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[资料] 5G车联网需求与技术白皮书

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发表于 2022-7-16 13:00:03 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
本白皮书结合车联网的发展趋势,从车联网增强的应用场景出发,介绍 5G车联网 Uu蜂窝网络与PC5直连通信协同的系统架构,对 5G-V2X蜂窝网络以及直连通信新增的通信技术特性进行总结,并且分析其对 5G车联网应用的提升,旨在推动产业对 5G-V2X发展形成共识,推动 5G-V2X技术与应用成熟。
当前,面向车联网应用的网络需求的不断增长,产业上下游需要提前在技术及规划上做好准备。第一版5G-V2X标准3GPP R16于2020年7月冻结,5G-V2X中5G Uu与5G PC5的协同应用,共同支持演进的车联网应用场景对网络时延、通信速率、通信范围、可靠性、业务连续性等新增的需求。

1、概述
车联网C-V2X技术是在不断演进的,当前包括了基于LTE移动通信技术演进形成的LTE-V2X技术以及基于5G 平滑演进形成的 5G-V2X技术。与 LTE-V2X类似,5G-V2X支持基于Uu 接口的网络通信模式(5GUu)以及基干 PC5接口的终端直通的通信方式(5G PC5)。5GUu接口基于5G蜂窝网络技术大带宽、低时延、高可靠的特性,能够支持车辆、交通基础设施、人、云端平台之间信息的快速传输,而 5GPC5支持实现车辆/人/交通路侧基础设施之间的直接通信,可以支持实现更多的应用场景,也可以保障保证无网络覆盖环境下的互联互通。此外,Uu 还可实现针对 PC5接口资源调度,以便合理地分配直连通信传输资源,提高 PC5 通信传输的可靠性。5G-V2X中5G Uu与5G PC5的协同应用,共同支持实现多类型的车联网应用。第一版 5G-V2X 标准3GPP R16于2020年7 月冻结,提供更灵活,更可靠,更快速,更高数据速率的通信服务,实现V2X最低 3ms 端到端时延,最高99.999%可靠性和最高 1000Mbps 传输速率.支持车辆编队、高级自动驾驶、传感器信息共享、远程驾驶等更丰富的车联网应用场景。全球化车联网产业组织 5G 自动驾驶联盟(5GAA),对于 C-V2X 技术的部署路线方面也给出了预估。综合考虑芯片、模组、终端、路侧设备、通信网络等多方面的进展及成熟度,预计2021年,5GUu +LTEPC5的芯片、模组可成熟商用,支持部分大带宽、时延要求不是很苛刻的车联网应用。预计 2024年,可实现基于R16 版本的 5G-V2X技术应用,支持更多自动驾驶场景的实现1。
由于5G-V2X产业成熟还需要一定周期,因此 5G-V2X在将来并不会取代LTE-V2X,而是LTE-V2X技术增强和补充,与LTE-V2X共存并针对不同用例提供服务。

2、演进的车联网应用场景需求分析
随着车联网技术与产业的发展,车联网应用场景的研究也在不断演进。除了前期在行业标准《合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准》等中已经定义了17个LTE-V2X基础应用场景外,近期国内CCSA、CAICV、C-ITS与国外5GAA 等标准组织与产业联盟针对演进的车联网应用需求进行分析研究,提出了增强的车联网典型场景,可面向高级辅助驾驶及自动驾驶,对通信技术也提出了更高的需求。
围绕《增强的V2X业务总体要求和应用层数据交互要求》、《基于车路协同的高等级自动驾驶内容数据交互内容》及 5GAA中C-V2X Use Cases and Service Level Requirements Volume Ⅱ(应用需求研究项目第二阶段)等标准及研究报告中定义的增强的车联网应用场景,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。

2.1 安全驾驶场景需求分析
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。
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。

2.2 驾驶效率场景需求分析
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【218。

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。

2.3 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。

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发表于 2022-7-16 15:15:37 | 显示全部楼层 来自 美国
it is good for rf design
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发表于 2022-7-20 09:45:26 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
谢谢分享~~~
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发表于 2022-7-23 19:24:25 | 显示全部楼层 来自 北京市
感谢分享!!
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发表于 2022-7-23 22:48:29 | 显示全部楼层 来自 上海市
谢谢分享
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发表于 2022-8-16 09:43:20 | 显示全部楼层 来自 上海市

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发表于 2022-8-17 11:27:03 | 显示全部楼层 来自 台湾省
nice information, thanks
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发表于 2022-10-25 15:10:15 | 显示全部楼层 来自 重庆市
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发表于 2022-10-26 14:23:39 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
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发表于 2022-11-2 11:48:47 | 显示全部楼层 来自 上海市徐汇区
It's a very good learning opportunity. I want to learn more. Thanks for sharing and help.TKS.
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