V2X是意向以車輛為中心,與周邊車輛、設備、基站通信,從而獲取實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,以提高駕駛安全性、減少擁堵、提高交通效率、提供車載娛樂信息等,是未來智能交通運輸系統的關鍵技術。
01
分布頻段
目前,NR-V2X正處在論證與初步落地的過程中,還沒有完成大規模的部署。而盡管目前DSRC產業鏈更為成熟,但C-V2X可能后來居上,總體來看政府政策影響極大,智能駕駛和智能交通的融合將催生C-V2X的巨大市場,但整體來看,絕大多數都集中在5.9GHz這一固定的頻段:
總的來看,V2X無論技術路線采用何種,世界各國與地區已經基本固定將5.9GHz這一頻段劃分給了ITS,此外C-V2X技術有占據主要地位的趨勢,即使是最早研發DSRC路線歐美日本等國也將一部分中心轉移至C-V2X的研發與融合上來。
02
挑戰
在C-V2X的設計中,需要考慮的因素有很多,比如:需要確保性能符合安全要求,符合全球和地區標準;具有較高的互操作性與GPS精確性;如何處理干擾以及保證網絡安全等等。其中最主要的我們將其歸納為三大挑戰:
#網絡覆蓋問題#
與D2D技術相似,在V2X場景中,也存在著網絡覆蓋場景與無網絡覆蓋場景,無論車輛處于哪種場景中,都應當支持V2X服務安全應用程序。在網絡覆蓋場景中,V2X車輛用戶距離基站較近,服務質量較高,通信質量也較好,而對于無網絡覆蓋的通信場景,由于無法復用網絡資源,在高密度V2V情況下,服務質量可能會有所下降。
#頻譜資源問題#
如今,隨著無線通信技術不斷發展,對于頻譜資源的需求將逐漸增多。然而在有限的頻譜空間內如何提高頻譜利用率都將是一項新技術所需要考慮的問題。在服務小區內,C-V2X用戶將與LTE用戶共享所有資源,此時就存在著兩種情況:一是V2X用戶與LTE用戶分配相互正交的頻譜資源,二是V2X用戶與LTE用戶分配相同的頻譜資源。
當V2X用戶與LTE用戶分配相互正交的頻譜資源時,V2X用戶間的相互通信將不會對原有的LTE網絡造成干擾。若V2X用戶與LTE用戶分配相同的頻譜資源時,D2D通信將會對原有的LTE網絡造成一定的干擾。因此需要對V2X用戶所需的頻譜問題進行進一步的研究,使頻譜資源得到充分的利用。
#車輛移動性問題#
在V2X通信場景中,由于車輛處于高速移動狀態,對于所在位置信息具有更加精確的要求。同時高速移動狀態下,車輛在場景切換與服務小區切換將變得更加頻繁,通信服務質量也會受到相應的降低,因此在移動性問題也將是限制車聯網的一大因素。
03
應用
在上文中,我們提到過,V2X的發展是基于車聯網技術的快速進步,而基于蜂窩網的C-V2X則是推動自動駕駛更安全,更高速,更成熟的動力。就目前而言,已經有大量技術投入到我們的日常使用中了,這不僅為道路安全提供了保證,還可以為車主提供便利。
從C-V2X的應用場景上來看,我們主要可以將其劃分為四個方向:
#交通安全#
從V2X的歷史進程上來講,他一開始的出發目的就是為了減少交通事故的發生,在保障現有交通狀況的情況下,盡可能的保證交通安全,減少交通事故的發生概率。在C-V2X的發展過程中,這成為了很重要的考量,例如通過V2V實現的碰撞預警功能、V2P實現的弱勢交通者預警保護功能、V2I實現的交通危險提示與限速提醒等。
#信息服務#
基于LTE與5G的V2X繼承了來自蜂窩網的龐大感知與信息服務功能,為車輛提供豐富的信息,一方面車輛利用與路邊基礎設施通過V2I信息實現信息的發收與共享,將車輛周邊的環境信息(交通事故、道路擁堵情況等)在一定區域內實現共享,以幫助駕駛員了解周邊道路交通情況;另一方面,龐大的網絡結合GNSS等技術為汽車提供精準實時導航、APS(自動停車系統)、車上娛樂等能力,利用信息流更好的服務用戶。
#交通效率#
C-V2X技術是構建智慧交通、智慧城市的重要支點,其通過聯網調度與智能指引的方式減少擁堵可能,統籌規劃車輛路徑,極大的提升了交通效率。V2X借助車輛與周圍蜂窩節點的感知與運算能力,實時為用戶設計規劃最佳路徑,或為救護車警車等公共緊急服務提供高優先級規劃與讓行能力,提高現有交通的“智慧”,提升交通效率。
#自動駕駛#
自動駕駛是目前交通發展的下一目標,可以說,現有的自動駕駛是初級的,不成熟的,還停留在“高級輔助駕駛”與“實驗性質的自動駕駛階段”,要想真正實現全面的自動駕駛,C-V2X/5G V2X的部署是至關重要的,V2X為自動駕駛的實現提供信息的獲取、傳輸、處理與調度,最終實現自動駕駛。可以說,V2X是自動駕駛的“天眼”,僅僅通過車輛本身的傳感器來獲取信息的方式是不足的,而V2X連接周邊的人,車,基站與無處不在的云,為自動駕駛提供可預知與可判斷的“不可見信息”,而這是自動駕駛實現的重要一環。
原文標題:虹科教您 | V2X推動自動駕駛技術更安全成熟
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