C-V2X能做什麼?為什麼需要5G?(2)

C-V2X能做什麼?為什麼需要5G?(2)

C-V2X能做什麼?為什麼需要5G?(2)

幸運的是,我們有V2X。V2X通過通信網絡共享信息,具有“耳聽八方”的能力,此時汽車顯示屏上會提示前方有車輛,並啟動減速和轉向,安全通過。前方的大卡車擋住了視線,而對面正駛來一輛汽車,此時要超車,毫無疑問是非常危險的。

當駕駛員剛打左轉燈準備超車時,V2X通過顯示屏立即提示,前方有來車,不能超車…直到危險解除後,才順利超車,安全通過。

四、C-V2X技術簡介

V2X主要包括V2N(車輛與網絡/雲)、V2V(車輛與車輛)、V2I(車輛與道路基礎設施)和V2P(車輛與行人)之間的連接性。2015年,3GPP在Rel. 14版本中啟動了基於LTE系統的V2X服務標準研究,即LTE-V2X,國內多家通信企業(華為、大唐、中興)參與了LTE-V標準制定和研發。2016年9月,首版涵蓋了V2V和V2I的V2X標準發佈;2017年6月,進一步增強型V2X操作方案發布。

在Rel. 14中,V2V通信基於D2D( Device-to-Device)通信,其為Rel.12和Rel.13版本中的Proximity Services (ProSe) 近距離通信技術的一部分。新的D2D接口被命名為PC5接口,以實現可支持V2X要求的增強型功能,這些增強型功能包括:支持高達500Km / h的相對車速、支持eNB覆蓋範圍內的同步操作、提升資源分配性能、擁塞控制和流量管理等。

在Rel. 14中,LTE-V2X主要有兩種操作模式:通過PC5接口點對點通信(V2V)和通過LTE-Uu與網絡通信(V2N)。

基於PC5接口的V2V通信也包括兩種模式:管理模式(PC5 Mode 3)和非管理模式(PC5 Mode 4),當網絡參與車輛調度時稱為管理模式,當車輛獨立於網絡時稱為非管理模式。在非管理模式下,基於車輛間的分佈式算法來進行流量調度和干擾管理;在管理模式下,通過Uu接口的控制信令由基站(eNB)輔助進行流量調度和干擾管理。C-V2X還將持續平滑演進到5G V2X,將對功能進一步增強,以支持低延遲和高可靠性V2X服務。

除了PC5和Uu接口,C-V2X技術構架還包括V2X控制功能、邊緣應用服務器和V2X應用服務器。V2X控制功能(V2X control function)位於核心網,其為實現V2X通信向UE提供必要的參數以執行相關網絡動作。

V2X應用服務器可部署於網絡之外,由車企、移動運營商或第三方來運營,從而跨運營商跨車廠,這也解決了過去車企擔心的依賴C-V2X會導致自動駕駛業務被電信運營商所控制的問題。

邊緣應用服務器靠近數據源部署,解決了時延和網絡負荷問題,將在許多V2X用例(比如實時高清地圖更新等)中發揮重要作用。

五、為何自動駕駛需要5G?

目前基於LTE的V2N已經覆蓋了很多車聯網用例,比如交通信息提示、地圖更新、OTA固件更新。未來V2V和V2I將廣泛應用於車聯網的低時延、遠距離通信場景。

你可以將C-V2X看成是連接V2N和V2V/V2I的粘合劑,其依託於成熟的蜂窩網絡生態,隨著4G向5G的技術演進,將在未來自動駕駛領域發揮關鍵的作用。

1、基於5G近實時的高清視頻傳輸,V2N和V2V互補(V2N2V),如前所述,讓自動駕駛不僅能“眼觀六路”,還能“耳聽八方”,實現100%安全性。2、5G網絡切片技術提供始終如一的QoS保障。

與互聯網“盡力而為”的數據傳輸不同,網絡切片可提供始終如一的低時延和高速率服務保障,這對於安全性要求極高的自動駕駛領域尤為關鍵。比如,當汽車行駛於網絡擁塞區域(比如演唱會、體育場附近),網絡切片技術仍然能優先保障汽車通信的高速率和低時延性能。3、邊緣計算是自動駕駛的未來。

5G核心網控制面與數據面徹底分離,NFV令網絡部署更加靈活,從而使能分佈式的邊緣計算部署。邊緣計算將更多的數據計算和存儲從“核心”下沉到“邊緣”,部署於接近數據源的地方,一些數據不必再經過網絡到達雲端處理,從而降低時延和網絡負荷,也提升了數據安全性和隱私性。

這對於時延要求極高、數據處理和存儲量極大的自動駕駛領域而言,重要性不言而喻。未來對於靠近車輛的移動通信設備,如基站、路邊單元等或均將部署車聯網的邊緣計算,來完成本地端的數據處理、加密和決策,並提供實時、高可靠的通信能力。

是的,自動駕駛需要5G,但說到最後,對於5G自動駕駛,挑戰在哪裡?

想到了兩點:

挑戰一,網絡頻繁切換。

5G無線頻率更高、覆蓋範圍小,未來城市的每個燈柱或將就是一個小基站,必然會帶來基站間頻繁切換的問題而影響自動駕駛能力,怎麼破?

C-RAN(Cloud RAN)構架可大幅降低切換開銷。

挑戰二,天線怎麼安裝?

今天的5G手機面臨的一大挑戰是,天線太多,手機空間太小。未來的汽車也將面臨這樣的問題。

我們掐指算一下,未來的汽車將有多少無線系統?LTE V2X(5.8-5.9GHz)、衛星定位(1.57GHz,1.1-1.2GHz,1.6GHz)、藍牙(2.4GHz)、WIFI(2.4GHz,5GHz)、3G/4G網絡(700MHz-2.6GHz)、雷達(76-77GHz)、5G NR(3.3-4.9GHz、6-80GHz)、無線充電等等。

這麼多天線系統,在安裝時必須考慮汽車的擋風玻璃、金屬殼對無線信號的衰減影響,怎麼破?

新材料天線、與車體集成的天線將應運而生。


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