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5G网络中设备到设备式通讯在汽车中的应用

来源:环球科学

来源:美国国家仪器公司

综述

设备到设备通讯(D2D : device-to-device)指可以使用户设备(UE : user equipment)在有或者没有网络设施(如:接入网点、基站)的情况下相互通信的技术。D2D是一项有前景的技术,因为它使低延迟通讯成为可能。但是,谁会使用这种技术,还有,它的实际应用有哪些?在白皮书中,让我们了解D2D技术,还有它如何使第五代无线网络通讯技术(5G)实现从短程无线通讯到车对车通信。

什么是D2D

D2D使设备(如手机、交通工具)之间的通信成为可能。这种技术可以实现新型的,以设备为核心的通讯,不需要与网络设施直接通信。因此,该技术有望解决网络容量问题,让5G能用更快、更可靠的网络链接更多的设备。

D2D应用

专用短距离通讯(DSRC: Dedicated short-range communications)技术常常与802.11p相关联。802.11p是针对汽车行业下一代互联汽车的Wi-Fi标准。在215号的新闻发布会上,大众汽车(Volkswagen)宣布将会从2019年开始将无线局域网(WLANp)作为其欧洲出产的所有汽车的标准配置。这项公告将在行业内产生涟漪效应,促进无事故驾驶技术,最终实现自动驾驶技术。

然而802.11p技术面临的挑战是,它只能用于可以收发该协议的汽车,即使它传递的是事关安全的信息,比如隧道尽头的天气是怎么样的。为了实现完全自动驾驶,通过蜂窝数据通讯十分关键。这个新领域称为C-V2X,“x”可以指代任何设备,比如,另一辆车(V2Vvehicle to vehicle),行人(V2P: vehicle to pedestrians),网络(V2N: vehicle to networks),等等。在白皮书中,C-V2X主要指LTE-V2X

按照3GPP3rd Generation Partnership Project:第三代合作伙伴计划)在20169月发布的初始V2V标准,C-V2X具有现有LTELong Term Evolution,长期演进)网络基础设施的大部分优势。它通过5G技术实现高数据速率、高覆盖率、低延时等优势。基于这些巨大期待,几乎所有的汽车公司都将C-V2X视为下一个为完全自动驾驶铺平道路的“it”技术。

考虑以下情况:

1中,一个LTE基站,eNodeB或者叫eNB,使2个用户设备(UE)相互通信,使用现有技术:与手机通信的电话塔。如果eNBUE2之间的下行链路(DL)中断,则UE1将信息中继到UE2,使得UE2继续收发信息而不丢失信息,如图2所示

在这种情况下的另外一个好处是,如果UE2处在信号覆盖区域边缘,信号接收不良,UE1可以帮助提供更好的信号,这就可以提高蜂窝数据的覆盖率了。

C-V2X的一个主要挑战是:不像早在10年前就标准化的802.11p,它还未被测试和批准。根据AutotalksNXP20179月发布的白皮书,C-V2X标准化的第二步将在201812月推出,包括以下主题:

■ 载波聚合(达到八个PC5载波)

64-QAM

■ 缩短传输时间间隔(Transmission Time Interval, TTI)(<1ms)的增益和可行性

■ 发送分集的增益和可行性

我们将面临什么?

无论D2D通讯的开发是否有网络基础设施,它将以更高的数据传输速率和更低的延迟时间链接更多设备,D2D也因此将成为许多工业领域中解决5G无线网问题的关键技术。然而,其他的技术,比如LIDAR、雷达、摄像头、连接一切的网络、控制智能等等,需要被测试且保证无错误地同步运行直到实现真正的无人驾驶,此概念被国际SAE标为5级,一些人预计将再花上510年达成。

好消息是我们很明显在向正确的方向前进。汽车行业已经实现了一些令人印象深刻的进步,比如说特斯拉(Tesla)在网站已经宣布了备有能进行完全自动驾驶的硬件的汽车。它们将在乘客和司机下车后自动寻找停车位并停下。

家长们在他们16岁的孩子第一次开车时的恐惧马上消失了。然而,随着标准的制定,对开发和原型设计的需求会更多,一些蜂窝社区和汽车行业已经在处理其中的一些问题了。

翻译:王嘉钰

审校:矫骏逸

本文来自:环球科学
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