2020年1月10-12日,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)第六屆年度論壇在北京釣魚(yú)臺(tái)國(guó)賓館正式召開(kāi)。本次論壇以“把握形勢(shì)聚焦轉(zhuǎn)型 引領(lǐng)創(chuàng)新”為主題,繼續(xù)秉持“傳遞權(quán)威信息、廣泛展開(kāi)討論、促進(jìn)溝通合作”的目標(biāo),試圖幫助業(yè)界人士梳理分析產(chǎn)業(yè)形勢(shì),探討及回應(yīng)產(chǎn)業(yè)關(guān)切的問(wèn)題,尋找今后3-5年產(chǎn)業(yè)調(diào)整的方向及路徑。
在10日上午的自動(dòng)駕駛論壇上,中國(guó)工程院院士鄔賀銓在先進(jìn)技術(shù)與基礎(chǔ)體系板塊,就5G車聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)發(fā)表了看法。
鄔賀銓認(rèn)為,5G雖然考慮了車聯(lián)網(wǎng),但準(zhǔn)確來(lái)說(shuō),它首先還是為了公眾通信而設(shè)計(jì)的,而公眾通信和車聯(lián)網(wǎng)是不一樣的。公眾通信是面向廣大客戶的,地域很寬,且80%的情況下是處于非移動(dòng)狀態(tài)。而車聯(lián)網(wǎng)面向的客戶則距離較短,且絕大多數(shù)情況是行駛的準(zhǔn)備。
因此即便5G能夠支持車聯(lián)網(wǎng)大量的傳感器聯(lián)網(wǎng),但仍然是具有很大的挑戰(zhàn)。
以下為嘉賓精彩實(shí)錄,未經(jīng)本人審閱,有刪改。
我想就5G車聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)這個(gè)題目跟大家談一下我的一些看法。
車聯(lián)網(wǎng)的通信模式可以分成四類:1.V2V(怎么解決汽車與汽車之間的通信);2.V2P(汽車跟行人之間怎么通信);3.V2I(汽車跟路邊、云、紅綠燈、停車場(chǎng)的通信),怎么控制信號(hào)燈的轉(zhuǎn)換;4.V2N(汽車到網(wǎng)絡(luò)的通信),解決優(yōu)化交通流量的問(wèn)題,做好交通的規(guī)劃。
自動(dòng)駕駛L5級(jí)別需要5G
我們的汽車車速和剎車的距離,它們是有關(guān)系的。假如每小時(shí)開(kāi)到112公里的話,到剎車的時(shí)候,差不多要真正剎住需要5秒鐘。
100米以內(nèi)可能是駕駛員的感知,200米是車輛的感知,而V2V可以有300米的感知。
現(xiàn)在汽車作為自動(dòng)駕駛,分5個(gè)級(jí)別,不同級(jí)別對(duì)傳統(tǒng)時(shí)延有不同的要求的,這需要有不同的技術(shù)來(lái)支撐。就通信技術(shù)而言,在4G時(shí)代,L1、L2級(jí)別的支撐應(yīng)該是沒(méi)問(wèn)題的,但是如果說(shuō)真的要到L5級(jí)別,就需要5G。我們可以停車為例,應(yīng)該說(shuō)這對(duì)時(shí)延要求不是最嚴(yán)格的,但是我們可以算出來(lái),如果停車精度要1米的話,扣除處理的時(shí)延10毫秒,制動(dòng)感應(yīng)30毫秒,這個(gè)時(shí)候可以看到V2X的時(shí)延只允許5毫秒。
遠(yuǎn)程駕駛、自動(dòng)駕駛要求端到端的時(shí)延不超過(guò)5毫秒,可靠性要求99.999%。按照移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP對(duì)eV2X(eV2X是增強(qiáng)的v2x通信,包括車到車、車到路、車到基礎(chǔ)設(shè)施等等)的要求,在自動(dòng)駕駛和傳感器共享的要求,時(shí)延不能高于3毫秒,傳感器共享要求帶寬1GB。
我們可以看到在4G的時(shí)代,LTE的時(shí)延可能要到100毫秒,如果我們加上邊緣計(jì)算,可以減到10毫秒,但是仍然超出了目前自動(dòng)駕駛的要求,所以我們需要有5G+邊緣計(jì)算,可以說(shuō)車聯(lián)網(wǎng)需要5G,只有5G才能支持這個(gè)要求。相對(duì)于其他的模式,5G也是比較接近車聯(lián)網(wǎng)需要的。
同時(shí),5G跟4G比,在多項(xiàng)性能上都有1-2個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。比如說(shuō)移動(dòng)性現(xiàn)在能支持500公里時(shí)速的高鐵,無(wú)線接口延時(shí)減少到1毫秒,連接密度提升10倍,一平方公里有100萬(wàn)個(gè)連接,能效和密度各提高100倍。
5G要滿足車聯(lián)網(wǎng)需求仍有很大挑戰(zhàn)
5G雖然考慮了車聯(lián)網(wǎng),但是準(zhǔn)確地來(lái)說(shuō),它首先還是為了公眾通信而設(shè)計(jì)的。
公眾通信是面向廣大的客戶,地域很寬,而城市里頭車聯(lián)網(wǎng)距離很短,包括前后的車輛也就幾十米的距離,所以距離是比較短的;公眾通信80%的情況下面是在房間里頭的,處于非移動(dòng)狀態(tài),車聯(lián)網(wǎng)80%的情況是行駛的準(zhǔn)備,所以對(duì)移動(dòng)性管理是要求高的;公眾通信只有在使用的時(shí)候才占用信道,但是車聯(lián)網(wǎng)基本上是永遠(yuǎn)在線的。
因此,5G要滿足車聯(lián)網(wǎng)的要求,還是有很大的挑戰(zhàn)。
比如說(shuō)傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)是無(wú)連接的,一個(gè)信件可以拆成很多個(gè)IP包,我們的路由器既有節(jié)點(diǎn)控制功能,也有傳送轉(zhuǎn)發(fā)功能。過(guò)去收的一個(gè)IP包打開(kāi)看一下地址,找到最近的路由器做轉(zhuǎn)發(fā),這實(shí)際上是不考慮全網(wǎng)優(yōu)化的。
現(xiàn)在我們希望把節(jié)點(diǎn)控制功能抽出來(lái),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作。同時(shí)把應(yīng)用功能抽出來(lái),然后收集全網(wǎng)的大數(shù)據(jù),包括業(yè)務(wù)流量的數(shù)據(jù)以及車流的數(shù)據(jù),還有網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)。在源端就定義了端到端的這條路由,這就是叫面向連接。
如果把它用在車聯(lián)網(wǎng)上,實(shí)際上所有的車都要有單獨(dú)給它計(jì)算一個(gè)路由,這個(gè)計(jì)算量還是很大的。另外怎么能夠滿足低延時(shí)的要求?而且傳統(tǒng)的通信網(wǎng)計(jì)算,是在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商中心來(lái)做的,而車聯(lián)網(wǎng)不能夠把它放到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)中心,因?yàn)橐粋€(gè)城市是一個(gè)城市。同時(shí),所有的車都要端到端的指定路由,這實(shí)際上是要求比較高的,所以這些都是挑戰(zhàn)。
其次,不同情況對(duì)于5G的要求也是不同的,例如大客車給它指定通道,小車給它指定通道,甚至摩托車給它指定通道,你要高可靠就給你高可靠,你要低延時(shí)就給你低延時(shí),但是實(shí)際上能做到這么精準(zhǔn)、這么細(xì)致也是有難題的。
此外,馬路上有一些車具有支持網(wǎng)絡(luò)切片的能力,而有些原來(lái)的車則不具有這個(gè)能力。所有車混在一起,沒(méi)有切片能力的怎么辦?就像自動(dòng)駕駛的車上路了,你可以做到不撞別人,但是不等于別人的車不撞你,所以有一個(gè)管理上的挑戰(zhàn)。
實(shí)際應(yīng)用中仍困難重重
面對(duì)種種挑戰(zhàn),車聯(lián)網(wǎng)能完全上到運(yùn)營(yíng)商的5G網(wǎng)絡(luò)嗎?
為了能更好的連接,我們城市里頭可能要建設(shè)一個(gè)支持車聯(lián)網(wǎng)的5G的專網(wǎng),它可以有單獨(dú)的時(shí)隙配置,而不跟公眾網(wǎng)上的時(shí)隙配置沖突,這就需要專用頻率。
歐洲對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)測(cè)算了,預(yù)留了76兆,德國(guó)分配100兆。目前分給車聯(lián)網(wǎng)的頻率是5.8G,帶寬不高于75兆,真正給V2V用的只有25兆。所以如果每一輛車都要有專用的廣播頻率的話,頻率就不夠了,這對(duì)車聯(lián)網(wǎng)來(lái)講也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
同時(shí)建設(shè)一個(gè)專用的城市車聯(lián)網(wǎng)的5G專網(wǎng)也有成本的挑戰(zhàn)。
而且,盡管5G的空口時(shí)延很短,但是如果存在地面,再經(jīng)過(guò)一些處理,那時(shí)延還是比較大的。所以我們需要把云的能力,部分計(jì)算能力下沉,成為邊緣云,邊緣云負(fù)責(zé)處理一些時(shí)延敏感的數(shù)據(jù),過(guò)濾掉一些數(shù)據(jù)送到中心云,中心云搜集多個(gè)邊緣云的數(shù)據(jù)優(yōu)化模型再下發(fā)。所以我們說(shuō)為了適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)的需要,需要大量使用邊緣計(jì)算,將存儲(chǔ)內(nèi)容分發(fā)下沉到邊緣云來(lái)處理。
而在車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下,如果邊緣計(jì)算下沉到路邊單元,顆粒度很小,時(shí)延很低,但是太多了就碎片化。如果放到移動(dòng)通信的RSU,邊緣計(jì)算就要管理很多個(gè)路邊RSU,所以這里面也有一個(gè)成本問(wèn)題。
還有,車聯(lián)網(wǎng)不會(huì)固定接入到一個(gè)邊緣計(jì)算,邊緣計(jì)算如果在基站,這個(gè)車一會(huì)兒開(kāi)到另一個(gè)基站,也就意味著這種計(jì)算存儲(chǔ)要轉(zhuǎn)換到另一個(gè)基站上,這種基站到底是邊緣計(jì)算與邊緣計(jì)算之間溝通,還是上到中心云再來(lái)溝通?
最后,車聯(lián)網(wǎng)要有大量的終端,本身也有安全問(wèn)題,所以需要有安全協(xié)議。但是安全協(xié)議不能太復(fù)雜,否則不但增加能耗,還加大時(shí)延。這么多車聯(lián)網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生DDOS攻擊,都被木馬攻陷了,100萬(wàn)個(gè)傳感器共同訪問(wèn)路邊的車聯(lián)網(wǎng)設(shè)施,也會(huì)把路邊的車聯(lián)網(wǎng)設(shè)施搞癱瘓了。
所以,整個(gè)5G來(lái)講,雖然說(shuō)它相對(duì)于其他移動(dòng)通信系統(tǒng)更靠攏車聯(lián)網(wǎng)的需要,但是實(shí)際上車聯(lián)網(wǎng)的一些特點(diǎn),不是5G所面對(duì)公眾通信的特點(diǎn),它是不一樣的,而且有很多新的需求,現(xiàn)有的5G技術(shù)未必能適應(yīng)。
我的看法是:5G的車聯(lián)網(wǎng),想說(shuō)愛(ài)你也不容易,汽車永遠(yuǎn)在路上,5G的車聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新也永遠(yuǎn)在路上!
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:王蕊
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