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车联网通信有多难?专家谈车用5G的挑战

发布日期:2020-02-06 09:40 来源:未知 点击:

  随着5G和C-V2X技术的深入渗透,将给车联网带来巨大变革,为自动驾驶提供有效的基础设施能力支持。但是5G车联网仍处于初级探索阶段,在1月10日的百人会论坛上,中国工程院院士邬贺铨就5G车联网的挑战发表了。他表示,面向车联网的5G跟面向通信有很大不同,要适应车联网还具有多重挑战。

  车联网的通信模式主要分成四类:V2V(汽车与汽车之间的通信);V2P(汽车跟行人之间通信);V2I(汽车跟边、云、红绿灯、停车场的通信);V2N(汽车到网络的通信)。

  就通信技术而言,4G可以支撑L1、L2级别的辅助驾驶,但是到L5级别,就需要5G。远程驾驶、自动泊车、高密度自动编队等场景要求端到端的时延不超过5毫秒,可靠性要求大于99.999%。联网下每辆车每秒的数据将达一个GB,按照自动驾驶和传感器共享的要求,时延不能高于3毫秒,传感器共享要求带宽1GB,而4G时代,LTE的时延可能要到100毫秒,加上边缘计算可以减到10毫秒,仍然超出了目前自动驾驶的要求,所以只有5G才能支持车联网。

  但5G是基于通信而设计,跟车联网的场景存在较大区别。第一,通信面向广大客户,地域很宽,而城市里车联网距离很短,前后的车辆也就几十米的距离。第二,通信80%发生在室内,处于非移动状态,车联网80%的情况发生在行驶中,所以对移动性的管理要求高。第三,通信只有在使用的时候才占用信道,但是车联网基本上是永远在线的。第四,通信主要是点到点,而城市车联网的V2V下是点到多点,和多点到点。第五,面向通信发送的方式是已知的,而车联网发给谁不受车主控制。

  基于应用条件的种种不同,5G如何满足车联网低延时、巨大计算量、高效率、高可靠、细致精准的要求,具有很大挑战性。例如每一辆车对通信的要求都不一样,有自动驾驶车、普通车辆,需要区别对待。

  邬贺铨指出,车联网面对行驶中的车辆,要用无线联网,不能用光纤。他,最方便的办法是用运营商的网络,这样不需要重新投资基础设施,可以节省成本。但传统运营商普遍上下行采用不对称设计,大部分消费者从网上下载的多,自己上传的少,所以同一频段一般安排上下行“三七开”,30%时隙用于上传,70%时隙用于下载,但车联网更多是上据,下载则很少,应该是倒的“三七开”,两者不同的上下行时隙的配比如果安在同一个运营商的网上,会有互相干扰。设计在不同的窄频可以解决该问题,但会出现频率不够的问题,如果建设专用的城市车联网5G专网,又有成本的挑战。

  另外,5G时代车联网还存在标识之间互通难题、群组印证难题、安全风险增加等问题需要解决,运营支撑也很复杂,5G有虚拟NFV(网络单元虚拟化),还有网络切片,这些都是动态的,管理起来很复杂。为了适应车联网的需要,需要大量使用边缘计算,将存储内容分发下沉到边缘云来处理。

  传统的移动通信采用专用协议,5G采用互联网协议,网络是的,协议是通用的,一定意义上会增加更多的安全风险。车联网对安全的要求又比一般通信高,可以考虑用新的协议应对物联网。

  整体而言,5G虽然相对于其他移动通信系统更靠近车联网的需要,但是实际上车联网的一些特点,不是5G所面对通信的特点,而且有很多新的需求,现有的5G技术未必能适应。汽车永远在上,5G的车联网创新也永远在上。

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