厚勢按:本文為中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院邱佳慧博士、陳祎研究員、劉珊研究員、劉琪博士發(fā)表在 2017 年 8 月 20 日出版的《.郵電設(shè)計(jì)技術(shù)》上關(guān)于車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(V2X)的綜述文章。 文章首先簡要介紹了車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程,總結(jié)了 V2X 所涉及的業(yè)務(wù)場景和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo),然后介紹了 V2X 關(guān)鍵技術(shù),包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和資源調(diào)度等,最后給出了中國聯(lián)通車聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn)策略。 目前各家研究機(jī)構(gòu)在研發(fā)各級別的自動駕駛汽車時,主要依賴車輛自身的傳感器,這會限制車輛的行駛速度和計(jì)算負(fù)荷。但伴隨著 3GPP LTE-V2X 標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定,基于蜂窩網(wǎng)的 V2X 技術(shù)將自動駕駛汽車提供為高可靠、低時延的通信環(huán)境,使自動駕駛的實(shí)現(xiàn)變得更加簡便、可靠、安全。 引言 1. 車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了 2 個階段。 首先是專用短程通信技術(shù)(Dedicated Short Range Communications,DSRC)的提出和發(fā)展。它基于 802.11p 協(xié)議的延伸擴(kuò)展,起源于 20 世紀(jì) 90 年代,其典型應(yīng)用場景分為安全相關(guān)的應(yīng)用和非安全相關(guān)的應(yīng)用[3]。由于 DSRC 技術(shù)針對車輛的高移動性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽?、低延遲等需求進(jìn)行了優(yōu)化,適合應(yīng)用在 V2V(車與車)和 V2I(車與路邊設(shè)施)場景下,尤其是一些和安全相關(guān)的場景[4-5]。
2015 年工業(yè)和信息化部發(fā)布國內(nèi)首個「智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點(diǎn)示范區(qū)」項(xiàng)目,由上海國際汽車城承擔(dān),在上海安亭鎮(zhèn)建設(shè)世界上最大的智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)和試驗(yàn)基地。其中基于 LTE 的 V2X 試驗(yàn)在 2016 年 6 月開園,主要進(jìn)行智能網(wǎng)聯(lián)汽車總體測試和指揮交通示范,可為無人駕駛、自動駕駛和 V2X 網(wǎng)聯(lián)汽車提供近 30 種場景的測試驗(yàn)證。 2. LTE-V2X 業(yè)務(wù)需求 圖 1 LTE-V2X 的通信模式 按業(yè)務(wù)模式,LTE-V2X 可以分為以下 4 類[11],如圖 1 所示,包括:
3. LTE-V2X 關(guān)鍵技術(shù) 3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
基于 PC5 及 LTE-Uu 接口的 V2X 架構(gòu)參考模型如圖 2 所示,相關(guān)新功能及部分接口定義如下:
3.2 資源調(diào)度
無論哪種分布方式,SA 與對應(yīng)的數(shù)據(jù)資源相比總處于較低的子信道上,用戶總是選擇整數(shù)倍的相鄰子信道進(jìn)行發(fā)送。
4. 中國聯(lián)通車聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)策略 對于運(yùn)營商而言,車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是運(yùn)營商從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的機(jī)遇。在提供傳統(tǒng)通信管道的同時,也需要積極擴(kuò)展綜合服務(wù)支撐業(yè)務(wù),開拓更多的盈利渠道,實(shí)現(xiàn)利潤的持續(xù)增長。 中國聯(lián)通作為國內(nèi)對「車聯(lián)網(wǎng)」最具網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)基因的通信公司,已經(jīng)將車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)定位為重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向。目前中國聯(lián)通利用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、IT 基礎(chǔ)設(shè)施,從平臺建設(shè)運(yùn)營到服務(wù)體系,整合產(chǎn)業(yè)鏈資源,為智能汽車產(chǎn)業(yè)提供端到端的服務(wù),在前向車聯(lián)網(wǎng)市場份額達(dá)到 80%。 圖 5 中國聯(lián)通車聯(lián)網(wǎng)無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn) 圖 6 中國聯(lián)通車聯(lián)網(wǎng)典型業(yè)務(wù)測試演進(jìn)方案 中國聯(lián)通在典型業(yè)務(wù)測試方面可分為 3個階段,如圖 6 所示。 目前已經(jīng)在重慶開展了第 1 階段的測試,關(guān)注典型場景業(yè)務(wù)需求,進(jìn)而制定解決方案。主要包括的場景有緊急剎車警告、交叉路口防碰撞、路況警告、交通燈管理等。 在第 2 階段,為加強(qiáng)與車企的聯(lián)系與合作,使得運(yùn)營商能夠進(jìn)入車企的前裝市場,中國聯(lián)通將開展基于 ADAS 與 V2X 相結(jié)合的測試。在數(shù)據(jù)方面將進(jìn)行 V2X 與 ADAS 傳感器信息的融合測試,并由 ADAS 輔助 V2X 進(jìn)行判決,以此與基于 V2X 和 ADAS 的系統(tǒng)性能分別進(jìn)行對比。 在第 3 階段,即基于 5G 的 V2X,車聯(lián)網(wǎng)的時延將進(jìn)一步降低而可靠性將進(jìn)一步提高。同時,隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車以及智慧城市的發(fā)展與完善,基于主動安全或者交通效率的業(yè)務(wù),未來或許會成為基礎(chǔ)性服務(wù)而不能給運(yùn)營商帶來利潤的增長,因此運(yùn)營商需要在此基礎(chǔ)上拓展新的業(yè)務(wù)模式,并開展基于 5G 的 V2X 的業(yè)務(wù)演示。 5. 結(jié)束語 車聯(lián)網(wǎng)是未來智能交通的發(fā)展方向,通信技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵支撐,決定了車聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)膶?shí)時性和有效性。 與歐美、日本等國家相比,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國發(fā)展相對較晚。現(xiàn)在國家對于車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展較為重視,以推動基于蜂窩網(wǎng)的 V2X 為主。工信部目前已推動在全國 5 處建立車聯(lián)網(wǎng)測試基地,并確定 5.9 GHz 作為試驗(yàn)頻譜,用于 V2V 技術(shù)測試和驗(yàn)證,大唐和華為也研發(fā)了基于 LTE-V2V 的設(shè)備進(jìn)行測試。 對于運(yùn)營商而言,車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是運(yùn)營商從傳統(tǒng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的機(jī)遇,在提供傳統(tǒng)通信管道的同時,也需要積極擴(kuò)展綜合服務(wù)支撐業(yè)務(wù),開拓更多的盈利渠道,實(shí)現(xiàn)利潤的持續(xù)增長。 參考文獻(xiàn) 整理編輯:厚勢分析師拉里佩 轉(zhuǎn)載請注明來自厚勢和厚勢公號:iHoushi |
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