5G C-V2X技术介绍
admin
2023-07-01 03:21:42
0

车用无线通信技术(Vehicle to Everything, V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术,其中V代表车辆,X代表任何与车交互信息的对象,当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。V2X交互的信息模式包括:车与车之间(Vehicle to Vehicle,V2V)、车与路之间(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与人之间(Vehicle to Pedestrian, V2P)、车与网络之间(Vehicle to Network, V2N)的交互,如图所示。



V2V是指通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可以实时获取周围车辆的车速、位置、行车情况等信息,车辆间也可以构成一个互动的平台,实时交换文字、图片和视频等信息。V2V通信主要应用于避免或减少交通事故、车辆监督管理等。V2I是指车载设备与路侧基础设施(如红绿灯、交通摄像头、路侧单元等)进行通信,路侧基础设施也可以获取附近区域车辆的信息并发布各种实时信息。V2I通信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、不停车收费等。V2P是指弱势交通群体(包括行人、骑行者等)使用用户设备(如手机、笔记本电脑等)与车载设备进行通信。V2P通信主要应用于避免或减少交通事故、信息服务等。V2N是指车载设备通过接入网/核心网与云平台连接,云平台与车辆之间进行数据交互,并对获取的数据进行存储和处理,提供车辆所需要的各类应用服务。V2N通信主要应用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等。

因此,V2X将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起,不仅可以支撑车辆获得比单车感知更多的信息,促进自动驾驶技术创新和应用;还有利于构建一个智慧的交通体系,促进汽车和交通服务的新模式新业态发展,对提高交通效率、节省资源、减少污染、降低事故发生率、改善交通管理具有重要意义。

C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术,包含LTE-V2X和5G-V2X,LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进。LTE-V2X 主要用于支持辅助驾驶及部分低要求的自动驾驶应用,而5G-V2X 则用于面向自动驾驶的高级应用。

借助于人、车、路、云平台之间的全方位连接和高效信息交互。C-V2X目前正从信息服务类应用向交通安全和效率类应用发展,并将逐步向支持实现自动驾驶的协同服务类应用演进。综合考虑应用场景各指标的需求程度,可将演进的车联网场景按需求分为安全驾驶、驾驶效率、远程驾驶、信息服务等四大类,每一类别场景都存在共性需求特征。


01—安全驾驶场景需求

安全驾驶类场景包括车辆汇入汇出、弱势交通参与者识别、基于车路协同的交叉口通行、交通参与者感知数据共享、协作式变道、道路交通事件提醒,如下图。

安全驾驶类场景通常通信范围小,可靠性高,业务连续性需求低,计算需求普遍较低,除部分涉及感知需求的场景外,其他场景计算和存储能力需求都不高。具体来说,时延≤100ms,涉及到决策信息时≤20ms;数据包≤1600bytes,以结构化数据为主,数据包发送频率≥10Hz;通信范围≥300m;可靠性范围为99%~99.999%;定位精度要≤1m;都有广播、单播需求,部分场景有组播需求。




02—驾驶效率场景需求

驾驶效率类场景又可细分为三类:

(1)编队类场景

编队类场景包括车辆编队行驶和协作式车队管理等。编队类场景要求时延低,可靠性高,数据包发送频率高,业务连续性和平台计算需求总体较低。具体来说,时延在队内通信≤20ms,队外通信≤100ms;可靠性范围为99%-99.99%;数据包发送频率≥35Hz;通信范围≥300m;车速≤120km/h;定位精度≤1m;协作式管理类对业务连续性需求高,交互类要求较低;涉及车队管理的对平台计算需求高,其他场景对平台计算需求低。




(2)精细化路径引导类场景

精细化路径引导场景包括智能停车引导、局部路段引导、车辆场站路径引导等,此类场景对速率、定位精度和计算需求高。具体来说,时延≤100ms;下行速率≤100Mbps,上行速率≤20Mbps;数据包发送频率≥10Hz;可靠性范围为99%-99.9%;定位精度≤0.5m;业务连续性低;对平台的计算及存储要求较高。




(3)交通管理类场景

交通管理类场景包括浮动车数据采集、基于实时网联数据的交通信号配时动态优化等。对平台计算能力需求低,存储能力部分场景较高。时延≤100ms;部分场景车云通信≤1000ms;数据包≤1200Bytes;可靠性99%~99.9%;平台计算能力需求低,存储能力部分场景较高。




03—远程驾驶类场景需求分析

远程驾驶类场景,包括远程端为驾驶员,向车辆发送控制指令或形式建议的远程驾驶,如远程接管等场景,以及远程控制端为平台程序,对车端进行控制实现自动泊车,如自动代客泊车等。远程驾驶类场景通常都属于连续性有大带宽上行以及低时延下行需求的场景,需满足高速移动性需求,平台需满足大数据存储能力需求,部分场景对时延和计算能力要求较高。具体来说,上行时延≤100ms,下行时延≤20ms;上行速率≥60Mbps,下行速率约400kbps;可靠性上行一般大于99.9%,下行大于99.999%;定位精度≤1m;对业务连续性有需求;车速≤70km/h;对平台存储能力需求高,计算能力需求较高。




04—信息服务场景需求

信息服务类场景包括基于车路协同的远程软件升级、车载娱乐信息、差分数据服务等。信息服务类场景通常都需要连续性有大带宽需求的场景,需满足高速移动性需求,平台需满足大数据存储能力需求,部分场景对时延和计算能力要求较高。具体来说,与中心平台交互时延≤100ms,与MEC交互时延≤20ms;部分场景上行速率≥200Mbps,下行速率最高可达500Mbps~1Gbps;可靠性—般大于99%;定位精度为米级;对业务连续性有—定需求;车速≤120km/h;对平台存储能力需求高,计算能力视情况而定。



相关内容