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車聯網 (V2X) 的標準之戰與 5.9 GHz 頻譜重塑:從 DSRC 到 C-V2X 的全球 GMA 變局

  • 2025年12月1日
  • 讀畢需時 4 分鐘

頻段介紹與技術應用


宏觀視角:自駕車的「數位感官」與安全基石


車聯網 (Vehicle-to-Everything, V2X) 是自動駕駛技術拼圖中不可或缺的一塊,被視為超越車載感測器(如雷達、LiDAR、鏡頭)的「超視距感官」。它允許車輛與周圍的環境(其他車輛、交通號誌、行人)進行每秒數十次的即時溝通。


5.9 GHz (5850-5925 MHz) 頻段長期以來被全球監管機構保留為「智慧交通系統 (ITS)」的專用頻譜,被稱為「安全頻譜 (Safety Spectrum)」。其戰略地位在於,這是唯一能夠保證低延遲、高可靠性且不受消費性電子干擾的頻段,對於實現「零事故」願景至關重要。



技術標準之爭:DSRC vs. C-V2X


V2X 技術經歷了長達十年的標準戰爭,這也是目前 GMA 面臨的最大分歧點:


  • DSRC (802.11p) / ITS-G5: 基於 Wi-Fi 技術,發展較早,技術成熟且經過長期驗證。主要優勢在於無需依賴蜂巢網路覆蓋即可進行直接通訊。

  • C-V2X (Cellular-V2X): 基於 4G LTE (Rel-14) 及演進至 5G NR (Rel-16) 的技術。C-V2X 擁有更遠的傳輸距離、更好的非視距 (NLOS) 性能,並且擁有一條清晰通往 5G 的演進路徑,目前已在全球範圍內逐漸佔據主導地位。


應用場景


  • Day 1 應用 (基本安全): 緊急電子煞車燈預警 (EEBL)、交叉路口碰撞預警 (IMA)、盲點警示 (BSW)。這些應用依賴基本的廣播訊息 (BSM)。

  • Day 2 應用 (進階協同): 感測器數據共享 (Sensor Sharing)、車隊列隊行駛 (Platooning)、協作式變換車道。這些應用需要 5G NR-V2X 的高頻寬與低延遲支持。


全球法規現況與最新動態


5.9 GHz 頻段的監管格局在過去三年間發生了劇烈震盪,主要驅動力來自美國 FCC 的政策大轉彎以及中國對 C-V2X 的堅定押注。


區域分析與關鍵差異


  1. 北美 (美國 FCC) - 「C-V2X 獨尊」與頻譜縮減

    • 策略轉變: 2020 年,FCC 做出了歷史性的決定 (First Report and Order),將原先分配給 DSRC 的 75 MHz (5850-5925 MHz) 頻寬大幅削減。

    • 現況:

      • 下半段 (5850-5895 MHz): 已被重新分配給免許可設備 (即 Wi-Fi U-NII-4),這意味著 V2X 失去了這 45 MHz。

      • 上半段 (5895-5925 MHz): 保留 30 MHz 專用於 ITS,但技術標準從 DSRC 強制轉換為 C-V2X (LTE-V2X)。

    • 動態: 2023/2024 年間,FCC 正式批准了 C-V2X 的佈建豁免 (Waiver),並正致力於最終規則 (Second Report and Order) 的定案,以確立 C-V2X 的技術參數和保護機制。DSRC 在美國法規上已正式終結。

  2. 中國 (MIIT) - 「全球 C-V2X 先行者」

    • 策略: 中國是最早且最堅定擁抱 C-V2X 的市場。

    • 頻譜: 分配 5905-5925 MHz (20 MHz) 用於 LTE-V2X 直連通訊。

    • 動態: 工信部 (MIIT) 已發布強制性國家標準,並積極推進 C-V2X 與 5G 網路的融合。在中國,不存在 DSRC 的生存空間,所有 V2X 部署均基於 C-V2X。

  3. 歐洲 (ETSI/CEPT) - 「技術中立」下的共存難題

    • 策略: 歐盟遵循「技術中立」原則,分配了 5875-5905 MHz (30 MHz) 作為安全相關 ITS 頻段。

    • 現況: 雖然法規不強制特定技術,但歐洲早期已大量部署基於 ITS-G5 (DSRC) 的基礎設施(如 Volkswagen Golf 8 標配 ITS-G5)。然而,5GAA (5G Automotive Association) 正積極推動 C-V2X 在歐洲的認受性。

    • 挑戰: 這導致了「共存 (Co-existence)」的技術難題。目前歐洲正在研究如何在同一頻段內讓 ITS-G5 和 C-V2X 設備互不干擾地運作,或者實施分頻/分時機制。


終端裝置生態系與設備分類


V2X 的設備形態與傳統消費電子有顯著差異,GMA 需關注其特定的車規級要求。


  • OBU (On-Board Unit, 車載單元):

    • 定義: 安裝在車輛內部的通訊終端,通常與車輛 CAN/Ethernet 匯流排連接。

    • 形式: 前裝 (T-Box/TCU) 或後裝 (擋風玻璃吸附式)。

    • 關鍵屬性: 必須具備極高的可靠性和耐溫性。

  • RSU (Roadside Unit, 路側單元):

    • 定義: 安裝在紅綠燈、路燈桿或高速公路龍門架上的基礎設施。

    • 功能: 廣播交通號誌狀態 (SPAT)、地圖資訊 (MAP),並作為邊緣計算節點。

    • GMA 意義: 屬於固定式戶外設備,需符合嚴格的 EMC 和戶外環境防護標準。


實務注意事項


SKU 策略:無法通用的硬體設計


V2X 的法規分裂導致了「硬體碎片化」。


  • 美國 vs. 歐洲:

    • 美國 SKU: 必須支援 C-V2X,且 RF 前端需針對 5895-5925 MHz 進行優化,並需具備極強的濾波能力,以抵禦來自相鄰 5850-5895 MHz 頻段的高功率 Wi-Fi (U-NII-4) 干擾。

    • 歐洲 SKU: 可能需要支援 ITS-G5 (DSRC) 或者 C-V2X,甚至雙模。頻段範圍為 5875-5905 MHz。

  • 中國 SKU: 必須支援 C-V2X (5905-5925 MHz),且通常需要整合中國特有的加密晶片以符合國密算法要求。


頻譜相鄰干擾 (Adjacent Channel Interference)


隨著 FCC 將 5.9 GHz 下半段開放給 Wi-Fi,V2X 設備面臨前所未有的干擾挑戰。


  • 測試重點: GMA 認證測試必須包含嚴苛的「阻塞 (Blocking)」和「鄰道選擇性 (ACS)」測試。OBU 必須證明在鄰近車輛使用高功率 Wi-Fi 進行影音串流時,仍能接收到關鍵的安全廣播訊息。這對 RF 濾波器的設計提出了極高要求。


互通性 (Interoperability) 與功能性認證


V2X 的合規不僅是 RF 層面,更重要的是應用層的互通性。


  • OmniAir 認證 (北美): 對於進入美國市場的 V2X 設備,OmniAir Consortium 的認證幾乎是強制性的行業標準。它驗證設備是否符合 IEEE 1609.x 和 SAE J2945/1 等通訊協定標準。

  • 中國 C-V2X "新四跨": 在中國,參加 IMT-2020 (5G) 推進組組織的互聯互通測試(如「新四跨」活動)是產品獲得市場認可的關鍵步驟,GMA 團隊需協調研發參與這些實地測試活動。

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