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EUHT-5G引領車聯網通信新時代

一、車聯網通信技術概述

 

車聯網是借助新一代信息和通信技術,實現車內、車與車、車與路、車與人、車與服務平臺的全方位網絡連接,提升汽車智能化水平和自動駕駛能力,構建汽車和交通服務新業態。車聯網的定義包括了車內網,車際網和車載移動互聯網,是一個大型無線通信和信息交換的網絡系統。

 

作為車聯網核心通信技術,車用無線通信技術(Vehicle to Everything,V2X)實現了車輛與其他實體之間的信息互換及連接需求,主要包括車車通訊(Vehicle to Vehicle,V2V)、車路通信(Vehicle to Infrastructure,V2I)、車人通信(Vehicle to Pedestrian,V2P)以及車網通信(Vehicle to Networking,V2N)四種。

 

當前國際國內V2X技術的發展,主要有DSRC(Dedicated Short Range Communications,專用短距離通信技術)及C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything)技術。前者由美國聯邦通信委員會1999年推出,經多次驗證后技術已趨成熟,無后續的技術演進計劃,美國交通部2014年定為車聯網標準,目前已達商用量產狀態。C-V2X技術是基于移動蜂窩網的車用無線通信技術,由全球性5G組織5GAA聯盟2016年推出,技術演化及商用處于驗證階段,演進計劃明確,應對5G需求的演化版本為5G-V2X,目前代表性技術LTE-V2X技術以LTE蜂窩網絡作為基礎,得到了市場的廣泛推廣。

 

二、5G車聯網通信關鍵技術需求

 

通信關鍵技術需求主要有以下四點:

高可靠:車聯網技術通過車輛數據實時交互,首要解決的就是車輛在行駛中的安全問題,保障道路與車輛的安全,盡最大可能避免交通事故的發生。因此,車聯網的數據必須做到安全、準確、可靠,才能夠精準地分析出車輛的情況;

 

高帶寬:車聯網涉及的數據量十分龐大,而且大多以集群的形式出現。一旦有節假日等高峰時間車輛總量、單公里車輛密度等幾何級增加,以及各種臨時突發情況的出現,都會帶來數據量的快速增長。這就需要網絡系統具備高帶寬的傳輸能力,避免出現網絡癱瘓的情況;

 

移動性:在車聯網中主要數據來源于車輛,道路中車輛一直處于移動狀態,獲取的數據都是動態的。5G車聯網需要支持高達300Km / h以上的相對車速;

 

低時延:車輛數據每個時間都在不同變化,實時傳輸的速度要保證,延時高會導致車輛狀態更新不及時而誤判,實時性是車輛安全的基本保障。5G車聯網自動駕駛時延控制更是需要10ms以內。

 

三、EUHT-5G技術及特性

 

EUHT-5G超高速無線通信技術是新岸線公司結合車聯網的高可靠、高帶寬、高移動性、低時延等需求設計的車地無線通信系統。EUHT-5G經過國家重大科技專項連續三輪六年的支持,現已成為我國獨立自主研發的、具有全球領先優勢的專用短程通信技術,2014年成為《合作式智能運輸系統:專用短程通信》國家標準。

 

EUHT-5G的主要特性如下:

工作頻段:支持6GHz以下頻段,包括600MHz~800MHz,1.8GHz頻段,3.4GHz~3.6GHz 5G候選頻段,5GHz~6GHz頻段,未來還將支持毫米波頻段;超高峰值吞吐:峰值吞吐率為3.48Gbps;超高移動速度:支持的移動速度超過500km/h;高切換可靠性: 大于300公里/小時高速移動下的切換成功率超過99.999%;超高速移動下支持超寬帶數據傳輸:大于300公里/小時的情況下,可以提供150Mbps的用戶體驗速率;超低時延:空口時延低于1ms,端到端雙向延遲低于10ms;亞米級精確定位:定位精度和響應時間都高于GPS和北斗的特殊算法;靈活系統設計:靈活的幀結構,可高效適配各種場景;綜上,EUHT-5G的技術性能已經超過了第四代移動通信技術(4G)10倍以上,達到下一代(5G)技術提出的性能指標要求,完全能滿足5G車聯網對網絡連接的業務需求。

 

四、EUHT-5G車聯網方案

 

EUHT-5G車聯網方案,為V2V、V2I、V2N以及V2P等應用場景提供安全、可靠、及時的通信保障,建設一條“高可靠、低時延的高門檻信息高速路”。

EUHT-5G車聯網架構

 

基于EUHT-5G技術的車聯網系統架構主要包括四部分:智能終端、智能路側系統、云控平臺、商業應用系統。EUHT-5G智能交通網絡架構圖如下: 

 

圖1 EUHT-5G智能交通網絡架構圖

 

智能終端:裝載了EUHT-5G終端設備的智能車輛(以下簡稱“智能車輛”)及便攜終端,車輛之間可以實現V2V直接通信,車輛與路側系統、云控平臺之間可以實現V2X通信;便攜終端可以靈活支持現場執法、集群通信等;

 

智能路側系統:EUHT-5G基站和EUHT-5G同步系統組成V2X通信網,承載云控平臺與智能終端之間的通信業務;路側智能設施完成信息收集、邊緣計算后通過EUHT-5G V2X通信網發布,并接收云控平臺的控制;

 

云控平臺:包括交通管理、網絡管理和數據管理三大模塊,交通管理負責交通控制、監管及信息發布;網絡管理負責設備管理、數據通道管理和業務帶寬分配等;數據管理完成數據收集、存儲和計算,向下指導交通控制,向上可服務于商業應用系統;

 

商業應用系統:車聯網平臺數據豐富,應用場景廣泛,可以作為交管部門、應急救援、公路業主等做政策研究、業務分析的依據;也可以給車企、運營公司(如公交公司、貨運公司)、保險公司以及駕乘個人等提供業務管理、信息查詢的服務。

EUHT-5G車聯網系統頻段

 

EUHT-5G技術可以支持500MHz至Sub-6GHz的多個頻段,可以依據實際車聯網系統的頻段應用情況來選擇合適的設備系統,當前成熟應用的主要是5150MHz-5850MHz和600MHz-800MHz兩個頻段。

EUHT-5G車聯網設備

 

EUHT-5G中心接入設備,是EUHT-5G組網的核心基站設備,通過多設備的連接組網,形成EUHT-5G網絡的完整覆蓋,最終實現覆蓋區域內的所有EUHT-5G終端設備的網絡接入。

 

圖2 EUHT-5G中心接入設備外觀圖

 

EUHT-5G終端接入設備類似T-Box(Telematics BOX,遠程信息模塊),提供各類車輛接入EUHT-5G無線網絡的通道,將終端側的智能車輛或智能道路設施的數據通過EUHT-5G網絡與控制管理中心實現雙向傳輸,也可實現終端側車輛之間的直接通信傳輸。

 

圖3 EUHT-5G終端接入設備外觀圖

 

五、EUHT-5G車聯網產業應用案例

 

2017年9月,長安大學智能汽車測試場部署EUHT-5G系統,全球首次實現測試車輛在超過160公里/小時速度下的車載多路視頻實時回傳,成為國內第一個對高速運行車輛實現車載實時視頻監控和運行數據回傳的測試場地。

 

2018年8月,廣深高速先期段建成EUHT-5G系統,是全球首條超高速智能高速公路交通系統,也是首個滿足C-ITS(合作式智能交通系統)的商用案例,完全覆蓋道路區域和路段內車輛,實現了“兩客一危”運營車輛、路況環境、車流量、道路安全等的視頻實時監控、數據采集和廣播。

圖4 EUHT-5G在廣深高速公路智能交通的應用

2018年12月,北京市啟動在中關村環保園建設自動駕駛示范園,新岸線作為重要參與方,設計和部署EUHT-5G車聯網基礎網絡系統,搭建自動駕駛車輛與其他車輛、周邊智能交通設施、控制中心的通信橋梁。

 

2019年5月,齊魯交通智能高速無人駕駛示范項目,采用EUHT-5G網絡實現高速路場景下的無人駕駛車輛的自動編隊、遠程監控、控制等,為無人駕駛車輛在高速公路場景的應用提供了絕佳的測試及示范案例。

 

圖5 EUHT-5G在齊魯高速無人駕駛示范項目的應用(龍門架安裝的基站)

 

圖6 EUHT-5G在齊魯高速無人駕駛示范項目的應用(無人駕駛車輛安裝終端)

 

六、結束語

 

4G改變生活,5G改變社會” 這句話體現出全世界對5G時代的無限期望,而5G的本質,真正的魅力在于5G與工業垂直行業的結合,5G只有融入各行各業,才能發揮出改變社會的巨大潛力,這其中車聯網應用是5G在垂直行業應用最具潛力的市場。

 

EUHT-5G技術是新岸線公司“十年磨一劍”潛心研發的結果,獲得了“全球首個商業應用部署的高可靠低時延無線通信系統和芯片”創新大獎。EUHT-5G技術在2017年就開始商業化應用,除車聯網外,還成功地應用到了智能交通、軌道交通、工業互聯、廣域無線覆蓋等諸多領域,近期更是被國際電信聯盟(ITU)接納成為國際5G的候選標準之一。新岸線公司將加強EUHT-5G核心技術研發,拓展車聯網應用場景,憑借其技術先進性,引領中國5G車聯網通信的新時代。

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