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A era 5G chegou, o passo em direção ao comercial também está se acelerando gradualmente.
2019 é considerado o primeiro ano do 5G global, o desenvolvimento do 5G na China também entrou na fase sprint. Como uma nova geração de tecnologia de comunicações móveis, o 5G se tornará uma arquitetura de conectividade unificada para apoiar a inovação futura, dando um novo impulso ao crescimento econômico.
Com a chegada do 5G comercial, espera-se que essa inovação traga um novo olhar para muitos campos tradicionais. Por exemplo, para a indústria automobilística de 100 anos, isso significaria mais aceleração e avanços na tecnologia de direção automotiva e rede, e ainda mais espaço imaginativo para a indústria como um todo.
5G interconectando com carros: mudando a direção do investimento industrial
Primeiro, vamos dar uma olhada no conceito da "Internet dos carros", também conhecida como V2X (Veículo para tudo), que é a Internet dos carros e tudo, incluindo carros e carros (V2V), carros e infraestrutura (V2I). Comunicação entre carros e pedestres (V2P) e redes (V2N). A rede de carros é como um grupo Hatcheck que inclui instalações à beira da estrada, como carros, semáforos, pedestres e nuvens. Cada participante do grupo pode compartilhar suas próprias informações com outros participantes instantaneamente. Perceber a identificação da posição e intenção de condução de cada um e comunicar-se entre si, como a lâmpada de sinal. Informações, etc., para auxiliar no grupo de veículos a percepção viária, apoiar a automação veicular. A tecnologia V2X tradicional foi desenvolvida há muito tempo. Como uma tecnologia derivada inicial da tecnologia 802.11a, nasceu nos primeiros anos do século 21 ~ (st). No entanto, a tecnologia V2X tradicional tem limitações óbvias. Os pontos principais são os seguintes:
PrimeiroFalta-lhe um roteiro de longo prazo para a evolução da tecnologia sem fios. Com a crescente interconexão entre veículos, a indústria automotiva abraçou a tecnologia 4GLTE e avançou em direção ao futuro do 5G. A tecnologia tradicional foi separada da visão de futuro e da direção de desenvolvimento da indústria automotiva.
Em segundo lugarFalta de ímpeto para investir na tecnologia V2X tradicional. Para as montadoras, investimentos pontuais não são rentáveis e a tecnologia tradicional será insustentável ao longo do tempo; No que diz respeito às infraestruturas rodoviárias, as tecnologias V2X tradicionais não podem produzir sinergias com outras tecnologias sem fios amplamente implantadas e inovadoras, tornando difícil para o sector dos transportes sem dinheiro a todos os níveis investir e actualizar as infraestruturas.
ÚltimoA tecnologia V2X tradicional não previa a aceleração da transformação global do 5G de 2019 para 2020, mas devido à aceleração do desenvolvimento global da tecnologia 5G, a direção de investimento dos fabricantes de automóveis e gestores de infraestrutura rodoviária foi alterada. Tendo em vista a deficiência da tecnologia V2X tradicional e aproveitando ao máximo a vantagem de escala industrial da comunicação móvel celular, a 3GPP, a organização global de padronização de comunicação móvel, definiu a tecnologia C-V2X (rede de veículos celulares) na versão padrão R14. Desde o nascimento da tecnologia C-V2X em 2016, a maioria dos participantes da indústria automotiva adotou o C-V2X, uma tecnologia que pode resolver os problemas de segurança e eficiência de forma abrangente. É a melhor tecnologia que é adequada para o desenvolvimento futuro e está em conformidade com o caminho da mudança global.
A implantação sem fio global C-V2X baseada no padrão sem fio 3GPP está em conformidade com a rota de evolução do 5G e aproveitará ao máximo o efeito de escala do nível de terminal e infraestrutura. O C-V2X pode ser integrado ao módulo sem fio de processamento de informações no veículo. Portanto, o problema do custo incremental dos fabricantes de automóveis também foi resolvido. A implantação de infraestrutura rodoviária pode criar sinergias com implantações em escala 5G, economizando gastos significativos em todos os níveis de governo. Em comparação com a tecnologia tradicional, C-V2X também tem a superioridade técnica, pode fornecer mais de 2 vezes o alcance de comunicação e a confiabilidade.
Avanços 5G para piloto automático: baixo atraso, alta confiabilidade, alta velocidade
Atualmente, a tecnologia de direção automática é desenvolvida em alta velocidade na China e nos Estados Unidos. Até o final de 2018, o governo dos EUA mais o estado emitiu uma licença de teste de direção automática para 60 empresas, e os governos locais na China também emitiram uma licença de teste para 24 empresas. Na lista de competitividade da direção automotiva divulgada pela conhecida empresa de pesquisa, a empresa, a empresa na posição de liderança está de forma inteligente e de ciclo único, ou seja, a percepção do veículo sobre o ambiente e a decisão de viajar são feitas através de um sensor montado no veículo e uma unidade de processamento de computação, Isto é na cidade relativamente perfeita da cidade Estradas relativamente simples ou condições de trabalho no cenário da rodovia podem tornar rápido progresso em um curto período de tempo.
No entanto, depender apenas da inteligência da bicicleta terá maiores limitações, por exemplo, há defeitos mais graves nas instalações de tráfego, implantação fora do padrão de estradas ou cenários complexos, como rodovias com fluxos de tráfego relativamente grandes e velocidades mais rápidas, e assim por diante. A inteligência da bicicleta também é difícil de completar a percepção complexa do ambiente rodoviário e a tomada de decisões em tempo real. Mas com o desenvolvimento e aplicação do 5G, essas limitações foram quebradas para carros autônomos. Graças ao desenvolvimento cada vez mais profundo da cadeia da indústria automotiva da China em tecnologia e aplicações 5G, acredita-se amplamente que o piloto automático requer não apenas veículos inteligentes, mas também maneiras inteligentes de combinar uns com os outros no campo da pesquisa do piloto automático. Usando a tecnologia 5G com baixo atraso, com alta confiabilidade, alta velocidade e grande capacidade, a rede de veículos pode não apenas ajudar os veículos a se comunicarem entre si em localização, velocidade, direção de direção e intenção de dirigir, mas também usar instalações de beira de estrada para ajudar os veículos a perceber o ambiente. Por exemplo, os veículos podem não ser capazes de julgar com precisão os semáforos usando suas próprias câmeras, o que pode levar a violações das regras e regulamentos de funcionamento de um sinal vermelho, mas usando a tecnologia V2I de rede de veículos, os semáforos enviam sinais de luz para veículos periféricos de maneira sem fio para garantir que os veículos autônomos saibam exatamente o status dos semáforos.
Outro exemplo é a otimização do tráfego e a advertência de pedestres em cruzamentos. Há frequentes colisões de pedestres / veículos de bicicleta nas estradas hoje, especialmente em veículos de curva à esquerda, onde os motoristas e sensores de veículos muitas vezes são incapazes de observar os pedestres atravessando a estrada por causa da obstrução da visão. Uma solução é monitorar os pedestres no cruzamento, instalando radares e câmeras no cruzamento, caso os pedestres sejam detectados dentro e dentro da travessia e os pedestres estejam na rota do veículo. As instalações de beira de estrada (RSU) podem notificar imediatamente os veículos que estão prestes a virar ou em linha reta antes da situação detectada e evitar a ocorrência do acidente. Nascer.
O 5G e a tecnologia de rede de carros são uma garantia técnica necessária para o piloto automático. É razoável acreditar que a tecnologia 5G desempenhará um papel importante no campo da direção autônoma, escolhendo a rota técnica certa da "Sabedoria do veículo inteligente" e dando pleno jogo às vantagens do 5G no campo do piloto automático.
5G melhora percepção de direção autônoma, tomada de decisão e execução
A condução automática consiste em três níveis: percepção/cognição, tomada de decisão e execução, que podem ser aprimorados pela tecnologia de comunicação móvel 5G.
Primeiro olhe para o nível perceptivo/cognitivo. Percepção/consciência é deixar o carro e o motorista saberem "onde estou, o que está ao meu redor e se estou em perigo". Portanto, a primeira necessidade de posicionamento de alta precisão, para piloto automático, precisa até mesmo de posicionamento de subnível. O posicionamento por satélite tradicional (GNSS) não pode atender à precisão de posicionamento exigida pela automação veicular, por isso é necessário usar a tecnologia de posicionamento diferencial auxiliado por rede e combinar com a tecnologia de inferência de trajetória para melhorar a precisão do posicionamento.
Veja a tecnologia de posicionamento preciso aprimorado por visão (VEPP) da Qualm, por exemplo, que combina vários sensores automotivos, incluindo GNSS (GNSS), câmeras, unidade de medição inercial (IMU) e sensores de roda. Para fornecer um posicionamento global mais preciso do veículo.
Além disso, do ponto de vista da inteligência artificial, as máquinas não podem substituir completamente a tomada de decisão humana, e em alguns cenários complexos ocasionais, é necessária a participação humana na tomada de decisões, ou seja, o "homem em loop". Mas para veículos autônomos, os ocupantes podem não ser capazes de dirigir ou participar da tomada de decisões.
Mas, com a tecnologia 5G, podemos envolver o pessoal do centro de serviços remotos na tomada de decisões. Por exemplo, em alguns cenários especiais, as máquinas não podem dirigir e sair (desânimo), assim como chamamos os centros de resgate hoje quando um carro cai, e os veículos podem usar a rede 5G para ligar para centros de atendimento remotos. Usando o baixo atraso e a grande largura de banda do 5G, as imagens em tempo real e as informações dos sensores do campo são transmitidas aos profissionais do centro de serviços. No cenário de realidade virtual, os profissionais podem controlar o veículo para deixar as complexas condições da estrada remotamente, e as informações de imagem e sensores em tempo real podem ser transmitidas aos profissionais do centro de serviços. Até que o sistema de condução possa assumir o controle do veículo novamente.
Claro, não estamos dizendo que apenas um alto grau de automação como L4/L5 requer a tecnologia 5G. Na verdade, a tecnologia de rede de carros também pode ser de grande ajuda para a automação de baixo nível centrada na condução humana. Por exemplo, as múltiplas técnicas de detecção mencionadas acima podem ser aplicadas ao veículo atual, fornecendo ao motorista assistência à condução (ADAS), como alerta de colisão prévia e frenagem automática de emergência com base na fusão do radar do veículo e da tecnologia V2V.
Há dois problemas a serem resolvidos com urgência quando os carros de aplicação 5G estiverem conectados entre si.
Atualmente, com a forte promoção do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação e do Ministério dos Transportes, a rede de veículos baseada no 3GPP R14 basicamente concluiu os preparativos técnicos de pré-produção, é claro, ainda há alguns problemas políticos e técnicos que precisam ser resolvidos antes do uso comercial em larga escala.
Primeiro, segurança e privacidade da informação. Para o público consumidor, além da comodidade e segurança viária trazidas pela interligação dos automóveis, ele também está mais preocupado com as questões de segurança da informação e privacidade projetadas pela interligação dos carros. A fim de proteger a privacidade do proprietário e melhorar o fator de segurança da rede, o C-V2X projetou o sistema de chaves anônimas, alterou a identificação e a assinatura de informações periodicamente e precisou instalar centenas ou até milhares de certificados no veículo. Devido ao problema da segurança da informação, é urgente elaborar um sistema de gestão e distribuição de certificados, que seja adequado para o nosso país, com a cooperação de muitos departamentos relevantes em nosso país.
Além disso, no aspecto da segurança da informação C-V2X, precisamos usar o algoritmo de criptografia SM2/3 que é desenvolvido por nós mesmos em nosso país. Este algoritmo tem sido amplamente utilizado em bancos e outros sistemas, e tem uma certa base industrial. No entanto, os chips existentes que suportam o algoritmo SM2/3 na China não podem atender aos requisitos de milhares de assinaturas e verificação por segundo exigidos pelo C-V2X em termos de capacidade de processamento. E a maioria das empresas nacionais envolvidas no desenvolvimento de chips de segurança também não tem experiência no desenvolvimento de produtos de nível veicular. Embora os fabricantes estrangeiros de chips tenham obtido o algoritmo SM2/3 do sistema padrão nacional, eles não estão totalmente cientes do processo de autenticação envolvido no algoritmo de segurança nacional e do reconhecimento relacionado. Risco de certificado, portanto, atraso no fornecimento de planejamento de produto para suportar as especificações de segurança C-V2X. Portanto, é necessário promover o projeto e o desenvolvimento de chips de segurança no país e no exterior em termos de políticas e fundos. Espera-se que as empresas nacionais e estrangeiras envolvidas no design e desenvolvimento de chips de segurança criem chips de nível veicular com alto poder de processamento para suportar o algoritmo secreto nacional SM2/3. O C-V2X baseado em 3GPP R14 melhora a consciência do veículo autônomo sobre o meio ambiente, fornecendo informações mais precisas de assistência ao motorista para piloto automático de baixo nível. Tomada de decisão colaborativa L4 / L5 necessária para piloto automático avançado. Requisitos mais altos para comunicações V2X serão necessários, e V2X será necessário para aumentar a largura de banda. Atrasos mais curtos e, mais importante, maior confiabilidade (> 99%).
Em março de 2019, a 3GPP aprovou o projeto padrão e planeja desenvolver a tecnologia 5G V2X baseada na nova porta de ar 5G na versão R16, utilizando a alta largura de banda, baixo atraso e alta capacidade de confiabilidade da nova porta aérea 5G para melhorar ainda mais a capacidade da tecnologia C-V2X. Suporte a tecnologia de piloto automático de alto nível. A versão R16 do padrão C-V2X está programada para ser concluída até o final de 2019, e acredita-se que os fabricantes de chips também lançarão chips compatíveis com R16 assim que o padrão for concluído. Cooperar com a empresa automobilística para desenvolver e testar o veículo autônomo de alto nível L4/L5. O piloto automático pode nos tirar do motorista oneroso Libere nossa jornada e torne nossa viagem mais segura e ecológica. A interconexão 5G aumentará muito a percepção dos veículos autônomos e promoverá a produção em massa antecipada de veículos autônomos. A condução autónoma mais avançada requer uma vasta gama de coordenação veículo/estrada, e a tecnologia 5G é um meio insubstituível de condução autónoma.
Rede de veículos de aplicação 5G, perspectiva de pouso
Embora o veículo aplicativo 5G não tenha sido implementado até agora, ele ainda está a caminho. Depois que a 3GPP lançou o padrão R14 C-V2X em junho de 2017, a indústria começou rapidamente o desenvolvimento de produtos C-V2X e o trabalho de teste e verificação relacionado. Em setembro daquele ano, a Communal lançou o 9150 C-V2X Chiclets baseado no 3GPP R14 e realizou extensos testes globais baseados nos Chiclets.
Em novembro de 2018, o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação emitiu o "Regulamento sobre a Gestão das faixas de 5905-5925MHz para Comunicações Diretas de veículos (veículos conectados à Rede Inteligente) (5905-5925MHz)", planejando os recursos de frequência dedicados da faixa comum de 20MHz. Tecnologia de comunicação direta usada no C-V2X (comunicação direta entre carro e carro, carro para pessoa, carro para estrada). Ao mesmo tempo, é estipulada a gestão da frequência relacionada, estação, equipamento e coordenação de interferências. Isso faz da China o primeiro país do mundo a alocar explicitamente frequências dedicadas para a tecnologia C-V2X. Esta faixa de frequência A divisão esclarece completamente a incerteza política na promoção da rede de automóveis, e irá promover grandemente as empresas automobilísticas a investir no desenvolvimento de veículos de produção em massa da tecnologia C-V2X.
Durante a Consumer Electronics Show (CES) deste ano, a Ford anunciou que, a partir de 2022, a Ford terá a tecnologia C-V2X incorporada em todos os novos carros e caminhões que vende nos Estados Unidos. E recentemente anunciou que em 2021 na China para a produção em massa do primeiro modelo com tecnologia C-V2X.
Durante o Congresso Mundial de Telefonia Móvel em fevereiro, a Geeky anunciou planos de lançar seus primeiros modelos de produção em massa para suportar o 5G e o C-V2X em 2021. Algumas montadoras nacionais também acompanharam ativamente, considerando assumir a liderança no suporte à tecnologia C-V2X entre alguns modelos produzidos em volume dentro de dois anos. No dia 28 de março, o ministro Ciao Wei, do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, participou da reunião anual de 2019 do Boa Forum for Asia, dizendo: A rede de carros representada pela direção autônoma será uma importante aplicação do 5G. O Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação está cooperando com o Ministério dos Transportes para promover ativamente a capitalização e a transformação inteligente do sistema rodoviário da China e fazer uso da tecnologia 5G para colocar em jogo a vantagem energética de veículos e estradas.
Temos razões para acreditar que nos próximos dois anos, em paralelo com a construção da rede 5G, a maioria das cidades e rodovias na China usará a tecnologia C-V2X para atualizar sua infraestrutura de transporte. Serão produzidos em 2020 veículos produzidos em massa com função C-V2X. A tecnologia C-V2X será a primeira a sentir a conveniência do tráfego, dicas de condução seguras e poupança de energia e redução de emissões mais otimizadas. 5G e IA e outras tecnologias emergentes certamente estimularão a onda de inovação da indústria automotiva, possibilitando a evolução de toda a ecologia automotiva.
