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天華中威科技微波小課堂_C-V2X的歷史及優(yōu)勢(shì)
上一次小課堂我們了解了無(wú)線通信-C-V2X到底是個(gè)啥,下面我們?cè)賹W(xué)習(xí)了解一下C-V2X的歷史及優(yōu)勢(shì)
C-V2X的歷史
V2X技術(shù)可以追溯到1970年代在美國(guó)和日本的研究。然而,直到2016年,第一批配備V2X通信的大規(guī)模生產(chǎn)的車(chē)輛才出現(xiàn)。早期的V2X車(chē)輛沒(méi)有使用蜂窩技術(shù),相反,美國(guó)和日本的這些車(chē)輛使用了一種基于WLAN的技術(shù),稱(chēng)為直接短程通信(DSRC)。2017年,V2X首次進(jìn)入3GPP第14版的蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。第一批支持基于LTE的C-V2X的商用C-V2X芯片組于2018年推出。2020年,第一批納入C-V2X的大眾市場(chǎng)車(chē)輛在中國(guó)下線
第一個(gè)5G新無(wú)線電 (NR)C-V2X規(guī)范包含在3GPP Release 15中,這是最初的5G標(biāo)準(zhǔn),在2019年中期實(shí)現(xiàn)了ASN.1凍結(jié)。在此之后,3GPP第16版增加了大量支持C-V2X的增強(qiáng)功能,包括側(cè)鏈。側(cè)鏈?zhǔn)褂脩?hù)設(shè)備(主要是車(chē)輛)能夠直接通信而不涉及網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)了實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)的共享。側(cè)鏈?zhǔn)荂-V2X的一個(gè)主要組成部分,因?yàn)檐?chē)輛對(duì)車(chē)輛和車(chē)輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的直接通信使車(chē)輛能夠了解實(shí)時(shí)交通和道路狀況,使用非視線數(shù)據(jù)傳感可以看到轉(zhuǎn)彎處,并警告對(duì)方有危險(xiǎn)。第16版中包含的其他重要改進(jìn)使C-V2X功能得以實(shí)現(xiàn)和加強(qiáng),這些改進(jìn)包括:
可擴(kuò)展的OFDM接口
具有即時(shí)反饋的自足時(shí)隙結(jié)構(gòu),使一個(gè)非??煽康耐ㄐ畔到y(tǒng)具有低延時(shí)性
先進(jìn)的信道編碼,以低復(fù)雜度提高可靠性
支持寬頻載波
支持大規(guī)模MIMO,以獲得更高的數(shù)據(jù)速率、更遠(yuǎn)的距離和更高的可靠性
第17版在今年早些時(shí)候?qū)崿F(xiàn)了ASN.1凍結(jié),它建立在第16版的功能基礎(chǔ)上,增加了幾個(gè)側(cè)鏈增強(qiáng)功能,如網(wǎng)絡(luò)控制的互動(dòng)服務(wù) (NCIS)、提高能源效率和廣泛覆蓋的增強(qiáng)型中(REFEC)和視聽(tīng)服務(wù)制作 (AVPROD)
C-V2X的十大優(yōu)勢(shì)
1. 預(yù)測(cè)到2020年,C-V2X在車(chē)內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化部署的技術(shù)將會(huì)成熟:C-V2X正在得到廣泛的生態(tài)系統(tǒng)支持。 3GPP于2017年3月完成了C-V2X Rel-14技術(shù)狀態(tài),5GAA通過(guò)匯集來(lái)自不同行業(yè)的不同參與者,幫助定義和測(cè)試C-V2X技術(shù)的協(xié)議和技術(shù)規(guī)范。C-V2X的工程制造和現(xiàn)場(chǎng)操作測(cè)試正由世界各地的汽車(chē)制造商進(jìn)行開(kāi)展:除了上述Qualcomm與福特在美國(guó)進(jìn)行的性能測(cè)試之外,還有與奧迪合作的歐盟ConVeX外場(chǎng)測(cè)試,以及與標(biāo)志雪鐵龍集團(tuán)在法國(guó)合作進(jìn)行的“Towards 5G”試驗(yàn)。
2. C-V2X是唯一種具有清晰5G演化路徑的V2X技術(shù),能夠前向/后向兼容:C-V2XRel-14向5G NR-based C-V2X有了強(qiáng)大的演進(jìn),在保持向后兼容性的同時(shí),還將增加相兼容的Rel-14以及其他新功能。C-V2X的發(fā)展將結(jié)合5G NR功能,具有高吞吐量,寬帶載波支持,超低延遲和高可靠性等特點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和其他高級(jí)功能運(yùn)用,如高吞吐量傳感器共享,意向共享和3D高清地圖更新等。從Rel-14到5G NR-based的C-V2X技術(shù)發(fā)展,C-V2X的技術(shù)平臺(tái)比上一代技術(shù)更安全,更強(qiáng)大,更可靠。此外,它可以提供更豐富、差異化的體驗(yàn)。這些各種優(yōu)越特性,讓我們將迎來(lái)5G車(chē)輛應(yīng)用和自主駕駛的新世界。
3. C-V2X的設(shè)計(jì)能于ITS頻譜上運(yùn)作,旨在拯救生命:C-V2X定義了兩種互補(bǔ)的通信模式,共同作用,可以運(yùn)用到廣泛的實(shí)例中。就主動(dòng)安全應(yīng)用來(lái)說(shuō),C-V2X直接通信功能,使用統(tǒng)一的專(zhuān)用ITS頻譜,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛間(車(chē)輛到車(chē)輛或V2V),車(chē)輛與行人(車(chē)輛到行人或V2P),車(chē)輛到道路基礎(chǔ)設(shè)施(車(chē)輛到基礎(chǔ)設(shè)施或V2I)間直接相互通信。在對(duì)于信息娛樂(lè)和延遲容忍的信息安全使用案例中(例如事發(fā)前一公里的道路),C-V2X還允許車(chē)輛通過(guò)蜂窩頻譜上的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(車(chē)對(duì)網(wǎng)或V2N)與云端進(jìn)行通信。安全信息(如道路危險(xiǎn)警告)可在全球統(tǒng)一的5.9 GHz ITS頻段內(nèi),使用低延遲傳輸直接通信發(fā)送,而不受在商業(yè)蜂窩頻段上為遠(yuǎn)程信息處理和信息娛樂(lè)應(yīng)用發(fā)送的V2N通信的影響。
4. C-V2X是一項(xiàng)具有卓越無(wú)線電性能的現(xiàn)代技術(shù):其他V2X技術(shù)是十年前開(kāi)發(fā)的。在LTE技術(shù)的推動(dòng)下,調(diào)制、編碼及接收器等技術(shù)領(lǐng)域得到整體性發(fā)展。在這些技術(shù)發(fā)展的支持下,C-V2X可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的通訊(~2X),更高的可靠性(更低的數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤率),更高的容量,更好的非視距(NLOS)性能以及更好的擁塞控制。這些都要優(yōu)于基于DSRC和ITS-G5所使用的IEEE 802.11p無(wú)線電技術(shù)。改進(jìn)的C-V2X對(duì)于當(dāng)下的關(guān)鍵安全駕駛實(shí)例以及未來(lái)的自動(dòng)駕駛技術(shù)有著非凡的意義。
5. 即使在沒(méi)有GNSS的情況下,C-V2X也具有強(qiáng)大的同步功能:C-V2X具有超強(qiáng)的機(jī)制,即使在沒(méi)有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的情況下,也能夠從不同的數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的同步功能。事實(shí)上,所有的V2X技術(shù)都依靠GNSS來(lái)獲取位置信息,這對(duì)于ITS安全應(yīng)用的運(yùn)行是非常必要的。獲得微秒級(jí)timing比從GNSS獲得定位信息更可靠,因?yàn)閠iming對(duì)于多路徑錯(cuò)誤是更穩(wěn)定的。另外,timing能被單一衛(wèi)星跟蹤。這使得timing能在隧道,地下停車(chē)場(chǎng)等第接受(許多隧道已有充足的GNSS覆蓋范圍以實(shí)現(xiàn)定位功能)。在沒(méi)有GNSS的情況下,3GPP已經(jīng)為車(chē)輛定義了詳細(xì)的協(xié)議,以使用不同的同步源,包括其他汽車(chē),eNodeB和RSU timing。當(dāng)今數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的LTE設(shè)備證明了蜂窩技術(shù)能以經(jīng)濟(jì)高效的方式滿(mǎn)足同步需求。
6. C-V2X專(zhuān)為低延遲直接通信設(shè)計(jì),不需依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)的援助:C-V2X可以為V2V,V2I和V2P實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)安全消息交換,而不需要簽約任何種類(lèi)的蜂窩網(wǎng)絡(luò),直接通信提供增強(qiáng)的范圍和可靠性。
7. C-V2X比其他V2X技術(shù)更具成本效益:大多數(shù)新車(chē)將在2021年具有嵌入式蜂窩連接功能,并且一些汽車(chē)制造商將在不久的將來(lái)在其幾乎所有的車(chē)輛產(chǎn)品上安裝蜂窩調(diào)制解調(diào)器。利用移動(dòng)調(diào)制解調(diào)器技術(shù), C-V2X技術(shù)有望在車(chē)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。汽車(chē)制造商規(guī)模經(jīng)濟(jì)中獲益——系統(tǒng)復(fù)雜性的降低, C-V2X的應(yīng)用更具有成本效益。此外,通過(guò)利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施(V2N),C-V2X可以結(jié)合路邊單元(RSU)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的功能來(lái)幫助提高安全性和自主性(例如,提供本地或廣域路況信息和實(shí)時(shí)地圖更新)。結(jié)合RSU和蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施可以降低部署成本,從而帶來(lái)重要的經(jīng)濟(jì)效益。蜂窩運(yùn)營(yíng)商在部署,管理和維護(hù)復(fù)雜的通信系統(tǒng)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),不僅可以節(jié)省成本,還可以返現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模式和服務(wù)產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)。
8. C-V2X專(zhuān)為高速車(chē)輛使用而設(shè)計(jì):從最初的應(yīng)用開(kāi)始,蜂窩技術(shù)就是為了支持高速而而設(shè)的?;?5年的遠(yuǎn)程信息處理標(biāo)準(zhǔn)化和部署,3GPPC-V2X R-14針對(duì)高速車(chē)輛使用案例(如增強(qiáng)信號(hào)設(shè)計(jì))做了進(jìn)一步的改進(jìn),以支持在各種路況下相對(duì)速度高達(dá)500km / h的車(chē)輛使用案例。
9. C-V2X設(shè)計(jì)注重安全性:安全通訊對(duì)于任何V2X應(yīng)用都很重要。C-V2X受益于已經(jīng)建成的安全系統(tǒng),傳輸層及由包括由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO),歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)和電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE 1609工作組)等汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)所定義的應(yīng)用協(xié)議。
10. C-V2X是一項(xiàng)具有可預(yù)測(cè)性能的安全技術(shù):3GPP定義了嚴(yán)格的最低性能規(guī)范,確保了可預(yù)測(cè)的,統(tǒng)一的和有保證的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn),使應(yīng)用程序像道路安全一樣重要。例如,為保證在不同信道條件下的可靠通信,3GPP定義了信息組差錯(cuò)率(BLER)的最低要求,速度可達(dá)500km/ h。與基于IEEE802.11p的技術(shù)不同的是,每個(gè)C-V2X收發(fā)器/芯片組供應(yīng)商都必須遵守這些規(guī)范,從而在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的統(tǒng)一性能。
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