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基于C-V2X实现“聪明的车”+“智慧的路”方式实现智能交通和自动驾驶

2020年07月09日 10:56 次阅读

在3GPP TSG第88次会议上,5G R16标准宣布冻结,标志着5G第一个演进版本标准正式完成。R16的完成和发布意味着各厂商可依据该版本进行相应产品的研发制造,进一步丰富5G技术的应用场景,也进一步加快全球5G网络部署的进程。

“R16的发布,更多的是体现对垂直行业的支持,将实现5G从服务于人向服务于行业转变。”中国信息通信科技集团有限公司副总裁、专家委主任,无线移动通信国家重点实验室主任、IEEE Fellow陈山枝博士在接受C114专访时表示,从能力角度看,R16标志着5G网络变得“更强”,能够更好的支持各种垂直行业应用,将催生新的产业生态,支撑产业转型升级,助力数字经济发展。

5G R16标准具有五大特征

2020年初,新冠肺炎疫情在全球范围爆发,原本定于2020年3月冻结的R16标准推迟到7月初。与此同时,由于各地防疫政策导致无法进行线下的交流沟通,使得R16是3GPP史上第一个通过非面对面会议审议完成的技术标准。

在陈山枝看来,R16作为5G的重要版本,在R15的基础上,对5G的承载能力和基础功能都做了一定增强和提升,标志着5G时代的垂直行业应用正式来临,主要呈现以下五大特征。

一是,此次R16标准工作主要通过在线网上会议方式进行,可预见视频将成为5G应用的先导。陈山枝表示,“如果从一个全新的视角来看,线上沟通、工作、学习、生活娱乐将成为新常态,成为5G的最富有创新 的应用场景。”

二是,增强5G基础能力和特性,包括波束管理和多点传输等多天线技术增强,双连接和载波聚合,移动性管理增强,终端的节能和定位、远端干扰管理、无线中继等多方面能力的增强。

三是,增强5G垂直行业的支撑能力。陈山枝表示,R16网络将实现更低的空口时延、更可靠的传输、毫秒级的时间同步及高精度定位等能力,将在工业互联网等垂直行业场景中发挥作用,扩展5G万物互联和万物智联的能力。

四是,首次引入了5G与卫星通信的融合研究。未来将卫星作为5G地面通信系统的扩展,利用卫星实现更广的覆盖,满足沙漠、海洋、森林、山区、偏远地区等特殊场景的宽带通信需求。

五是,R16是承前启后的重要版本,为了满足各行各业不断涌现的对通信的新需求,5G版本将会不断演进迭代。陈山枝表示,目前,R17技术标准的研究工作已经开始,包括3GPP已经给出卫星与地面通信融合的研究范围、NR-V2X的增强等等。

陈山枝介绍,作为我国移动通信的“创新高地”,中国信科(大唐)从2015年5G标准元年伊始便积极参与5G标准化工作中,历经R15和R16两个版本,始终作为5G标准的重要支持者和贡献者,参与了全系统和全流程的标准化工作,特别是在大规模天线、超密集组网、帧结构与空口设计、定位技术、新型网络架构、移动性管理和网络安全等关键技术领域做出重要贡献,提交的5G标准化提案已经超过9000篇,已成为5G标准引领企业,5G核心专利主要拥有者,5G重要专利权人。

据了解,在Rel-16阶段,中国信科(大唐)提出的标准化提案超过4000篇,并担任10个标准立项的报告人,在全球疫情的大背景下,为Rel-16的按期发布,做出重要贡献。特别提一下,中国信科(大唐)在此次R16的四个重要方向上,包括:大规模天线增强、NR-V2X车联网、5G与卫星通信结合、终端节能等的重要贡献。与此同时,中国信科(大唐)在国际电联(ITU)担任5G技术评估组主席,并在3GPP 拥有双主席配置。

R16为C-V2X提供清晰的演进路径

据悉,C-V2X是基于蜂窝网络的车联网技术,包括LTE-V2X以及NR-V2X。陈山枝在2013年最早提出LTE-V2X,带领中国信科(大唐)团队制定LTE-V2X国际标准和参与NR-V2X国际制定,并推动基于C-V2X的车路协同试验与应用。陈博士作为C-V2X技术与产业的业界领军者,他认为:车联网极有可能成为5G时代取得最大规模应用的单体垂直行业应用场景之一。

基于C-V2X实现“聪明的车”+“智慧的路”方式实现智能交通和自动驾驶

自动驾驶的发展路径上,国外基本采用单车智能(如Google)。陈山枝建议,我国应采用车路协同发展模式,即基于C-V2X实现“聪明的车”+“智慧的路”方式实现智能交通和自动驾驶。他认为,基于C-V2X的车路协同,可弥补单车智能感知和决策上的不足,实现从单车智能到网联智能,推动自动驾驶早日落地,目前业界已有基本共识。

“从标准的角度,R16完成了NR-V2X的第一个版本的标准化工作,是C-V2X的重要里程碑,给出了C-V2X清晰的演进路径。”陈山枝表示,R16为C-V2X产业链带来信心,对后续研发、互通互连的测试和产业可持续发展具有重要指导作用。

具体来看,R16面向车联网应用,支持V2V(车与车)和V2I(车与路边单元)直连通信,通过引入组播和广播等多种通信方式,以及优化感知、调度、重传以及车车间连接质量控制等技术,实现V2X支持车辆编队、半自动驾驶、外延传感器、远程驾驶等更丰富的车联网应用场景。

据了解,中国信科(大唐)团队在NR-V2X车联网技术标准方面做出了重要贡献,提出了适应车联网拓扑剧烈变化的高效、快速和可靠的车辆间同步技术方案;高效的资源分配和反馈方案,降低资源碰撞概率,保证车联网传输可靠性和实时性。

在经历了R14和R15两个版本之后,LTE-V2X已成熟,能够实现辅助驾驶安全以及在封闭园区内实现中低速的自动驾驶。陈山枝表示,C-V2X的更高目标是车辆编队和更高速的自动驾驶,而这需要基于NR-V2X才能实现。

陈山枝认为,对于NR-V2X,将与LTE-V2X相似,也将经历两个版本的迭代完善。在R16标准冻结的同时,3GPP已经紧锣密鼓启动了R17技术标准的研究工作。并初步规划了R17的主要增强技术,继续对现有版本标准进行演进,计划在2021年底完成。例如,未来R17将进一步研究弱势道路使用者 (VRU) 保护,保护行人和非机动车,支持未来实现L5的自动驾驶。

车联网产业有自身的迭代和演进节奏

不同于移动通信手机等消费类产品追求极致的先进技术,相关需求随着科技进步快速迭代产品,产品生命周期短;而汽车工业对技术和产品的可靠性、产业链供货的稳定性有着极高的要求,因此有着自身独有的产品更新速度和更长生命周期。对于车联网产业也是如此,因为是服务于汽车工业和交通行业,陈山枝强调:“我们不能拿IT、CT技术的迭代速度来进行比较,车路协同的车联网技术,涉及到人命关天的汽车和交通,产业界需要经过长期有规模的测试和验证,才能确定规模商用的可行性。”

据陈山枝认为,我国C-V2X车联网产业发展将经历三大发展阶段。第一阶段是支持辅助驾驶安全、提高交通效率。例如通过建设路侧设备RSU、搭载车载设备OBU,实现车与交通信号灯及路侧感知设备的通信,提供车速引导、绿波通行、弯路限速提醒等多个车路协同场景,提升交通通行效率;与此同时,还可实现车车通信和车路通信,及时向车主告知前方车辆是否出现踩刹车、变道,临时交通事故及时预警等,降低交通事故率。据悉,中国信科(大唐)已在厦门、杭州等地开展了基于“LTE-V2X + 5G UU”的智能公交规模应用,其中:LTE-V2X支持车车、车路的低时延、高可靠的基本道路安全业务,5G NR(Uu)支持高清地图下载和车载娱乐等车云业务。

第二阶段是封闭园区和封闭道路中的商用车及运营车辆的中低速自动驾驶。如园区无人清扫、无人摆渡等,矿山、港口码头、封闭园区等无人驾驶工程车辆,以及城市特定道路的自动驾驶出租车等。据悉,中国信科(大唐)与宇通客车合作于2019年5月推出郑州智慧岛无人驾驶公交车项目,智慧岛园区的市民通过手机即可预约无人驾驶公交车,是C-V2X应用于L3以上自动驾驶汽车的第一个商用案例。同时,大唐高鸿与百度深度合作,其定制化通信解决方案支持了百度多个城市L3/L4级自动驾驶的部署和应用。

第三阶段是乘用车的自动驾驶以及高速公路的车辆编队行驶,这是需要NR-V2X的支持才能实现。“无人驾驶面临的最大挑战是需要与有人驾驶车辆、行人等并存的挑战,还需应对中国的特殊交通挑战等”陈山枝指出,未来的自动驾驶还将需我国的政策法规、交通管理和产业监管等方面的变革才能实现,需要长时间的跨界磨合、联合测试,实践去解决问题,达成共识。

可见,车联网是一个跨界工程应用,即跨汽车、交通、公安、通信等行业,在推进过程中存在一定困难,需先在基于成熟的LTE-V2X基础上进行一定时期的第一阶段和第二阶段的车路协同测试和试验,在形成产业界共识后,再推进更高级的自动驾驶应用,即第三阶段。

陈山枝表示,目前来看,我国车联网的发展已经进入第二阶段,LTE-V2X已经能够很好的满足第一阶段和第二阶段的需求。按照3GPP的C-V2X标准演进路径看,在未来很长的一段时间内,LTE-V2X与NR-V2X长期共存,两者之间是互补关系,不是替代关系。R16标准也特别制定了LTE-V2X与NR-V2X在设备内共存的规范。

“R16的NR-V2X是一个进步,为C-V2X产业界带来信心,也解决了汽车工业界关心的LTE-V2X的技术与标准演进问题。对于车联网产业而言,在演进过程中需要根据汽车和交通行业的需要以及产业发展规律稳步推进、平滑升级。”陈山枝指出:“除此之外,在国家政策层面,需要开展NR-V2X频谱需求研究,并为NR-V2X进行频率规划和分配,以满足后续的测试验证及未来商用的需求。”
       责任编辑:pj

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什么是3D场景式消费,新兴技术如何助力发展

5G商用给智能网联汽车带来了什么样的变化?

目前主要挑战是,5G虽然商用,但5G与车端通信以及它的运行工作机制,还需要有标准,目前还没有一个车端....
发表于 2020-07-08 11:47 484次阅读
5G商用给智能网联汽车带来了什么样的变化?

中兴通讯首家完成中国移动CPE HUB OTN开...

有关人士透露,为了推动和支援国内企业对5G及更新一代通信技术的研发,日本政府基本上决定从2019财年....
发表于 2020-07-08 11:38 322次阅读
中兴通讯首家完成中国移动CPE HUB OTN开...

边缘计算和5G在服务机构中如何协同工作

这些网络可以提供高达每秒1G的速度,通常是专家在描述5G变革性本质时要牢记的。目前,它们仅限于城市的....
发表于 2020-07-08 10:30 220次阅读
边缘计算和5G在服务机构中如何协同工作

如何建设下一代蜂窝网络?

全球网络支持移动设备体系结构及其底层技术面临很大的挑战。在蜂窝电话自己巨大成功的推动下,移动客户设备数量以及他...
发表于 2019-08-19 07:49 242次阅读
如何建设下一代蜂窝网络?

60 GHz回程链路的蜂窝容量怎么提升?

全球蜂窝网络上对数据的需求不断增长,迫使运营商想法设法在2030年前将容量提升5000倍。要实现这一目标,需要将通道性...
发表于 2019-08-12 08:20 325次阅读
60 GHz回程链路的蜂窝容量怎么提升?