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最新!工信部发布车联网无限电专用频率,助力智能网联汽车产业发展
2018-11-18 15:15   作者:   来源:智车科技 推荐人:王姝   浏览:118   我要评论


    无线电频率是智能网联汽车的关键资源。近日,为支持我国智能网联汽车产业发展,工业和信息化部印发了《车联网(智能网联汽车5905-5925MHz)直连通信使用5905-5925MHz频段管理规定(暂行)》,规划了频段共20MHz带宽的专用频率资源,用于基于LTE(第四代移动通信技术)演进形成的V2X(车与车、车与人、车与路之间的直连通信)智能网联汽车的直连通信技术,同时,对相关频率、台站、设备、干扰协调的管理作出了规定。



    此次发布的管理规定,充分考虑国内外产业条件、标准制定、频率使用的现状和发展需要,广泛征求了各行业、各部门的意见,并公开向社会征求意见,还召开了由管理部门、行业协会、研究机构、电信运营企业、车辆制造企业、高校代表参加的专家咨询论证会。

    主要内容有:一是规划的5905-5925MHz频段与国际主流频段保持一致,20MHz带宽频率资源能够满足智能网联汽车直连通信中长期需求;二是为支持国家经济特区、新区、自由贸易试验区发展智能交通,在频率资源集中统一管理前提下,鼓励地方先行先试,允许具备条件的地方无线电管理机构实施频率使用许可;三是简化行政审批手续,方便用户,仅路边设施无线电设备需取得频率使用许可和无线电台执照,对车载和便携无线电设备则予以豁免,兼顾了管理和使用的需要;四是确定了无线电干扰保护和协调原则,既保护了现有合法无线电业务和台站,又保障了智能网联汽车频率使用安全。

    中国汽车工业协会对搭载V2X功能汽车的定义是:搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装臵,并融合现代通信与网络技术,实现车与X(人、车、路、后台等)智能信息的交换共享,具备复杂的环境感知、智能决策、协同控制和执行等功能,可实现安全、舒适、节能、高效行驶,并最终可替代人来操作的新一代汽车。相比传统智能汽车依赖于车载传感系统和信息终端,V2X更强调“融合现代通信与网络技术”的概念。在传统智能汽车信息交换共享和环境感知的功能之外,V2X还强调了“智能决策”、“协同控制和执行”功能,以强大的后台数据分析、决策、调度服务系统为基础,最终承载于运营商提供的移动通信网络。

全球加大V2X研发投入,争取未来汽车产业制高点
 
    美国、欧洲和日本在V2X车联网技术研究处于领先地位,均已定义了车-车、车-路通信的相关标准,逐步开始在实际环境中进行测试。

    美国:颁布了以IEEE802.11p作为底层通信协议和IEEE1609系列规范作为高层通信协议的 V2X车联网通信标准(WAVE系统标准),联邦通信委员会(FCC)在5.9GHz频带分配了75MHz频段专用于V2X通信。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。

    欧洲:V2X车联网通信标准制定主要由ETSI(European telecommunication standardsinstitute,欧洲通信标准化组织)负责。ETSI成立了TC ITS任务组在应用、架构、网络、接入技术及通信安全等方面对V2X车联网系统地进行了研究,低层协议同样采用了802.11p,高层提出了分布式拥塞控制、基于地理位臵路由等增强处理机制。

    日本:很早就开始了车联网相关的技术研究和应用,其车辆信息与通信系统(VICS)被认为是世界上最成功的道路交通信息提供系统,2003年已进行全国推广,可以提供交通拥堵、交通事故、施工地点、交通管制等信息的查询,在缓解道路堵塞、提高交通效率方面取得了明显的效果。

    与欧美、日本等国家相比,车联网技术在我国发展相对较晚。2007年,通用汽车公司与上汽集团共同推出了安吉星(Onstar)服务,为车联网在中国的发展奠定了一定的基础,该服务旨在为车辆提供车辆定位、紧急求助等服务。到了2009年,也就是所谓的车联网元年,各大企业纷纷推出车载信息(Telematics)服务系统,使得车联网技术在中国取得飞速的发展,在科技革新的推动下,中国正式进入了车联网时代。2010年10月,中国国际物联网大会在无锡举办,与此同时,车联网中的智能车、路协同等关键技术被列入国家863计划。2011年3月,大唐电信与启明信息技术股份有限公司为了研究下一代通信服务与汽车电子产品的融合共同建立了实验室,标志着车联网正式进入应用阶段。2011年至今,随着《道路运输车辆卫星定位系统车载终端技术要求》、《关于加强道路交通安全工作的意见》、《关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知》、《道路运输车辆动态监督管理办法》等政策的出台,规范了车辆的监控管理,为车联网的发展营造了良好的政策环境,同时促进了车联网技术在我国飞速的发展。2015年8月,3GPP正式将V2X列入讨论,同时通过TR36.885技术报告不断对V2X技术进行完善。

先行者与挑战者的抉择

    车用环境无线存取(WAVE)、专用短程通讯(DSRC)是IEEE 802.11p与IEEE 1609系列标准所构成的技术,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。提供用车人的安全、便捷与舒适是WAVE、DSRC技术应用的最终目的。

 

    DSRC是连结车辆与车辆(V2V)、车辆与路侧装臵(V2R)间的通用射频(RF)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。各个国家分配的DSRC使用频段各不相同,美国联邦通讯委员会(FCC)于1999年决定将5.9GHz(5.850~5.925GHz)频段分配给汽车通讯使用。

 

    美国5.9GHz DSRC的频段规划,以10MHz频宽为单位,将75MHz频宽划分成七个频道,并由低频至高频分别给予172、174、175、178、180、182与184频道编号。频道178为控制频道(CCH),剩余的六个频道为服务频道(SCH),其包含两个公共安全专用服务频道(频道172为车辆与车辆间公共安全专用服务频道,频道184为交叉路口公共安全专用服务频道)、两个中距离公共安全、私用共享服务频道(频道174与176),以及两个短距离公共安全/私用共享服务频道(频道180与182)。 美国材料试验学会(ASTM)于2002年批准采纳以5.9GHz为规格制定频段的DSRC标准E2213-02,2003年新版标准E2213-03成为北美地区DSRC标准。此外,ASTM亦将该标准推往电机电子工程师协会(IEEE)以促成IEEE 802.11p标准的诞生。

    WAVE/DSRC所表示的即是IEEE 802.11p与IEEE 1609系列标准所构成的DSRC技术,与其他DSRC技术相较,具有低传输延迟(0.0002秒)、高传输距离(1,000公尺)与高传输速度(27Mbit/s)等特性。在车辆行驶过程中,驾驶者需要对周围环境的变化做出快速判断,为了提高驾驶安全性,减少交通事故的发生,车辆间的通信时延显得尤为重要。

 

    车用环境对网络延迟的要求极高。上表列举出许多高优先权安全性应用与不停车收费(Free-Flow Tolling)应用的通讯范围与延迟时间需求,大部分应用所要求的延迟时间低于0.1秒,而碰撞前感测(Pre-Crash Sensing)应用则更进一步要求其低于0.02秒。相较于现有的蓝牙(Bluetooth)、无线局域网路(WLAN)、蜂巢式通讯系统(Cellular System)、无线都会网路(WMAN)、卫星通讯(Satellite)等无线通讯技术,WAVE /DSRC的0.0002秒低传输延迟特性不但符合上述行车环境安全性应用的需求,更被视为车间通讯的最佳无线传输技术。

    随着移动通信技术的进步,车联网的更高可靠性、更低时延需求在4.5G/5G网络有望实现,同时解决DSRC技术未能满足的离路覆盖、盈利模式、容量及安全等各方面问题。基于4G的LTE-V技术优势包括以下几点: 1、部署相对容易,共用蜂窝网络,不需要部署全新的网络设备; 2、频谱带宽分配灵活,可根据实际情况增减; 3、传输更可靠,集中式资源分配协调技术,降低竞争冲突数据包丢失概率; 4、覆盖广,网络运营及盈利模式清晰; 5、3GPP持续演进,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。5G标准在LTE-V的基础上,为满足未来自动驾驶的需求,性能指标包括以下几点: 1、低时延:时延1ms,支持自动驾驶的各类信息实时交互。 2、高容量:单设备支持10个以上连接,每连接下行可达100M b i t/s,支持自动驾驶所需高清地图实时下载,支持HDV视频信息传输。 3、海量连接:在多车道、复杂交通/拥堵场景下支持更多用户数,连接数超过10000。 4、高可靠性:满足自动驾驶的高可靠性及无缝覆盖,可靠性接近100%,可获得性接近100%。 5、高移动性:支持绝对速度200km/h,相对速度400km/h,在高多普勒效应下保持网络灵活和稳健。

 

    2015年工业和信息化部发布国内首个“智能网联汽车试点示范区”项目,由上海国际汽车城承担,在上海安亭镇建设世界上最大的智能网联汽车研发和试验基地。其中基于LTE的V2X试验将在2016年下半年正式启动。之后工业和信息化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。

    工信部该文件的发布对于促进我国智能网联汽车产品研发、标准制定及产业链成熟将起到重要先导作用使用。 为广大企业更加坚定的发展基于LTE(第四代移动通信技术)演进形成的V2X(车与车、车与人、车与路之间的直连通信)智能网联汽车的直连通信技术提供了信心。
 







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