车联网对5G网络的演进需求,盘点过去一年5G在垂

当前,网络信息技术成为全球科技竞争的制高点,而5G又是制高点上的必争之地,世界各国竞相超前部署、加快发展。从技术概念到全球最大的5G试验网,我国信息通信业以创新驱动5G发展,取得了令人瞩目的阶段性成果。

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不论时间长短,机械的汽车时代终将成为过去,智能的车联网时代终将到来。

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为积极推动和促进5G与各行业融合创新,大唐在物联网和车联网领域进行重点布局,联手合作伙伴打造包涵终端、网络、平台、应用等方面的完整生态链。近日大唐移动携手中国电信、百度在第三届新一代互联网基础设施论坛上发布无人驾驶车联网行动计划,聚焦无人驾驶车联网的场景化需求,成立百度和大唐联合创新工作组,开展基于边缘计算和车联网结合的无人驾驶技术创新合作。

2019年4月我国5G牌照终于正式发放。车联网将结合5G实现技术的觉醒。其实自2015年起,国内车联网投融资规模呈强势上升趋势,与此同时,投资案例数量增长缓慢,呈现单笔投融资金额渐高的特点。按车联网细分标签统计,汽车后市场和汽车整车领域备受资本青睐。预计5G正式商用后,汽车应用及平台与大数据领域融资规模将大幅提升。

5G牌照的发放,加速了5G商用的步伐。而车联网作为5G产业中最成熟和清晰的应用场景之一,成为备受关注的典型,无论其能否成为5G的“杀手级应用”,各大电信运营商、互联网巨头、以华为、中兴、高通为代表的通信厂商等,都早已在车联网领域抢滩布局。

2019年被称为5G元年。之前的两年中,运营商、设备商、垂直领域企业、相关政府部门和标准化组织,都在早已积极进行准备:2017年11月,华为Wireless X Labs无线应用场景实验室发布《5G时代十大应用场景白皮书》,公布与5G技术强相关、最具商业潜力的十大场景;2018年6月,南方电网公司与中国移动、华为联合发布《5G助力智能电网应用白皮书》,介绍五大类5G智能电网典型应用场景;2018年9月,中国联通携手德勤中国共同发布《5G重塑行业应用白皮书》,从技术成熟度、商业场景、风险投资等多角度探索如何加快基于5G的创新行业应用……

一、5G车联网的关键业务需求

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那么,在刚刚过去的5G真正迈向实用的一年中,各重点垂直领域应用进展如何,呈现出何种特点?方象知产研究院就此进行梳理和盘点。

车联网的主体是车,车联网的终极目标通过智能化与网联化两条技术路径相融合实现控制和信息的协同,使车辆在自身智能传感器直接探测的基础上,通过与外部节点的信息交互,实现更加全面的环境感知,从而更好地支持车辆决策和控制,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车——智能网联汽车。

随着5G技术逐步开始应用,各种关键技术将围绕车联网智能化和网联化形成融合, 5G超低时延的优势将提升车联网数据采集的及时性,保障车与人、车 与车、车与路实时信息互通,消除无人驾驶安全风险,推动车联网服务生态逐步升级,直至实现完全无人驾驶。5G将解决车联网行业数据传输的速度和 容量问题,提升车载导航的精确度,为车载系统的渗透与普及带来新的契机。

那么,究竟5G对车联网会起到多大的作用?目前车联网进展如何?我们且一一来看。

一、自动驾驶及车联网领域

LTE-V2X就是提供车辆的网联化通信技术,包括蜂窝通信和直接通信两种方式。其中蜂窝通信借助现有的LTE蜂窝网络,支持高带宽、广覆盖、长距离的通信连接,提供地图下载等信息类业务。PC5模式通过终端间的直接通信,实现车辆与周边车辆和路侧基础设施的低时延、高可靠通信,满足碰撞预警、紧急避让等辅助行车安全性应用要求。

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5G按下车联网“加速键”

智能网联汽车、自动驾驶、编队行驶等技术的发展和实现,需要安全、可靠、低延迟和高带宽的信息传输,提供高阶道路感知和精确导航服务。这些需求,只有5G可以同时满足。过去的一年中,该领域发展态势和特点如下:

5G时代,车联网从辅助驾驶向自动驾驶发展。PC5直通模式由于近距离分布式的通信已经不能满足自动驾驶控制的要求,需要将车、路、人、网的信息综合分析决策后给车发控制指令,这些信息需要通过蜂窝网进行即时分发传递。当自动驾驶成为现实后,车的控制者驾驶员就得以解放变为乘客,车上乘客可以在高速公路上进行视频商务会议、联网游戏等大带宽、高流量应用。因此5G的车联网的业务发展需要蜂窝网既能支持低时延高可靠的控制决策指令下发,又能支持大带宽高流量的业务信息传递。

相比4G网络,基于5G接近 实时的高清视频传输,能为车辆添加人类一样的双眼, 实现100%安全性。5G下的边缘计算将云计算下沉到“端”计算,对于未来 靠近车的本地端可实现数据 处理、加密和决策,并提供 高效的通讯。

在汽车诞生之初,发动机主导着汽车工业发展,如今,在万物智联的信息科技新时代,5G将从智能车载电子系统、智能交互应用等方面重新定义未来智能汽车,作为汽车网联化基础的车联网也迎来新的发展拐点。

巨头跨界联合,形成研发与试验合力

二、当前网络面临的问题

多场景应用推动多产业发展

5G将为车联网带来什么?5G网络所拥有的高可靠、高带宽、低延时等特性,将补齐车联网、自动驾驶在通信网络层的技术缺口。

在自动驾驶快速发展的过程中,汽车制造厂商、通信运营商、通信设备商不再各自为战,或成立联合研发中心,或执行联合研发与试验项目,共同破解重点技术难题、探索运营模式、积极推进智能网联汽车应用。

当前4G网络架构如下图所示:

远程驾驶

通过一组数据对比来看:自动驾驶汽车以每小时60公里的速度行驶,如果时延是60毫秒,车的制动距离大概在1米;如果是10毫秒的时延,车的制动距离是17厘米;如果降低到5G的理论时延1毫秒,制动距离缩短到只有17毫米。

● 2018年9月,中国联通携手华为、百度联合展示了基于5G网络的自动驾驶和远程驾驶业务:依托5G网络的大带宽、低时延和高可靠的通信能力,实现智能驾驶平台与车辆之间控制信息和高清监控视频的数据传输,完成了国内第一次基于5G核心网的端到端5G网络实现远程驾驶和自动驾驶模式的按需切换。

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5G远程自动控制系统实现用户远程对车辆的操作及控制;车辆和远程驾驶员之间通过5G网络进行信号传输及人机交互,车辆控制系统通过本地的摄像头及车辆总线数据,实时反馈车辆的运行周边环境状态及车辆自身状态;接收远程用户的控制命令及对车辆的操作命令,对车辆进行控制;当车辆运行环境存在安全隐患或者数据传输中断时,车内安全员会主动人工接管车辆,保证控制车辆安全运行。

5G的特性,提升了车辆对环境的感知、决策、执行能力,给车联网、自动驾驶应用,尤其是涉及车辆安全控制类的应用带来很好的基础条件。可见5G对于车联网的作用巨大,是必不可少的一环,毫不夸张的说,5G按下了车联网的“加速键”。

● 2018年11月28日,大唐网络联手大唐移动、厦门金龙汽车集团公司落地首个5G智能网联汽车运营项目,首辆“5G公交”在厦门集美区“BRT正式运营环境”测试成功。

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日前,欧盟各成员国拒绝了欧盟委员会提出的基于WiFi连接技术打造的车联网技术标准,而这一决定也预示着5G技术的胜利,这也从侧面说明了5G对于车联网的关键性和重要性。

● 2019年1月15日, 长安、华为在长安汽车总部举行“长安-华为联合创新中心”揭牌仪式,这意味着双方在智能化领域L4级自动驾驶、5G车联网、C-V2X等10余项前沿技术的合作就此展开。此外,双方还将共同打造智能电动汽车平台。

车队行驶

对此,多位业内人士也发表了看法,他们认为,5G将会从多方面促进车联网发展,与此同时,车联网、自动驾驶等应用场景真正落地,还有赖于政策支持、基础设施建设等多方面协同。

● 2019年1月29日,长城汽车股份有限公司与中国移动通信集团河北有限公司在石家庄签订战略合作协议:未来5年,双方将重点在大数据应用、云计算、物联网、企业信息化等领域深入推进合作,前瞻性探讨并推进5G在汽车制造、智能交通等领域的探索和应用。

编队行驶对于运输公司具有较大商业价值。通过改造现有货车或购买新车以支持编队行驶功能,并向运营商 / 车联网平台商购买平台服务,运输公司可提升货物运输的安全性,大幅降低车辆的油耗;随着 5G 网络的成熟,自动驾驶产业的发展,在编队行驶的车队中,只需要在第一辆车安排司机,后面车辆保持跟随状态,这将有效提升司机人均货运能力。同时远程驾驶监控中心可由电信运营商、车辆企业或第三方来负责建设和运营,利用 5G 网络的低时延高可靠特性,为广大人群提供汽车增值服务。

各行业巨头争相抢滩布局

多地建“5G”试验场,促进自动驾驶项目落地

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作为5G最重要的应用场景之一,车联网将迎来万亿规模市场,成为各行业巨头眼里的香馍馍。三大运营商、百度、阿里、华为、中兴等纷纷入局,试图抢占市场。

各种实验场景测试,是智能网联汽车走向实用的试金石。多个基于5G的试验场或实验平台先后成立,促进智能网联汽车落地应用。

全自动驾驶/半自动驾驶

先从国内三大运营商来说,早已在十年前布局车联网业务,意图在车联网的行业发展占据主导,并于2018年纷纷将汽车业务独立,成立车联网或物联网子公司,开展车联网业务和汽车领域合作。

● 2018年9月19日,北京市房山区政府与中国移动在北京高端制造业基地联合成立的5G自动驾驶示范区正式对外开放。示范区提供5G智能化汽车试验场环境,为自动驾驶汽车研发、生产企业提供模拟测试、封闭道路测试、开放道路测试下的近千种场景测试,目前已聚集长安汽车、驭势科技等一批优质高精尖项目入驻。

5G的优势包括低延迟、高速移动、高数据传输速度、高容量等,据了解到2020 年,无人驾驶汽车每秒将消耗至少0.75GB 的数据流量。庞大的数据量需要超高速率、超低时延的传输,当前的通信系统不能满足处理其中所需的超高带宽和高可靠性要求,这恰恰是 5G 大显身手的地方。

2018年,中国移动整合成立车联网公司——中移智行网络科技有限公司(以下简称“中移智行”)。2019年4月,中国联通旗下车联网子公司联通智网科技有限公司引入9家战略投资者,其中包含一汽、东风汽车、广汽等多家传统车企。中国电信方面,已形成全系列新型蜂窝物联网,拥有构建完善的物联网开放平台能力,针对车联网,从智能的通信管道、物云融合能力、内容和应用能力三方面形成三位一体的车联网构架平台,同时连接全球管理平台,从而助力车联网服务创新。

● 2018年11月20日,天津联通联合中国汽车技术研究中心、华为共同打造的5G+V2X融合网络无人驾驶示范区启动,旨在打造国内车辆最高速、测试最全面的智能网联无人驾驶示范区。示范区依托5G大带宽、低时延、高可靠的通信能力,结合V2X短距传输、高安全特性,通过车与万物互联、全量信息上云台、云台指令/地图实时下发的方式,实现车辆在5G网络下的L4级别无人驾驶业务应用。

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与此同时,华为等通信设备商加快对车联网领域的渗透。华为不造汽车,却立志“车联网要做到世界第一”,发挥其在通信领域的传统优势,聚焦车载通信模块领域。今年5月华为正式升级其汽车业务,成立智能汽车解决方案BU,位列一级部门。

● 2019年1月16日,重庆正式启动5G自动驾驶应用示范公共服务平台,年内将实现基于5G的自动驾驶落地示范应用。这一平台通过5G网络建设支撑自动驾驶业务应用,开展5G试点,利用C-V2X车路协同技术、等支撑包括5G视频直播和基于5G的车辆远程控制等六大场景应用。

所以5G对自动驾驶而言,最大的意义在于通过超强的数据传输特性,将汽车传感器的数据与云端联通,为汽车决策提供更多的智能决策支持,总的来看,5G在自动驾驶领域的应用包括支持车辆动态组成编组行驶、半自动/全自动驾驶下的信息共享、支持远程驾驶车辆、车辆间交换传感器获得的数据、交换实时视频录像等(部分内容来源于网络如有侵权请联系删除)

华为智能汽车的战略规划是,以车联网为出发点,华为从云-管-端展开对汽车行业的战略布局。

重点城市区域试点带动整体发展规划

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尽管智能汽车解决方案BU今年才成立,但实际上在车联网领域一直有它的身影。从2017年开始,华为已经和十家以上的车企达成了生态合作。

北京等城市以区域试点或重点项目为牵引,制定智能网联汽车整体发展规划,在未来5G试点及部署前期实现稳步领先发展。

不同于华为,BAT等互联网巨头入局车联网基本是以软件系统为切入点,定位为互联网汽车提供“整体解决方案”,例如腾讯和百度则分别通过“AI IN CAR车载系统”和“小度车载OS系统”进入汽车领域。进入2019年以来,互联网巨头在车联网领域更是动作频频。

● 北京市制定了《智能网联汽车创新发展行动方案(2019年-2022年)》,2022年将实现 “冬奥会实现智能网联汽车全面应用”,中长期发展目标“建成安全、高效、绿色、文明的智能网联汽车社会”,积极推动北京成为5G车联网重点示范应用城市,2020年在重点区域完成5G车联网建设。

不难看出,车联网行业竞争激烈,但这对于行业并不是坏事,会加速产业进程。

二、高清/VR直播领域

我国车联网仍处于智能辅助阶段

5G支持快速响应式和身临其境的4K/8K体验,端到端延迟一般为10毫秒,对于要求极低延迟的应用场景,端到端延迟可以降低到1毫秒。这些正是高清/VR直播性能提升最直接的影响因素。过去一年中,该领域的发展态势和特点如下:

2018年底,工信部制定了《车联网产业发展行动计划》,《计划》确定了目标,即到2020年,高级别自动驾驶功能的智能网联汽车和5G-V2X逐步实现规模化商业应用。

大带宽低延迟 重点活动实现高质量直播

该《行动计划》还表示,到2020年车联网产业跨行业融合将实现突破,具备高级别自动驾驶功能的智能网联汽车实现特定场景规模应用,“人-车-路-云”实现高度协同,车联网渗透率将达到30%以上。

从2018年10月至今,在多项文娱和体育赛事活动中,5G呈现出强大的信息高速传输能力。

政策以及5G的助力,加上各行业巨头的发力,究竟目前国内车联网发展到底处于何阶段呢?据悉,我国目前已有的车联网技术应用包括安全和节能应用技术、智能救护车应用、客车公共服务平台应用、语音驾驶系统等,其中一部分为自主研发。随着生态系统的完善,车联网还能提供更加多样性的服务。

● 2018年10月28日上午,在杭州国际女子马拉松比赛中,首次实现国内重大体育赛事“5G高清直播”。装载着5G通信设备和高清摄像头的大型无人机与优酷、腾讯平台联动,实现高清直播。

业内普遍观点在于,目前车联网能力只是基于传统网络提供信息和娱乐的服务,芯片也只是传统4G或5G单一模块芯片,未来能力还需进一步加强,这就需要车联网本身的渗透率和行业之间的协同。

● 此外,2018年11月的世界互联网大会、12月的世界游泳锦标赛、2019年春晚、CBA赛事等多个重要活动,均实现5G直播。

业内相关专家表示,综合来看,我国车联网在基础技术、研发水平等方面还显薄弱,目前仍处于驾驶辅助阶段,部分自动驾驶、高度自动驾驶和无人驾驶过渡是后续需要渐次演进的阶段。不过在国家政策以及产业的共同努力下,相信会很快取得质的飞跃。

● 2019年2月27日,2019全国两会新闻中心正式启用,首次提供5G网络全覆盖,可以支持“5G+4K”的高清直播功能。

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