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车联网技术C-V2X的事情你都知道吗

基于蜂巢式收集技巧的C-V2X是一项极为先辈的无线连接技巧,以相符潮流的安然驾驶以及自动化驾驶办理规划,具备未来进级5G的延展性。C-V2X可透过采纳直接通讯模式,支持与其他汽车、行人终端及蹊径旁根基举措措施(如交通旌旗灯号和施工区域)进行直接通讯,无需应用蜂巢式收集或成为移动数据电信用户。

在先辈的车联网(vehicle-to-everything)技巧方面,高通公司在C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything或Cellular-V2X)和基于802.11p的DSRC营业方面都异常紧张(我们将两款芯片商品化)。高通公司刚推出商用802.11p / DSRC办理规划,并发布今年(2018)底推出首款C-V2X直接通信芯片组。

高通是最早支持802.11p的公司之一,并且在以前十年中介入了举世示范和试点项目。在C-V2X方面,高通今朝与奥迪(Audi)、PSA、福特(Ford)、日产(Nissan)和其他生态系统介入者之间展开相助,于欧洲、北美、中国、日本和韩国进行测试计划。

V2X的两项无线电技巧

存在两套关于V2X直接通信的关键规范,这两种技巧都设计于5.9 GHz ITS频谱上运行,并且都能够自力于蜂巢式收集,覆盖范围或收集营运商的介入而事情,以下是各自的简要阐明:

基于802.11p-based技巧:IEEE 802.11于1999年吸收标准化的802.11a Wi-Fi技巧,以分手支持美国和欧洲的802.11p无线电,平日分手称为DSRC和ITS-G5。802.11p规范于2012年完成,应用802.11a的半时钟版本,使用现在已有二十年历史的无线电技巧,该无线电技巧用于替代无线以太网络(Ethernet电缆,而不是高速移动利用法度榜样。802.11p因为轻易受到拥塞和低机能的毛病而导致在有限范围和未确定的机能领域纪载,限定可以办事的实用性和整体利用法度榜样组,当然会对其支持安然能力孕育发生狐疑。当802.11p具有立异性,但汽车现在有很多主动式传感器,包括摄影机、雷达和激光雷达(LiDar),所有这些都强制V2X无线传感器供给额外的代价,包括更远间隔和靠得住性,分外是在其他车辆和修建物阴碍车辆视觉系统的非视距传输系统(NLOS)规划中。

C-V2X:近来3GPP标准组织优化了LTE Direct技巧,并于2017年3GPP版本14中定义了汽车利用进行了优化,平日称为Cellular-V2X直接通信,或称为PC5或Sidelink。C-V2X的上风在于基于高速移动利用的技巧,并针对汽车应用案例进行了进一步改进,基于802.11p在多年钻研,察看到无线通信的根基性成长以及必要支持安然和自动驾驶的增强一系列新的汽车利用。C-V2X包括直接通信和基于收集的通信,但在本文中,我们完全专注于支持车对车(V2V)、车对根基举措措施(V2I)和车对人( V2P),虽然汽车到收集(V2N)的代价和紧张性异常紧张。由于已从最初的基础远程讯息处置惩罚办事、连接讯息娱乐,到现在旨在支持无人驾驶车远程操作的汽车利用。

近20年来,将802.11p和Cellular-V2X直接通信分开,无线通信成长蜕变,从2G蜂巢式收集蜕变到5G的呈现,以及移动装配的根本性变更。纵然在Wi-Fi领域,在802.11a之后,还有802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac和现在的802.11ax 几代的改进。802.11p是一项开发性技巧,有助于未来5G的协讲和利用。

清楚明了C-V2X的10件事

1、筹备光阴迈入到商业化:估计2019年稍早C-V2X就已筹备好应用高通9150 C-V2X芯片组投入临盆的产品,迈入竞争生态系统的办理规划。3GPP Release 14 PC5已经筹备就绪,支持汽车制造商、一级供货商、二级模块制造商、汽车软件开拓商、移动营运商、举世半导体公司、测试设备供货商、电信供货商、交通旌旗灯号供货商和蹊径营运商。从5G汽车协会(5GAA)80多个举世成员,此中包括来自立要地区的汽车制造商,透过C-V2X使用多年来标准化和开拓的ITS软件和利用法度榜样,匆匆进汽车投资,只管采纳了无线电互换技巧,但仍可以充分使用。生态系统(汽车供货商和软件供货商)已筹备好在车辆和受限定的区域内进行商业化。C-V2X缩短了无线技巧中常见的直接无线电换出(straight-forward radio swap-out)的开拓光阴,改变了PHY / MAC并保留了软件和利用。将C-V2X结合到车载嵌入式无线调制解调器中可以节省资源,从而可以加快C-V2X直接通信的市场附加费率。

2、卓越的射程和无线电机能:经由过程改进调制和编码以及更好的接管器和LTE技巧带来的整体技巧进步,C-V2X可以供给更高的通信范围(约2倍的视距),更好的非视距(Non-Line-of-Sight)机能,前进靠得住性(更低的封包数据差错率),更高的容量与基于IEEE 802.11p的无线电技巧比拟,在更密集的情况中拥有出色的拥塞节制能力。这只是基于根基物理。802.11p在CSMA协议中暗藏节点的众所周知的问题,可能导致过度的数据包冲突,然则C-V2X旨在确保接近的两台设备不会在同一个框架中遴选资本,从而前进密集情况中的机能。这透过实证阐发、模拟、实验室结果和现场测试结果获得证明。

C-V2X直接通信方面的增强功能可为安然和未来自动驾驶在不合情境下(例如不合蹊径/交通状况和车辆速率)带来卓越机能。颠末严格的测试,汽车制造商证清楚明了C-V2X PC5与IEEE 802.11p的良好机能。

3、可猜测的效能:有别于802.11p不合,C-V2X直接通信旨在基于3GPP无线电规范中规定的标准化最低机能要求,在现实场景中供给可猜测和同等的机能。例如3GPP针对不合频道前提和速率高达500km / h的靠得住通信定义误块率(BLER)的最低要求(如在存在高多普勒效应(Doppler)、式微、光阴和频率偏差的环境下)。与基于IEEE 802.11p的技巧不合,C-V2X直接通信收发器/芯片组供货商必须遵守这些规范,从而实现可猜测和统一的机能。因为802.11p没有规定最低机能要求,是以其机能可能无法猜测,并且不适用于真实汽车安场面景中的安然利用。802.11p轻易受到滋扰,由于短缺象征交叉存取使得传输轻易受到短脉冲的影响。

4、兼容性:C-V2X旨在为5G供给一个演进路径,并且可以向前/向后兼容。透过设计,C-V2X演进可以使用无线通信的最新进展,同时维持向后兼容性。Rel-14 C-V2X向基于5G NR的C-V2X进行了强大年夜的演进,可以在弥补以及新功能的同时增强Rel-14,同时维持向后兼容性。Rel-14可用于车辆之间的基础安然通信,基于5G NR的C-V2X可用于先辈的自动驾驶车应用案例。基于5G NR的C-V2X旨在为自动驾驶车应用案例供给高临盆率、支持宽带、超低匿伏期和靠得住性,例如传感器共享、意向共享和3D HD舆图更新。因为C-V2X直接通信不依附蜂巢式收集,是以R14和未来版本可以在不依附或依附无线收集覆盖的环境下运行。从Rel-14到基于5G NR的C-V2X的C-V2X技巧平台具有安然意识、稳固又靠得住,并且可以供给富厚的差异化体验。

5、资源效益:C-V2X可以整合到蜂巢式调制解调器芯片组产品中,与802.11p / DSRC比拟,基于C-V2X的办理规划更经济高效。

6、ITS频谱和投资可重复使用:C-V2X直接通信设计用于ITS频谱,其无线电换出可缩短其开拓光阴,可重复应用多年的V2X软件投资。可以从汽车标准组织定义已建立的安然和传输层以及利用协议中受益,包括:汽车工程师协会(SAE)、国际标准化组织(ISO)、欧洲电信标准协会(ETSI)和电气与电子工程师协会(IEEE 1609事情组)。

7、低延迟:C-V2X专为低延迟直接通信而设计。安然讯息(如蹊径危险警告)可以应用举世统一的5.9 GHz ITS频谱中的低延迟传输直接通信来发送。C-V2X的最小传输延迟最多为4ms,并且可能会更低,详细取决于履行。

8、高速移动应用:不合于取代以太网布线的Wi-Fi技巧,蜂巢式系统专为高速移动而设计。因为物理层短缺增强功能,802.11p必要高档接管器实现以高速运行。另一方面,C-V2X直接通信使用其蜂巢式传统上风,专为高速车辆应用案例而设计。透过阐发得知,R14 C-V2X直接通信在5.9 GHz频段内可以达到500 km / h的相对速率。C-V2X直接通信旌旗灯号设计提升可在高速下实现的稳定机能,而无需采纳先辈的接管器来履行(纵然应用编码位的高档接管器实现是异常可能的并且可以供给更高的机能)。此外与802.11p不合的是,存在高多普勒效应、式微、光阴和频率偏差的环境下,经由过程定义最低机能要求,其机能是可能的。

9、健全的同步性:纵然没有举世导航卫星系统(GNSS),C-V2X也拥有强大年夜的机制,可支持来自不合滥觞的经济高效的同步。实际上,两种V2X技巧都依附GNSS获取位置信息,这对付ITS安然利用的运行是必需的。获取微秒级timing比从GNSS获取定位信息更靠得住,由于准时对付多路径偏差稳健。此外,在GNSS覆盖范围较小的环境下,V2X系统在准时精准度损掉之前可能会掉去定位精准度。在没有GNSS的环境下,3GPP已经为车辆定义了具体的协议,以应用不合的同步源,包括其他汽车、eNodeB和RSU准时。

10、安然性:针对任何V2X利用法度榜样,以安然为中间的沟通都异常紧张。C-V2X受益于上述汽车和无线标准组织定义的既定安然和传输层以及利用协议。还有,蜂巢式通信(V2N)也可以受益的。

结语

专用短程通讯技巧(DSRC)此一基于Wi-Fi技巧的通讯要领。但这是一个相对传统的技巧,已经有15年的历史,而且在技巧上也有一些缺陷,像是覆盖范围的限定。

假如两辆汽车相向行驶的环境下,DSRC只有在达到C-V2X一半间隔和速率的时刻,才会开始运行。举例来说,假如两辆车以每小时45公里的速率行驶,那么C-V2X可以在车距为450公尺的时刻发出提醒。若应用DSRC技巧,只能在约250公尺才能侦测到目标。

C-V2X技巧有助于在非直线性范围内进行变乱车辆检测。当前方蹊径转弯处有一辆变乱车辆,在正常的驾驶历程中,驾驶员的眼睛是看不到变乱车辆的,然则当车辆进入到了C-V2X的范围内,车辆就会收到看护,知道前方车辆挡在哪个车道上,可以广播车辆的位置。驾驶者是以可以知道前方有危险,从而低落车速来规避危险。

C-V2X是3GPP在R14的标准,同时C-V2X也是一个持续演进、赓续完善的标准。不仅如斯,在4G期间对C-V2X的投资也可以延续到5G期间,利用在5G的根基举措措施中,这也是C-V2X优于DSRC之一。

责任编辑:ct

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