近日,工業和信息化部印發了《車聯網(智能網聯汽車5905-5925MHz)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(暫行)》,規劃了V2X無線電專用頻率。
無線電頻率是智能網聯汽車的關鍵資源。近日,為支持我國智能網聯汽車產業發展,工業和信息化部印發了《車聯網(智能網聯汽車5905-5925MHz)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規定(暫行)》,規劃了頻段共20MHz帶寬的專用頻率資源,用于基于LTE(第四代移動通信技術)演進形成的V2X(車與車、車與人、車與路之間的直連通信)智能網聯汽車的直連通信技術,同時,對相關頻率、臺站、設備、干擾協調的管理作出了規定。
此次發布的管理規定,充分考慮國內外產業條件、標準制定、頻率使用的現狀和發展需要,廣泛征求了各行業、各部門的意見,并公開向社會征求意見,還召開了由管理部門、行業協會、研究機構、電信運營企業、車輛制造企業、高校代表參加的專家咨詢論證會。
主要內容有:一是規劃的5905-5925MHz頻段與國際主流頻段保持一致,20MHz帶寬頻率資源能夠滿足智能網聯汽車直連通信中長期需求;二是為支持國家經濟特區、新區、自由貿易試驗區發展智能交通,在頻率資源集中統一管理前提下,鼓勵地方先行先試,允許具備條件的地方無線電管理機構實施頻率使用許可;三是簡化行政審批手續,方便用戶,僅路邊設施無線電設備需取得頻率使用許可和無線電臺執照,對車載和便攜無線電設備則予以豁免,兼顧了管理和使用的需要;四是確定了無線電干擾保護和協調原則,既保護了現有合法無線電業務和臺站,又保障了智能網聯汽車頻率使用安全。
中國汽車工業協會對搭載V2X功能汽車的定義是:搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝臵,并融合現代通信與網絡技術,實現車與X(人、車、路、后臺等)智能信息的交換共享,具備復雜的環境感知、智能決策、協同控制和執行等功能,可實現安全、舒適、節能、高效行駛,并最終可替代人來操作的新一代汽車。相比傳統智能汽車依賴于車載傳感系統和信息終端,V2X更強調“融合現代通信與網絡技術”的概念。在傳統智能汽車信息交換共享和環境感知的功能之外,V2X還強調了“智能決策”、“協同控制和執行”功能,以強大的后臺數據分析、決策、調度服務系統為基礎,最終承載于運營商提供的移動通信網絡。
全球加大V2X研發投入,爭取未來汽車產業制高點
美國、歐洲和日本在V2X車聯網技術研究處于領先地位,均已定義了車-車、車-路通信的相關標準,逐步開始在實際環境中進行測試。
美國:頒布了以IEEE802.11p作為底層通信協議和IEEE1609系列規范作為高層通信協議的V2X車聯網通信標準(WAVE系統標準),聯邦通信委員會(FCC)在5.9GHz頻帶分配了75MHz頻段專用于V2X通信。IEEE802.11p解決在高速移動環境中數據的可靠低時延傳輸問題、IEEE1609系列規范對V2X通信的系統架構、資源管理、安全機制等進行闡釋。
歐洲:V2X車聯網通信標準制定主要由ETSI(European telecommunication standardsinstitute,歐洲通信標準化組織)負責。ETSI成立了TC ITS任務組在應用、架構、網絡、接入技術及通信安全等方面對V2X車聯網系統地進行了研究,低層協議同樣采用了802.11p,高層提出了分布式擁塞控制、基于地理位臵路由等增強處理機制。
日本:很早就開始了車聯網相關的技術研究和應用,其車輛信息與通信系統(VICS)被認為是世界上最成功的道路交通信息提供系統,2003年已進行全國推廣,可以提供交通擁堵、交通事故、施工地點、交通管制等信息的查詢,在緩解道路堵塞、提高交通效率方面取得了明顯的效果。
與歐美、日本等國家相比,車聯網技術在我國發展相對較晚。2007年,通用汽車公司與上汽集團共同推出了安吉星(Onstar)服務,為車聯網在中國的發展奠定了一定的基礎,該服務旨在為車輛提供車輛定位、緊急求助等服務。到了2009年,也就是所謂的車聯網元年,各大企業紛紛推出車載信息(Telematics)服務系統,使得車聯網技術在中國取得飛速的發展,在科技革新的推動下,中國正式進入了車聯網時代。2010年10月,中國國際物聯網大會在無錫舉辦,與此同時,車聯網中的智能車、路協同等關鍵技術被列入國家863計劃。2011年3月,大唐電信與啟明信息技術股份有限公司為了研究下一代通信服務與汽車電子產品的融合共同建立了實驗室,標志著車聯網正式進入應用階段。2011年至今,隨著《道路運輸車輛衛星定位系統車載終端技術要求》、《關于加強道路交通安全工作的意見》、《關于加快推進“重點運輸過程監控管理服務示范系統工程”實施工作的通知》、《道路運輸車輛動態監督管理辦法》等政策的出臺,規范了車輛的監控管理,為車聯網的發展營造了良好的政策環境,同時促進了車聯網技術在我國飛速的發展。2015年8月,3GPP正式將V2X列入討論,同時通過TR36.885技術報告不斷對V2X技術進行完善。
先行者與挑戰者的抉擇
車用環境無線存取(WAVE)、專用短程通訊(DSRC)是IEEE 802.11p與IEEE 1609系列標準所構成的技術,采用5.9GHz頻段,并具備低傳輸延遲特性,以提供車用環境中短距離通訊服務。提供用車人的安全、便捷與舒適是WAVE、DSRC技術應用的最終目的。
DSRC是連結車輛與車輛(V2V)、車輛與路側裝臵(V2R)間的通用射頻(RF)通訊技術,在車用環境中提供公共安全和中短距離通訊服務。各個國家分配的DSRC使用頻段各不相同,美國聯邦通訊委員會(FCC)于1999年決定將5.9GHz(5.850~5.925GHz)頻段分配給汽車通訊使用。
美國5.9GHz DSRC的頻段規劃,以10MHz頻寬為單位,將75MHz頻寬劃分成七個頻道,并由低頻至高頻分別給予172、174、175、178、180、182與184頻道編號。頻道178為控制頻道(CCH),剩余的六個頻道為服務頻道(SCH),其包含兩個公共安全專用服務頻道(頻道172為車輛與車輛間公共安全專用服務頻道,頻道184為交叉路口公共安全專用服務頻道)、兩個中距離公共安全、私用共享服務頻道(頻道174與176),以及兩個短距離公共安全/私用共享服務頻道(頻道180與182)。 美國材料試驗學會(ASTM)于2002年批準采納以5.9GHz為規格制定頻段的DSRC標準E2213-02,2003年新版標準E2213-03成為北美地區DSRC標準。此外,ASTM亦將該標準推往電機電子工程師協會(IEEE)以促成IEEE 802.11p標準的誕生。
WAVE/DSRC所表示的即是IEEE 802.11p與IEEE 1609系列標準所構成的DSRC技術,與其他DSRC技術相較,具有低傳輸延遲(0.0002秒)、高傳輸距離(1,000公尺)與高傳輸速度(27Mbit/s)等特性。在車輛行駛過程中,駕駛者需要對周圍環境的變化做出快速判斷,為了提高駕駛安全性,減少交通事故的發生,車輛間的通信時延顯得尤為重要。
車用環境對網絡延遲的要求極高。上表列舉出許多高優先權安全性應用與不停車收費(Free-Flow Tolling)應用的通訊范圍與延遲時間需求,大部分應用所要求的延遲時間低于0.1秒,而碰撞前感測(Pre-Crash Sensing)應用則更進一步要求其低于0.02秒。相較于現有的藍牙(Bluetooth)、無線局域網路(WLAN)、蜂巢式通訊系統(Cellular System)、無線都會網路(WMAN)、衛星通訊(Satellite)等無線通訊技術,WAVE /DSRC的0.0002秒低傳輸延遲特性不但符合上述行車環境安全性應用的需求,更被視為車間通訊的最佳無線傳輸技術。
隨著移動通信技術的進步,車聯網的更高可靠性、更低時延需求在4.5G/5G網絡有望實現,同時解決DSRC技術未能滿足的離路覆蓋、盈利模式、容量及安全等各方面問題。基于4G的LTE-V技術優勢包括以下幾點: 1、部署相對容易,共用蜂窩網絡,不需要部署全新的網絡設備; 2、頻譜帶寬分配靈活,可根據實際情況增減; 3、傳輸更可靠,集中式資源分配協調技術,降低競爭沖突數據包丟失概率; 4、覆蓋廣,網絡運營及盈利模式清晰; 5、3GPP持續演進,可支持未來ITS業務需求。
然而,LTE-V的缺點也同樣突出:標準尚在制定過程中,技術成熟度較低,面向車車主動安全與智能駕駛的服務性能還需要充分的測試驗證。5G標準在LTE-V的基礎上,為滿足未來自動駕駛的需求,性能指標包括以下幾點: 1、低時延:時延1ms,支持自動駕駛的各類信息實時交互。 2、高容量:單設備支持10個以上連接,每連接下行可達100M b i t/s,支持自動駕駛所需高清地圖實時下載,支持HDV視頻信息傳輸。 3、海量連接:在多車道、復雜交通/擁堵場景下支持更多用戶數,連接數超過10000。 4、高可靠性:滿足自動駕駛的高可靠性及無縫覆蓋,可靠性接近100%,可獲得性接近100%。 5、高移動性:支持絕對速度200km/h,相對速度400km/h,在高多普勒效應下保持網絡靈活和穩健。
2015年工業和信息化部發布國內首個“智能網聯汽車試點示范區”項目,由上海國際汽車城承擔,在上海安亭鎮建設世界上最大的智能網聯汽車研發和試驗基地。其中基于LTE的V2X試驗將在2016年下半年正式啟動。之后工業和信息化部又先后推動在杭州、北京、重慶成立“智能汽車與智慧交通產業創新示范區”,基于LTE-V/5G的通信環境建設,支撐開展智能駕駛、智慧交通相關示范應用。目前國內通信設備廠商已有基于LTE-V架構的原型樣機,可進行車路協同實景演示。
工信部該文件的發布對于促進我國智能網聯汽車產品研發、標準制定及產業鏈成熟將起到重要先導作用使用。 為廣大企業更加堅定的發展基于LTE(第四代移動通信技術)演進形成的V2X(車與車、車與人、車與路之間的直連通信)智能網聯汽車的直連通信技術提供了信心。
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原文標題:最新!工信部發布車聯網無限電專用頻率,助力智能網聯汽車產業發展
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