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1、第八章 5G環(huán)境V2X車聯(lián)網(wǎng)技術 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術概論第八章 5G環(huán)境V2X車聯(lián)網(wǎng)技術 智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術概論 5G技術 5G技術 5G的定義 5G是指第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,是4G之后的延伸,其峰值理論傳輸速度可達每秒數(shù)十Gb,這比網(wǎng)絡的傳輸速度快數(shù)百倍,整部超高畫質可在1秒之內下載完成。 移動通信自20世紀80年代誕生以來,經(jīng)過三十多年的爆發(fā)式增長,已成為連接人類社會的基礎信息網(wǎng)絡。移動通信的發(fā)展不僅深刻改變了人們的生活方式,而且已成為推動國民經(jīng)濟發(fā)展、提升社會信息化水平的重要引擎。面向2020年及未來的第五代移動通信(5G)已成為全球發(fā)熱點。 5G的定義 5G是
2、指第五代移動電話行動通信標準, 5G與4G技術對比 5G網(wǎng)絡感受最明顯的可能就是網(wǎng)速了,從理論上講,5G的網(wǎng)絡速度將是4G的百倍甚至更多,未來5G的峰值甚至可達到每秒20Gb,下載一部超高畫質電影可在1秒鐘內完成,但這當然也取決于下載設備,實現(xiàn)起來還需一定時間。 除了網(wǎng)速更快,5G網(wǎng)絡還有一個優(yōu)點,就是網(wǎng)絡的時延更低(在1毫秒以內),這樣可以讓網(wǎng)絡更加穩(wěn)定,不會經(jīng)常出現(xiàn)丟數(shù)據(jù)的情況,上傳速度也能有質的提升,并且網(wǎng)絡設備終端數(shù)據(jù)加大后,彼此間的網(wǎng)速也不會有太大的影響,同時網(wǎng)絡的安全性也進一步提高。 5G與4G技術對比 5G網(wǎng)絡感受最明顯的可能就是 5G產(chǎn)業(yè)鏈 5G通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條主要包括五個重要
3、環(huán)節(jié): (1)網(wǎng)絡規(guī)劃設計(前期技術研究及網(wǎng)絡建設規(guī)劃); (2)無線主設備(核心網(wǎng)、基站天線、射頻器件、光器件/光模塊、小基站等,無線配套、網(wǎng)絡覆蓋與優(yōu)化環(huán)節(jié)開始布局); (3)傳輸設備(無線設備后需要有線傳輸鏈接,緊跟其后的包括光纖光纜、系統(tǒng)集成、IT 支持、增值服務等); (4)終端設備(芯片及終端配套); (5)運營商。 除了以上五個重要環(huán)節(jié),還有: (6)PCB/CCL 產(chǎn)業(yè)鏈(用于基站射頻、基帶處理單元、IDC 和核心網(wǎng)路由器等); (7)介質波導濾波器(基站射頻)。 5G產(chǎn)業(yè)鏈 5G通信行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條主要包括五 5G環(huán)境下的自動駕駛 無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在過去30年里穩(wěn)步發(fā)展,一些改變生活
4、的技術緊隨其后。 80年代初,第一代模擬細胞系統(tǒng)的誕生。而那時的手機雖然罕見,但人們終于可以在路上互相交談了。 到90年代初,第二代和2.5G移動系統(tǒng)使人們能夠發(fā)送文本,但直到千禧年,人們才能夠通過3G接入寬帶互聯(lián)網(wǎng)。手機從一個打電話的設備發(fā)展成為一個多面溝通、娛樂、購物的工具。4G的到來提供了足夠的帶寬和速度,可以實時信息和位置共享。這種演變催生了共享經(jīng)濟,催生了Uber和Lyft等公司。然而,它還不足以支持類似人類的反應速度的技術,而5G應運而生。 5G是3G后通信基礎又一革命性突破,對車聯(lián)網(wǎng)來說,5G解決了數(shù)據(jù)傳輸速度和容量問題。5G網(wǎng)絡滿足無人駕駛網(wǎng)絡技術要求,尤其是低時延和高可靠性,
5、將是完全自動駕駛落地的最后推手。4G階段的LTE-V僅可以支撐部分自動駕駛,完全無人駕駛必須依賴超低時延、高可靠的5G網(wǎng)絡。5G網(wǎng)絡技術特性滿足智能駕駛網(wǎng)絡技術要求,尤其是在低時延、高可靠性方面,無論是DSRC還是目前基于4G的LTE-V,都無法與之比擬。 隨著5G時代即將到來,5G超低時延的優(yōu)勢將提升車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的及時性,保障車與人、車與車、車與路實時信息互通,消除無人駕駛安全風險,從而推進實現(xiàn)完全無人駕駛。汽車行業(yè)正經(jīng)歷著自動駕駛功能的指數(shù)級增長,而且這一趨勢將繼續(xù)下去。5G網(wǎng)絡連接讓自動駕駛更加趨于更快、更智能、更安全。 5G環(huán)境下的自動駕駛 無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在過去30年 5G環(huán)境下的自動
6、駕駛 盡管如此,隨著自動駕駛功能的廣泛應用,不久的將來L5級別自動駕駛的汽車似乎將出現(xiàn)在我們的道路上,而且可能比人們的意識速度更快。更令人驚訝的是,它們也更安全得多。 實現(xiàn)自動駕駛汽車的勢頭爭議火箭式速度躥升。特斯拉(Tesla)和豐田(Toyota)等公司目前正在匹茲堡、波士頓和鳳凰城等地的道路上測試自動駕駛汽車。最近發(fā)生的一起由無人駕駛優(yōu)步(Uber)車輛引發(fā)的致命事故,讓很多人質疑,公眾對無人駕駛汽車產(chǎn)生了嚴重的擔憂:無人駕駛汽車是否能安全到讓人們有信心與它們共享我們的道路。 5G環(huán)境下的自動駕駛 盡管如此,隨著自動駕駛功 5G環(huán)境下的自動駕駛 眾多專家認為,要想完全釋放自動駕駛汽車技術
7、,就必須大規(guī)模采用5G無線技術。以目前的4G網(wǎng)絡速度還無法支持更安全、更智能的自動駕駛汽車的應用。 諾基亞公司Jane Rygaard在BBC的一次采訪中說:“我們需要研究信息在傳感器到汽車ECU上的時間,并且ECU做出決策的時間,所有這些都必須比人類做出決定所需的時間短2毫秒。因此5G技術必不可少?!?目前的4G網(wǎng)絡速度不足以讓自動駕駛汽車具備如此快速的反應能力,無人駕駛只是5G帶來的眾多令人難以置信的技術之一。虛擬現(xiàn)實和人工智能是我們可以期待的另外兩個例子。 自動駕駛汽車內置的數(shù)百個傳感器可以使其更快、更智能。這些傳感器產(chǎn)生了前所未有的海量數(shù)據(jù),遠遠超過任何其他物聯(lián)網(wǎng)應用。處理和分析這些數(shù)
8、據(jù)需要比現(xiàn)有4G技術更快的網(wǎng)絡。自動駕駛汽車系統(tǒng)需要驚人的數(shù)據(jù)處理能力和速度,這就需要模仿人類的反應時間。 Maja Systems公司首席技術官Joy Laskar博士介紹,未來的自動駕駛汽車將產(chǎn)生近2兆位的數(shù)據(jù)?!白詣玉{駛汽車一周的數(shù)據(jù)傳輸需要230天,這就是為什么我們需要更快的ASIC處理技術。” Laskar。 我們盡可能早地向大眾展示盡可能多的應用案例。向汽車公司展示車輛上5G技術,讓他們了解數(shù)據(jù)在車輛中的傳輸方式;汽車的工作方式、安全性、帶寬,以及用戶體驗都將發(fā)生改變。駕駛員無需全神貫注,思考汽車要去哪里,在做些什么。隨著駕駛員得到解放,汽車對帶寬的要求將呈指數(shù)級增長。 全球領先的
9、半導體公司如Intel和Qualcomm正朝著一場ASIC革命邁進,研究著如何將5G帶寬與數(shù)字無線電和天線架構相結合的難題。簡而言之,這些公司正在開發(fā)芯片,將自動駕駛汽車轉變?yōu)橐苿訑?shù)據(jù)中心,讓無人駕駛能夠做出實時、復雜的決策。 市場觀察人士表示,如果全面采用5G,互聯(lián)網(wǎng)速度將比4G快100倍,它將實現(xiàn)V2V和V2X的連接。此外,該技術的低延遲將使這些車輛在道路上更加安全可靠比目前人為駕駛的車輛更安全。 5G環(huán)境下的自動駕駛 眾多專家認為,要想完全釋放自動駕 5G戰(zhàn)爭 5G戰(zhàn)爭 5G戰(zhàn)爭 過去幾十年來,通信革命給人類帶來了翻天覆地的變化,但這場革命仍未終止,且將越來越重要。隨著汽車、家庭、工廠和
10、公共基礎設施等萬物連網(wǎng)和海量數(shù)據(jù)涌現(xiàn),這將對整個社會的經(jīng)濟帶來深遠影響。 一場由5G、人工智能和大數(shù)據(jù)融合而催生的技術革命正在重新定義游戲規(guī)則,全球企業(yè)大咖競相投入、積極布局,甚至引爆了國家級大戰(zhàn)。誰贏得了這場戰(zhàn)爭,誰就占據(jù)了未來幾十年的主導地位。 5G戰(zhàn)爭 過去幾十年來,通信革命給人類帶來了 5G戰(zhàn)爭-美國 早在2016年年中,美國政府就對5G網(wǎng)絡的無線電頻率進行了分配,計劃在2018年實現(xiàn)全面的商用。當時美國政府也向電信公司提供了資助,在四座城市進行5G的先期試驗。 2017年,美國運營商Verizon正式宣布將于2018年下半年在美國部分地區(qū)部署5G商用無線網(wǎng)和5G核心網(wǎng)。由設備商愛立信
11、提供5G核心網(wǎng)、5G無線接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)以及和相關服務,這將加快基于3GPP標準的5G解決方案的商用。2018年5月高通發(fā)布首批5G手機,AT&T推出了5G移動設備,同年12月AT&T在12個城市推出移動5G服務。 5G戰(zhàn)爭-美國 早在2016年年中,美國政府 5G戰(zhàn)爭-俄羅斯 同樣作為全球市場上頗具實力的國家,俄羅斯在5G方面的進程似乎并沒有想象中那么一帆風順。相比于其他國家,俄羅斯面臨著高昂的5G建設成本,這對于本就投入巨大的5G產(chǎn)業(yè)而言,無疑是雪上加霜。 對此,俄羅斯兩家大型電信運營商MegaFon和Rostelecom正試圖通過聯(lián)合雙方力量來共同克服在俄羅斯市場建設5G網(wǎng)絡所面臨的巨大成
12、本挑戰(zhàn)。雙方合作的第一步是成立一個工作組,兩家運營商將使用3.4-3.6GHz和26GHz頻段頻譜探索推出5G技術的“選擇”。 5G戰(zhàn)爭-俄羅斯 同樣作為全球市場上頗具實力 5G戰(zhàn)爭-日本 與韓國冬奧會相似,日本2020年東京奧運會以及殘奧會也成了日本發(fā)展5G的重要助力。為配合2020年東京奧運會和殘奧會的舉辦,日本各運營商將在東京都中心等部分地區(qū)啟動5G的商業(yè)利用,隨后逐漸擴大區(qū)域。 日本三大移動運營商NTT DoCoMo、KDDI和軟銀計劃將于2020年在一部分地區(qū)啟動5G服務,預計在2023年左右將5G的商業(yè)利用范圍擴大至日本全國,而總投資額或達5萬億日元之多。 2020年NTT、KDD
13、I、軟銀將啟動5G服務,并在當年冬奧會部署4.4-4.9GHz 5G系統(tǒng)。 5G戰(zhàn)爭-日本 與韓國冬奧會相似,日本202 5G戰(zhàn)爭-歐盟 作為歐洲地區(qū)規(guī)模較大的區(qū)域性經(jīng)濟合作的國際組織,歐盟也不會允許自己在這場全球5G盛宴中缺席。 2017年7月初步協(xié)議的基礎上,歐盟不久前確立了5G發(fā)展路線圖,該路線圖列出了主要活動及其時間框架。通過路線圖,歐盟就協(xié)調5G頻譜的技術使用和目的以及向電信運營商分配的計劃達成了一致。歐盟電信委員會的成員國代表同意到2025年將在歐洲各城市推出5G的計劃。 2020年底根據(jù)歐盟委員會規(guī)劃,成員國至少確定一個主要城市實現(xiàn)5G商用,2018年看:德國開始5G測試,Ora
14、nge預計兩年現(xiàn)場試驗后,2020年開始5G商用部署。芬蘭運營商Elisa宣稱“世界上第一個”推出5G網(wǎng)絡。意大利運營商TIM和Fastweb宣布收個3GPP標準的5G基站已投入商用。 5G戰(zhàn)爭-歐盟 作為歐洲地區(qū)規(guī)模較大的區(qū)域性 5G戰(zhàn)爭-韓國 相較于全球其他國家計劃在2020年實現(xiàn)5G商用化的目標,韓國似乎想更早一點開展實踐行動。在2017年4月,韓國第二大電信商韓國電信(KT)和愛立信以及其他技術合作伙伴宣布已經(jīng)就2017年進行5G試驗網(wǎng)的部署和優(yōu)化的步驟和細節(jié)達成共識,包括技術聯(lián)合開發(fā)計劃等。 2018平昌冬季奧運會,韓國實現(xiàn)了5G首秀,由韓國電信運營商KT聯(lián)手愛立信(基站設備等)、三
15、星(終端設備等)、思科(數(shù)據(jù)設備等)、英特爾(芯片等)、高通(芯片等)等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)公司全程提供的5G網(wǎng)絡服務,成為5G全球首個大范圍的準商用服務。 2018年8月三星發(fā)布5G手機基帶芯片,并計劃在2019年上半年推出5G手機。韓國預計2020年下半年可以實現(xiàn)5G全覆蓋。 5G戰(zhàn)爭-韓國 相較于全球其他國家計劃在20 5G戰(zhàn)爭-中國 對于5G發(fā)展,我國也給予了高度關注。在政府大力推動下,我國5G產(chǎn)業(yè)正迎來更多政策紅利,關鍵技術加速突破。事實上,在推薦5G方面,我國已處于領跑地位。就目前而言,我國5G研發(fā)已進入到第二階段試驗。預計,中國在2020年將部署超過1萬個5G商用基站。中國努力縮小差距,
16、力爭領跑5G。 在運營商層面:商用布局走在全球前列。 1)中國移動的5G技術研究及商用準備工作。中國移動最先提出“4G改變生活,5G改變社會”的理念,投入巨大人力物力積極研究5G。中國移動的5G研究包括兩方面:一是通信能力提升,聯(lián)合通信產(chǎn)業(yè)各方開展技術創(chuàng)新;二是應用探索,在5G網(wǎng)絡技術發(fā)展的同時,積極與各垂直行業(yè)一起進行應用創(chuàng)新。 2)中國電信的5G技術研究及網(wǎng)絡發(fā)展情況 。中國電信試點城市有望達到12個,與華為建立商業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新中心推進5G應用開發(fā)。中國電信5G建網(wǎng)思路為:首先面向增強移動寬帶eMBB業(yè)務,優(yōu)先采用SA獨立組網(wǎng),并將支持全模全頻全網(wǎng)通。在頻譜方面,明確了以3.5GHz低頻譜為基
17、礎,高頻譜為補充的戰(zhàn)略。在組網(wǎng)方面,中國電信將構建CTNet2025,全面啟動網(wǎng)絡智能化。采用“基于業(yè)務選擇網(wǎng)絡實現(xiàn)多網(wǎng)協(xié)同”的思路,將不同業(yè)務承載在適合的網(wǎng)絡上,綜合利用室內外協(xié)同優(yōu)勢,探索固移融合、4G/5G融合組網(wǎng)。 5G戰(zhàn)爭-中國 對于5G發(fā)展,我國也給予了高 5G戰(zhàn)爭-中國 3)中國聯(lián)通的5G技術研究及商用準備工作。中國聯(lián)通計劃以雄安作為5G試驗重點城市,試點城市總量達到16個。為適應4G/5G網(wǎng)絡智能化,中國聯(lián)通在組織架構上進行了大規(guī)模調整,在集團公司成立了智能網(wǎng)絡中心,對新型網(wǎng)絡實現(xiàn)“規(guī)模維研”一體化,包括建設迭代化、運營集約化、研發(fā)自主化、業(yè)務隨選化。這種高度集約化的組織架構,
18、將有效促進聯(lián)通網(wǎng)絡智能化的實現(xiàn)。 報告顯示,截至2019年4月,中國企業(yè)申請的5G標準關鍵專利數(shù)占全球34%,居全球第一。緊接著是韓國占25,美國和芬蘭各占14。瑞典接近8,日本接近5,而臺灣、加拿大、英國和意大利各占不到1。其中,華為目前擁有全球15%以上的5G專利,而芬蘭的諾基亞則占近14。除此之外,韓國三星和其主要競爭對手LG分別擁有低于13%和超過12的占有率。而美國頂級公司高通僅申請了略超過8的關鍵專利,這和瑞典的愛立信大致相當,并且還落后于中國中興通訊的11.7%的份額。 5G戰(zhàn)爭-中國 3)中國聯(lián)通的5G技術研究及 V2X車聯(lián)網(wǎng)技術 V2X車聯(lián)網(wǎng)技術 V2X定義及內涵 V2X(v
19、ehicle-to-everything),并非一般意義上的汽車聯(lián)網(wǎng),而是通過車上的GPS定位,RFID識別,傳感器、攝像頭和圖像處理等電子組件,按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標準,進行無線車訊和交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡。以此來實現(xiàn)車輛與一切可能影響車輛的實體實現(xiàn)信息交互,目的是減少事故發(fā)生,減緩交通擁堵,降低環(huán)境污染以及提供其他信息服務。 車聯(lián)網(wǎng)V2X的名字很直觀,就是把車連到網(wǎng)或者把車連成網(wǎng),包括汽車對互聯(lián)網(wǎng)(V2N)、汽車對汽車(V2V)、汽車對基礎設施(V2I)、和汽車對行人(V2P)。 V2X定義及內涵 V2X(vehicle-to V2X定義及內涵 V2I即車輛與基礎設施相連接(Vehicl
20、eToInfrastructure),I在此包含了交通信號燈、公交站、電線桿、大樓、立交橋、隧道、路障等交通設施設備。V2I通信功能采用車載智能交通運輸系統(tǒng)的760MHz頻段,可以在不影響車載傳感器的情況下實現(xiàn)基礎設施與車輛之間相互通信功能。 簡單點解釋,就好比為盲人配上一根導盲杖,導盲杖接觸到地方就可以看作是車輛與基礎設施之間的信息交互,它可以避免盲人碰到墻,同樣的道理,車輛可以以此收集周圍環(huán)境的信息。 V2X定義及內涵 V2I即車輛與基礎設施相連接 V2X定義及內涵 V2P即車輛與行人相連(Vehicle to Pedestrian),車子可以實現(xiàn)自動駕駛,可路上終會有行人呀!我們不可能像
21、游戲里一樣有傳送技能,或者為行人發(fā)明一種傳送帶,讓人可以想去哪里就去哪里。這關乎到人身安全、交通秩序、以及社會安定等方面,所以V2P是自動駕駛中最重要的環(huán)節(jié)之一。 V2X定義及內涵 V2P即車輛與行人相連(Ve V2X定義及內涵 實現(xiàn)車輛感知行人方法很多,除了比較直觀的攝像機和各種傳感器外,信息互聯(lián)也是一種最有效的辦法。比如行人使用的終端,如手機、平板、可穿戴設備等,都可以實現(xiàn)人與車輛的互聯(lián)。到那時候還想碰瓷就難上加難了,汽車繞開行人走,除非自己送上來“主動碰瓷”。 總結一下,V2X就是對車載傳感器的完善,甚至可以說車載傳感器只是其輔助手段。它就像是給人們配上了智能手機,它可以無死角、穿越任何
22、障礙物來獲取信息,還可以和其他“手機”形成互聯(lián),信息互通。同時還可以通過計算來進行智能操作,完美履行“司機”的義務。 與車載傳感器相比,它還不會受到天氣狀況的影響。比如,沙塵天氣或者大雨、大霧下,車載攝像機的作用就會被減弱,但V2X依然可以保持正常的工作。 V2X定義及內涵 實現(xiàn)車輛感知行人方法很多,除 V2X通信技術兩大陣營 V2X早期主要是基于DSRC,全稱是dedicated shortrange communication,專用短距離通信技術。DSRC在美國已經(jīng)經(jīng)過多年開發(fā)測試,后期隨著蜂窩移動通信技術發(fā)展才出現(xiàn)了C-V2X(Cellular V2X,即以蜂窩通信技術為基礎的V2X)技
23、術。 V2X通信技術兩大陣營 V2X早期主要是基于 V2X通信技術兩大陣營-DSRC DSRC是一種高效的無線通信技術,可提供高速數(shù)據(jù)傳輸、中短距離通訊服務。1999年,美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)決定將5.9GHz(5.8505.925GHz)頻段分配給汽車通訊使用,并鼓勵快速開發(fā)、采用DSRC技術和應用,主要為了提升公共安全和改善交通堵塞狀況。在物理層和MAC等技術底層,DSRC主要使用IEEE802.11p標準,上層則采用IEEE1609系列標準。其中,802.11p將帶寬從20MHz改為10MHz,輸出為27Mb/s。這種方式使得符號持續(xù)時間和保護間隔時間增加了一倍,提高了信號的穩(wěn)定性
24、,使它適用于各種天氣環(huán)境下的高速車輛通信。其實大家對于這項技術并不陌生,它是現(xiàn)代生活中不可或缺的專用短程通信技術。上過高速的朋友都知道ETC專用通道,它就是實現(xiàn)車輛身份識別,電子扣費,實現(xiàn)不停車、免取卡,建立無人值守車輛通道的關鍵。另外,在小區(qū)停車場遇見的電子攔路口也有與之相同的技術應用。 它的特點是對短程(數(shù)十米的距離)中,高速行駛的車輛進行識別和連接,從以上應用中也可看出來,它的技術是比較成熟的、穩(wěn)定的,也是當前被廣泛認可的。 V2X通信技術兩大陣營-DSRC DSRC是 V2X通信技術兩大陣營-C-V2X C-V2X是基于LTE-R14技術為基礎,通過LTE-V-D和LTE-V-Cell
25、兩大技術支持包括V2I、V2V、V2P等各種應用,目前正處于標準制定的關鍵階段,并在2017年9月制定了第一版的標準,形成以華為、高通等通信產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、電信運營商和汽車企業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)陣營。 C-V2X技術正持續(xù)獲得廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持,并有望成為汽車安全與未來自動駕駛領域的重要技術。繼福特、奧迪、PSA集團、上汽集團宣布支持Qualcomm第一個C-V2X商業(yè)解決方案Qualcomm 9150C-V2X芯片組及參考平臺后,越來越多的一級供應將C-V2X解決方案用于測試并作為下一步商業(yè)實施計劃的基礎。 V2X通信技術兩大陣營-C-V2X C-V2X V2X通信技術兩大陣營-C-V2X 相比于802
26、.11p的DSRC,C-V2X的優(yōu)勢比較明顯: 基于蜂窩網(wǎng)絡,與目前的4G和未來的5G網(wǎng)絡可以復用,部署成本低。 網(wǎng)絡覆蓋廣,網(wǎng)絡運營盈利模式清晰。 3GPP標準制定,全球通用,使用單一LTE芯片組,模塊成本大幅降低。 C-V2X作為5G的重要組成部分持續(xù)演進。 從我國擁有全球最大的LTE網(wǎng)絡現(xiàn)狀和C-V2X演進的技術優(yōu)勢來看,C-V2X應該是國內V2X技術標準的首選。 然而C-V2X的基礎技術LTE同樣存在一定局限性。第一,目前的蜂窩網(wǎng)絡無法提供足夠的數(shù)據(jù)帶寬以及滿足要求的低延遲,而D2D僅能在緊急情況下運行、設備發(fā)現(xiàn)協(xié)議極慢,因此難以支持時間要求嚴格的應用場景;第二,LTE采用增強型多媒體
27、廣播多播(Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service, eMBMS)等技術進行單點到多點的接口管理,但主要支持靜態(tài)場景,對于大量車輛擁擠的情況可能無法提供所需的效能;第三,LTE涉及移動網(wǎng)絡運營商之間的移交和應用服務供應商之間的合作,針對V2X應用如何構建新的合作模式尚不明確;第四,LTE或鄰近通信服務的安全機制并不適用于V2V通信,因為其僅提供安全信息的加密,但對信息真實性并無保障。 V2X通信技術兩大陣營-C-V2X 相比于8 V2X技術結論與建議 V2X通信技術能夠實現(xiàn)更加安全、高效、便捷的駕駛體驗,同時也是未來高度自動駕駛的基礎支撐,是
28、汽車產(chǎn)業(yè)融入萬物互聯(lián)時代的重要途徑。當前,實現(xiàn)V2X的DSRC與C-V2X兩種技術路線引發(fā)了各界的激烈討論,由于各有優(yōu)劣,最佳路線尚無定論,而V2X系統(tǒng)的大規(guī)模應用也仍需時日。中國作為智能汽車和智能交通的后發(fā)國家,應當從國際V2X技術的發(fā)展歷程中充分吸取經(jīng)驗,更好地進行頂層的統(tǒng)籌規(guī)劃和基礎建設工作。為此,本文總結提出以下結論: V2X技術結論與建議 V2X通信技術能夠實現(xiàn)更 V2X技術結論與建議 (1)V2X技術最終將向5G發(fā)展。DSRC技術經(jīng)過近20年的研發(fā)已經(jīng)較為成熟,憑借其低延遲和高安全性的特點使得V2V系統(tǒng)的部署成為可能。然而其通信范圍受限、基礎設施依賴性強、缺乏技術演進路線等問題促使
29、業(yè)界將目光投向了蜂窩技術的應用。而C-V2X技術目前尚處于起步階段,初始標準剛剛完成,還不能滿足嚴格的車輛通信安全要求,僅適用于非安全相關的應用。但是未來5G技術將充分考慮車輛應用需求,有潛力提供高吞吐量、寬帶載波支撐、超低延遲和高可靠性的通信服務,從而真正滿足智能網(wǎng)聯(lián)汽車的核心訴求。因此,國家在制定相關法規(guī)政策以及推動項目建設時,應當充分考慮當前技術與未來5G通信的過渡銜接,避免戰(zhàn)略誤判和低效投入。從這個角度看,發(fā)展與5G技術兼容性更佳的C-V2X技術將更加符合長遠利益。 V2X技術結論與建議 (1)V2X技術最終將向5 V2X技術結論與建議 (2)V2X系統(tǒng)的推廣應該積極利用現(xiàn)有通信資源。
30、無論采用DSRC還是C-V2X方案,V2X系統(tǒng)的應用均需要對現(xiàn)有車載設備、網(wǎng)絡基礎設施和交通管理設施等進行升級改造。目前DSRC在中國主要應用于基于5.8GHz頻段的電子不停車收費(Electronic Toll Collection, ETC)系統(tǒng),但其路側單元主要集中在高速公路收費站、機場停車場、城市停車場等,設施數(shù)量較少,功能相對單一,難以達到未來中高級自動駕駛的通信需求。相比而言,蜂窩移動通信資源更為豐富,據(jù)工信部2017年通信業(yè)統(tǒng)計公報統(tǒng)計,2017年底國內移動通信基站數(shù)量已達到619萬個,其中包括328萬個4G(4th Generation)基站,到2020年將實現(xiàn)全國行政村4G覆
31、蓋率超過98%。因此從網(wǎng)絡覆蓋率、基礎設施改造成本、用戶使用成本等各個角度綜合考慮,采用C-V2X方案將更有利于推動V2X系統(tǒng)的大規(guī)模普及應用。 V2X技術結論與建議 (2)V2X系統(tǒng)的推廣應該 V2X技術結論與建議 (3)V2X標準法規(guī)的制定需要充分的國家安全考慮。V2X系統(tǒng)是未來智慧城市和智能交通的核心組成部分之一,其技術標準決定了未來交通的安全性和產(chǎn)業(yè)的主導權。目前美國率先啟動了V2X系統(tǒng)的技術標準和應用法規(guī)的制定工作,極有可能將DSRC作為法定技術,然而這是建立在其多年研究基礎上的結果。美國DSRC的相關協(xié)議標準以及頻譜劃分已經(jīng)引領了世界的技術趨勢,通用、德爾福等公司均具有雄厚的DSR
32、C技術積累,因此美國希望通過推廣DSRC技術掌握V2X產(chǎn)業(yè)甚至智能汽車以及智能交通產(chǎn)業(yè)的話語權。而中國目前并未確立DSRC技術的主導地位,在國內通信企業(yè)掌握4G技術、并且正在積極參與5G標準制定的情況下,更應當充分利用自身優(yōu)勢,積極參與C-V2X技術和產(chǎn)品的基礎研發(fā)和應用建設,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展,確保汽車、信息兩大產(chǎn)業(yè)安全受控。 V2X技術結論與建議 (3)V2X標準法規(guī)的制 V2X技術結論與建議 (4)V2X系統(tǒng)的完善需要汽車產(chǎn)業(yè)與通信產(chǎn)業(yè)的通力合作。目前國內V2X技術的主要推動方是各大通信企業(yè),出于拓展業(yè)務、構建生態(tài)等考慮積極參與汽車產(chǎn)業(yè),而很多國內汽車企業(yè)對于V2X的發(fā)展趨勢、應用場景和
33、實際需求都不明確,相關開發(fā)和測試進展相對緩慢。相比之下,國外往往是整車企業(yè)和零部件供應商根據(jù)駕駛功能進行需求定義,再由專業(yè)團隊進行開發(fā),進而與電信運營商進行測試運營方面的合作。國內汽車產(chǎn)業(yè)應當提高該領域的戰(zhàn)略認識,依托于智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟、國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范區(qū)等組織和項目,盡快形成統(tǒng)一的需求定義以及技術路線,從而更好地與通信產(chǎn)業(yè)分工協(xié)作,打造一流的車聯(lián)網(wǎng)解決方案。 V2X技術結論與建議 (4)V2X系統(tǒng)的完善需要 V2X技術和無人駕駛 V2X最早的應用是在2006年,由通用汽車在一輛凱迪拉克上做了展示。從那之后,其他的汽車制造商和汽車配套產(chǎn)品供應商都紛紛開始研究這項技術。 簡單來說
34、,在無人駕駛汽車領域,V2X更容易實現(xiàn)完全自動,搭配了該系統(tǒng)的車型,在自動駕駛模式下,能夠通過對實時交通信息的分析,自動選擇路況最佳的行駛路線,從而大大緩解交通堵塞。除此之外,通過使用車載傳感器和攝像系統(tǒng),還可以感知周圍環(huán)境,做出迅速調整,從而實現(xiàn)“零交通事故”。 未來V2X技術將成為無人駕駛技術的核心。如果通過網(wǎng)絡云端 AI獲取傳統(tǒng)嵌入式AI視覺范圍之外的信息,而單車傳感器受制于視覺范圍,只能獲取其視線范圍內的信息,對于無人駕駛遠遠不夠。為了保證無人駕駛安全性,接入車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),在單車智能系統(tǒng)達到極限之后,網(wǎng)絡云端AI給汽車無人駕駛增加了一層保障,可以提前預判其他車輛的行駛地點和時間,獲取視覺
35、范圍之外的信息,達到無人駕駛精準判斷。 V2X技術和無人駕駛 V2X最早的應用是在 V2X技術和無人駕駛 V2X最早的應用是在2006年,由通用汽車在一輛凱迪拉克上做了展示。從那之后,其他的汽車制造商和汽車配套產(chǎn)品供應商都紛紛開始研究這項技術。 簡單來說,在無人駕駛汽車領域,V2X更容易實現(xiàn)完全自動,搭配了該系統(tǒng)的車型,在自動駕駛模式下,能夠通過對實時交通信息的分析,自動選擇路況最佳的行駛路線,從而大大緩解交通堵塞。除此之外,通過使用車載傳感器和攝像系統(tǒng),還可以感知周圍環(huán)境,做出迅速調整,從而實現(xiàn)“零交通事故”。 未來V2X技術將成為無人駕駛技術的核心。如果通過網(wǎng)絡云端 AI獲取傳統(tǒng)嵌入式AI
36、視覺范圍之外的信息,而單車傳感器受制于視覺范圍,只能獲取其視線范圍內的信息,對于無人駕駛遠遠不夠。為了保證無人駕駛安全性,接入車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),在單車智能系統(tǒng)達到極限之后,網(wǎng)絡云端AI給汽車無人駕駛增加了一層保障,可以提前預判其他車輛的行駛地點和時間,獲取視覺范圍之外的信息,達到無人駕駛精準判斷。 V2X技術和無人駕駛 V2X最早的應用是在 V2X落地難點分析 盡管V2X技術已經(jīng)取得了長足的進步,但與大規(guī)模普及應用仍然存在相當大的距離,其中涉及技術、商業(yè)模式、法律法規(guī)等多方面挑戰(zhàn)。以目前全球趨勢來看,日本、美國及歐洲等地區(qū)已經(jīng)有量產(chǎn)的V2X技術推出。當然,這些地區(qū)也只是針對汽車的特性適當植入了V2X
37、的部分元素,如凱迪拉克的CTS搭載了通用的V2V技術。V2I技術量產(chǎn)應用的例子也有,如奧迪A4和Q7均通過此項技術實現(xiàn)了車輛與交通燈之間的通訊。 從這些例子中可以看出,V2X的技術還不成熟,不能實現(xiàn)汽車與外界所有信息的交換。 V2X落地難點分析 盡管V2X技術已經(jīng)取 V2X落地難點分析 此外V2X不能完全落地還與以下因素有關: (1)作用能力有限。警示作用明顯,但很少涉及到自動控制車輛,這與自動駕駛的理念不符。 (2)網(wǎng)絡的傳輸速度太慢,尤其在某些信號不好的地方,影響會很大。 (3)技術成熟度問題。DSRC已經(jīng)解決了最具挑戰(zhàn)性的車輛安全問題,可以用于部署V2V系統(tǒng),但V2I系統(tǒng)依賴于廣泛覆蓋的
38、全新DSRC專用基礎設施,需要大量投資,因此可能并不適合成為最后進行大規(guī)模部署的V2X系統(tǒng)。而C-V2X目前僅適用于涉及云端交互的非安全相關應用場景,現(xiàn)在的基礎設施尚不足以支持在高速移動或擁塞情況下要求低延遲的V2X安全應用情景。因此一些專家提出兩種技術共存互補的解決方案,即允許C-V2X的V2V直接通信共享DSRC專用頻譜,C-V2X既可以在5.9GHz頻譜中工作,也可以在相鄰信道共存。但是共享頻譜的方案受到DSRC支持者的質疑,同時車輛網(wǎng)絡的特點對頻譜共享后的移動出行管理、網(wǎng)絡選擇機制和切換策略等均構成相當?shù)募夹g挑戰(zhàn)。 V2X落地難點分析 此外V2X不能完全落 V2X落地難點分析 (4)定
39、位精度高低的選擇也是一個問題,目前很多V2X定位方式主要采用GPS來實現(xiàn),如果采用高精度的定位那么成本就會非常高,這對整車廠來說是一個難以承受的價格,除非高精度的定位產(chǎn)品得到大規(guī)模降價。 (5)資源緊張性問題。移動互聯(lián)網(wǎng)時代各類通信技術對于頻譜資源的爭奪異常激烈,由于V2X技術尚未實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)應用,美國聯(lián)邦通訊委員會(Federal Communications Commission, FCC)正在考慮允許未授權的國家信息基礎設施設備共享DSRC頻譜。思科提出未授權設備可以監(jiān)視DSRC信道,如果檢測到正在發(fā)送的信號則避免使用整個頻段,否則可以借用信道;高通則提出了重新信道化的方案,要求將關
40、鍵的控制信道和公共安全信道移動到專用頻段,而將其余的DSRC服務信道重新配置,允許未授權設備和非安全類DSRC應用共享該部分頻譜。但是頻譜共享的建議遭到了汽車產(chǎn)業(yè)的普遍反對,都認為頻譜共享違背了利用V2X技術改善道路安全的初衷,明確表態(tài)不支持重新分配頻段??梢钥闯鲈谕ㄐ刨Y源日益緊張的今天,汽車產(chǎn)業(yè)必須加快V2X的普及應用,以確保在物聯(lián)網(wǎng)時代占據(jù)一席之地。 V2X落地難點分析 (4)定位精度高低的選 V2X落地難點分析 (6)立法客觀性問題。美國是世界上第一個考慮將V2X系統(tǒng)的強制安裝納入法律法規(guī)的國家,由于美國政府之前在DSRC技術上的大量投入,美國交通部的立法明確要求車輛必須搭載基于DSRC
41、的V2V技術。而隨著蜂窩技術的迅猛發(fā)展,各利益相關方對于20年前適合于V2V通信的DSRC是否仍然是最佳技術路線產(chǎn)生了巨大分歧。美國和日本車企及其供應商已經(jīng)在DSRC技術開發(fā)上投入了十余年的精力,普遍支持美國交通部的提議。通用汽車甚至在2017年3月推出的2017款凱迪拉克CTS車型上率先搭載了基于DSRC的V2V系統(tǒng)。但是電信產(chǎn)業(yè)以及多數(shù)歐洲汽車制造商并不完全支持此項提議,而是支持C-V2X方案或要求法規(guī)中立、由市場決定技術路線。包括5G汽車聯(lián)盟、思科、高通等企業(yè)在內的反對方均認為將DSRC作為法定技術的提議將嚴重阻礙美國V2X技術的創(chuàng)新,難以為消費者提供最好、最先進的解決方案。正是由于技術
42、路線的不確定性,各國政府對于V2X應用的法規(guī)制訂和普及建設仍然保持謹慎態(tài)度。 V2X落地難點分析 (6)立法客觀性問題。 各企業(yè)研發(fā)V2X技術的進展 *高通合作北汽、長安、吉利等演示LTE-V2X直接通信互聯(lián)互通應用 據(jù)外媒報道,當?shù)貢r間11月5日,美國高通公司(Qualcomm Incorporated)旗下子公司高通技術公司(Qualcomm Technologies, Inc.)宣布,將進一步深化與中國日益壯大的汽車生態(tài)系統(tǒng)合作,攜手領先的汽車制造商和供應商,共同推動基于第三代合作伙伴項目(3GPP)14版(Release 14)規(guī)范的LTE車到一切(V2X)直接通信技術的商業(yè)化。 高通
43、技術將攜手奧迪中國、北汽集團、長安汽車、吉利汽車、長城汽車等汽車制造商以及金溢科技、星云互聯(lián)和Savari, Inc.等中國汽車工程學會智能交通系統(tǒng)(ITS)軟件堆棧供應商,并將合作在上海舉辦的中國汽車工程學會年會暨展覽會舉行首例大規(guī)模多功能LTE-V2X直接通信互操作展示。 各企業(yè)研發(fā)V2X技術的進展 *高通合作北汽、長安、吉利等 各企業(yè)研發(fā)V2X技術的進展 *沃達豐與捷豹路虎、華為在倫敦開展C-V2X通信測試,支持遠程及近程通信 據(jù)外媒報道,沃達豐與捷豹路虎、華為在倫敦開展了一場C-V2X車載通信系統(tǒng)的實地演示。三家公司展示的C-V2X系統(tǒng)符合當前3GPP Release 14蜂窩式網(wǎng)絡標
44、準,這是三家公司首次在歐洲地區(qū)利用實時移動挽留過,同時采用了短程通信及遠程通信(long-range communications),旨在展現(xiàn)C-V2X通信系統(tǒng)的功能性。 捷豹F-PACE和路虎Discovery測試車輛均配置了C-V2X裝置,該類設備內置了一款華為芯片組,可同時支持PC5(短程)和Uu(遠程)移動通信。測試車輛可利用沃達豐英國的遠程通信網(wǎng)絡及PC5短程通信網(wǎng)絡實現(xiàn)車輛間的通信,還能夠與支持PC-4的華為路側裝置聯(lián)通,獲得限速警示。 各企業(yè)研發(fā)V2X技術的進展 *沃達豐與捷豹路虎、華為在倫 各企業(yè)研發(fā)V2X技術的進展 *華為合作羅德與施瓦茨測試5G V2X無線電技術,證明5G技
45、術具低延遲性 據(jù)外媒報道,中國電信設備供應商華為正與測量儀器制造商羅德與施瓦茨(Rohde & Schwarz)公司合作,在德國慕尼黑和中國上海對5G V2X無線電技術進行現(xiàn)場測試。 在該聯(lián)合測試中,他們證明了5G V2X無線電技術適用于各種要求苛刻的車到一切(V2X)應用,而且測試了此技術的延遲時間。此次測試結果表明,5G網(wǎng)絡的延遲時間只達毫秒,證明了5G技術在延遲性方面優(yōu)于長期演進(LTE)技術。 各企業(yè)研發(fā)V2X技術的進展 *華為合作羅德與施瓦茨測試5 V2X的未來 3GPP于2017年宣布了第一套使用與IEEE 802.11p不同的無線電技術的V2I和V2V通信的C-V2X物理層標準。
46、DSRC有美國和歐盟撐腰,但是3GPP實力也不容小覷,華為、愛立信、英特爾、諾基亞等也在積極推動C-V2X 芯片和設備產(chǎn)業(yè)化,車企也紛紛聯(lián)合通信企業(yè)開展C-V2X 技術測試。C-V2X 在產(chǎn)業(yè)化進程方面與DSRC的差距逐漸減少。 未來隨著通信技術也是不斷發(fā)展的,也可能會出現(xiàn)一種新的車載通信協(xié)議。 未來全球V2X市場可能會出現(xiàn)DSRC或C-V2X技術一家獨大的情況,也可能同時存在DSRC和C-V2X。如果是一家獨大的情況,多數(shù)人可能更傾向于認為C-V2X會獨領風騷,從技術持續(xù)迭代性、可靠性和信號傳輸遲滯性等來說有較大優(yōu)勢。 當然如果同時存在的話,可能在某一國家或地區(qū)會以其中一項技術為主導,具體以
47、哪一種為主導與當時政府、通信供應商、汽車廠商等都有很大的關系,就像目前各國發(fā)展不同的3G技術一樣(CDMA/WCDMA/TD-SCDMA)。 V2X的未來 3GPP于2017年宣布了第一套 V2X車聯(lián)網(wǎng)的應用進展 V2X車聯(lián)網(wǎng)的應用進展 DSRC應用進展 美國是推動DSRC應用的主要國家,美國交通部長期致力于DSRC的試點部署工作,早在1999年便將DSRC選定為V2V通信方案,迄今已投入了約10億美元進行開發(fā)測試。2011年8月啟動的“輕型車輛駕駛員接受度診所”項目,在美國6個地方設立不同的應用環(huán)境,用以評估用戶對V2V安全應用的接受程度,得到了奔馳、通用、福特、豐田等車企的參與,結果表明5
48、8%的受訪者愿意以200美元以下的價格購買V2V相關安全功能。2012年8月到2014年2月密歇根大學交通研究所在安娜堡市進行了“安全試點:模擬部署”測試,共計投入超過2800輛測試車輛以及25個基礎設施站點,對V2X在真實環(huán)境下的運行情況以及安全效益進行評估。2016年美國交通部還進一步在懷俄明州、紐約市和坦帕市啟動了“網(wǎng)聯(lián)車輛試點部署”項目,投資超過4500萬美元進行網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的設計、建設和測試,如表2所示?;谝陨涎芯?,美國高速公路安全管理局在2016年12月發(fā)布V2V通信法規(guī)提案,計劃從2021年起實施新的法規(guī),要求所有新增輕型車輛必須搭載基于DSRC的V2V技術。 DSRC應用進展 美
49、國是推動DSRC應用的主要國家 DSRC應用進展 地點應用側重點內容和目標懷俄明州 商業(yè)物流 懷俄明州是重要的貨運走廊,在全美以及美國與加拿大和墨西哥之間的貨物流通中發(fā)揮關鍵作用。專注于商用車運營商的需求并將開發(fā)使用V2I和V2V的應用程序,以支持包含路邊警報、停車通知和動態(tài)出行引導在內的一系列預警服務。紐約市 出行安全 旨在通過部署V2V和V2I技術提高該市出行者和行人的安全。與該市的零傷亡愿景配合,以減少紐約市出行由碰撞引起的傷亡安全。在密集的城市交通系統(tǒng)中非常典型的交又口間隔緊密的情景下評估互聯(lián)汽車技術和應用,預計將成為迄今為止最大的互聯(lián)汽車技術部署。坦帕市 交通擁堵 坦帕希爾斯伯勒高速
50、公路管理局擁有/運營 Selmon可逆快車道(Reversible Express Lanes,REL),這是第一個用于解決城市擁堵問題的此類型設施。將部署各種V2V及V2I應用,以緩擁堵解交通擁堵、被少碰撞并防止誤人REL出口。加強行人安全、加快公交運行,減少在具有大量混合交通地點的電車、行人和乘用車之間的沖突。 DSRC應用進展 地點應用側重點內容和目標懷俄明州商 C-V2X應用進展 隨著蜂窩通信技術的發(fā)展,蜂窩通信扮演的角色越來越重要,現(xiàn)在蜂窩通信技術已經(jīng)從單純的傳遞聲音變成向傳遞音頻、數(shù)據(jù)轉變,也從Person-to-Person向Machine-to-Machine變革,V2X技術就
51、是M2M變革的一項應用。 V2X是由3GPP(3rd Generation Partnership Project)定義的基于蜂窩通信的V2X技術,它包含基于LTE以及未來5G的V2X系統(tǒng),是DSRC技術的有力補充。它借助已存在的LTE網(wǎng)絡設施來實現(xiàn)V2V、V2N、V2I的信息交互,這項技術最吸引人的地方是它能緊跟變革,適應于更復雜的安全應用場景,滿足低延遲、高可靠性和滿足帶寬要求。 C-V2X涉及通信單元及通信接口,主要包括2部分:路邊單元RSU(Road Side Unit),車載單元OBU(On Board Unit);2個通信接口:Uu接口、PC5接口。 RSU主要是在覆蓋范圍內廣播路
52、況、信號燈、行人信息,提供時間及位置同步等,同時具有移動網(wǎng)絡接入能力,接入車聯(lián)網(wǎng)管理平臺或云平臺; OBU主要采集車況、路況、行人信息,提供與RSU及其他OBU的通訊信息交互功能,同時具有移動網(wǎng)絡接入能力,接入車聯(lián)網(wǎng)管理平臺或云平臺; Uu接口是指OBU/RSU與基站之間的接口,實現(xiàn)與移動網(wǎng)絡通信; PC5接口是指OBU與OBU,OBU與RSU之間的直聯(lián)通信接口,即車輛與其他設施之間不借助移動網(wǎng)絡而直接進行通信。 在IC(In Coverage)場景下,OBU/RSU設備間可通過Uu接口與PC5接口聯(lián)合通信,但在OC(Out of Coverage)場景下,只能使用PC5接口進行通信。 C-V
53、2X應用進展 隨著蜂窩通信技術的發(fā)展,蜂窩通信 C-V2X應用進展 C-V2X的幾大技術優(yōu)勢如下所示: (1)卓越的射程和無線電性能:通過改進調制和編碼以及更好的接收器和LTE技術帶來的整體技術進步,C-V2X可以提供更高的通信范圍(約2倍的視距),更好的非視距(Non-Line-of-Sight)性能,提高可靠性(更低的封包數(shù)據(jù)錯誤率),更高的容量與基于IEEE 802.11p的無線電技術相比,在更密集的環(huán)境中擁有出色的擁塞控制能力。 (2)可預測的效能:有別于802.11p不同,C-V2X直接通信旨在基于3GPP無線電規(guī)范中規(guī)定的標準化最低性能要求,在現(xiàn)實場景中提供可預測和一致的性能。 (
54、3)兼容性:C-V2X旨在為5G提供一個演進路徑,并且可以向前/向后兼容。透過設計,C-V2X演進可以利用無線通信的最新進展,同時保持向后兼容性。 (4)成本效益:C-V2X可以整合到蜂巢式調制解調器芯片組產(chǎn)品中,與802.11p / DSRC相比,基于C-V2X的解決方案更經(jīng)濟高效。 C-V2X應用進展 C-V2X的幾大技術優(yōu)勢如下所示: C-V2X應用進展 (5)ITS頻譜和投資可重復利用:C-V2X直接通信設計用于ITS頻譜,其無線電換出可縮短其開發(fā)時間,可重復使用多年的V2X軟件投資。 (6)低延遲:C-V2X專為低延遲直接通信而設計。安全訊息(如道路危險警告)可以使用全球統(tǒng)一的5.9
55、 GHz ITS頻譜中的低延遲傳輸直接通信來發(fā)送。 (7)高速移動使用:不同于取代以太網(wǎng)布線的Wi-Fi技術,蜂巢式系統(tǒng)專為高速移動而設計。由于物理層缺乏增強功能,802.11p需要高級接收器實現(xiàn)以高速運行。 (8)健全的同步性:即使沒有全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS),C-V2X也擁有強大的機制,可支持來自不同來源的經(jīng)濟高效的同步。 (9)安全性:針對任何V2X應用程序,以安全為中心的溝通都非常重要。C-V2X受益于上述汽車和無線標準組織定義的既定安全和傳輸層以及應用協(xié)議。 C-V2X應用進展 (5)ITS頻譜和投資可重 C-V2X應用進展 2015年初,3GPP正式啟動基于C-V2X的技術需求
56、和標準化研究,2015年初3GPP需求工作組開展了C-V2X需求研究,于2016年3月完成結項;2016年初3GPP 架構工作組啟動C-V2X 架構研究,于2016年底完成標準化。 在C-V2X研究方面,3GPP無線技術工作組于2015年7月啟動SI立項,于2016年6月完成結項;2015年12月,針對車車直連V2X標準項目“基于LTE PC5接口的V2V”啟動立項,并于2016年9月完成標準化;2016年6月針對車路/車人等V2X 標準項目“基于LTE的V2X業(yè)務”啟動立項,于2017年3月順利完成項目研究。 2016年9月,在LTE標準化機構3GPP第73次會議上,C-V2X的V2V標準在
57、Release14中正式凍結,這標志著3GPP完成了LTE -V第一階段的標準,即基于終端直通(D2D)模式的車車通信(V2V)標準化,通過深入研究引入了更優(yōu)化的物理層解調參考信號、資源調度、干擾協(xié)調等技術。 C-V2X應用進展 2015年初,3GPP正式 C-V2X應用進展 歐洲和亞洲是C-V2X技術的積極倡導者,近期結成了各種旨在開發(fā)、測試和推進C-V2X技術的伙伴關系,包括5G汽車聯(lián)盟、德國“汽車連接未來一切”(Connected Vehicle to Everything of Tomorrow, ConVex)聯(lián)盟、法國“駛向5G”戰(zhàn)略合作、香港智能交通聯(lián)盟、韓國5G汽車應用測試等。
58、另外,在ISO TC 204 第49次全會上,中國提出的C-V2X標準立項申請獲得通過,確定C-V2X成為ISO ITS系統(tǒng)的候選技術。并完成了階段性C-V2X標準發(fā)布,包括基于蜂窩網(wǎng)的V2V通信(V2V)和車路通信(V2I)、車人通信(V2P)等。 中國將V2X技術作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智能交通系統(tǒng)的一部分,納入“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家戰(zhàn)略,DSRC和C-V2X技術分別得到政府的不同部委、基礎設施供應商和汽車制造商等不同利益相關方的支持,各個政府部門和行業(yè)組織正在積極協(xié)調技術標準的制定(如圖3所示)。目前由通用汽車、長安汽車和清華大學共同制定的合作式智能運輸系統(tǒng)車用通信系統(tǒng)應用層及
59、應用數(shù)據(jù)交互標準已經(jīng)正式發(fā)布,該標準將與底層通信技術無關的V2X信息格式標準化,有利于實現(xiàn)不同品牌車輛及V2X系統(tǒng)的互聯(lián)互通。而在上海嘉定的智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點示范區(qū)規(guī)劃中,也將同時測試DSRC與C-V2X兩種技術。 C-V2X應用進展 歐洲和亞洲是C-V2X技術的 C-V2X應用進展 相比較而言,如果兩輛汽車相向行駛的情況下,DSRC只有在達到C-V2X一半距離和速度的時候,才會開始運行。舉例來說,如果兩輛車以每小時45公里的速度行駛,那么C-V2X可以在車距為450公尺的時候發(fā)出提醒。若使用DSRC技術,只能在約250公尺才能偵測到目標。 C-V2X技術有助于在非直線性范圍內進行事故車輛檢測。
60、當前方道路轉彎處有一輛事故車輛,在正常的駕駛過程中,駕駛員的眼睛是看不到事故車輛的,但是當車輛進入到了C-V2X的范圍內,車輛就會收到通知,知道前方車輛擋在哪個車道上,可以廣播車輛的位置。駕駛者因此可以知道前方有危險,從而降低車速來規(guī)避危險。 C-V2X是3GPP在R14的標準,同時C-V2X也是一個持續(xù)演進、不斷完善的標準。不僅如此,在4G時代對C-V2X的投資也可以延續(xù)到5G時代,應用在5G的基礎設施中,這也是C-V2X優(yōu)于DSRC之一。 拋開通訊標準、政策等因素,V2X過于依賴基礎設施,如道路基礎設施等,所以這項技術需要政府、科研機構、企業(yè)等各方的共同推進。而廠商來說,在V2X商業(yè)布局加
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