2020年1月10-12日,中國電動汽車百人會第六屆年度論壇在北京釣魚臺國賓館正式召開。本次論壇以“把握形勢聚焦轉型 引領創新”為主題,繼續秉持“傳遞權威信息、廣泛展開討論、促進溝通合作”的目標,試圖幫助業界人士梳理分析產業形勢,探討及回應產業關切的問題,尋找今后3-5年產業調整的方向及路徑。
在10日上午的自動駕駛論壇上,中國工程院院士鄔賀銓在先進技術與基礎體系板塊,就5G車聯網的挑戰發表了看法。
鄔賀銓認為,5G雖然考慮了車聯網,但準確來說,它首先還是為了公眾通信而設計的,而公眾通信和車聯網是不一樣的。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狀態。而車聯網面向的客戶則距離較短,且絕大多數情況是行駛的準備。
因此即便5G能夠支持車聯網大量的傳感器聯網,但仍然是具有很大的挑戰。
以下為嘉賓精彩實錄,未經本人審閱,有刪改。
我想就5G車聯網的挑戰這個題目跟大家談一下我的一些看法。
車聯網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、停車場的通信),怎么控制信號燈的轉換;4.V2N(汽車到網絡的通信),解決優化交通流量的問題,做好交通的規劃。
自動駕駛L5級別需要5G
我們的汽車車速和剎車的距離,它們是有關系的。假如每小時開到112公里的話,到剎車的時候,差不多要真正剎住需要5秒鐘。
100米以內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。
現在汽車作為自動駕駛,分5個級別,不同級別對傳統時延有不同的要求的,這需要有不同的技術來支撐。就通信技術而言,在4G時代,L1、L2級別的支撐應該是沒問題的,但是如果說真的要到L5級別,就需要5G。我們可以停車為例,應該說這對時延要求不是最嚴格的,但是我們可以算出來,如果停車精度要1米的話,扣除處理的時延10毫秒,制動感應30毫秒,這個時候可以看到V2X的時延只允許5毫秒。
遠程駕駛、自動駕駛要求端到端的時延不超過5毫秒,可靠性要求99.999%。按照移動通信標準化組織3GPP對eV2X(eV2X是增強的v2x通信,包括車到車、車到路、車到基礎設施等等)的要求,在自動駕駛和傳感器共享的要求,時延不能高于3毫秒,傳感器共享要求帶寬1GB。
我們可以看到在4G的時代,LTE的時延可能要到100毫秒,如果我們加上邊緣計算,可以減到10毫秒,但是仍然超出了目前自動駕駛的要求,所以我們需要有5G+邊緣計算,可以說車聯網需要5G,只有5G才能支持這個要求。相對于其他的模式,5G也是比較接近車聯網需要的。
同時,5G跟4G比,在多項性能上都有1-2個數量級的提升。比如說移動性現在能支持500公里時速的高鐵,無線接口延時減少到1毫秒,連接密度提升10倍,一平方公里有100萬個連接,能效和密度各提高100倍。
5G要滿足車聯網需求仍有很大挑戰
5G雖然考慮了車聯網,但是準確地來說,它首先還是為了公眾通信而設計的。
公眾通信是面向廣大的客戶,地域很寬,而城市里頭車聯網距離很短,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,處于非移動狀態,車聯網80%的情況是行駛的準備,所以對移動性管理是要求高的;公眾通信只有在使用的時候才占用信道,但是車聯網基本上是永遠在線的。
因此,5G要滿足車聯網的要求,還是有很大的挑戰。
比如說傳統的互聯網是無連接的,一個信件可以拆成很多個IP包,我們的路由器既有節點控制功能,也有傳送轉發功能。過去收的一個IP包打開看一下地址,找到最近的路由器做轉發,這實際上是不考慮全網優化的。
現在我們希望把節點控制功能抽出來,進行網絡操作。同時把應用功能抽出來,然后收集全網的大數據,包括業務流量的數據以及車流的數據,還有網絡資源的數據。在源端就定義了端到端的這條路由,這就是叫面向連接。
如果把它用在車聯網上,實際上所有的車都要有單獨給它計算一個路由,這個計算量還是很大的。另外怎么能夠滿足低延時的要求?而且傳統的通信網計算,是在網絡運營商中心來做的,而車聯網不能夠把它放到整個網絡運營商的運營中心,因為一個城市是一個城市。同時,所有的車都要端到端的指定路由,這實際上是要求比較高的,所以這些都是挑戰。
其次,不同情況對于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,你要低延時就給你低延時,但是實際上能做到這么精準、這么細致也是有難題的。
此外,馬路上有一些車具有支持網絡切片的能力,而有些原來的車則不具有這個能力。所有車混在一起,沒有切片能力的怎么辦?就像自動駕駛的車上路了,你可以做到不撞別人,但是不等于別人的車不撞你,所以有一個管理上的挑戰。
實際應用中仍困難重重
面對種種挑戰,車聯網能完全上到運營商的5G網絡嗎?
為了能更好的連接,我們城市里頭可能要建設一個支持車聯網的5G的專網,它可以有單獨的時隙配置,而不跟公眾網上的時隙配置沖突,這就需要專用頻率。
歐洲對工業互聯網已經測算了,預留了76兆,德國分配100兆。目前分給車聯網的頻率是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,這對車聯網來講也是一個挑戰。
同時建設一個專用的城市車聯網的5G專網也有成本的挑戰。
而且,盡管5G的空口時延很短,但是如果存在地面,再經過一些處理,那時延還是比較大的。所以我們需要把云的能力,部分計算能力下沉,成為邊緣云,邊緣云負責處理一些時延敏感的數據,過濾掉一些數據送到中心云,中心云搜集多個邊緣云的數據優化模型再下發。所以我們說為了適應車聯網的需要,需要大量使用邊緣計算,將存儲內容分發下沉到邊緣云來處理。
而在車聯網場景下,如果邊緣計算下沉到路邊單元,顆粒度很小,時延很低,但是太多了就碎片化。如果放到移動通信的RSU,邊緣計算就要管理很多個路邊RSU,所以這里面也有一個成本問題。
還有,車聯網不會固定接入到一個邊緣計算,邊緣計算如果在基站,這個車一會兒開到另一個基站,也就意味著這種計算存儲要轉換到另一個基站上,這種基站到底是邊緣計算與邊緣計算之間溝通,還是上到中心云再來溝通?
最后,車聯網要有大量的終端,本身也有安全問題,所以需要有安全協議。但是安全協議不能太復雜,否則不但增加能耗,還加大時延。這么多車聯網會產生DDOS攻擊,都被木馬攻陷了,100萬個傳感器共同訪問路邊的車聯網設施,也會把路邊的車聯網設施搞癱瘓了。
所以,整個5G來講,雖然說它相對于其他移動通信系統更靠攏車聯網的需要,但是實際上車聯網的一些特點,不是5G所面對公眾通信的特點,它是不一樣的,而且有很多新的需求,現有的5G技術未必能適應。
我的看法是:5G的車聯網,想說愛你也不容易,汽車永遠在路上,5G的車聯網創新也永遠在路上!
來源:第一電動網