国为 5905-5925MHz），如图 8 中所示。

图 8：全球 ETC 频谱与 V2X 共存。

解决这个问题的一种方法就是在 V2X 路径上使用设计合理的滤波器来剔除 ETC 频谱。让我们来了解一下欧洲的情况。图 9 比较了在 V2X FEM 输入端使用和不使用陷波滤波器的频谱泄露。左图显示 PA 输出端的频谱泄露无法通过 ETC 规格要求 (-65dBm/MHz)，因此 V2X 无法与 ETC 共存，除非在 ETC 无线电中，或者通过一些软件规避的方法解决了这个问题。右图显示，如果在 V2X 无线电中插入了精心设计的陷波滤波器，则 V2X 可以与 ETC 共存。

图 9：欧洲：频谱泄露模板进行比较— 使用和不使用 ETC 陷波滤波器。

现在，我们来看看中国的频谱状况（图 10）。从左图中我们可以看出，ETC 无法与 V2X 共存，除非在 ETC 无线电中解决了这个问题。右图显示了在 V2X 无线电中使用精心设计的滤波器时，符合 ETC 规格要求 (-65dBm/MHz) 且裕量充足。

图 10：中国：频谱发射屏蔽进行比较— 使用和不使用 ETC 陷波滤波器。

表征高性能滤波器产品的两个参数是谐振器质量，即品质因数 (Q) 和耦合因数 (k2)。最大限度减少插入损耗需要高 Q 值，而高 k2 支持更宽的带宽。谐振器层面的技术进步有助于改善插入损耗和选择性性能，使带宽更宽的滤波器产品可以在高达 6GHz 的频率条件下运行。

结论

高 Q 带通滤波器和陷波器组合可为自动驾驶汽车设计中的共存挑战提供最完整的解决方案。根据上面讨论的数据，LTCC 滤波器并不是真正的共存滤波器，在 Wi-Fi 和 V2X 彼此相邻的独特汽车环境中根本不起作用。

通过使用先进的 BAW 带通滤波器和陷波滤波器解决方案，可实现车联网频谱上所有技术的无缝共存，从而确保我们日益壮大的移动世界更加安全可靠，更具有生活乐趣。

文章来源： Qorvo半导体

本文作者 ：Mouser Electronics 的 Steve Taranovich，来源：Qorvo半导体

3GPP 计划在 V2X 中使用 5G 技术以及汽车级别的射频前端模块（FEM），相比于当前专用短距离通信或其他 C-V2X 协议，该技术具有明显的优势。

新兴车联网应用（如 V2X）需要满足延迟、数据速率、可靠性和通信范围方面严格的服务质量 (QoS) 要求。在开发自动驾驶汽车过程中，通常会使用以下三种传感器技术：摄像头、雷达和激光雷达。然而，现有的另一种无线技术，即车对万物 (V2X)，可大大提高自动驾驶汽车的价值。V2X 是指各种交通运输相关传感器之间进行的高带宽、低延迟可靠通信。5G 移动网络将提供适合车对车 (V2V) 以及车对基础设施 (V2I) 通信的连接。汽车前端模块 (FEM) 将成为实现新一代技术的重要解决方案，并将推动基于蜂窝技术的 V2X 方案的整体成功部署。

接下来，我们将讨论 3GPP 计划如何在 V2X 应用中使用 5G 技术，较当前专用短距离通信 (DSRC) 或其他蜂窝 V2X (C-V2X) 协议，该技术具有显著优势。

技术演变即将到来

从通信技术角度来看，未来智能交通系统 (ITS) 服务将得到广泛应用。如此以来，自动驾驶会最终实现，并要求通过先进的通信技术（如 5G V2X）在车辆内实现高互联度。经过学术界和业界多年的研究，推动 5G 发展的成熟技术落地后，3GPP 开始起草 5G V2X 标准，从版本 16 开始实施。

首先，让我们来了解一下 V2X 的定义。车对万物技术是一种双向通信技术，可实现汽车、电动汽车以及周围可能会对其产生影响的任何实体之间的信息输。由于 V2X 应用能够缓解交通拥堵，减少环境影响并提高驾驶员和乘客的舒适性，所以在实现完全自动驾驶之前，这些应用将对安全性和便利性产生巨大影响。

5G 配合 V2X 技术，可提升车辆和行人的安全性。新增功能包括：针对正在靠近的急救车辆发出距离/方向信息；为穿过人行横道的行人（为确保安全、在发生意外事件期间以及为便于识别，将控制或延长交通信号灯/信号显示）以及回避冲进车流中行人的车辆，提供通知和控制功能。发生事故时，发送车辆位置和距离通知。校车通知（包括该地区中小学生上下车）等功能将确保行人安全。

基于蜂窝通信技术的 V2X 从属于 V2X 的大类。它将作为摄像头、雷达和激光雷达等视距 (LoS) 传感器的补充，实现对提高驾驶安全至关重要的非视距感知力。C-V2X 还可实现比 LoS 传感器更为广泛的探测范围，也是车辆相互通信以及与周围万物通信的基础。2014 年，3GPP 以第 14 版开始 C-V2X 的标准化工作。它将 LTE 作为其根本技术。2017 年发布了相关规范。

使用的传输通信功能包括车对基础设施 (V2I)、车对网络 (V2N)、车对车 (V2V)、车对行人 (V2P)、车对弱势道路使用者（如自行车手）、车对设备 (V2D) 以及车对电网 (V2G)（图 1）。

汽车行业也在寻求各种方法，以降低支持 5G V2X 的车载单元 (OBU) 成本，同时避免/尽量减少车辆价格上涨。

5G 和 V2X

5G 将使 V2X 通信更易实现，且更加快速和可靠。下面总结了 5G 和 V2X 框架之间的主要差异：

• 5G 与所有无线电移动服务一样，使用一种称为基站的基础设施，其中划分为独立的单元，这些单元广泛重叠，并由适当的天线系统管理。
  

• 与所有无线服务一样，V2X 的结构更为灵活，其中的小型天线设备系统（称为热点）通过使用可靠的交互方案，确保提供优质的连接服务。

图 1：主要的 C-V2X 用例：车对车 (V2V)、车对行人 (V2P)、车对基础设施 (V2I) 和车对网络 (V2N)。V2X 安全消息可能包括欧洲的协作意识消息 (CAM) 和分散环境通知信息 (DENM)，以及美国的基本安全消息 (BSM)。（数据来源：《引入开源 C-V2X 模拟器的 C-V2X 模式 4 通信性能分析》（Performance Analysis of C-V2X Mode 4 Communication Introducing an Open-Source C-V2X Simulator），2019 年 7 月 23 日，作者：Fabian Eckermann 等人，多特蒙德工业大学）

Qorvo 开发了一款对成功部署 V2X 技术至关重要的模块

C-V2X 接收器

与其他无线通信技术一样，C-V2X 技术也采用模拟和数字模块设计。在 C-V2X 设计中，对于模拟和混合信号部分，射频组件具有关键作用，接收链中配置了许多高频模拟组件（图 2）。

图 2 展示了采样接收器的三种不同架构：a) 基带、b) IF 和 c) RF。RF 模数转换器 (ADC) 将根据输入频率决定选用的接收器类型（a、b 或 c）。

图 2：此框图显示了 C-V2X 采样接收器的三种无线电架构。（数据来源：IEEE）

汽车前端模块(FEM)

Qorvo 已开发出对成功部署 V2X 技术至关重要的一款关键模块，即前端模块 (FEM)。此模块属于 Qorvo 车联网产品组合。

Qorvo 的 V2X 车联网产品组合包含兼容多种芯片的解决方案，适用于车对车 (V2V)、车对基础设施 (V2I)、车对行人 (V2P) 和车对网络 (V2N) 通信。

该产品组合可提供现成的V2X 通信解决方案，包括 47 频段/Wi-Fi 体声波 (BAW) 共存滤波器，支持 Wi-Fi 与 V2X 5.9GHz 频段共存。这种能力对于在车辆与周围环境之间建立可靠的联系至关重要。它还包括两个支持 C-V2X（和 DSRC 系统）的集成式前端模块 (FEM)、一个数字步进衰减器、发射/接收开关和低噪声放大器 (LNA)。

设计解决方案如下：

• QPF1002Q：一款经过优化设计的前端模块，支持 C-V2X 系统，集成了功率放大器 (PA)、低噪声放大器 (LNA) 和开关，采用 5.0mm x 4.0mm 封装。

• QPF1003Q：一款经过优化设计的前端模块，支持 C-V2X 和 DSRC/11p 系统，集成了功率放大器 (PA)、低噪声放大器 (LNA) 和开关，采用 5.0mm x 4.0mm 封装。

• QPQ2200Q：一款 B47 频段V2X/Wi-Fi 体声波 (BAW) 共存滤波器，在 Wi-Fi UNII-3 频段中具有出色的带外衰减性能，可防止 Wi-Fi 干扰 V2X 5.9GHz 频段，并可为自动驾驶实现可靠的 V2X 链路，采用 1.1mm x 0.9mm 紧凑型封装

• QPC6713Q：7 位、0.25dB 步进的数字衰减器：实现补偿器应用所需的精细功率控制

• QPC8019Q：具有 V2X 系统所需的快速发射/接收开关功能

让我们来更深入地了解一下 Qorvo 的一款 FEM，即 QPF1002Q。

Qorvo QPF1002Q 汽车前端模块是适合 C-V2X（蜂窝车对万物）系统的优化解决方案。C-V2X 系统将能够感知周围环境，在互联车辆中实现下一代自动驾驶和实时监控。C-V2X 使用 5.9GHz 智能交通系统 (ITS) 频段中的低时延传输。

QPF1002Q 还在单个设备中集成了一个 5GHz 功率放大器 (PA)、Tx/Rx 天线开关和可旁路的低噪声放大器 (LNA)。

此器件的频率范围为 5.77GHz 至 5.925GHz，Tx 增益为 28dB，Rx 增益为 13dB，噪声系数为 2.6dB。该 PA 的性能优化主要是采用 5V 电源供电以节省功耗，同时保持最高的线性输出功率和出色的吞吐量。接收路径的引脚分配灵活，支持外置滤波器或低噪放。

Qorvo 的 QPF1002Q 汽车 FEM 采用 5.0mm x 4.0mm x 0.925mm 紧凑型层压封装，符合 AEC-Q100 2 级认证的汽车系统应用标准。

以下是一些关键特性：

• 符合 AEC-Q100 2 级认证标准

• 工作频率范围：5.77GHz 至 5.925GHz

• 针对 +5V 工作电压进行了优化；支持 +4.2V

• POUT = +28dBm，10MHz 带宽下的线性功率

• Tx 增益：28dB

• Tx 电流：580mA

• Tx 高功率和低功率模式

• 24dB Tx 耦合器

• Rx 噪声系数：2.6dB（包括开关）

• Rx 增益：13dB

• Rx 电流：35mA

• 旁路 LNA 损耗：-6.5dB

• 无需外部匹配

• 5.0mm x 4.0mm x 0.925mm 层压封装

• 无卤且符合 RoHS 标准

应用：

• ITS C-V2X

• 汽车前端

• 汽车远程通信

• 汽车信息娱乐

C-V2X 侧行链路

第 16 版 5G 为采用 5G 新无线电 (NR) 的行业 C-V2X 应用带来了侧行链路。该版本推动了 C-V2X 应用的发展，如车辆编队、高级驾驶、扩展传感器和远程驾驶。由于在一些危险驾驶情况下需要使用紧急制动和防碰撞功能，所以必须确保满足严格的延迟和高可靠性要求。C-V2X 的最低传输延迟不超过 4ms，且有可能更低，具体取决于实现方案。虽然可靠性很难量化，但每个新版本都在一定程度上提高了性能和安全性，从而提升了可靠性。即将发布的版本将继续提高安全性和可靠性。

通过短距离通信传播大部分交通信息，尤其在 V2X 部署的第一阶段，这些都是每辆车定期广播的消息（传递其状态和运动信息）。

V2X 和 5G 正迅速成为不可或缺的技术……

我们必须指出，V2X 应用依赖于持续、详细的位置信息，这会导致隐私问题。对于私家车，位置信息会透露驾驶员的运动和活动，而驾驶员并不一定是车主。简而言之，发送和传播 V2X 用户位置信息可能会涉及车主和驾驶员的隐私。

在交通拥挤区域，可用的信道资源将达到饱和，因此数据包丢失率会增加。这可能会危及驾驶员和乘客的安全。在这些条件达到临界水平之前，对拥堵控制算法进行分析和定义，以便修改特定参数。然而，研究人员并没有研究具体的算法，而是对 Wi-Fi 标准方法 (IEEE 802.11p) 与标准蜂窝方法（C-V2X 第 14 版组成部分 3GPP 定义的侧行链路 LTE-V2X）进行了比较分析。

最终分析认为，在信道负载较低的情况下，LTE-V2X 优于 IEEE 802.11p，前提是它具有出色的物理层性能。当信道负载水平较低时，MAC 对性能的影响低于物理层。因此，研究人员认为，当信道负载增加时，即使物理层性能更低，IEEE 802.11p 也优于 LTE-V2X。

基于 3GPP 开发的 C-V2X 通信技术可通过侧行链路（亦称为 PC5 接口）实现车辆用户设备 (VUE) 之间的直接通信。C-V2X 侧行链路是第一个在物理层将距离作为维度使用的无线系统。这样就可以在各种 LoS 和非 LoS 无线电环境下实现统一的通信范围。

简而言之，C-V2X 技术包含两个通信链路。

请注意，所有的 C-V2X 部署仅支持模式 4。由于各种原因，模式 3 尚不可行。

V2X 通信过程中的安全和隐私

基于 LTE 的 V2X 通信使用容量大、蜂窝覆盖范围广且部署广泛的基础设施，支持各种车辆通信服务，适合安全和非安全应用。3GPP 和高通等技术组织已经制定了基于 5G 的 V2X 服务路线图。

3GPP 中定义的安全性主要包括保密性、完整性、真实性和抗回放攻击能力。

在针对网络攻击的汽车安全保障解决方案中，推荐全面采用双密钥机制。

其他 V2X 应用包括可增强现有方法的车辆间通信，从而有助于改进左转或右转辅助、紧急制动警告功能，并提高十字路口的态势感知。扩展 Waze 概念可以控制调速功能或提供调速建议，以便应对交通拥堵，还可以利用车道封闭和高速公路施工活动的实时更新信息来更新 GPS 地图。某种程度上，从地图更新、漏洞修复到安全更新等，如需提供支持，以便汽车中广泛的软件驱动系统进行无线 (OTA) 软件更新，V2X 则至关重要。

V2X 安全消息可包含美国标准中的基本安全消息 (BSM)，或欧盟 (EU) 标准中的协作意识消息 (CAM) 和分散环境通知信息 (DENM)。BSM 包含位置、速度和加速度信息，传输速度高达每秒 10 次。通过使用此消息系统，车辆接收单元还能够进行碰撞预测，并向驾驶员发出警告。

V2X 信息保护和安全

V2X 和 V2I 通信需要具备非常高的安全性，避免消息欺诈或误导，从而导致安全和隐私问题。另一种安全方法是使用公钥证书对消息进行签名，防止未经授权方干扰数据交换，并安全地使用化名进行通信。

公钥基础设施 (PKI) 由创建、管理、使用、保存和调用数字安全证书的策略和流程组成。PKI 可实现电子信息的安全传输，它不仅需要进行身份验证的密码，还需要满足更严格的身份确认要求。

高速公路拥堵情况下的 C-V2X 性能

5G 汽车协会 (5GAA) 在《V2X 功能和性能测试报告》中进行了 V2X 性能和功能测试。测试报告显示，5GAA 在实验室环境下对 C-V2X 技术进行了高度拥堵场景测试。即使在这种拥堵的情况下，C-V2X 延迟仍保持在预估范围内，针对此类场景，我们配置了 100ms 的延迟范围，这是一个非常不错的结果。

结论

通过对 5.9GHz 频段进行重组，FCC 有效地改变了美国的车辆通信协作式智能交通系统 (C-ITS) 市场。

汽车行业实现进一步发展，必须使用窄频谱和 C-V2X 技术，而不是广泛使用的专用短距离通信 (DSRC) 频谱。这些变化有助于汽车行业实现发展，从而消除了竞争性技术导致的不确定性。

由于汽车制造商致力于在未来几年实现全自动驾驶汽车技术商业化，所以 V2X 和 5G 正迅速成为不可或缺的技术。福特目前正在大力推广互联汽车，通过使用 C-V2X 技术，将创造可观的全新收入来源。目前，C-V2X 已应用于六款车型：福特蒙迪欧、福特 F-150 Raptor、福特 Evos、福特电马、福特锐界 Plus 以及福特探险者。

更令人兴奋的是，福特已成为中国市场首家生产 C-V2X 汽车的制造商。在中国，此类采用先进技术的车辆可向前方交通信号灯发送重要的交通信息。这样就可以控制交通信号灯的时间，从而减少拥堵。V2X 汽车驾驶员还可以收到各种信息，包括绿灯优化速度建议 (GLOSA)、交通信号灯信息、闯红灯警告以及其他相关的道路基础设施详情。V2X 汽车的仪表盘将提醒驾驶员保持在特定的速度范围内，避免在红绿灯前进行等待。这将节省燃油油耗，提高交通效率。

更多令人振奋的车辆技术发展即将到来，它们将显著改进人们的驾驶方式。

5G通信具备高带宽、低延时的特性，正是当前V2X（车联网）应用最佳的通讯技术，5G将为车内和车外应用提供全新功能，短期内它将颠覆车内信息娱乐并增强车内多媒体功能。在不久的将来，将可以期待5G在V2X通信、优化驾驶体验，以及未来自动驾驶汽车方面做出的贡献。本文将为您介绍5G技术在V2X上的应用发展，以及Murata（村田制作所）所提供的V2X模块解决方案。

5G通信将改善驾驶体验与提高安全性

随着现代车辆越来越智能，车载计算能力、传感器网络和通信系统方面的技术也在不断进步。V2X可用于改善驾驶员和乘客的体验，特别是在车辆定位、驾驶员行为、发动机诊断、车辆活动和信息娱乐等方面。所有这些系统都依赖于蜂窝网络连接，而这正是5G技术发展的重点。

V2X（Vehicle to Everything，车联网）是指联通汽车与周边行人及所有事物的无线通信技术，而通信和连接则是自动驾驶汽车发展的关键，得益于V2X通信应用的发展，基于蜂窝网络的技术对于转变整个移动生态系统至关重要。此新协议允许车辆与其他车辆（Vehicle to Vehicle, V2V）、行人（Vehicle to Pedestrian, V2P）、网络（Vehicle to Network, V2N），以及和周围的基础设施（Vehicle to Infrastructure, V2I）进行通信，以防止碰撞等事故及构建高效的交通系统为目的，预计将来会成为有助于推动全自动驾驶的重要技术。

随着5G技术的发展，我们将看到小型基站无线接入网络发生的变化，5G网络的基础将扎根于很多地方，这种支持C-V2X技术的通信基础设施部署，将提供优越的性能，以支持连接的车辆与运输基础设施的通信，由此带来的益处将不胜枚举，例如减少雍塞、减少排放以及更顺畅的驾驶体验。

丰富的交通信息可提升车辆与行人的道路安全

首先，5G的高可靠性和低延迟特性将极大地促进车辆、行人和道路基础设施之间的信息流动，从而提高道路安全。这将使联网车辆能够预测并避免危险情况，减少车辆碰撞的发生，并可能挽救生命。

另一方面，通过实时交通信息，优化驾驶员和体验功能，如寻找最近的免费停车位或实现预测性维护，以节省驾驶员的时间和金钱，驾驶体验将得到极大改善。乘客也可能从下一代信息娱乐服务中受益，在旅程中乘客可以享受高质量的视频流或参加视频会议电话。

此外，5G也可应用于物联网（IoT）的智能出行（V2X、C2X）功能，短期内，汽车5G的一个关键领域将是共享实时通信，提供有关交通和道路状况的互联数据。基于5G的V2X将于作为3GPP Rel-16的一部分推出，可能为用户带来许多益处，并改善道路安全性。

在汽车娱乐／信息娱乐方面，5G的高数据速率能力将通过简化信息传递（如数据密集型视频或音乐流），这意味着驾驶员和乘客体验将获得改善。目前的应用将得到增强，包括车载零售、AR/VR导航、优化的驾驶员反馈以及许多其他复杂的车载应用。

搭载先进V2X芯片组的V2X通信解决方案

Murata为了提供V2X通信解决方案，与车联网领域的开拓者Autotalks合作，引入开创性的新技术，促进协作安全和更高水平的自动化移动性的发展，这使得Murata能够推出无线模块解决方案组合，通过该组合可以支持直接的V2X通信。

为了获得最大的多功能性，Murata的V2X解决方案可以根据客户的要求进行调整。当使用于无主机配置时，可采用Murata的Type 2AN无线模块，在有内置主机的情况下，将使用Type 1YL。这两款汽车级模块均基于Autotalks的CRATON2和SECTON V2X芯片组，除了性能一流，这些模块还非常坚固，从而确保持续的可靠性，即使在最具挑战性的操作条件下也是如此，Murata模块还能够支持来自众多不同供应商的V2X软件堆栈。

使用Autotalks芯片组的Murata V2X模块的不同之处，在于客户可以选择他们想要使用的两种V2X通信标准中的其中一种，包括DSRC（Dedicated Short Range Communications）或C-V2X。因此，客户可以通过简单的软件配置，使用相同的模块直接寻址不同的地理区域（欧洲、亚洲、北美等），这意味着系统设计可以保持不变，从而显著降低相关的工程成本。

支持DSRC与C-V2X两种标准的V2X模块

Murata致力于协助客户加速V2X应用的开发，推出了V2X模块，Murata的V2X模块包括支持DSRC方式与蜂窝V2X（C-V2X）方式两种方式的模块，可以通过一个模块支持IEEE802.11标准的DSRC方式与3GPP Release 14/15标准的C-V2X两种规格。

Murata的V2X模块Type 1YL，是支持V2X的无线通信方式DSRC方式与蜂窝V2X（C-V2X）方式两种方式的模块，不仅可搭载在汽车上，也可搭载在信号机等基础设施上。Type 1YL并搭载Autotalks公司的SECTON IC与PLUTON2 IC，具有33.0mm × 27.0mm × 3.0mm的小尺寸，并可在−40℃～105℃的温度范围下工作，支持表面贴装（SMD），以及搭载硬件安全模块（eHSM）。Type 1Y的供给电压为5V/3.3V，支持USB/SPI/UART接口，模块封装采用金属外壳，出货时提供编带与卷盘两种封装方式。

Murata的另一款V2X模块是Type 2AN，是支持V2X的无线通信方式DSRC方式与蜂窝V2X（C-V2X）方式两种方式的模块。此外，还搭载了可运行V2X中间件及应用程序与选配件Secure CAN MCU的处理器。

Type 2AN也搭载了Autotalks公司的CRATON2 IC与PLUTON2 IC，以及双核ARM Cortex A7 CPU，仅有38.5mm × 37.5mm × 8.5mm的小尺寸，可在−40℃～85℃的温度范围下运作，并搭载板对板（B to B）连接器，以及搭载硬件安全模块（eHSM）与半导体存储器。Type 2AN的供给电压为5V/3.3V，支持USB/SPI/UART/CAN/Ethernet (MAC)接口，模块封装采用金属外壳，出货时提供浅盘封装。Murata同样也提供单个模块及评估板的样品，若对此产品感兴趣，请向Murata公司索取。

结语

在V2X应用采用5G通讯技术，将可大幅提升驾驶体验与改善驾驶、车辆与行人的安全性，结合全自动无人驾驶技术的发展，将彻底颠覆汽车产业的未来，市场潜力也极为庞大，值得有意投入这个新兴市场的厂商积极抢进。Murata的V2X模块支持两种V2X标准，并可通过简单的软件配置，使用相同的模块支持不同的地理区域市场，降低工程开发成本，值得您进一步深入了解与采用。

文章来源：Arrow Solution

株式会社村田制作所已经开发出了村田首款V2X通信模块“Type 1YL”和“Type 2AN”。本产品配备了市场知名品牌、总部位于以色列的Autotalks公司的V2X芯片组。

近年来，为了防止碰撞等事故、实现无人驾驶，能够实现汽车与所有设备直接通信的V2X被广泛使用，发展进程不断加快。

然而，V2X通信有DSRC和蜂窝V2X（C-V2X）这两种不同的无线方式。

其中，DSRC（Dedicated Short Range Communications）是专用短程通信技术，目前，基于IEEE 802.11标准创建的IEEE 802.11p，已被标准化并用于V2X通信；C-V2X（Cellular-V2X）于2016年通过第3代合作伙伴计划（3GPP）被标准化的V2X应用程序通信方式，基于手机通信技术，目前使用的是LTE-V2X。

每个国家和地区支持的方式不尽相同，因此，需要根据每个国家和地区进行不同的设计，由此导致设计更加复杂。为此，村田制作所利用多年积累的高频RF设计技术和特有的高密度贴装技术，开发了嵌入以兼具DSRC通信和C-V2X通信功能为特点的Autotalks芯片组的本产品。

Autotalks亚太区业务发展与营销副总裁Ram Shallom的评论：

“能与村田制作所合作并为市场提供成熟、高性能的V2X解决方案，我们感到很自豪。这是经历5年多联合开发、验证、广泛测试和设计优化后迎来的一个重要里程碑。此外，它展示了通过两家公司的合作可以实现的产品品质、坚固性和性能水平。具有良好通用性的村田制作所V2X通信模块，有助于全球汽车行业加速V2X的商业化。与Autotalks的密切合作是迈向大规模推广V2X技术的重要一步。”

Autotalks是V2X芯片组市场的知名品牌，Autotalks通过其已获得认证的汽车芯片组减少了道路上的汽车碰撞并提高了出行质量。该公司的芯片组提供先进、安全和高性能的全球V2X通信解决方案。预计Autotalks的先进技术将在未来几年内被大规模推广，它对其他传感器提供的信息起到补充作用，尤其是在非视距场景、恶劣天气和照明不足的情况下。它能有效地协调车辆、无人驾驶汽车、摩托车和行人，大大提高道路整体安全性。

村田制作所 通信模块事业本部 事业部长 笈田敏文 的评论：

这个独特的平台利用了Autotalks的先进技术和在无线领域的专业能力，是通过V2X通信实现车与车通信和车与基础设施通信的重要一步。广泛的用例有助于大幅改善道路安全和交通拥堵。通过结合村田制作所的混合无线技术，可以在同一个模块上支持DSRC和C-V2X两种方式。通过这个平台，不仅能为客户提供V2X的系统基础，还能让训练有素的工程师团队为客户的天线设计和解决方案优化提供支持。

今后，本公司将继续努力扩充满足市场需求的产品阵容，并为实现安全可靠的汽车互联做出贡献。

产品特点：

• 支持很多国家采用的DSRC和C-V2X这2种通信标准
  只用本产品就能支持各国的通信标准，因此有助于降低系统设计成本。
• 小包装
  Type 1YL为33.0mm×27.0mm×3.0mm（超小水平）、Type 2AN为38.5mm×37.5mm×8.5mm，尺寸小，可提高用户的设计自由度。
• 高可靠性
  满足了要求高可靠性的车载市场所必需的规格条件。

产品主要规格

主要用途：

• 在V2V中的应用事例

• 在V2I中的应用事例

了解产品详情或申请样品

V2X Modules Type 1YL

V2X Modules Type 2AN

文章来源：Murata村田中国