随着4G转入规模商用阶段,面向2020年及未来的5G已沦为通信技术研发热点。4G通信技术发展靠传输速率驱动,而5G通信技术发展将靠场景驱动,渗透到各个领域。自动驾驶是5G最重要应用领域之一,在5G时代,时延将降到毫秒以内,更加较低延后与高可靠性的传输性能,可符合车对车、车对基础设施等通信应用于市场需求,增进自动驾驶应用于的发展。 背景讲解 自动驾驶技术不仅能提高交通安全与阻塞等问题,同时对交通产业发展具备最重要的战略意义。
它以车对车、车对基础设施等通信为基础,在车-X(V2X:车、路、行人及互联网等)之间,展开无线通讯和信息互相交换与处置。自动驾驶发展的主要瓶颈是信息传输时缩短以及车辆移动相对速度慢带给的一系列问题。 目前,3GPP正在对车辆通信展开标准化,即基于LTE技术的车辆通信技术LTE-V,其对应的车辆通信业务主要是主动安全性、交通效率以及信息腾出等信息的传输,它为辅助驾驶员服务。
而构建自动驾驶应用于的通信传输指标比较更高,必须传输时延超过1毫秒,符合自动驾驶中行车信息及掌控等消息的动态交互,必须可靠性相似100%来确保自动驾驶的行车安全性等,以上的通信问题是5G技术中要解决问题的关键问题。面向场景的5G技术,将引进先进设备的新型编译器字节及调制技术,新的帧结构设计等技术,通过更高的可靠性,更加较短的时延以及更高的传输效率等来联合符合未来自动驾驶业务的市场需求。 为了推展国内通信技术的发展,IMT-2020工作组对自动驾驶应用于中5G通信立项,征求需要符合自动驾驶市场需求的5G技术和方案,解决问题车车之间必要通信的资源适配、冲突检测、转换带给对业务不倒数问题,更进一步前进我国在5G标准化中的进展。相结合于国家根本性专项《反对3D地图重构及自动驾驶的5G传输技术研发与检验》的反对,普天技术大力投放面向自动驾驶的5G技术研发,车站在5G研究的前沿。
以下讲解面向自动驾驶的5G架构和普天技术的研究情况。 面向自动驾驶的5G架构 面向自动驾驶的5G架构如下图右图,参予交通过程的车辆(vehicle)、行人(paradise)、以及路边单元(infrastructure)等终端终端之间通过或利用接入网展开信息发送。通过接入网传输的信息必须经过传输网和核心网甚至有可能到自动驾驶的云平台。
面向自动驾驶的5G技术在架构的各个层都有关键功能单元,以下融合明确功能对车载终端、接入网、核心网和云平台(云端服务器)展开详尽解释。 面向自动驾驶的5G架构图 面向自动驾驶的5G接入网 面向自动驾驶的5G接入网还包括终端设备和5G终端设备。终端设备指车的传感器网络、路和人的传感器网络。车的传感器网络获取关于车的状况信息和车外环境状况,可以用来强化安全性和作为安全性驾驶员的信息。
路的传感器网络用作感官和传送路的状况信息。人的传感器网络用来感官交通行人周围环境的状况。
以上感官信息是自动驾驶的信息源。 面向自动驾驶的5G终端设备主要负责管理对终端设备感官信息的无线发送到和接管、空口无线资源管理、接入网外侧移动性管理和空口通信的安全性等。面向自动驾驶的5G技术在接入网外侧将转变帧结构减少单个TTI传输时延,强化底层DMRS结构反对高达500公里/小时的移动速度,引进新的信道编码方式,设计适合于较低时延业务类型的传输机制等,保证车辆高速移动场景中信息的及时可信传输。
面向自动驾驶的5G传输网和核心网 面向自动驾驶的5G传输网和核心网为车与车(V2V)、车与路(V2I)、车与网(V2C)、车与人(V2P)等的信息传输获取传输地下通道,在功能和性能上确保实时性、可服务性。其中传输网没展开强化,以下主要讲解5G自动驾驶的核心网技术。 面向自动驾驶的5G核心网是获取自动驾驶业务的网络,还包括移动管理实体(MME)、归属于用户服务器(HSS)和网关(X-GW),以及V2X(代表V2V和V2P等)掌控功能。MME是移动管理实体,负责管理移动性和支撑管理。
主要功能还包括终端掌控、移动性管理、不会话管理、帮助IP地址分配功能、无线外侧网元间标识管理、xGW的自由选择,以及自动驾驶支撑管理、自动驾驶业务的移动性管理、终端掌控和不会话管理。HSS是签下数据管理中心和鉴权中心。
构建用户信息、组用户信息的管理和查找、用户鉴权、密钥(还包括V2V和V2C密钥)分解、留存和管理等功能。还包括了签下数据库,其中留存了终端用户的基本签下信息和车辆签下信息等,为用户的移动性管理和V2X业务功能管理等提供数据反对。
X-GW反对自动驾驶业务路由自由选择和数据发送功能、QoS掌控、终端外部数据网功能。V2X掌控功能(V2XControlFunction)是逻辑功能,它用作对V2X所需的网络涉及功能。获取为UE取得V2X业务功能的UE许可、自动驾驶直通通信适当参数配备。
自动驾驶云平台 自动驾驶云平台反对自动驾驶应用服务与大数据处理,用作分析计算出来路况、大规模车辆路径规划、智能交通调度等,构建对车辆数据的存储发给、确保、信息融合和中央决策、印发决策结果,负责管理应用服务器功能、单播与多播模式的自由选择,以及业务发给功能。自动驾驶云平台利用EPS支撑和MBMS支撑业务来传输云端服务器和UE之间的应用于信令和数据。自动驾驶云平台还负责管理获取对车载终端应用于客户端的应用于登记、吊销、指定、指定解散管理;对车载终端应用于客户端的状态监测和故障管理;对车载终端应用于客户端的参数配备和远程控制;对车载终端软件的版本管理和iTunes管理。
面向自动驾驶的5G技术进展 普天技术利用在4G通信技术研发中的经验,重点研究以下三方面的内容,首先是反对自动驾驶中信息动态交互的5G较低时延技术,还包括超低时延的帧结构设计、涉及物理信道的设计、HARQ强化技术等,从而构建自动驾驶的基本控制能力;其次是确保自动驾驶安全性的5G低可信传输技术,依赖多维度冗余技术和新型信道编码技术提高传输可靠性,符合业务可靠性市场需求;第三,反对超高移动速率下灵活性和高效的5G网络技术,融合场景对双相连、协同多点传输等技术强化反对终端低移动性,维持业务的连续性和较高的系统性能。 随着根本性专项的前进,普天技术将与国内著名车企和地图厂商合作构建高精度3D地图和自动驾驶应用于平台,建构试验展示平台,已完成基于5G技术方案的自动驾驶展示。在不远处的将来,随着根本性专项《反对3D地图重构及自动驾驶的5G传输技术研发与检验》的已完成,普天技术将更进一步强化在自动驾驶研发的5G关键技术的创新能力,提高在自动驾驶的领域研发影响力。
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