新葡萄京官网8455 新能源 新葡萄棋牌标准之争,DSRC和LTE-V谁将胜出?

新葡萄棋牌标准之争,DSRC和LTE-V谁将胜出?



联网汽车的标准化是个大课题。之所以这么说,不仅仅在于新技术的标准化本身就是个系统性工作,更多是在于,联网汽车的概念、与之相关联的具体技术研究,在各国并没有统一的范畴定义。

作为下一代承载网络入口功能的载体,汽车正在发生越来越大的变化,正如3G时代智能机对功能机的颠覆,当前的汽车行业,也处在一个重新定义产品形态的关键时期。在这一阶段起到重塑催化剂作用的,是实现汽车网联的车用无线通信技术。

2016年9月,3GPP第73次会议在美国新奥尔良召开,其中LTE-V的V2V标准在Release14中正式冻结,根据3GPP最近发布的计划,2017年3月完成V2X的其他核心协议。作为最有前景的车联网载体,LTE-V在时延、传输速率、可靠性、部署成本方面具有明显优势。而DSRC标准经过十多年的磨合,已经准备就绪。我们不难相信,未来车联网在V2X的标准方面必将出现DSRC和LTE-V相争的局面。

在美国,联网汽车相关的标准化内容,都被圈定在了联网汽车参考执行架构(Connected
Vehicle Reference Implementation Architecture,以下简称CVRIA)之下。

网联汽车无线通信技术,承载了汽车与一切外部单元的通信功能,统称V2X(vehicle
to everything)。V2X
是未来智能交通运输系统的关键技术,它可以通过通讯获得实时信息,提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。基于V2X
技术不仅可以大幅提升交通安全、降低交通事故率,而且可以为自动驾驶、智能交通和车联网创新提供低成本、易实施的技术路线和基础平台。

新葡萄棋牌 1

CVRIA由美国交通部下属的智能交通系统专案办公室(Intelligent
Transportation Systems Joint Program Office,简称ITS
JPO)负责制定与发布。今年8月,ITS
JPO发布了CVRIA的第二版,以及与之配套的智能交通的系统开发工具(System
Engineering Tool for Intelligent
Transportation,以下简称SET-IT)的第二版。

新葡萄棋牌 2

为什么要谈V2X标准?

首先,车联网就是车与一切事物相联的网络(V2X,Vehicle to
Everything),通过车载自组网及多种异构网络之间的互联,从而实现车与车(V2V,Vehicle
to Vehicle)、车与道路基础设施(V2I,Vehicle to
Infrastructure)、车与行人(V2P,Vehicle to
Pedestrians)、车与云端(V2C,Vehicle to Cloud
)以及车与家(V2H,Vehicle to
Home)之间的互联互通。要实现车与一切事物之间的互联互通,必定要探讨通讯的介质以及通讯的标准。

在过去的十多年时间,国际上几大标准化组织都开展了制定DSRC标准的工作,其中以美国ASTM/IEEE,欧洲CEN/TC278标准体系和日本的ISO/TC204为代表。我国交通部ITS中心向交通部无线电管理委员会提出将5.8Ghz频段分配给智能运输系统技术领域的短程通信(包括ETC收费系统)。由于涉及领域之多,影响面之大,无论是北美、欧盟以及日本这些发达国家,还是我国,V2V标准的尚处于推广阶段,还未实现大规模的商用。随着汽车工业的不断发展,无论是从道路交通安全、道路拥堵、尾气排放的大交通角度,还是从消费者的需求角度,V2X的标准及推广刻不容缓。

车与车之间通信的目的,就是通过车道偏移报警、车道保持辅助、防碰撞报警等ADAS方面的功能提高道路交通的安全性。因此,ADAS是车联网的基础。目前有很多企业不断地推出ADAS等主动安全方面的技术,但是没有考虑到车与车之间的通信。如果没有ADAS,车辆之间的通信就没有意义,如果没有实现车与车之间的通信,那么ADAS可用性必将大打折扣,并且无法提升社会效益。最有效的方式是,每台车具备ADAS功能,每台车都实现联网,只有具备这两个条件,一旦某一车辆发现前方有障碍物、前面道路异常或者车辆需要并线的时候,那么前车可以方便地提醒后车及两侧后方车辆,才可以保证附近所有车辆的行车安全。

ADAS可以有不同的标准,但车与车之间的通信必须有统一的标准,这样才能保证车与车之间的正常通信。现阶段所探讨的车联网仅为狭义的车联网,也就是Telematics,对于车联网的研究与应用仅实现了车与云端的互联互通,算不上车联网,真正的车联网可以实现车与车、车与路、车与行人以及车与互联网等一切事物的互联互通,通过人、车、路的有效协同,从而实现智能交通的目的。要实现车与一切事物的互联网互通,就必须要有统一的标准,这就是V2V标准的重要性。

目前也有企业致力于无人驾驶的研究,如果没有确定车与车之间的通信标准,无人驾驶终将是一句空话

新葡萄棋牌 3

未来的汽车将优先考虑通信能力,其传统关键性能指标将退居其次

DSRC与LTE-V的特点及现状

DSRC(Dedicated Short Range
Communications)即专用短程通信技术,DSRC是一种高效的无线通信技术,提供高速的数据传输,并保证通信链路的低延时和低干扰。安装了车载单元的车辆和路边单元,通过DSRC专用短程通信技术可实现车辆间通信和车辆与路边基础设施通信。DSRC是ITS标准体系框架中的重要组成部分,是整个智能交通服务系统的基础。DSRC可以实现在特定小区域内对高速运动下的移动目标的识别和双向通信,DSRC可实时传输图像、语音和数据信息,实现V2I、V2V及V2P的双向通信,DSRC广泛地应用在ETC不停车收费、出入控制、车队管理、信息服务等领域,并在车辆识别、驾驶员识别、路网与车辆之间信息交互、车载自组网等方面具备得天独厚的优势。

DSRC已被美国交通部确认为V2V标准,经过10年研发与测试已经定型。2015年9月,美国交通部拨出4200万美元在美国三个地方开展安全测试,预计到2017年将试装1万辆。这三个地方包括纽约,怀俄明州,Tampa
Bay。通用2016年上市的卡迪拉克CTS将装备V2X。欧盟的协同式智能交通系统和日本的V2X也是基于DSRC技术。

LTE-V技术被认为是实现车联网的重要基石,受到智能交通ITS领域人士看重。LTE-V是基于4.5G网络,以LTE蜂窝网络作为V2X的基础,面向未来5G的重点研究方向,是车联网的专有协议,面向车联网应用场景,实现车与车、车与路侧设施、车与人、车与网络的互联和数据传输,统称V2X,其中核心是V2V的互联。

为应对车辆主动安全、行车效率、车载娱乐多场景业务需求,LTE-V采用“广域蜂窝式(LTE-V-Cell)+短程直通式通信(LTE-V-Direct)”,前者基于现有蜂窝技术的扩展,主要承载传统的车联网业务;后者引入LTE
D2D(Device-to-Device),LTE-D具备能寻找500公尺内数以千计设备以及服务的能力,因此能让两个以上最接近的LTE-D设备在网内通信,能为LTE
V2X提供良好的基础,实现V2V、V2I直接通信,承载车辆主动安全业务,主要满足终端安全低时延、高可靠的要求。

CVRIA是什么?

V2X通信技术目前有DSRC与LTE-V两大路线。DSRC具备先发优势,尤其是得到了欧美政府和多个整车厂商的标准推动,目前暂居优势地位。LTE-V技术由高通/华为等移动通信行业厂商发起,并理所当然的得到了3GPP各成员单位的支持。LTE-V基于现有全球移动通信的蜂窝架构,通信距离距离相对DSRC更远,未来5G针对车联网领域的安全性/实时性等要求进一步适配,在汽车联网领域也将有广阔的市场空间。

DSRC与LTE-V标准之争

由于5.9GHz的DSRC在中国会有潜在干扰的问题,中国需要一个不同的
V2X解决方案,CCSA已经在中国针对LTE V2X推出了工作项目(Work
Item),而华为已经开始布局推广。LTE
V2X的最大好处在于能重复使用现有的蜂窝基础建设与频谱,运营商不需要布建专用的路侧设备(road
side unit,RSU)以及提供专用频谱。

目前,华为与高通两大蜂窝技术供应商,正积极藉由提出一个新的LTE标准──LTE
V2X──
抢攻统称为“V2X”的车辆对车辆与车辆对基础设施商机;此举正与目前汽车技术供应商花了十年以上时间开发与测试才终于实现、也是专为V2X应用所打造的专用短距离通信(Dedicated
Short-Range Communications,DSRC)正面交战。

由于DSRC基本上是Wi-Fi技术,所以理论上,LTE可以比DSRC提供更好的服务质量,并且DSRC面临着部署的一些问题,其性能无法被保证,但目前DSRC标准已经准备就绪,而LTE
V2X仍在研究阶段,因此,未来还LTE-V还有一些不确定因素。

未来,谁将主导V2X标准,华为和高通将引领车联网时代?我们拭目以待!

要谈论CVRIA,首先要明确的一个是概念,是联网汽车环境(Connected Vehicle
Environment,以下简称CVE)。

DSRC

CVE的范围同样是由ITS JPO划定的。因为ITS
JPO的智能交通背景,所以CVE是一个从大的智能交通环境下所剥离出来的概念:通过类似于V2V/V2I等技术让车辆获取各类实时信息,增强车辆对于周边环境的感知能力,并进一步避免或减少碰撞的发生。

专用短程通讯技术基于WIFI的802.11协议簇,采用5.9GHz频段,并具备低传输延迟特性,以提供车用环境中短距离通讯服务。IEEE802.11p解决在高速移动环境中数据的可靠低时延传输问题、IEEE1609系列规范对V2X通信的系统架构、资源管理、安全机制等进行阐释。DSRC是连结车辆与车辆、车辆与路侧装置间的RF通用射频通讯技术,在车用环境中提供公共安全和中短距离通讯服务。

基于这个原因,ITS JPO确定了联网汽车的四个不同应用方向:

新葡萄棋牌 4

1.安全方面,主要围绕V2V/V2I两项技术进行,增强车辆对周围环境感知能力,避免或减少碰撞发生。最初是围绕轿车,未来会将范围扩大到公交车(大巴车)、运输车辆以及货车的防碰撞技术之上。

全球DSRC的频谱分配情况

2.移动方面,提供一个联网的、富数据的运行环境,能够根据从车辆与道路基础设置所安装的设备之中获取到的数据与信息,来加强交通管理。

LTE-V

3.环境方面,生成并收集与环境相关的实时数据,并利用这些数据作为绿色交通的数据指导基础。

LTE-V针对车辆应用定义了两种通信方式:集中式(LTE-V-Cell)和分布式(LTE-V-Direct)。集中式也称为蜂窝式,需要基站作为控制中心;分布式也称为直通式,无需基站作为支撑。

4.政策与利好措施方面,研究如何在政策与利好措施上对联网汽车的技术发展给予支持。

新葡萄棋牌 5

所以,CVRIA架构是在联网汽车环境下,对一些关键性接口与通讯协议进行标准化,ITS
JPO的上级部门美国交通部则会根据CVRIA的内容来推出相应的支持政策和政策推出的优先顺序。简单点说,CVRIA要做的事情有三件:

LTE-V车联网解决方案

  • 1)确定哪些东西需要制定标准

  • 2)确定制定标准的先后顺序,哪些标准必须优先制定

  • 3)美国交通部基于CVRIA的结果决定如何从政策上对于这些标准的制定、认证与实施进行支持,并优先对哪些标准进行支持

相比DSRC技术,LTE-V可以解决前者在离路覆盖、盈利模式、容量及安全等各方面存在的问题。它的部署相对容易,频谱带宽分配灵活,传输可靠,覆盖广而且随着3GPP持续演进至5G,可支持未来ITS业务需求。然而,LTE-V的缺点也同样突出:标准尚在制定过程中,技术成熟度较低,面向车车主动安全与智能驾驶的服务性能还需要充分的测试验证。

CVRIA是如何做的?

根据中国汽车工程学会,车用通信系统通常可以分为系统应用、应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层,该V2X标准已经制定出了17个应用的具体要求,包括通信频率、类型、最大时延、通信距离以及定位精度,详见下图。

那么问题来了,如何确定联网汽车需要制定哪些标准呢?

新葡萄棋牌 6

在CVRIA制定之前,所有现有与联网汽车相关的所有标准与概念定义相关的文档,尤以美国已经制定的国家ITS架构(National
ITS
Architecture)与国际上的相关标准都是它的制定基础。不过在具体制定过程中,CVRIA是从具体的「应用」出发的。

《合作式智能交通系统
车用通信系统应用层及应用数据交互标准》定义的17项应用

在制定CVRIA之前,会首先去分析具体应用的需求。这里的「需求」指的是要部署这一应用,所需要的条件。以安全类应用为例,技术以V2V和V2I为主,那么实现这两个技术需要什么?首先是在车辆与基础设施上需要有进行信息通讯的设备,这些设备从车辆的其他系统中将需要的数据与其他车辆和基础设施上的设备进行通讯,来达成数据共享。

从表中可以看出,目前的一期应用主要是提供预警功能,相当于是将此前ADAS的预警范围利用V2X的方式进行了扩大。因为目前国内在通信技术上未有规定,国际标准中也针对不同通信技术各有要求,因而标准支持LTE
V2X、DSRC、5G三种通讯技术,针对高时延低频率类应用,还额外支持4G通信。

一方面,从发送端来说,要确定通讯设备需要获取的信息内容,并不是所有数据都要被传递,所以要先对数据进行快速地筛选,另外,如果必须,还需要对数据的格式进行转换,以便让这些设备进行识别。

目前上海汽车城已按照该标准对国家智能网联试点示范区封闭测试区和科普体验区的V2X系统进行了软件升级。除上海汽车城之外,工信部又先后推动在杭州、北京、重庆成立“智能汽车与智慧交通产业创新示范区”,基于LTE-V/5G的通信环境建设,支撑开展智能驾驶、智慧交通相关示范应用。目前国内通信设备厂商已有基于LTE-V架构的原型样机,可进行车路协同实景演示。

另一方面,从接收端来说,接收到数据之后,哪些数据要传递到哪些控制单元上,控制单元如何根据数据做出应对,也是需要考虑的。

DSRC与LTE-V对比

也就是说,如果要实现这一「应用」,需要明确定义的东西的包括四个方面:

DSRC相比LET-V已经有成熟的标准和良好的网络稳定性,但LTE-V作为后起之秀,正有逐步取代并超越DSRC的趋势。在可用性方面,DSRC具有不依赖网络基础设施(比如安全性管理和互联网接入等功能)和自组网的良好特性,所以基于DSRC标准的V2X网络稳定性强,不会由于传输瓶颈和单点故障的原因导致整个系统无法工作。

1.具体的功能,以及实现这些功能的数据传递链

另一方面由于DSRC使用的是不经过协调的信道接入策略,这种策略无法满足未来V2X对确定性时延的需求,同时DSRC的可靠性和容量,较LTE
V2X也要差一些。
未来随着无人驾驶和互联网汽车的出现,汽车与互联网相连,将成为一种常态。由于LTE-V是基于运营商网络建设的,所以LTE-V后续的发展潜力很大。

2.所必须的物理设备

综合考虑技术因素和商业推动因素,DSRC和LTE-V在未来相当长的时间内可能处于共存状态,而从全球市场上看,不同区域将会偏重于不同技术。

3.不同设备与系统之间的通讯协议

4.完成这一「应用」所需要的扮演不同角色的各个单位

这也是现在CVRIA中需要明确的四个方面:单位(enterprise)、功能(functional)、物理(physical)以及通讯(communications)。

在CVRIA中,每一个具体的应用都会在这四个层面去分别进行定义,并列出相应需要遵守的标准与规定。目前所有的应用与对应的标准都在CVRIA的官方网站上明确列出,以安全类应用下V2V安全子项目中的Pre-crash
Action为例。

新葡萄棋牌 7

Δ单位-操作对应框架结构图

这是在单位下的框架图之一。单位的框架图并不是单一的,在Pre-crash
Action中,就包含了四个不同的框架图——安装、操作、维护以及认证,每一个框架图都定义了所有参与者其扮演的角色。上图就是操作所对应的框架图。在官网上,图片下方,针对每一个角色还有文字说明。其他三个页面同理。

新葡萄棋牌 8

Δ功能页面列出了具体的流程以及对应数据的传递链

新葡萄棋牌 9

Δ物理页面定义了具体设备的功能以及相应说明

新葡萄棋牌 10

Δ通讯页面列出了不同流程的通讯标准

需要指出的是,每一个应用的不同页面中更多是指出应该要做到的事情,具体如何去做,还需要查看对应的规定。每一个专有名词,诸如OBE(on-board
equipment,车载设备)等,亦有专门的页面列出释义。

2014年CVRIA项目第一版工作完成,在安全、移动、环境与政策支持四个分类下共有88个不同的应用。今年8月公布的第二版中,应用数目已经增加到了99个,具体内容也有所区别。其中也有与欧盟、澳大利亚等的合作项目。最终CVRIA架构将会接入美国的国家ITS架构(National
ITS Architecture)。

车云小结

之前提到过,CVRIA是ITS
JPO在CVE的概念下提出,而CVE则是从智能交通的大概念中剥离而出。所以在CVRIA上就有着智能交通的烙印:这套构架的基础技术是以V2V和V2I为核心的。

在智能交通中,车辆只是其中的一个环节,要实现交通的智能化,车辆就必须要有与交通相关的其他环节,比如基础设施、管理系统等具有信息交换的能力才行。V2V与V2I就是其中的中坚技术。

正因为如此,在这里并不能找到另一个维度上的「联网」相关:车辆与互联网、移动互联网以及其他移动非移动设备之间的互联。而这一个维度的标准化,同样必不可少。

新葡萄棋牌 11

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

网站地图xml地图