谈车联网之前,先聊聊V2X技术
息传递到云端,促进道路信息的合理化和完善化。
而对于城市道路来说,需要处理的信息就要更多一些,这也就要求车辆采集的信息更多,处理能力更强,同时对于V2I和V2P都有关联,是实现自动驾驶的实现的最困难的障碍。可能专有的交通路线或者是公共交通才是未来人类出行的主要方式,是值得探讨和深度调研的。
V2R现在通过毫米波雷达和摄像头进行开发的方案很多,再辅助高精地图和云端支持,只要实现V2V,半自动驾驶和自动驾驶在高速公路上实现并不遥远。
V2I
V2I中的I不是指电信基础设施,而是指车辆行驶过程中遇到的所有基础设施。这包括红绿灯,公交站,电线杆,大楼,立交桥,隧道等等一切人类的建筑设施。
V2I通信功能具体将采用车载智能交通运输系统的760MHz频段,使用该频段可以在不影响车载传感器的情况下实现基础实施与车辆之间相互通信功能,从而获取得到必要的关键信息。在交叉路口能见度较差时,V2I通信系统就可以接收到红绿灯的信息,并通过V2V和V2P系统,接收到车辆和行人的信息,汇总提交给车脑(AB)系统,车脑通过车载操作系统(AOS)分析处理,控制汽车继续行驶还是继续等待。
V2P
V2P是与每个人息息相关的技术,而且也不仅仅是技术的问题,还会上升到国家、社会、隐私、道德层面,因而变得非常难以实现。在网络中搜到的资料,也巧妙而随意的一笔带过。
事实上,V2P并没有想象中那么复杂。毕竟,如今人手一部手机的时代已经来临。无论是手机,尤其是可穿戴设备,都可以客串本文中提到的P模块,实现和车辆中V模块的交互通信。
那么P模块应该使用什么呢?笔者认为LTE-V中的LTE-V-Cell是实现V2I的有效工具,因为所有P(活动的人,人只有活动才有意义)都是需要随时移动的,搭载一个长距离随时可以互联的模块才能够保证车辆能随时接收到。车辆再辅以摄像头,雷达传感器等识别技术,便能够有效的实现V2P。
V2X的标准之争
目前主要有专用短程通信技术标准(DSRC)与研制中的基于 4.5G/5G 的 LTE-V 技术标准在性能上符合需求,V2X的主流通信标准之争将在这两者之间展开。当前智能交通系统 ITS 正处在第三阶段,5G 标准在 LTE-V 的基础上,为满足未来自动驾驶的需求,性能指标会更进一步提升。
DSRC技术概要
DSRC由物理层标准IEEE 802.11p又称为WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment)及网络层标准IEEE 1609所构成,在此基础之上,美国汽车工程师协会(Society of AutomoTIve Engineers,SAE)规范V2V与V2I信息的内容与结构,欧洲相关标准由ETSI CT-ITS所规范。IEEE802.11p由IEEE 802.11标准扩充,专门应用于车用环境的无线通信技术,支持915MHz与5.9 GHz。
802.11p物理层架构与802.11a大致相同,采用正交多频分工(Orthogonal Frequency-division Multiplexing,OFDM)调变技术,且52个子载波可支持正交振幅调变(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)、相位移键调变(Phase-shift keying,PSK)等调变技术,同时搭配向前错误校正技术(Forward Error Correction,FEC),减少信息重新传输所发生的延迟情况,能够因应在高速移动下信息传递的实时性。
802.11p在915MHz频段中,支持传输距离小于300公尺,传输速率低于0.5 Mbit/s,使用5.9GHz频段通讯时,传输距离最远可达1,000公尺,以频道带宽10 MHz为单位,传输速率最高为27 Mbit/s,允许在车速260km/h下进行车与车之间以及车与道路设备之间的信息传输。
DSRC系统包含车载装置(On Board Unit,OBU)与路侧装置(Road Site Unit,RSU)两项重要组件,透过OBU与RSU提供车间与车路间信息的双向传输,RSU再透过光纤或行动网络将交通信息传送至后端平台(图1)。由于车间与车路通讯应用情境复杂,汽车数量多寡、距离与道路气候等都会影响无线网络的通讯,通讯速度与质量将对用路人安全造成极大影响,因此车联网安全应用相关通讯网络通常被要求须要具备高移动性与低延迟率,IEEE将安全应用通讯延迟容许范围定在50ms内,最多不超过100ms,允许接收讯息后有足够反应时间。
图1 DSRC技术包含车载单元与路侧单元,可以支持车与车之间和车与路侧设备的双向数据传输。
LTV-V技术概要
车间与车路间的通讯技术除DSRC外,华为、高通(Qualcomm)等网通厂商积极推动以LTE网络为基础的LTE V2X技术,3GPP自2015年底将LTE-V技术纳入Release 14标准制定,目前于SA WG1内进行相关服务之研究及讨论。
德国电信亦宣布将与华为、丰田(Toyota)及奥迪(Audi)汽
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