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5G车联网标准的演进之路

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工业发展的第一要素是标准。没有统一的标准,产业发展就没有规律可循,互联互通问题得不到解决,产业就很难做大做强。另一方面,谁掌握了标准的主导权,谁就控制了产业发展的制高点。因此,产业发展,尤其是高新技术产业能否健康快速发展,首先要分析其标准的进步性。本文将从DSRC vs C-V2X标准之争、国际C-V2X标准进展、中国C-V2X标准进展三个方面分析5G车联网标准的演进。01,DSRC vs C-V2X标准之争1。DSRC vs. C-V2X标准总体情况V2X(车对万物)国际上有两大标准流派,分别是DSRC(专用短程通信)和C-V2X(蜂窝车对万物)。车联网的主要标准组织和联盟有IEEE(电气电子工程师协会)、ETSI(欧洲电信标准协会)、3GPP(移动通信伙伴联盟)、ARIB(日本无线电产业协会)、TTA(韩国电信技术协会)、IMDA(新加坡信息通信媒体发展局)、5GAA(5G汽车协会)等。ETSI制定了基于DSRC的标准ITS-G5,同时,作为3GPP的创始伙伴,ETSI也将直接转换和引用3GPP的技术标准成果。国内车联网主要标准组织和联盟有CCSA(中国通信标准化协会)、C-ITS(中国智能交通产业联盟)、SAE-China(中国汽车工程学会)、NTCAS(全国汽车标准化委员会)、TIAA(车载信息服务产业应用联盟)、TC/ITS(全国智能交通系统标准化技术委员会)、全国道路交通管理标准化技术委员会、IMT-2020。DSRC标准由IEEE基于WIFI制定,通用、丰田、雷诺、恩智浦、AutoTalks、Kapsch TrafficCom等支持。通用已经有搭载DSRC的量产车凯迪拉克CTS(Aptiv提供系统,AutoTalks提供模块,恩智浦提供芯片),而丰田在2016年开始销售搭载DSRC技术的皇冠和普锐斯,销量超过10万辆(电装提供系统,瑞萨提供芯片)。C-V2X由3GPP通过扩展通信LTE标准制定,演进到5G,并获得福特、宝马、奥迪、戴姆勒、本田、现代、日产、沃尔沃、PSA集团、多家Tier1运营商、中国联通、AT & amp;t、德国电信、KDDI、DOCOMO、Orange、沃达丰,以及来自华为、爱立信、大唐、高通、英特尔和三星的支持。DSRC的标准化进程可以追溯到2004年,主要基于三套标准:第一套标准是IEEE 802.11p,定义了与汽车相关的“DSRC”的物理标准;第二个是IEEE 1609,名为“车载环境无线接入标准系列(WAVE)”,定义了网络架构和流程。第三个是SAE J2735和SAE J2945,它们定义了消息包中携带的信息,数据将包括来自汽车的传感器信息,如位置、行驶方向、速度和制动信息。

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美国高速公路安全管理局(NHTSA)推广DSRC,目标是为消费者提供安全、高效、便捷三方面的优质服务。安全性方面,轻中型车辆将避免80%的交通事故,重型车辆将避免71%的事故;效率方面,交通拥堵减少60%,短途运输效率提高70%,现有道路通行能力提高2~3倍;在便利性方面,停车次数可减少30%,行驶时间可减少13%至45%,油耗可减少15%。C-V2X标准的工作始于2015年,各工作组主要在业务需求、系统架构、安全研究和空口技术四个方面开展工作。3GPP SA1工作组负责业务需求,3GPP SA2工作组负责系统架构,3GPP SA3工作组负责安全性,3GPP RAN工作组负责空中接口技术。3GPP C-V2X的标准化分为三个阶段:第一阶段是满足基于LTE技术的LTE-V2X的基本业务需求,对应LTE Rel-14版本;第二阶段,基于LTE技术满足部分5G-V2X增强业务需求(LTE-eV2X),对应LTE Rel-15版本;第三阶段,基于5G NR(5G新空口)技术实现5G-V2X的全部或大部分增强业务需求,对应5G NR Rel-16和Rel-17版本。

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Rel-14 LTE-V2X和Rel-15 LTE-eV2X已经完成,目前正在进行5G NR Rel-16的制定和Rel-17的规划。

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LTE-V2X包括LTE-D2D(点对点)的PC5接口和LTE蜂窝网络的Uu接口。其中,车对车通信(V2V)、车对路基础设施通信(V2I)和车对人通信(V2P)都是通过PC5模式工作在特殊频段;车网/云通信(V2N/V2C)通过Uu模式工作在运营商的蜂窝网络频段。其中PC5接口称为Sidelink(横向链路或直接链路),Uu接口包括上行和下行(上行和下行)。

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世界主要国家和地区都分配了V2X(DSRC和C-V2X)工作频段用于点对点通信。美国从5850 MHz到5925mhz分配75M带宽;欧洲从5855-5925MHz到5925MHz分配70M带宽;日本在5770-5850MHz分配80M带宽;韩国从5855 MHz到5925mhz分配70M带宽;新加坡从5875-5925MHz到5925MHz分配50M带宽;中国共分配了5905-5925MHz的20M带宽。

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2.DSRC vs. C-V2X技术与商用对比从技术角度来看,2018年4月在华府举办的5GAA大会上,福特发布了与大唐和高通的联合测试结果,给出了DSRC和LTE-V2X的实际路测性能。结果表明,在相同的测试环境下,通信距离在400米至1200米之间,LTE-V2X系统的误码率明显低于DSRC系统,C-V2X的通信性能在可靠性和稳定性方面明显优于DSRC。基于此,福特最终放弃了DSRC,选择了C-V2X。从持续演进的角度来看,C-V2X包括Rel-14 LTE-V2X、Rel-15 LTE-eV2X和NR-V2X,相对DSRC也有明显优势。从商业角度来看,美国希望2021年50%的新车安装DSRC,2022年75%,2023年100%。经过多年的测试和验证,DSRC的可行性得到了验证,网络、芯片等产业链也相对成熟。但是C-V2X有后发优势。5GAA自2016年9月成立以来,已有120多家运营商、车企、芯片商、设备商等产业链各环节企业加入。在微信官方账号“5G产业应用”的文章《5G车联网十大产业化趋势》中,对C-V2X的商用进程进行了预测。基于LTE-V2X的车联网商用进程:2018年规模试验,2019年预商用试验,2020年车联网(LTE-V2X)商用元年;基于5NR: 5NR UU技术试验的车联网商用进程将于2019年进行,2020年进行5NR PC5技术试验,2021年进行预商用试验,2022年正式进入5NR-V2X商用元年。

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3.DSRC vs.c-V2X竞争的背后,标准竞争的背后,不仅仅是技术的对抗,更是国家利益的博弈。在无线通信领域,1G时代百家争鸣,主要是美国(AMPS)、欧洲(TACS/C-Netz)和日本(JTACS);2G时代,欧洲(GSM)和美国(CDMA)主要是角力;在3G时代,欧洲(WCDMA)占主导地位,美国(CDMA2000)和中国(TD-SCDMA)也是如此。此外,美国以英特尔为首的“IT派”也加入战局,推出了技术极具竞争力的WiMAX。IEEE制定了802.16标准,采用OFDM+MIMO技术,解决了多径干扰,提高了频谱效率,大大增加了系统吞吐量。尽管WiMAX前期技术优势明显,但最终由于芯片供应、终端和网络设施的不足,产业链发展严重不足,导致最终败给LTE,拖累北电等老牌企业。4G时代,主要标准是FDD LTE和TDD LTE(中国主导)。同样的情况也发生在车联网领域。美国主要推动基于WIFI的DSRC标准,中国主要推动基于电信的C-V2X标准。双方在欧洲市场进行了一场博弈。借鉴WiMAX vs. LTE的案例,DSRC vs. C-V2X的最终竞争不仅在于技术的优劣,更在于产业链发展的成熟度。02国际C-V2X标准进展1。C-V2X标准的业务和技术演进目前,3GPP已经发布了LTE-V2X (3GPP TR 22.885)定义的27个应用场景和5G-V2X (3GPP TR 22.886)定义的25个应用场景。其中,TR 22.885定义的27个应用场景主要实现辅助驾驶功能,包括主动安全(如碰撞预警、紧急制动等。)、交通效率(如速度引导)、信息服务等等。工业发展的第一要素是标准。没有统一的标准,产业发展就没有规律可循,互联互通问题得不到解决,产业就很难做大做强。另一方面,谁掌握了标准的主导权,谁就控制了产业发展的制高点。因此,产业发展,尤其是高新技术产业能否健康快速发展,首先要分析其标准的进步性。本文将从DSRC vs C-V2X标准之争、国际C-V2X标准进展、中国C-V2X标准进展三个方面分析5G车联网标准的演进。01,DSRC vs C-V2X标准之争1。DSRC vs. C-V2X标准总体情况V2X(车对万物)国际上有两大标准流派,分别是DSRC(专用短程通信)和C-V2X(蜂窝车对万物)。车联网的主要标准组织和联盟有IEEE(电气电子工程师协会)、ETSI(欧洲电信标准协会)、3GPP(移动通信伙伴联盟)、ARIB(日本无线电产业协会)、TTA(韩国电信技术协会)、IMDA(新加坡信息通信媒体发展局)、5GAA(5G汽车协会)等。ETSI制定了基于DSRC的标准ITS-G5,同时,作为3GPP的创始伙伴,ETSI也将直接转换和引用3GPP的技术标准成果。国内车联网主要标准组织和联盟有CCSA(中国通信标准化协会)、C-ITS(中国智能交通产业联盟)、SAE-China(中国汽车工程学会)、NTCAS(全国汽车标准化委员会)、TIAA(车载信息服务产业应用联盟)、TC/ITS(全国智能交通系统标准化技术委员会)、全国道路交通管理标准化技术委员会、IMT-2020。DSRC标准由IEEE基于WIFI制定,通用、丰田、雷诺、恩智浦、AutoTalks、Kapsch TrafficCom等支持。通用已经有搭载DSRC的量产车凯迪拉克CTS(Aptiv提供系统,AutoTalks提供模块,恩智浦提供芯片),而丰田在2016年开始销售搭载DSRC技术的皇冠和普锐斯,销量超过10万辆(电装提供系统,瑞萨提供芯片)。C-V2X由3GPP通过扩展通信LTE标准制定,演进到5G,并获得福特、宝马、奥迪、戴姆勒、本田、现代、日产、沃尔沃、PSA集团、多家Tier1运营商、中国联通、AT & amp;t、德国电信、KDDI、DOCOMO、Orange、沃达丰,以及来自华为、爱立信、大唐、高通、英特尔和三星的支持。DSRC的标准化进程可以追溯到2004年,主要基于三套标准:第一套标准是IEEE 802.11p,定义了与汽车相关的“DSRC”的物理标准;第二个是IEEE 1609,名为“车载环境无线接入标准系列(WAVE)”,定义了网络架构和流程。第三个是SAE J2735和SAE J2945,它们定义了消息包中携带的信息,数据将包括来自汽车的传感器信息,如位置、行驶方向、速度和制动信息。

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美国高速公路安全管理局(NHTSA)推广DSRC,目标是为消费者提供安全、高效、便捷三方面的优质服务。安全性方面,轻中型车辆将避免80%的交通事故,重型车辆将避免71%的事故;效率方面,交通拥堵减少60%,短途运输效率提高70%,现有道路通行能力提高2~3倍;在便利性方面,停车次数可减少30%,行驶时间可减少13%至45%,油耗可减少15%。C-V2X标准的工作始于2015年,各工作组主要在业务需求、系统架构、安全研究和空口技术四个方面开展工作。3GPP SA1工作组负责业务需求,3GPP SA2工作组负责系统架构,3GPP SA3工作组负责安全性,3GPP RAN工作组负责空中接口技术。3GPP C-V2X的标准化分为三个阶段:第一阶段是满足基于LTE技术的LTE-V2X的基本业务需求,对应LTE Rel-14版本;第二阶段,基于LTE技术满足部分5G-V2X增强业务需求(LTE-eV2X),对应LTE Rel-15版本;第三阶段,基于5G NR(5G新空口)技术实现5G-V2X的全部或大部分增强业务需求,对应5G NR Rel-16和Rel-17版本。

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Rel-14 LTE-V2X和Rel-15 LTE-eV2X已经完成,目前正在进行5G NR Rel-16的制定和Rel-17的规划。

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LTE-V2X包括LTE-D2D(点对点)的PC5接口和LTE蜂窝网络的Uu接口。其中,车对车通信(V2V)、车对路基础设施通信(V2I)和车对人通信(V2P)都是通过PC5模式工作在特殊频段;车网/云通信(V2N/V2C)通过Uu模式工作在运营商的蜂窝网络频段。其中PC5接口称为Sidelink(横向链路或直接链路),Uu接口包括上行和下行(上行和下行)。

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世界主要国家和地区都分配了V2X(DSRC和C-V2X)工作频段用于点对点通信。美国从5850 MHz到5925mhz分配75M带宽;欧洲从5855-5925MHz到5925MHz分配70M带宽;日本在5770-5850MHz分配80M带宽;韩国从5855 MHz到5925mhz分配70M带宽;新加坡从5875-5925MHz到5925MHz分配50M带宽;中国共分配了5905-5925MHz的20M带宽。

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2.DSRC vs. C-V2X技术与商用对比从技术角度来看,2018年4月在华府举办的5GAA大会上,福特发布了与大唐和高通的联合测试结果,给出了DSRC和LTE-V2X的实际路测性能。结果表明,在相同的测试环境下,通信距离在400米至1200米之间,LTE-V2X系统的误码率明显低于DSRC系统,C-V2X的通信性能在可靠性和稳定性方面明显优于DSRC。基于此,福特最终放弃了DSRC,选择了C-V2X。从持续演进的角度来看,C-V2X包括Rel-14 LTE-V2X、Rel-15 LTE-eV2X和NR-V2X,相对DSRC也有明显优势。从商业角度来看,美国希望2021年50%的新车安装DSRC,2022年75%,2023年100%。经过多年的测试和验证,DSRC的可行性得到了验证,网络、芯片等产业链也相对成熟。但是C-V2X有后发优势。5GAA自2016年9月成立以来,已有120多家运营商、车企、芯片商、设备商等产业链各环节企业加入。在微信官方账号“5G产业应用”的文章《5G车联网十大产业化趋势》中,对C-V2X的商用进程进行了预测。基于LTE-V2X的车联网商用进程:2018年规模试验,2019年预商用试验,2020年车联网(LTE-V2X)商用元年;基于5NR: 5NR UU技术试验的车联网商用进程将于2019年进行,2020年进行5NR PC5技术试验,2021年进行预商用试验,2022年正式进入5NR-V2X商用元年。

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3.DSRC vs.c-V2X竞争的背后,标准竞争的背后,不仅仅是技术的对抗,更是国家利益的博弈。在无线通信领域,1G时代百家争鸣,主要是美国(AMPS)、欧洲(TACS/C-Netz)和日本(JTACS);2G时代,欧洲(GSM)和美国(CDMA)主要是角力;在3G时代,欧洲(WCDMA)占主导地位,美国(CDMA2000)和中国(TD-SCDMA)也是如此。此外,美国以英特尔为首的“IT派”也加入战局,推出了技术极具竞争力的WiMAX。IEEE制定了802.16标准,采用OFDM+MIMO技术,解决了多径干扰,提高了频谱效率,大大增加了系统吞吐量。尽管WiMAX前期技术优势明显,但最终由于芯片供应、终端和网络设施的不足,产业链发展严重不足,导致最终败给LTE,拖累北电等老牌企业。4G时代,主要标准是FDD LTE和TDD LTE(中国主导)。同样的情况也发生在车联网领域。美国主要推动基于WIFI的DSRC标准,中国主要推动基于电信的C-V2X标准。双方在欧洲市场进行了一场博弈。借鉴WiMAX vs. LTE的案例,DSRC vs. C-V2X的最终竞争不仅在于技术的优劣,更在于产业链发展的成熟度。02国际C-V2X标准进展1。C-V2X标准的业务和技术演进目前,3GPP已经发布了LTE-V2X (3GPP TR 22.885)定义的27个应用场景和5G-V2X (3GPP TR 22.886)定义的25个应用场景。其中,TR 22.885定义的27个应用场景主要实现辅助驾驶功能,包括主动安全(如碰撞预警、紧急制动等。)、交通效率(如速度引导)、信息服务等等。包括前向碰撞警告、失控警告、用于紧急车辆警告的V2V用例、V2V紧急停止用例、合作自适应巡航控制、V2I紧急停止用例、队列警告、道路安全服务、自动停车系统、错误方向驾驶警告、MNO控制下的V2X消息传输、预碰撞感应警告、网络覆盖范围外区域的V2X、经由基础设施的V2X道路安全服务、V2N交通流优化、弯道速度警告、针对行人碰撞的行人警告、易受伤害的道路用户(VRU)安全、 UE型RSU的V2X、V2X最低QoS、漫游时V2X接入的用例、通过V2P感知消息的行人道路安全、混合使用交通管理、提高交通参与者的位置精度、V2V通信环境中的隐私、向道路交通参与者和相关方提供概览的V2n用例、远程诊断和及时维修通知(来源3GPP TR 22.885 V14.0.0 (2015-12))。 结合各种典型用例,LTE-V2X有以下技术要求:

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TR 22.886主要实现自动驾驶功能,包括车辆编队、高级驾驶、扩展传感器和远程驾驶。具备基本功能,有25种应用场景(来源:3GPP TR 22.886 V15.1.0 (2017-03))。车辆编队:实现多辆车自动编队行驶。编队中的所有车辆接收头车周期性发送的数据进行编队操作。通过车与车之间的信息交互,可以让车与车之间的距离变得很小(比如几米甚至几十厘米),从而降低跟车的油耗。此外,编队行驶还可以帮助后车实现自动驾驶。高级驾驶:实现半自动或全自动驾驶。每辆车或RSU与周围的车辆共享其传感器获得的数据,从而允许车辆协调其轨迹或操作。此外,每辆车都与周围的车辆共享其驾驶意图。这种场景可以提高行车安全和通行效率。扩展传感器:实现本地传感器采集的数据或实时视频数据在车辆、RSU、行人设备和V2X应用服务器之间的交换。这些数据的交互相当于扩大了车辆传感器的探测范围,让车辆增强对自身环境的感知,对周围情况有更全面的了解。远程驾驶:驾驶员或驾驶程序可以远程驾驶车辆。该场景可用于局部驾驶条件受限的情况,如乘客无法驾驶车辆、车辆处于危险环境等,也可用于行驶轨迹相对固定的场景,如公共交通等。

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综合各种典型用例,5G-V2X有以下技术要求。

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Rel-15 LTE-eV2X保持了与Rel-14 LTE-V2X的兼容性,并进一步提高了V2X的延迟、速度、可靠性等性能,以满足更高级的V2X业务需求。其相关技术主要针对PC5增强,采用与Rel-14相同的资源池设计理念和资源分配格式,因此可以与Rel-14 V2X用户共存,不会产生资源碰撞干扰。Rel-15的增强技术主要包括PC5载波聚合、64QAM高阶调制、发射分集、低时延相关技术以及Mode3和Mode4的资源池共享。到Rel-16 5G NR-V2X阶段,支持eV2X的所有业务场景。主要研究工作包括NR侧链路的设计、NR Uu接口增强、NR Uu调度NR侧链路、V2X定位、无线接入技术选择机制、空口QoS管理技术方案、NR侧链路与LTE侧链路共存机制、侧链路频段等。2.一方面,标准未来的演进方向考虑了向前兼容。Rel-16 5G NR-V2X并没有取代LTE-V2X,而是对其进行了增强,以更高的带宽和更低的时延提供了LTE-V2X无法满足的V2X服务能力。未来,基本的V2X服务可能只能通过LTE-V2X接收或发送。所以车企不需要等待Rel-16的到来,现在就可以部署Rel-14。一方面,考虑到向R17的演进,可能包括UE增强(例如针对弱势道路用户的节能增强)、Sidelink演进(例如定位精度、容量增强、可靠性提升、2TX/2RX天线参考等。)、结构间隙闭合和增强(Uu组播增强、基于网络的定位精度增强等。)、MDT和SON自动增强(Sidelink QoS评估报告)等。另外,关于NR V2X的工作光谱,还有很重要的一点。需要确定以下问题:在授权频段上,NR V2X sidelink将使用哪个3GPP(Sub-6GHz或毫米波)NR频段?在5.9GHz ITS频谱和其他潜在ITS频谱中,NR V2X Sidelink使用什么频段和信道位置?NR V2X sidelink需要多大的通道带宽?可能的潜在NR V2X工作频谱包括其非授权频谱(分配5.9GHz,仅用于D2D,QoS有限)、通用授权MNO频谱(高QoS)、共享频谱(例如,授权共享接入,已在2.3-2.4GHz讨论,需要大量监管工作),以及其他非授权频谱。03中国C-V2X标准进展2017年,中国在国家层面成立了车联网产业发展专项委员会,隶属于国家建设制造强国领导小组。由工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、财政部、部、交通运输部等20个部门和单位组成,负责组织制定车联网发展规划、政策和措施,协调解决车联网产业发展中的重大问题,整体推进产业发展。2018年6月,工信部、国家标准委联合发布了《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(信息与通信)》和《国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品与服务)》等一系列文件,确定到2020年,基本建立国家车联网产业标准体系,规范车联网产业发展。2019年5月,工业和信息化部装备工业司组织全国汽车标准委编制了《2019年智能网联汽车标准化工作要点》,以进一步落实《国家车联网产业标准体系建设指南》。

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目前,我国已基本完成LTE-V2X相关接入层、网络层、消息层、安全等核心技术标准,标准体系初步形成。为了推动LTE-V2X标准在汽车、交通、、通信行业的应用,一方面推动LTE-V2X标准向国家标准转化,便于跨行业采用;另一方面,在汽车、交通、行业,制定功能要求、系统技术要求等上层标准。其中包括升级基于LTE的车联网无线通信技术网络层技术要求、基于LTE的车联网无线通信技术消息层技术要求、基于LTE的车联网无线通信技术安全技术要求、基于LTE的车联网无线通信技术安全证书管理系统技术要求、基于LTE-V2X直接通信的路侧单元系统技术要求、 《LTE-V2X多接入边缘计算的业务架构和总体要求》和《LTE-V2X多接入边缘计算的业务能力开放和接口技术要求》为国家标准;制定“十字路口预警、车辆编队行驶等功能应用”的行标和国标。

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在微信公众号“5G行业应用”的文章《5G车联网行业发展的冷思考》中,对车联网提供的业务发展进行了分析。车联网在初期主要提供信息服务,如位置管理、UBI(基于使用的保险/用户行为保险)业务、B端车队管理等。目前已经回归出行需求,为消费者解决安全和效率问题。未来车联网将赋能自动驾驶,实现协同自动驾驶和自行车自动驾驶。现在基于V2X的主要业务场景都是面向交通安全和交通效率的。根据汽车标准委员会T/CSAE 53-2017应用清单中定义的车联网17个典型应用标准,安全服务12个,效率服务4个,近场支付信息服务1个。全面推广和实施C-V2X国际和中国的标准,将有助于C-V2X车联网行业的健康快速发展。“5G行业应用”是一个聚集TMT行业资深专家的研究咨询平台。致力于为企业和个人提供5G时代客观、深入、高度商业化的市场研究和咨询服务,帮助企业利用5G实现战略转型和业务重构。包括前向碰撞警告、失控警告、用于紧急车辆警告的V2V用例、V2V紧急停止用例、合作自适应巡航控制、V2I紧急停止用例、队列警告、道路安全服务、自动停车系统、错误方向驾驶警告、MNO控制下的V2X消息传输、预碰撞感应警告、网络覆盖范围外区域的V2X、经由基础设施的V2X道路安全服务、V2N交通流优化、弯道速度警告、针对行人碰撞的行人警告、易受伤害的道路用户(VRU)安全、 UE型RSU的V2X、V2X最低QoS、漫游时V2X接入的用例、通过V2P感知消息的行人道路安全、混合使用交通管理、提高交通参与者的位置精度、V2V通信环境中的隐私、向道路交通参与者和相关方提供概览的V2n用例、远程诊断和及时维修通知(来源3GPP TR 22.885 V14.0.0 (2015-12))。 结合各种典型用例,LTE-V2X有以下技术要求:

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TR 22.886主要实现自动驾驶功能,包括车辆编队、高级驾驶、扩展传感器和远程驾驶。具备基本功能,有25种应用场景(来源:3GPP TR 22.886 V15.1.0 (2017-03))。车辆编队:实现多辆车自动编队行驶。编队中的所有车辆接收头车周期性发送的数据进行编队操作。通过车与车之间的信息交互,可以让车与车之间的距离变得很小(比如几米甚至几十厘米),从而降低跟车的油耗。此外,编队行驶还可以帮助后车实现自动驾驶。高级驾驶:实现半自动或全自动驾驶。每辆车或RSU与周围的车辆共享其传感器获得的数据,从而允许车辆协调其轨迹或操作。此外,每辆车都与周围的车辆共享其驾驶意图。这种场景可以提高行车安全和通行效率。扩展传感器:实现本地传感器采集的数据或实时视频数据在车辆、RSU、行人设备和V2X应用服务器之间的交换。这些数据的交互相当于扩大了车辆传感器的探测范围,让车辆增强对自身环境的感知,对周围情况有更全面的了解。远程驾驶:驾驶员或驾驶程序可以远程驾驶车辆。该场景可用于局部驾驶条件受限的情况,如乘客无法驾驶车辆、车辆处于危险环境等,也可用于行驶轨迹相对固定的场景,如公共交通等。

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综合各种典型用例,5G-V2X有以下技术要求。

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Rel-15 LTE-eV2X保持了与Rel-14 LTE-V2X的兼容性,并进一步提高了V2X的延迟、速度、可靠性等性能,以满足更高级的V2X业务需求。其相关技术主要针对PC5增强,采用与Rel-14相同的资源池设计理念和资源分配格式,因此可以与Rel-14 V2X用户共存,不会产生资源碰撞干扰。Rel-15的增强技术主要包括PC5载波聚合、64QAM高阶调制、发射分集、低时延相关技术以及Mode3和Mode4的资源池共享。到Rel-16 5G NR-V2X阶段,支持eV2X的所有业务场景。主要研究工作包括NR侧链路的设计、NR Uu接口增强、NR Uu调度NR侧链路、V2X定位、无线接入技术选择机制、空口QoS管理技术方案、NR侧链路与LTE侧链路共存机制、侧链路频段等。2.一方面,标准未来的演进方向考虑了向前兼容。Rel-16 5G NR-V2X并没有取代LTE-V2X,而是对其进行了增强,以更高的带宽和更低的时延提供了LTE-V2X无法满足的V2X服务能力。未来,基本的V2X服务可能只能通过LTE-V2X接收或发送。所以车企不需要等待Rel-16的到来,现在就可以部署Rel-14。一方面,考虑到向R17的演进,可能包括UE增强(例如针对弱势道路用户的节能增强)、Sidelink演进(例如定位精度、容量增强、可靠性提升、2TX/2RX天线参考等。)、结构间隙闭合和增强(Uu组播增强、基于网络的定位精度增强等。)、MDT和SON自动增强(Sidelink QoS评估报告)等。另外,关于NR V2X的工作光谱,还有很重要的一点。需要确定以下问题:在授权频段上,NR V2X sidelink将使用哪个3GPP(Sub-6GHz或毫米波)NR频段?在5.9GHz ITS频谱和其他潜在ITS频谱中,NR V2X Sidelink使用什么频段和信道位置?NR V2X sidelink需要多大的通道带宽?可能的潜在NR V2X工作频谱包括其非授权频谱(分配5.9GHz,仅用于D2D,QoS有限)、通用授权MNO频谱(高QoS)、共享频谱(例如,授权共享接入,已在2.3-2.4GHz讨论,需要大量监管工作),以及其他非授权频谱。03中国C-V2X标准进展2017年,中国在国家层面成立了车联网产业发展专项委员会,隶属于国家建设制造强国领导小组。由工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、财政部、部、交通运输部等20个部门和单位组成,负责组织制定车联网发展规划、政策和措施,协调解决车联网产业发展中的重大问题,整体推进产业发展。2018年6月,工信部、国家标准委联合发布了《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(信息与通信)》和《国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品与服务)》等一系列文件,确定到2020年,基本建立国家车联网产业标准体系,规范车联网产业发展。2019年5月,工业和信息化部装备工业司组织全国汽车标准委编制了《2019年智能网联汽车标准化工作要点》,以进一步落实《国家车联网产业标准体系建设指南》。

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目前,我国已基本完成LTE-V2X相关接入层、网络层、消息层、安全等核心技术标准,标准体系初步形成。为了推动LTE-V2X标准在汽车、交通、、通信行业的应用,一方面推动LTE-V2X标准向国家标准转化,便于跨行业采用;另一方面,在汽车、交通、行业,制定功能要求、系统技术要求等上层标准。其中包括升级基于LTE的车联网无线通信技术网络层技术要求、基于LTE的车联网无线通信技术消息层技术要求、基于LTE的车联网无线通信技术安全技术要求、基于LTE的车联网无线通信技术安全证书管理系统技术要求、基于LTE-V2X直接通信的路侧单元系统技术要求、 《LTE-V2X多接入边缘计算的业务架构和总体要求》和《LTE-V2X多接入边缘计算的业务能力开放和接口技术要求》为国家标准; 制定“十字路口预警、车辆编队行驶等功能应用”的行标和国标。

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在微信公众号“5G行业应用”的文章《5G车联网行业发展的冷思考》中,对车联网提供的业务发展进行了分析。车联网在初期主要提供信息服务,如位置管理、UBI(基于使用的保险/用户行为保险)业务、B端车队管理等。目前已经回归出行需求,为消费者解决安全和效率问题。未来车联网将赋能自动驾驶,实现协同自动驾驶和自行车自动驾驶。现在基于V2X的主要业务场景都是面向交通安全和交通效率的。根据汽车标准委员会T/CSAE 53-2017应用清单中定义的车联网17个典型应用标准,安全服务12个,效率服务4个,近场支付信息服务1个。全面推广和实施C-V2X国际和中国的标准,将有助于C-V2X车联网行业的健康快速发展。“5G行业应用”是一个聚集TMT行业资深专家的研究咨询平台。致力于为企业和个人提供5G时代客观、深入、高度商业化的市场研究和咨询服务,帮助企业利用5G实现战略转型和业务重构。

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