5G车联网

5G车联网技术前言：对于汽车行业，5G带给我们的最大影响可能就是车联网了。但是此车联网与我们习惯上认为的车联网是不同的。并不是说在车上能用网络随身听听首歌或者刷个微博就是车联网了。车联网意味着车辆拥有V2X的通信能力，即实现车与人，车与车，车与路测设施，车与网络的通信。意味着我们的车不仅是独立的驾驶单元，更是物联网的一个节点。当人们开车上路时，车辆即可以通过信号获知路况和环境信息以及和其他车辆的交互信息。比如在高速路上我们可以编成一个车队，除了头车需要操控外，其他车辆就可以跟随头车，随着头车的节奏自我调整。未来车辆在进行无人驾驶与车联网通信的过程中，需要进行海量、实时的数据交互已经成为行业共识——英特尔CEOBrianKrzanich曾表示，未来无人驾驶汽车将在每秒钟消耗0.75GB的数据量，每天使用大概4000GB的数据量。此外，无人驾驶汽车和车联网通信的实现还需要网络实时传输汽车导航信息、位置信息以及汽车各个传感器的数据，到云端或其他车辆终端，需要更高的网络带宽和更低的网络延时，而这仅靠4G、LTE-V和DSRC等通信技术还无法实现。5G网络可以将端到端的通信时延控制在10毫秒内，这对于保证车辆在高速行驶中的安全来说至关重要。此外，在流量峰值和连接数密度方面，5G技术能够以超过每秒10GB的传输速度和106/km2的连接数密度满足未来车联网环境的车辆与人、交通基础设施之间的通信需求。因而，实时性和高速通信成为5G最大优势，进而对无人驾驶与车联网通信发展的助推作用。一、5G智能网联汽车3GPP标准3GPPTS22.186V15.2.0(2017-09)3rdGenerationPartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupServicesandSystemAspects;Enhancementof3GPPsupportforV2Xscenarios;Stage1(Release15)此标准阐述了5G-V2X的技术要求：支持eV2X五大场景：1、通信相关所要求的所有场景2、车辆编队3、先进驾驶4、扩展的传感器5、遥控驾驶通信相关说要求的所有场景：协助驾驶、车内AR/VR、游戏、电影、移动办公等车载信息娱乐等。车辆编队：车辆队列使车辆动态组成一个小组一起行驶。排中的所有车辆都从主要车辆接收周期性数据，以便进行集体控制。这一信息使车辆之间的距离变得非常小，即转换到时间的间隙距离可以非常低（次秒）。队列应用程序允许队列中车辆自主驱动。先进驾驶：先进的驾驶具备半自动或全自动驾驶能力。假定车辆间距越长。每个车辆和/或RSU从车辆附近的传感器获得的数据，从而使车辆协调他们的轨迹或动机。此外，每辆车与附近的车辆共享驾驶意图。这种场景的好处是更安全的旅行、避免碰撞和提高交通效率。扩展的传感器：扩展的传感器使原料或处理的数据通过本地传感器收集交换或实时视频数据中的车辆，RSUs，行人和V2X应用服务器设备。这些车辆可以增强他们对环境的感知，超越他们自己的传感器可以探测到的情况，并对当地情况有更全面的认识。遥控驾驶：远程驱动器或由V2X应用操作那些乘客不能开车或远程车辆位于危险环境下的远程车辆。对于变化有限且路线可预测的情况，例如公共交通，可以使用基于云计算的驱动。此外，对于这个场景，可以考虑基于云的后端服务平台的访问。自动驾驶等级划分0-无自动驾驶1-辅助驾驶2-部分自动化3-有条件的自动驾驶4-较高程度的自动化驾驶5-完全自动化驾驶基本技术要求1、3GPP系统应能控制通过支持V2X设备的应用程序发送的具有通信范围的特征的消息。2、3GPP系统应能支持V2X应用优化问题属于同一组和接近之间的通信。3、3GPP系统应该能够支持应用程序层请求的组管理操作的消息传输。4、3GPP系统应能支持多终端间V2X应用消息传递。5、3GPP系统应能支持同一个组的两个终端间的V2X应用消息传递。6、3GPP系统应能支持多终端V2X应用之间的保密性和信息传输的完整性。7、3GPP系统应支持V2X应用之间的横向相对位置0.1米的精度。8、3GPP系统应支持拥挤的交通的高连接密度。9、3GPP系统应支持用于传输消息的无线电资源的有效协调，以最大限度地利用可用频谱，并确保所需的可靠性。10、3GPP系统应能根据V2X应用的要求控制UL和DL的V2X通信传输的可靠性。11、支持NRV2X通信的被测件对E-UTRA（N）的影响应最小化。12、基于V2X通信的E-UTRA设备对NR的影响应被最小化。13、3GPP系统应能支持UEs或UE和UE型RSU之间的消息传递，不管他们是否是同一支持V2X的PLMN通信用户。如果他们的用户不同的PLMNs，消息传递服务应该没有退化。14、3GPP系统使用支持相同的V2X应用之间的发现和沟通。15、3GPP系统应能支持用户选择使用有3GPP运营商支持的V2X应用。16、3GPP系统使一个具备V2X应用的UE通过另一个具备V2X应用的UE获得网络访问。17、3GPP系统使一个具备V2X应用的UE发现另一个具备V2X应用程序，并通过它进行网络接入。18、3GPP系统应支持具备V2X应用的UE间的开关直接连接和间接连接。19、当UE使用间接3gpp连接时，3GPP系统应该能够支持具备V2X应用的UE间网络信息传输的保密性和完整性。20、3GPP系统应允许具备V2X应用的UE使用NR直接沟通，当UE不在NR的网络接入服务区内。21、3GPP系统应允许具备V2X应用的UE使用E-UTRA直接沟通，当UE不在E-UTRA的网络接入服务区内。22、一个RSU应能与高达200个支持V2X的用户进行通讯。23、3GPP系统应能支持V2X应用的UE和服务器之间消息传递保密性和完整性。24、3GPP系统应提供服务器的地址信息（例如IP地址或域名）给支持V2X应用的用户的机制。支持车辆编队1、3GPP系统应能支持多达5用户为一组的具备V2X应用的车队。2、在特定UE和高达19个用户之间，3GPP系统应能够支持可靠的V2V通信。3、3GPP系统应支持用于为队列接近支持V2X应用纵向间的相对位置精度小于0.5m。CommunicationscenariodescriptionReq#Payload(Bytes)Txrate(Message/Sec)Maxend-to-endlatency(ms)Reliability(%)(NOTE5)Datarate(Mbps)Minrequiredcommunicationrange(meters)(NOTE6)ScenarioDegreeCooperativedrivingforvehicleplatooningInformationexchangebetweenagroupofUEssupportingV2Xapplication.Lowestdegreeofautomation[R.5.2-004]300-400(NOTE2)302590Lowdegreeofautomation[R.5.2-005]6500(NOTE3)5020350Highestdegreeofautomation[R.5.2-006]50-1200(NOTE4)301099.9980Highdegreeofautomation[R.5.2-007]2065(NOTE3)180ReportingneededforplatooningbetweenUEssupportingV2XapplicationandbetweenaUEsupportingV2XapplicationandRSU.N/A[R.5.2-008]50-12002500InformationsharingforplatooningbetweenUEsupportingV2XapplicationandRSU.Lowerdegreeofautomation[R.5.2-009]6000(NOTE3)5020350Higherdegreeofautomation[R.5.2-0010]2050(NOTE3)180NOTE2:Thisvalueisapplicableforbothtriggeredandperiodictransmissionofdatapackets.NOTE3:ThedatathatisconsideredinthisV2Xscenarioincludesbothcooperativemanoeuvresandcooperativeperceptiondatathatcouldbeexchangedusingtwoseparatemessageswithinthesameperiodoftime(e.g.,requiredlatency20ms).NOTE4:Thisvaluedoesnotincludingsecurityrelatedmessagescomponent.NOTE5:SufficientreliabilityshouldbeprovidedevenforcellshavingnovalueinthistableNOTE6:ThisisobtainedconsideringUEspeedof130km/h.Allvehiclesinaplatoonaredrivinginthesamedirection.先进的驾驶要求CommunicationscenariodescriptionReq#Payload(Bytes)Txrate(Message/Sec)Maxend-to-endlatency(ms)Reliability(%)(NOTE3)Datarate(Mbps)MinrequiredCommunicationrange(meters)(NOTE4)ScenarioDegreeCooperativecollisionavoidancebetweenUEssupportingV2Xapplications.[R.5.3-001]2000(NOTE5)100(NOTE5)1099.9910(NOTE1)InformationsharingforautomateddrivingbetweenUEssupportingV2Xapplication.Lowerdegreeofautomation[R.5.3-002]6500(NOTE1)10100700Higherdegreeofautomation[R.5.3-003]10053(NOTE1)360InformationsharingforautomateddrivingbetweenUEsupportingV2XapplicationandRSULowerdegreeofautomation[R.5.3-004]6000(NOTE1)10100700Higherdegreeofautomation[R.5.3-005]10050(NOTE1)360EmergencytrajectoryalignmentbetweenUEssupportingV2Xapplication.[R.5.3-006]2000(NOTE5)399.99930500IntersectionsafetyinformationbetweenanRSUandUEssupportingV2Xapplication.[R.5.3-007]UL:450UL:50UL:0.25DL:50(NOTE2)CooperativelanechangebetweenUEssupportingV2Xapplications.Lowerdegreeofautomation[R.5.3-008]300-4002590Higherdegreeofautomation[R.5.3-009]120001099.99VideosharingbetweenaUEsupportingV2XapplicationandaV2Xapplicationserver.[R.5.3-010]UL:10NOTE1:Thisi