近日,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車5905-5925MHz)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規(guī)定(暫行)》,規(guī)劃了V2X無線電專用頻率。
無線電頻率是智能網(wǎng)聯(lián)汽車的關(guān)鍵資源。近日,為支持我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車5905-5925MHz)直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規(guī)定(暫行)》,規(guī)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(dòng)通信技術(shù))演進(jìn)形成的V2X(車與車、車與人、車與路之間的直連通信)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的直連通信技術(shù),同時(shí),對相關(guān)頻率、臺(tái)站、設(shè)備、干擾協(xié)調(diào)的管理作出了規(guī)定。
此次發(fā)布的管理規(guī)定,充分考慮國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)條件、標(biāo)準(zhǔn)制定、頻率使用的現(xiàn)狀和發(fā)展需要,廣泛征求了各行業(yè)、各部門的意見,并公開向社會(huì)征求意見,還召開了由管理部門、行業(yè)協(xié)會(huì)、研究機(jī)構(gòu)、電信運(yùn)營企業(yè)、車輛制造企業(yè)、高校代表參加的專家咨詢論證會(huì)。
主要內(nèi)容有:一是規(guī)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(wǎng)聯(lián)汽車直連通信中長期需求;二是為支持國家經(jīng)濟(jì)特區(qū)、新區(qū)、自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)發(fā)展智能交通,在頻率資源集中統(tǒng)一管理前提下,鼓勵(lì)地方先行先試,允許具備條件的地方無線電管理機(jī)構(gòu)實(shí)施頻率使用許可;三是簡化行政審批手續(xù),方便用戶,僅路邊設(shè)施無線電設(shè)備需取得頻率使用許可和無線電臺(tái)執(zhí)照,對車載和便攜無線電設(shè)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(hù)和協(xié)調(diào)原則,既保護(hù)了現(xiàn)有合法無線電業(yè)務(wù)和臺(tái)站,又保障了智能網(wǎng)聯(lián)汽車頻率使用安全。
中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)對搭載V2X功能汽車的定義是:搭載先進(jìn)的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝臵,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)車與X(人、車、路、后臺(tái)等)智能信息的交換共享,具備復(fù)雜的環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制和執(zhí)行等功能,可實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)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(tǒng)智能汽車依賴于車載傳感系統(tǒng)和信息終端,V2X更強(qiáng)調(diào)“融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”的概念。在傳統(tǒng)智能汽車信息交換共享和環(huán)境感知的功能之外,V2X還強(qiáng)調(diào)了“智能決策”、“協(xié)同控制和執(zhí)行”功能,以強(qiáng)大的后臺(tái)數(shù)據(jù)分析、決策、調(diào)度服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ),最終承載于運(yùn)營商提供的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
全球加大V2X研發(fā)投入,爭取未來汽車產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)
美國、歐洲和日本在V2X車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究處于領(lǐng)先地位,均已定義了車-車、車-路通信的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),逐步開始在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行測試。
美國:頒布了以IEEE802.11p作為底層通信協(xié)議和IEEE1609系列規(guī)范作為高層通信協(xié)議的V2X車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)(WAVE系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)),聯(lián)邦通信委員會(huì)(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(dòng)環(huán)境中數(shù)據(jù)的可靠低時(shí)延傳輸問題、IEEE1609系列規(guī)范對V2X通信的系統(tǒng)架構(gòu)、資源管理、安全機(jī)制等進(jìn)行闡釋。
歐洲:V2X車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定主要由ETSI(European telecommunication standardsinstitute,歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)化組織)負(fù)責(zé)。ETSI成立了TC ITS任務(wù)組在應(yīng)用、架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、接入技術(shù)及通信安全等方面對V2X車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)地進(jìn)行了研究,低層協(xié)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(qiáng)處理機(jī)制。
日本:很早就開始了車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)研究和應(yīng)用,其車輛信息與通信系統(tǒng)(VICS)被認(rèn)為是世界上最成功的道路交通信息提供系統(tǒng),2003年已進(jìn)行全國推廣,可以提供交通擁堵、交通事故、施工地點(diǎn)、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(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國發(fā)展相對較晚。2007年,通用汽車公司與上汽集團(tuán)共同推出了安吉星(Onstar)服務(wù),為車聯(lián)網(wǎng)在中國的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ),該服務(wù)旨在為車輛提供車輛定位、緊急求助等服務(wù)。到了2009年,也就是所謂的車聯(lián)網(wǎng)元年,各大企業(yè)紛紛推出車載信息(Telematics)服務(wù)系統(tǒng),使得車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國取得飛速的發(fā)展,在科技革新的推動(dòng)下,中國正式進(jìn)入了車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。2010年10月,中國國際物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)在無錫舉辦,與此同時(shí),車聯(lián)網(wǎng)中的智能車、路協(xié)同等關(guān)鍵技術(shù)被列入國家863計(jì)劃。2011年3月,大唐電信與啟明信息技術(shù)股份有限公司為了研究下一代通信服務(wù)與汽車電子產(chǎn)品的融合共同建立了實(shí)驗(yàn)室,標(biāo)志著車聯(lián)網(wǎng)正式進(jìn)入應(yīng)用階段。2011年至今,隨著《道路運(yùn)輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)車載終端技術(shù)要求》、《關(guān)于加強(qiáng)道路交通安全工作的意見》、《關(guān)于加快推進(jìn)“重點(diǎn)運(yùn)輸過程監(jiān)控管理服務(wù)示范系統(tǒng)工程”實(shí)施工作的通知》、《道路運(yùn)輸車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理辦法》等政策的出臺(tái),規(guī)范了車輛的監(jiān)控管理,為車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)I造了良好的政策環(huán)境,同時(shí)促進(jìn)了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國飛速的發(fā)展。2015年8月,3GPP正式將V2X列入討論,同時(shí)通過TR36.885技術(shù)報(bào)告不斷對V2X技術(shù)進(jìn)行完善。
先行者與挑戰(zhàn)者的抉擇
車用環(huán)境無線存取(WAVE)、專用短程通訊(DSRC)是IEEE 802.11p與IEEE 1609系列標(biāo)準(zhǔn)所構(gòu)成的技術(shù),采用5.9GHz頻段,并具備低傳輸延遲特性,以提供車用環(huán)境中短距離通訊服務(wù)。提供用車人的安全、便捷與舒適是WAVE、DSRC技術(shù)應(yīng)用的最終目的。
DSRC是連結(jié)車輛與車輛(V2V)、車輛與路側(cè)裝臵(V2R)間的通用射頻(RF)通訊技術(shù),在車用環(huán)境中提供公共安全和中短距離通訊服務(wù)。各個(gè)國家分配的DSRC使用頻段各不相同,美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)(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(guī)劃,以10MHz頻寬為單位,將75MHz頻寬劃分成七個(gè)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(gè)頻道為服務(wù)頻道(SCH),其包含兩個(gè)公共安全專用服務(wù)頻道(頻道172為車輛與車輛間公共安全專用服務(wù)頻道,頻道184為交叉路口公共安全專用服務(wù)頻道)、兩個(gè)中距離公共安全、私用共享服務(wù)頻道(頻道174與176),以及兩個(gè)短距離公共安全/私用共享服務(wù)頻道(頻道180與182)。 美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)于2002年批準(zhǔn)采納以5.9GHz為規(guī)格制定頻段的DSRC標(biāo)準(zhǔn)E2213-02,2003年新版標(biāo)準(zhǔn)E2213-03成為北美地區(qū)DSRC標(biāo)準(zhǔn)。此外,ASTM亦將該標(biāo)準(zhǔn)推往電機(jī)電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)以促成IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)的誕生。
WAVE/DSRC所表示的即是IEEE 802.11p與IEEE 1609系列標(biāo)準(zhǔn)所構(gòu)成的DSRC技術(shù),與其他DSRC技術(shù)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(huán)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(fā)生,車輛間的通信時(shí)延顯得尤為重要。
車用環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)延遲的要求極高。上表列舉出許多高優(yōu)先權(quán)安全性應(yīng)用與不停車收費(fèi)(Free-Flow Tolling)應(yīng)用的通訊范圍與延遲時(shí)間需求,大部分應(yīng)用所要求的延遲時(shí)間低于0.1秒,而碰撞前感測(Pre-Crash Sensing)應(yīng)用則更進(jìn)一步要求其低于0.02秒。相較于現(xiàn)有的藍(lán)牙(Bluetooth)、無線局域網(wǎng)路(WLAN)、蜂巢式通訊系統(tǒng)(Cellular System)、無線都會(huì)網(wǎng)路(WMAN)、衛(wèi)星通訊(Satellite)等無線通訊技術(shù),WAVE /DSRC的0.0002秒低傳輸延遲特性不但符合上述行車環(huán)境安全性應(yīng)用的需求,更被視為車間通訊的最佳無線傳輸技術(shù)。
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步,車聯(lián)網(wǎng)的更高可靠性、更低時(shí)延需求在4.5G/5G網(wǎng)絡(luò)有望實(shí)現(xiàn),同時(shí)解決DSRC技術(shù)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(shù)優(yōu)勢包括以下幾點(diǎn): 1、部署相對容易,共用蜂窩網(wǎng)絡(luò),不需要部署全新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備; 2、頻譜帶寬分配靈活,可根據(jù)實(shí)際情況增減; 3、傳輸更可靠,集中式資源分配協(xié)調(diào)技術(shù),降低競爭沖突數(shù)據(jù)包丟失概率; 4、覆蓋廣,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營及盈利模式清晰; 5、3GPP持續(xù)演進(jìn),可支持未來ITS業(yè)務(wù)需求。
然而,LTE-V的缺點(diǎn)也同樣突出:標(biāo)準(zhǔn)尚在制定過程中,技術(shù)成熟度較低,面向車車主動(dòng)安全與智能駕駛的服務(wù)性能還需要充分的測試驗(yàn)證。5G標(biāo)準(zhǔn)在LTE-V的基礎(chǔ)上,為滿足未來自動(dòng)駕駛的需求,性能指標(biāo)包括以下幾點(diǎn): 1、低時(shí)延:時(shí)延1ms,支持自動(dòng)駕駛的各類信息實(shí)時(shí)交互。 2、高容量:單設(shè)備支持10個(gè)以上連接,每連接下行可達(dá)100M b i t/s,支持自動(dòng)駕駛所需高清地圖實(shí)時(shí)下載,支持HDV視頻信息傳輸。 3、海量連接:在多車道、復(fù)雜交通/擁堵場景下支持更多用戶數(shù),連接數(shù)超過10000。 4、高可靠性:滿足自動(dòng)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(dòng)性:支持絕對速度200km/h,相對速度400km/h,在高多普勒效應(yīng)下保持網(wǎng)絡(luò)靈活和穩(wěn)健。
2015年工業(yè)和信息化部發(fā)布國內(nèi)首個(gè)“智能網(wǎng)聯(lián)汽車試點(diǎn)示范區(qū)”項(xiàng)目,由上海國際汽車城承擔(dān),在上海安亭鎮(zhèn)建設(shè)世界上最大的智能網(wǎng)聯(lián)汽車研發(fā)和試驗(yàn)基地。其中基于LTE的V2X試驗(yàn)將在2016年下半年正式啟動(dòng)。之后工業(yè)和信息化部又先后推動(dòng)在杭州、北京、重慶成立“智能汽車與智慧交通產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范區(qū)”,基于LTE-V/5G的通信環(huán)境建設(shè),支撐開展智能駕駛、智慧交通相關(guān)示范應(yīng)用。目前國內(nèi)通信設(shè)備廠商已有基于LTE-V架構(gòu)的原型樣機(jī),可進(jìn)行車路協(xié)同實(shí)景演示。
工信部該文件的發(fā)布對于促進(jìn)我國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)品研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定及產(chǎn)業(yè)鏈成熟將起到重要先導(dǎo)作用使用。 為廣大企業(yè)更加堅(jiān)定的發(fā)展基于LTE(第四代移動(dòng)通信技術(shù))演進(jìn)形成的V2X(車與車、車與人、車與路之間的直連通信)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的直連通信技術(shù)提供了信心。
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原文標(biāo)題:最新!工信部發(fā)布車聯(lián)網(wǎng)無限電專用頻率,助力智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展
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