LTE-V2X的V2V部分已于近日在美国新奥尔良召开的3GPP RAN第73次会议冻结,第一个基于蜂窝网络的车联网专有协议落地号角响起,根据3GPP的计划,LTE-V2X的核心协议将于2017年3月冻结,预计2018年LTE-V将步入商用。
10月8日,清华大学汽车工程系教授李克强向财新表示,工信部计划或在本月底公布中国智能网联汽车发展技术路线图。
5G汽车联盟成立,成员涵盖汽车、通信公司。奥迪股份有限公司、宝马集团、戴姆勒股份有限公司、爱立信、华为、英特尔、诺基亚及高通于10月8日宣布成立“5G汽车联盟”。联盟将着眼于开发、测试、推动用于自动驾驶、业务泛在接入、智慧城市整合及智能交通等应用的通信解决方案,助推标准,促进产品的商用化发展与全球市场渗透,以满足人们对社会移动互连与道路安全的需求。
一 LTE-V为车联网专有协议,核心协议年内冻结
LTE-V为车联网专有协议。LTE-V为Pre 5G的重点研究方向,是车联网的专有协议,面向车联网应用场景,实现车与车(V2V)、车与路侧设施(V2I)、车与人(V2P)、车与网络(V2N)的互联和数据传输,统称V2X,其中核心是V2V的互联。为应对车辆主动安全、行车效率、车载娱乐多场景业务需求,LTE-V采用“广域蜂窝式(LTE-V-Cell)+短程直通式通信(LTE-V-Direct)”,前者基于现有蜂窝技术的扩展,主要承载传统的车联网业务,后者引入LTE D2D(Device-to-Device),实现V2V、V2I直接通信,承载车辆主动安全业务,主要满足终端安全低时延、高可靠的要求。
LTE-V2V核心协议年内冻结,或掀起主题投资热潮。2015年2月,3GPP LTE-V的标准化研究工作正式启动。LTE V2V Core part将于2016年9月完结,LTE V2X Core part将在2017年3月完结。V2V为LTE-V的核心,V2V核心协议的冻结具有意义重大,或重演NB-IoT核心协议冻结后掀起主题投资热潮。预计2018年,LTE-V正式商用。
LTE-V是我国具有主知识产权的V2X技术。华为、大唐为3GPP LTE-V标准化研究工作的主导方,是LTE-V标准化过程中SI(Study Item)和WI(Work Item)的主要报告起草人。大唐最早在业界提出LTE-V概念和技术方案,利用大唐TD-LTE技术开发LTE-V,在推动LTE-V标准化方面贡献突出。
二 LTE-V:主动安全利器,助力自动驾驶启航
LTE-V应用场景:传统车联网服务基础,车辆主动安全为核心
除可供导航、娱乐等传统车联网服务外,基于LTE-V2X可实现车车、车路、车人之间实时、高效、可靠的双向信息交互和共享,达到智能协同配合,实现车辆主动安全,并提高行车效率。车辆主动安全为LTE-V的核心应用,3GPP发布的需求规范中给出来了27个典型应用,主要是基于V2V、V2I的主动安全类业务。
传感+V2X,从单车智能到智能网联
单车智能模式:可靠性不足,传感器成本高。V2X是智能交通发展的重中之重,自动驾驶是大势所趋,目前已处于辅助驾驶向半自动驾驶推进的阶段。主要实现路径是单车智能模式,通过在车辆上安装传感器,采集行车环境信息,经人工智能算法形成驾驶决策,从而达到自动驾驶的目的。单车智能模式主要问题是:1)可靠性不足,雷达探测范围短,精度和感应距离远达不到自动驾驶的要求,且易受到障碍物遮挡影响,存在盲区,即使是高性能的激光雷达在雾、雪、雨等天气下也存在“失明”、“失聪”等致命缺陷;2)成本高,多传感融合的冗余机制保证更高的可靠性,而高性能的激光雷达价格动辄数万美金,根据高盛,要达到L2阶段的自动驾驶,硬件成本为1160美金,而要达到L3阶段则需2764美金。
V2X是实现主动安全利器。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)估计,若实现V2V通信,仅左转弯预警和闯红灯预警两个小功能就可以每年最多避免59.2万起交通事故的发生,挽救1083条生命。若实现V2V 和V2I 通信,可以减少83%的交通事故伤亡,仅实现V2V通信也可避免76%的事故。
传感+V2X,或为自动驾驶标配模式。要实现自动驾驶,多传感器融合之外,V2X通信技术亦不可或缺。V2X通信技术通过实现车车、车路等的交互,可将自动驾驶从“单车智能”提升到“智能网联”阶段,补足传感技术的不足。传感器+V2X的模式具有以下优势:1)视野范围更广,相比雷达十几米的探测范围,借助V2X可实现千米通讯范围内的完全“可视化”,有效避免盲区;2)可靠性更高,并降低对传感器数量和精度的要求,性价比高,进一步演进的5G V2X将达到99.999%的可靠性。
相比DSRC优势显著,LTE-V为V2X首选技术
DSRC(DedicatedShort Range Communications)即专用短程通信技术,国际上主导DSRC标准制定的主要有美国、欧洲和日本,目前已形成以美国的ASTM/IEEE,欧洲的CEN/TC278和日本的ISO/TC204为主的标准化体系。虽然美、日、欧DSRC标准不同,但主要是基于IEEE802.11p协议,是类似于WIFi的一种ad hoc技术。DSRC在美国经过16年的研发和测试,成熟度高。NHTSA计划于2016年发布轻型车辆安装V2X终端的立法提案,美国或于2019年强制所有轻型车辆前装DSRC终端。
相比DSRC,LTE-V优势显著,综合考虑通信可靠性、部署成本、持续演进性等因素,我们认为LTE-V是V2X首选通信技术。(1)对于主动安全业务,LTE-V覆盖范围更广、预警时间更长,可靠性更高。相比DSRC,LTE-V最大覆盖范围至少扩大1倍,在高速公路上预警时间至少比DSRC延长1倍,至少能收到2辆车之前的信息。LTE-V由于有基站参与调度,保证数据资源被高效调度,而DSRC是类似于Wifi的一种ad hoc的技术,采用CSMA/CA机制,QoS、性能得不到保障,在密度稍高的场景下,其节点隐藏、数据碰撞严重;(2)LTE-V更适用于车联网影音娱乐应用,传统车联网业务很多是大数据流量,LTE-V-Cell Gbps级别的传输速率,非DSRC 3~27Mbps的传输速率可比;同时,DSRC要支持车载娱乐等传统车联网业务需求,需以布设路侧RSU为前提,难实现广覆盖。(3)LTE-V成本更低,可复用现有基站,借助全球通用标准,规模化降低终端成本。DSRC分为美国、欧洲、日本三个阵营,体系相对分散。此外,LTE-V可平滑演进至5G,达到毫秒级的时延、近100%的可靠性、Gbps级的传输速率、支持海量连接,更好满足未来自动驾驶的需求。(责编:振鹏)
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