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C-V2X能做什么?为什么需要5G?(2)

C-V2X能做什么?为什么需要5G?(2)

幸运的是,我们有V2X。V2X通过通信网络共享信息,具有“耳听八方”的能力,此时汽车显示屏上会提示前方有车辆,并启动减速和转向,安全通过。前方的大卡车挡住了视线,而对面正驶来一辆汽车,此时要超车,毫无疑问是非常危险的。
当驾驶员刚打左转灯准备超车时,V2X通过显示屏立即提示,前方有来车,不能超车…直到危险解除后,才顺利超车,安全通过。
四、C-V2X技术简介
V2X主要包括V2N(车辆与网络/云)、V2V(车辆与车辆)、V2I(车辆与道路基础设施)和V2P(车辆与行人)之间的连接性。2015年,3GPP在Rel. 14版本中启动了基于LTE系统的V2X服务标准研究,即LTE-V2X,国内多家通信企业(华为、大唐、中兴)参与了LTE-V标准制定和研发。2016年9月,首版涵盖了V2V和V2I的V2X标准发布;2017年6月,进一步增强型V2X操作方案发布。
在Rel. 14中,V2V通信基于D2D( Device-to-Device)通信,其为Rel.12和Rel.13版本中的Proximity Services (ProSe) 近距离通信技术的一部分。新的D2D接口被命名为PC5接口,以实现可支持V2X要求的增强型功能,这些增强型功能包括:支持高达500Km / h的相对车速、支持eNB覆盖范围内的同步操作、提升资源分配性能、拥塞控制和流量管理等。
在Rel. 14中,LTE-V2X主要有两种操作模式:通过PC5接口点对点通信(V2V)和通过LTE-Uu与网络通信(V2N)。
基于PC5接口的V2V通信也包括两种模式:管理模式(PC5 Mode 3)和非管理模式(PC5 Mode 4),当网络参与车辆调度时称为管理模式,当车辆独立于网络时称为非管理模式。在非管理模式下,基于车辆间的分布式算法来进行流量调度和干扰管理;在管理模式下,通过Uu接口的控制信令由基站(eNB)辅助进行流量调度和干扰管理。C-V2X还将持续平滑演进到5G V2X,将对功能进一步增强,以支持低延迟和高可靠性V2X服务。
除了PC5和Uu接口,C-V2X技术构架还包括V2X控制功能、边缘应用服务器和V2X应用服务器。V2X控制功能(V2X control function)位于核心网,其为实现V2X通信向UE提供必要的参数以执行相关网络动作。
V2X应用服务器可部署于网络之外,由车企、移动运营商或第三方来运营,从而跨运营商跨车厂,这也解决了过去车企担心的依赖C-V2X会导致自动驾驶业务被电信运营商所控制的问题。
边缘应用服务器靠近数据源部署,解决了时延和网络负荷问题,将在许多V2X用例(比如实时高清地图更新等)中发挥重要作用。
五、为何自动驾驶需要5G?
目前基于LTE的V2N已经覆盖了很多车联网用例,比如交通信息提示、地图更新、OTA固件更新。未来V2V和V2I将广泛应用于车联网的低时延、远距离通信场景。
你可以将C-V2X看成是连接V2N和V2V/V2I的粘合剂,其依托于成熟的蜂窝网络生态,随着4G向5G的技术演进,将在未来自动驾驶领域发挥关键的作用。
1、基于5G近实时的高清视频传输,V2N和V2V互补(V2N2V),如前所述,让自动驾驶不仅能“眼观六路”,还能“耳听八方”,实现100%安全性。2、5G网络切片技术提供始终如一的QoS保障。
与互联网“尽力而为”的数据传输不同,网络切片可提供始终如一的低时延和高速率服务保障,这对于安全性要求极高的自动驾驶领域尤为关键。比如,当汽车行驶于网络拥塞区域(比如演唱会、体育场附近),网络切片技术仍然能优先保障汽车通信的高速率和低时延性能。3、边缘计算是自动驾驶的未来。
5G核心网控制面与数据面彻底分离,NFV令网络部署更加灵活,从而使能分布式的边缘计算部署。边缘计算将更多的数据计算和存储从“核心”下沉到“边缘”,部署于接近数据源的地方,一些数据不必再经过网络到达云端处理,从而降低时延和网络负荷,也提升了数据安全性和隐私性。
这对于时延要求极高、数据处理和存储量极大的自动驾驶领域而言,重要性不言而喻。未来对于靠近车辆的移动通信设备,如基站、路边单元等或均将部署车联网的边缘计算,来完成本地端的数据处理、加密和决策,并提供实时、高可靠的通信能力。
是的,自动驾驶需要5G,但说到最后,对于5G自动驾驶,挑战在哪里?
想到了两点:

挑战一,网络频繁切换。
5G无线频率更高、覆盖范围小,未来城市的每个灯柱或将就是一个小基站,必然会带来基站间频繁切换的问题而影响自动驾驶能力,怎么破?
C-RAN(Cloud RAN)构架可大幅降低切换开销。
挑战二,天线怎么安装?
今天的5G手机面临的一大挑战是,天线太多,手机空间太小。未来的汽车也将面临这样的问题。
我们掐指算一下,未来的汽车将有多少无线系统?LTE V2X(5.8-5.9GHz)、卫星定位(1.57GHz,1.1-1.2GHz,1.6GHz)、蓝牙(2.4GHz)、WIFI(2.4GHz,5GHz)、3G/4G网络(700MHz-2.6GHz)、雷达(76-77GHz)、5G NR(3.3-4.9GHz、6-80GHz)、无线充电等等。
这么多天线系统,在安装时必须考虑汽车的挡风玻璃、金属壳对无线信号的衰减影响,怎么破?
新材料天线、与车体集成的天线将应运而生。
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