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自动驾驶是未来5G最引入注视的利用处景之一,可以说承载了无数人的等候和憧憬。然则,现实环境要繁杂得多。

5G新版本-16版本将于明年宣布,该版本将可能使得自动驾驶汽车以瞬间驾驶决策的速率得到基于云的智能。与此同时,增强移动宽带(eMBB)将容许自动驾驶汽车在行进中下载软件更新;经由过程赓续共享实时位置和车辆与外界信息连接(V2X,vehicle to everything),自动驾驶汽车可以彼此息事宁人地在蹊径上来往穿梭。

然则,纵然这些利用成为现实,没有大年夜量的后端事情也不会实现。首先,在自动驾驶汽车之间建立有用的5G连接将取决于网联汽车(connected cars)的大年夜规模采纳,以实现收集效应。

更令人望而却步的是,在构建5G收集时,自动驾驶汽车必要的低延迟、高吞吐量和高度的靠得住性将必要多个层面的改变。

为此,5G和自动驾驶之间的关系将不再像是一场婚礼,而更像是一次家庭长途旅行。在新兴的技巧和支配的艰苦之间,5G在汽车自动化领域的大年夜规模利用可能在未3522葡京集团首页来5年或更长光阴内不会实现。

1.可能的冲突

对付全自动驾驶的基础要求,或者它将若何应用蜂窝收集,今朝业界还没有杀青共识。例如,特斯拉和Waymo主要寄托强大年夜的车载硬件和软件;福特和大年夜众等老牌汽车制造商则正在探索车内谋略和联网功能的混杂,包括基于收集的办事和V2X——一套直接无线连接到相近车辆3522葡京集团首页和蹊径根基举措措施的利用法度榜样。

福特汽车公司联网汽车平台与产品经理Jovan Zagajac表示,纵然是最好的收集,也不够以满意自身需求:自动驾驶汽车必要在5G覆盖率不稳定的地方同样能够正常驾驶,是以它们也将具备足够的车载能力,能够应用传感器和V2X,以实现安然运行。他还表示,在可行的环境下,蜂窝收集可以在软件更新和远程操作等利用中发挥紧张感化。

诺基亚移动收集汽车营业主管Martin Beltrop表示,“经由过程将实时数据等基于收集的办事用于决策,汽车制造商将能够削减为做出驾驶决策而在汽车中内置的谋略能力和软件智能。……我们将从云端网络的信息中获益,以简化决策。”。但他弥补说,“终极的驾驶决策照样在车里3522葡京集团首页。”

跟着光阴的推移,5G收集可以承载一系列支持大年夜规模自动驾驶的办事,推动这些办事实现的关键特点可能包括收集切片、边缘谋略以致新的营业关系。

2.从3522葡京集团首页4G起步

瑞典移动运营商Telia正在试验一项支持无人驾驶卡车在仓库之间运输货物的办事,爱立信公司为其供给收集根基举措措施。

这些无人驾驶卡车由瑞典始创企业Einride开拓,作为自动化物流系统的一部分,在预先定义的路线上运行。爱立信副总裁兼举世汽车办事主管Claes Herlitz表示,这些卡车可以经由过程车载传感器的输入自行完成大年夜部分行程,但在一些环境下也无法导航。当这种环境发生时,远程操作中间的人类司机将进行接收,而在许多地区,远程人工驾驶或远程操作将是自动驾驶的一项强制性功能。

在上述案例中,远程操作既必要较高的上行带宽来传输来自卡车的实时视频,也必要较低的延迟,以确保驾驶敕令及时到达。今朝,该项办事是在一个先辈的4G无线收集上运行的,而该收集具有5G核心。据Herlitz先容,该收集的端到端延迟约为15毫秒,并且能很好地支持该办事。

爱立信公司表示,因为新的频谱频段、波束形成、MIMO技巧和改进的用户设备能力,5G无线收集将容许这类办事扩展到更多的车辆,从而供给更高的容量。

3.集中节制

想象在一个主要城市的交叉路口,在给定的光阴里有多达1000辆汽车、自行车、摩托车、行人和其他物体在此交汇,在十字路口履行监控的是20个摄像头。

自动交通治理系统将网络这些物体传输的数据,并将所有相关信息发送给自动驾驶汽车,每辆汽车将这些输入与其自身的传感器相结合,以抉择是泊车、继承行驶照样转弯。因为交通状况赓续变更,必要近实时地接管、处置惩罚和发送数据。

诺基亚的Beltrop与其他汽车和移动行业高管表示,假如没有5G收集,这样的系统就无法事情。

一些人觉得,5G使自动驾驶汽车更靠近收3522葡京集团首页集机械人节制。蹊径运营商与移动运营商相助,则可以建立起有效自动化的交通治理系统。

在这一系统下,联网车辆将把它们的位置、速率和偏向传达给治理软件,并创建出一个整体交通状况的模型(蹊径和相近汽车上的传感器将监测未联网的人类驾驶车辆)。该系统将与每个连接的自动驾驶汽车创建一个虚拟合约,在合约中,车辆将允诺采取泊车、加速或转弯等行动。根据这些允诺,另一辆进入蹊径的自动驾驶汽车可以安然地融入交通流。

4.延迟冲破

低延迟是5G赋能自动驾驶最大年夜的吸引力。虽然在相关方面还没有普遍的共识,但常常被引用的目标是端到真个延迟不跨越10毫秒。诺基亚的Beltrop表示,这必要视自动驾驶车辆的车载电脑在多大年夜程度上依附于基于收集的决策办事,这一要求可能低至2毫秒。

这比4G的主要低延迟利用之一VoLTE的要求要严格得多。AT&T物联网副总裁兼首席技巧官Cameron Coursey表示,VoLTE可以处置惩罚约100毫秒的来回延迟。这便是5G将发挥新的紧张感化的缘故原由,由于新规范旨在供给更低的延迟,从运行延迟低至1毫秒开始,而4G的匀称延迟为数十毫秒。

低延迟5G的另一个紧张部分是其机动的收集架构,这将容许运营商将谋略资本支配到收集的边缘,以避免长途造访迢遥的云数据中间。

5.大年夜数据传输

所有自动驾驶车辆都运行着繁杂的软件,分外是必要大年夜量更新的深度神经收集(deep neural networks,DNNs)。这些汽车还赓续网络大年夜量的车载传感器数据,以及有关驾驶决策结果的信息,汽车制造商和供应商可以网络这些信息来改进自动驾驶软件。这些频繁的下载和上传将受益于5G收集的千兆速率无线连接。

软件更新可能很频繁,集中化的系统可能会快速网络和阐发驾驶数据,但这些不太可能实时发生。是以,运营商不必然必要为运行中的自动驾驶车辆供给这种宽带。当车辆静止且处于高速连接范围(例如充电站)时,尤其是在具有密集高频5G覆盖的区域,可以激活大年夜数据传输。

另一个自动化观点要求自动驾驶车辆共享实时传感器数据,以便汽车可以“看穿”前面的车辆,分外是盖住前方交通视线的大年夜卡车。因为它涉及实时流媒体视频,是以在边缘谋略的赞助下,这可能必要高速宽带和低延迟。是以,该利用可能会经由过程广域网而不是直接的V2X连接,是以路边收集(roadside networks)必要变得更快、更强大年夜。

6.确保收集联通

靠得住性是自动驾驶利用的一个主要关注点,由于旌旗灯号损掉或驾驶帮助利用掉控都可能会影响驾驶安然。赞助确保机能和可用性的一个紧张5G改进是收集切片,它将容许移动运营商经由过程向利用法度榜样分配虚拟化收集资本来为其设置特定的办事质量(QOS)。因为该安然要求,自动驾驶利用法度榜样可以被分配比其他收集利用法度榜样更高的优先级。

5GAA的Flament说,在未来5年内,自立驾驶办事假如必要5G收集上有保障的QOS,它们可能会应用通用收集切片,就像运行在共享边缘办事器上的其他利用法度榜样所应用的收集切片一样。这种边缘谋略根基举措措施,连同收集切片,将首先支配在密集的城市地区。稍后,当5G进入这些地区以外的高速公路时,假如蹊径运营商要求,运营商可以为自动驾驶车辆创建专门的收集切片。

7.靠得住性寻衅

Tolaga Research的阐发师Philip Marshall觉得,收集切片是一个开始,但要使5G收集足够靠得住,以支持自动驾驶将是一项艰难的义务。实现较低的匀称延迟不够以支持像驾驶这样的义务关键型利用法度榜样。我们必要的是持续的低延迟。他说,这将必要比一些人预期的更高的收集密度。

他还说,大年夜规模实施收集切片可能必要几年光阴。为了在不为优先利用法度榜样构建零丁根基举措措施的环境下取得成果,必要对收集核心和RAN进行虚拟化。他说,要在开放的蹊径上应用收集切片技巧实现自动驾驶利用,运营商首先必须在广阔的区域内转换为云谋略RAN架构,而现在这样做还为时过早。Marshall还觉得:“收集切片将与没有广域要求的利用法度榜样一路孵化。……考试测验在广域5G收集情况中实现收集切片是猖狂的。”

8.谁该为收集掉败认真

爱立信的Herlitz说,当5G收集开始支持自动驾驶时,收集正常运行光阴将成为一个更大年夜的问题,分外是对物流和废料治理公司等企业客户来说。

这些客户将必要办事水平协议(SLA)比现在供给的任何器械更好,分外是关于停机问题。在这种环境下,移动运营商将必要融入客户的营业中,由技巧职员在现场急速办理影响收集可用性的问题。他说,当客户的核心营业依附于机械人卡车时,48小时不供给办事的资源将高得惊人。

今朝,汽车供应商大年夜陆集团展示了一种赞助车辆预防上述问题的系统。该公司称,猜测性连接“使用收集机能的历史信息和车辆路线的猜测来判断车辆可能在哪些地方越过覆盖范围。然后,汽车可以切换到不合的收集,优先应用正在应用的利用法度榜样,以致可以切换到故障转移模式,在这种模式下,它依附于内置的传感器和谋略能力。”

至于移动运营商、汽车制造商、利用法度榜样供给商或其他实体是否会对依附收集的自动驾驶利用法度榜样掉败认真,Herlitz和其他人表示,现在还为时过早。纵然没有收集身分,涉及自动驾驶的交通变乱责任已经是一个远未办理的热门话题。

9.设置光阴表

将5G和自动驾驶汽车结合起来,将涉及收集和汽车领域多方气力的多项艰难的技巧义务。Flament表示,5GAA正在与收集供应商和汽车制造商相助,以集中他们的光阴计划,这样无论是汽车照样收集都不会被困在等待之中。

Flament觉得,虽然首批5G调制解调器应该在2022年开始呈现在新车上,但支持URLLC和新的高频无线电的调制解调器可能要到2025年才会呈现。同时,在2025年阁下,5G根基举措措施才能与这些调制解调器进行通信,以实现自动驾驶。他还说,新一代的车间通讯(V2V)可以让车辆共享更多的数据,加倍靠得住,更好地支持自动驾驶,可能会在同一光阴到来。

跟着5G将移动收集的角色从主要的破费者语音和数据办事扩展到新兴的关键义务(如自动驾驶),收集需求赓续增长,根基举措措施变得加倍繁杂。虽然5G和自动驾驶的路线图仍在拟订中,但5G显然有可能推动汽车自动化的成长。

10.面向未来的C-V2X

5G在车辆自动化方面的一些利用可能会对运营商的收集提出新的要求,而其他功能则将应用车辆、蹊径根基举措措施和行人设备之间的直接连接。

高通、宝马、福特等公司正致力于将蜂窝汽车通信(C-V2X)扩展到5G之上。这项技巧今朝正在4G无线收集上测试,是基于IEEE802.11p无线局域网标准的V2X系统的蜂窝替代品,包括直接短程通信(DSRC)。

两个系统都容许网联汽车和其他蹊径应用者进行通信,纵然在蜂窝收集覆盖懦弱或不存在的环境下。它们有多种操作模式,旨在使联网的人类人驾驶汽车,以及后来的自动驾驶汽车更安然地协同事情。

例如,自动驾驶汽车可以相互警告前方的障碍物,如修建区或故步自封的汽车。交通旌旗灯号灯可以将其状态见告自动驾驶汽车,并对其变更进行计时,以改良交通模式。急救车可能会迫使自动驾驶汽车在颠末时靠边泊车。行人口袋里的V2X智妙手机可以在行人过街时看护汽车。路边信标可以向过往的汽车发送交通、气象信息,以及实时高清舆图。

支持者说C-V2X比802.11p具有更长的范围和更高的靠得住性,加上5G的演进,它还可以搭载用于娱乐、信息和诊断的车载调制解调器。

高通公司称,针对3GPP 5G标准第16版的增强将容许C-V2X的延迟小于1毫秒。但美国和欧盟仍在权衡授权或认可哪种技巧。

据5GAA称,C-V2X可以在不受拥塞的环境下实现持续的低延迟。高通公司表示,该系统可以根据详细实施供给4毫秒或更低的延迟。为了满意延迟要求,该系统可以应用确定性的资本调整,在多辆车共享的频谱范围内优化分配资本。

虽然C-V2X有一种模式,可以经由过程蜂窝收集上的基站治理车辆之间的直接链路,但它也容许车载无线电自行治理。无需经由过程运营商的收集向云端发送数据包,低延迟更轻易实现。

李鑫

(参考信息:lightreading 原作者:Stephen Lawson)

滥觞:OFweek物联网

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