5G车联网(V2X)面临的瓶颈与挑战

车对万物通信(Vehicle-to-everything communications)也称为V2X，是一种允许车辆与其他设备和网络元素之间进行无线通信的技术。V2X通信延长了驾驶安全性是自动驾驶汽车向前迈出的一步。

V2X支持车与车(V2V)、车与路基础设施(V2I)的交互以及与其他用户和行人(V2P)的信息共享，其中：

车联网通讯

V2X可以网状网络的形式开发,其中汽车和智能交通系统等每个元素都可以发送和接收无线信号。V2X最初设计为使用美国专用短程通信(DSRC)或欧洲合作智能交通系统(C-ITS)频率来传输数据。

蜂窝V2X由3GPP开发，旨在利用现有蜂窝无线电LTE网络和新的5G生态系统进一步增强无线通信。新开发的5G无线系统可以提供广泛的网络覆盖，以支持V2X服务。物联网的扩展，预计将为智能城市应用部署庞大的传感器网络，包括道路标志和智能交通灯，可以提供扩展V2X连接的框架，尤其是在城市环境中。

3GPP蜂窝V2X规范

3GPP规范技术报告22.885是一项关于V2X的LTE支持研究，主要侧重于安全和非安全功能。安全方面围绕着预碰撞感应、前方碰撞、易受伤害的道路使用者警告和弯道速度警告。

协同自适应巡航控制(CACC)被开发出来后，它是对现有自适应巡航控制概念的扩展，通过使用传感器来减少人类对前车反应的延迟。错误驾驶警告也得到解决。该系统应该能够使用车辆到网络(V2N)的交通流优化并提供混合用途的交通管理。

3GPP研究TR 22.886(SA1)增强了对5G V2X服务的5G NR支持。重点是用于短距离分组的自动协作驾驶，以及用于有限或全自动队列的信息共享。

安全方面包括协作避撞(CoCA)、紧急轨迹对齐、交叉路口安全信息以及有限或全自动驾驶的信息共享。其他领域，如传感器共享、集体环境感知和远程车辆的操作也被触及。

5G V2X应用特点

自动驾驶:就自动驾驶而言,5G网络可以通过对聚合数据进行分析来提供决策所需的信息来提高性能。远程处理和远程安全可以通过处理数据并通过获取对不安全行为车辆的控制来采取必要的行动来提高整体安全性。这些决定可以基于关于现有和预测交通以及特定道路状况的动态地图和传感器信息。

远程驾驶:远程驾驶可能类似于自动驾驶，但这一次决策可能由远程人类控制器或机器在虚拟环境中做出。云可以通过集中分析提供这种动态帮助。该系统可以远程访问和控制车辆，使用视频流和传感器数据在特定情况下提供帮助，例如远程停车场景。

编队:卡车编队应用程序将能够连接汽车/卡车车队，并通过对自动化决策进行分组来提供一种自动化方式来控制该车队。

协同感知和辅助:该用例利用车辆和道路基础设施之间的信息共享，提供透明或可升高座椅的驾驶员视野，以增强道路感知和安全性。此外车辆轨迹信息的交换和集中优化可以保证平稳的机动或变道。

交叉路口辅助:接近交叉路口的车辆可以与道路基础设施和传感器共享和交换信息，以获知有来车的情况。

弱势用户警告:弱势用户可以是行人、骑自行车的人和骑摩托车的人，甚至是动物。系统应该能够检测到这些易受攻击的用户5g 车联网，并能够向进入的车辆发出警告。需要云的协助才能对脆弱用户进行高精度定位。在易受攻击的用户较多的地区，难免会出现网络拥塞。

V2X应用瓶颈

要使V2X成为现实，道路标志应该从模拟转向数字并具有与其他设备通信的能力。如上所述5G和即将到来的物联网将为车辆与其他道路基础设施之间的智能连接提供基础。

无缝体验质量的另一个先决条件是所有道路的蜂窝网络覆盖充分。5G路径的最新发展和研究，旨在提高通信可靠性和QoS，特别是在涉及URLLC（超可靠低延迟通信）、多连接和网络编码或基于上下文的动态无线电配置时信息。

在某些情况下无线容量可能会受到限制，并且过载情况可能是不可避免的。无线信号质量受每个汽车终端(UE)不断变化的状态影响很大。因此，5G将不得不想方设法为汽车安全关键应用和可接受的最终用户体验保证足够的QoS。

大多数汽车应用都可以应对移动通信的暂时降级，只要有早期意识和足够的响应时间,及时通知的应用程序可以适应通信质量的变化,如通过预测所需的数据传输或切换到较少依赖外部通信的模式。5G SDN网络和人工智能数据分析可能有助于做出这一决策。

延迟是自动驾驶的另一个重要问题。预计在车辆高速移动的情况下，为了避免与另一辆车发生碰撞，响应时间必须很快或者在几毫秒的延迟范围内。尽管防撞、远程驾驶和协作变道需要低延迟，但其他应用程序(如排队)可以在中等延迟模式下运行。

V2X面临的挑战

就V2X发展而言，主要挑战之一是需要广泛的网络覆盖以支持所有领域。5G连接有望弥补网络覆盖。但是由于5G不会从第一天开始就无处不在，因此自动驾驶很可能最初会在城市场景或特定领域(如大型企业、机场和高速公路)进行开发。

大规模连通性以及对道路基础设施数字化的需求也很重要。5G物联网的发展将在连接车辆、道路基础设施、最终用户以及共享来自传感器和其他设备的信息方面发挥重要作用。

营销方面也很重要，因为V2X的实施取决于运营商或交通部等政府机构的投资。目前已有V2X大型项目，其中一些是政府支持的，与供应商和电信行业运营商合作，但自动驾驶仍处于早期阶段。

因此全自动驾驶汽车可能需要数年时间才能上路并能够在任何地方和任何情况下拥有自动驾驶汽车。

（编辑：92站长网）

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