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认识5G车联网

2017-08-18 14:20

自动驾驶的1毫秒时延意味着什么？

3GPP定义了若干个1毫秒到几个毫秒的低时延场景，主要集中在自动驾驶上。自动驾驶中制动等反应时间，是个系统响应时间，其中包括了给网络云端计算处理、车间协商处理的时间，也包括了车辆本身系统计算及制动处理时间。如果要做到时速100km制动距离不超过30cm，那么系统整体响应时间不能超过10毫秒，而人类最好的F1车手的反应时间在100毫秒左右。从保障安全的角度，系统响应时间当然越低越好，其中对通讯时延的要求会更高。未来5G网络能够在提供99.999%稳定性的同时做到小于1毫秒的通讯时延，则自动驾驶车辆的低时延场景更需要系统其它环节的配合来实现。

仔细分析这些自动驾驶的场景就会发现，现有技术下自动驾驶操作本身所需的时间，包括数据采集、分析、算法决策、机器传动，都远远大于1毫秒。通讯所带来的时延在整个时间链里占的比例是非常小的。另外，外部环境的变化对车辆系统时延的影响也远大于1毫秒，比方说，雨雪天路面对刹车制动的影响都在几秒到几十秒以上。因此从整体上考虑，是应该投入大量资源苛求V2X现阶段在超低时延通讯上得到突破，还是致力于改进其它环节，比方说把图像处理时延从100毫秒降到90毫秒，答案是显而易见的。

因此在现阶段，端到端的低时延更取决于传感器、处理器、算法及机器传动的改进。而在超低时延的5G网络规模部署后，相信更先进的通讯技术会给车企带来更多的创新，让车辆更加安全。

自动驾驶最需要什么？V2V还是V2N？

回答这个问题要从两个维度上分析。

一个是技术维度：自动驾驶的基本要求是V2V的通讯必须随处可用，包括没有网络覆盖的环境，所以V2V的直联是V2X的基本功能。IEEE下面有IEEE 802.11p(DSRC)，LTE下面有 LTE-V PC5，都支持V2V直联。许多自动驾驶场景下（如编队行驶、并道等），因为收发车辆的距离近，V2V的直联是更好的通讯模式。

另一个是商业维度，这个最终决定了V2X是否能被成功部署。一直以来，车企担心依赖蜂窝技术的V2X会导致自动驾驶业务被电信运营商所控制，所以V2V直联也会是车厂的首选。

然而，完全没有网络辅助的V2V在拥塞、干扰管理和覆盖上有很多的问题。这些缺陷在IEEE 802.11p的系统分析上已经多次被验证了。比较可行的解决方案是在提供V2V直连通讯能力的同时，由蜂窝网络提供辅助，通过V2N的通讯大幅疏解热点地区的通讯压力，保障车联网通讯稳定性。

V2N同时可以用于地图更新、交通管理，以及提供一定距离以外的路况环境等信息。此外，车厂也希望能通过V2N收集车辆的驾驶和传感器信息，在网络中进行大数据分析，这更接近于5G的mMTC（海量物联网通信）场景，随着5G的到来，V2N的能力会进一步加强，更有助于自动驾驶信息的获取与传输。

V2V通信：11p与C-V2X谁更优秀？

11p又叫做DSRC，是基于IEEE 802.11p的用于V2V通信的协议。许多车厂在DSRC系统上已经做了几乎10年的研究和测试评估活动，在各个车厂内部也相应的培养了一批支持者，但是商用进展一直不理想。近年来来蜂窝阵营加入这个角逐，推出了C-V2X技术包括LTE-V及未来的5G-V2X同11p PK，更上升为中欧合作共同对抗美国标准的政治高度。

蜂窝阵营一直以来都在极力证明基于蜂窝技术的性能比11p好，而且可以复用运营商基站，减少路测设备投资，加快车联网商用。然而车厂并不买账，甚至个别车厂因为5GAA明确以蜂窝技术为主导，而不愿意加入5GAA。经过深入沟通才发现，实际上车厂都很清楚技术层面蜂窝技术比11p好，真正的原因还是担心蜂窝技术V2X会导致车厂被电信运营商控制。直到MAO架构在5GAA被提出，平衡了V2X中各方势力的划分，这部分车厂才基本打消了他们对蜂窝网V2X的顾虑。