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中国联通:5G+远程智能驾驶白皮书

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发表于 2022-1-7 14:18:34 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
1、车联网标准演进
3GPP作为国际的通信标准组织,从2015年便开始了LTE-V2X的标准研究。2015年2月,3GPP SA1小组开启了关于LTE-V2X业务需求的研究,3GPP对LTE-V2X的标准化工作正式启动。此后,3GPP分别在网络架构(SA2)、安全(SA3)以及无线接入(RAN)各小组立项开展V2X标准化研究。3GPP V2X研究主要分为三个阶段,如图1-1所示。第一阶级在R14完成,主要实现LTE-V2X的标准化以支持TR 22.885中的业务场景;第二阶段是在R15中完成对LTE-V2X技术增强,进一步提升V2X的时延、速率以及可靠性等性能,以进一步满足更高级的V2X业务需求,即TR 22.886。其中的增强技术主要包括载波聚合、高阶调制、发送分集、低时延研究和资源池共享等。第三阶段是NR-V2X标准技术研究,主要是在R15中完成了对NR-V2X技术研究(SI阶级),并在R16中完成对NR-V2X的标准化(WI阶段),预计在2020年6月份完成。
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2、远程智能驾驶业务需求
随着人工智能、大数据等技术的飞速发展,车联网日益兴起,庞大的市场推动着车联网相关产品的研发和落地,同时引导汽车行业向着更安全、舒适、绿色的方向发展。
远程智能驾驶是车联网重要方向之一,具有广阔的应用场景。在复杂环境驾驶员远程代替无人驾驶车做出决策,可以提高无人驾驶的安全性和可靠性,实现复杂路况下的行驶,通过引入人为决策,减少了交通事故和人员伤亡;在灾区、高危路段的远程驾驶,可以提高营救效率和通行效率;在矿山、油田等生产区域,远程智能驾驶代替工人完成作业,减少人员伤亡;甚至在无人驾驶车辆出现问题时,驾驶员及时接管,可以消除车辆异常,改变车辆失控状态,避免车辆伤害到行人和其它车辆。
远程驾驶系统充分应用了5G低时延、大带宽和高可靠性的特性,集成5G通信、车-路-云协同、云计算、自动控制等相关技术,对远程智能驾驶的业务场景进行分析,通信的需求如下:
●车辆控制和反馈端到端时延少于 20ms,部分控制要求达到 5ms;
●车辆上传视频:H.265/HEV高清摄像头的传输速率10M/路,2路摄像头的传输带宽要求上行20~25Mbps,下载速度为1Mbps。立足于车联网生态的发展,5G/V2X远程智能驾驶遇到前所未有的机遇,具有良好的市场前景,远程智能驾驶产品的研发和落地应用,也将推动科技创新价值链的形成,促进科技产业化,带来可观的经济效益,也必将带动社会效益的提升。

3、5G 远程智能驾驶总体架构及功能要求
3.1 远程智能驾驶总体架构
智能驾驶系统架构从三个层次进行构建,提供“车端、立体网络、云平台”协同的一体化远程智能驾驶服务,如图 3-1 所示,车端和云平台之间基于立体网络实时通讯传输,实现安全、高效组合,该系统适用于远程驾驶不同场景的管理和生产活动中。
车端包括车型和车载设备,其中车型可以对矿卡、宽体车、挖掘机等不同类型;车载硬件包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达、定位、车载控制器等基础设施,基础设施实现环境感知和信息传输等,例如毫米波雷达、激光雷达、摄像头等传感设备进行环境感知实现信息融合来完成障碍物的检测。
立体网络是基于 V2X 和 5G 系统构建车与车、车与调度中心的信息传输,作为信息处理主要节点,5G 系统包括基站、核心网、MEC 等实现控制数据、状态数据的传输,V2X 主要实现车车之间、车与路之间实现感知信息的传输,车与路的信息传输有两种模式:V2I\V2N2I,V2I 依赖 RSU 的部署,V2N2I 是基于已有的 5G 空口,由于 5G 空口性能大幅提升,而路侧网络存在建网模式不清晰问题,V2N2I 模式将成为主流。
云平台实现路侧感知信息的采集与融合分析,基于感知到的数据,构建虚拟模型,进行三维模拟仿真,同时面向不同应用场景提供联合决策和协同控制,实现编队、远程驾驶、自动驾驶的业务管理;高精地图使得车辆的轨迹规划、车辆防碰撞、道路提前可行性分析等功能得以实现;车辆高精度定位需要采用融合的定位方法,以满足不同环境、不同的场景以及不同业务的行为需求;云平台作为应用的总入口,承接各类信息回传和指令下发,需要对网络质量进行全方位监 测,实时规划为业务规划网络路径,提供可靠的保障。
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3.2 远程智能驾驶解决方案
依托5G大带宽、低时延、高可靠网络特性,可为用户实现通过远程智能驾驶平台对远端车辆的全向监控和智能远程控制,其系统包括数据交互与控制、网络传输以及控制和平台三部分。
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车端数据交互与控制主要是通过控制器与车端 CAN 接口、远程驾驶舱、平台进行控制信号、车辆状态信息、定位信息、雷达信息、摄像头等信息传输。例如将车端信息车速、电机转速、各转向轴转角等由 ECU 通过 CAN 接口发送给车载控制器,车载控制器对其进行解析和封装并通过交换机、CPE 等网络设备发送至平台,平台进行可视化呈现。
传输服务主要通过 5G 网络以及其关键技术网络切片、QOS 进行业务保障,通过 RSU、MEC、专线等关键网路传输设备,将信息传输给驾驶舱和平台。远程智能驾驶传输需求主要包括时延和速率两个关键性指标,它们与网络的部署架构密切相关,网络架构分为六种,包括 5G 基站+5G 核心网方案、5G 基站+MEC方案、5G 基站+专线方案、5G 基站+4G 核心网方案、4G 基站+MEC 方案、4G基站+4G 核心网方案,不同的网络架构提供的速率以及时延保障不同,根据用户需求选择不同的网络架构进行差异化服务。
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在网络传输中,5G基站的切片是保障SLA能力的核心,包括隔离、差异化能力和SLA保障。基站切片可以按照不同服务能力等级进行进一步的划分,如下图示,可分为QCI切片、频谱切片、逻辑基站/gNB切片、物理基站切片四个层面,在网络隔离、公专网差异性能力、支持的SLA、组网复杂度上存在差异。不同的服务等级,将采用不同的资费模式。其中,逻辑基站切片提供逼近与物理专网一样的独立的生命周期管理和安全隔离,可以屏蔽运营商公网业务和网络维护的影响,例如运营商公网不确定性的数据和信令流量峰值对专网的冲击、运营商定期维护升级导致的网络中断等,即逻辑基站切片可以大幅提升可靠性。
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平台和遥控主要是包括平台和远程智能驾驶舱,平台主要是数据的维护和管理,以及可视化呈现,远程智能驾驶舱包括视频信息分屏显示、负责采集用户的驾驶数据,接收车端前方、左方、右方、全景、车内等回传各路视频同步传输到屏幕上,实时呈现给驾驶员,供其及时判断车况、路况等,同时将驾驶员的各种操作通过网络实时下发到车端,完成对远程车辆的控制。

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发表于 2022-1-8 20:28:28 | 显示全部楼层 来自 上海市
了解一下,谢谢分享
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发表于 2022-4-24 09:40:08 | 显示全部楼层 来自 湖南省
谢谢分享!
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发表于 2023-11-17 06:57:28 | 显示全部楼层 来自 四川省成都市
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不错的资料, 谢谢分享
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