22.186是一份綱領(lǐng)性文件，在這份文件中，主要描述3GPP對于增強(qiáng)型的V2X(eV2X)的3GPP可提供的一些支持。在這份標(biāo)準(zhǔn)中，針對V2X消息傳遞具體場景的不同，主要給出了6個(gè)增強(qiáng)型的V2X場景，并給出了適應(yīng)該場景的一些需求。6個(gè)增強(qiáng)型的V2X場景如下圖：
22.186中的六大V2X服務(wù)場景
General Aspects 一般特性
與通信相關(guān)的所有需要使用V2X的場景，常規(guī)的V2X操作。
Vehicles Platooning:車輛編隊(duì)
車輛編隊(duì)使車輛能夠動態(tài)的組成一個(gè)小組協(xié)同行駛。編隊(duì)中所有的車輛定期接收來自leading車輛的數(shù)據(jù)，以便于執(zhí)行編隊(duì)操作。這些信息允許車輛之間的距離變得很小，編隊(duì)車輛應(yīng)用能允許跟隨的車輛自動駕駛。
Advanced Driving：先進(jìn)駕駛
先進(jìn)駕駛可以實(shí)現(xiàn)半自動或者全自動駕駛，假設(shè)車輛之間的間距較長，每一輛車或者RSU可以與鄰近的車輛節(jié)點(diǎn)分享本地傳感器所獲得的數(shù)據(jù)，從而協(xié)調(diào)車輛的行駛軌跡及其動向。此外，每輛車與附近的車輛分享其駕駛意圖，以提供更加安全的駕駛體驗(yàn)，避免碰撞，提升交通效率。
Extended Sensors:擴(kuò)展傳感器
擴(kuò)展傳感器可以在車輛、RSU、行人設(shè)備和V2X應(yīng)用服務(wù)器之間交換本地傳感器收集的原始數(shù)據(jù)或處理實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)。這些車輛能夠增強(qiáng)對本車對當(dāng)前環(huán)境的感知，在本身自身傳感器感知不到的情況下，對當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行更全面的感知。
Remote Driving:遙控駕駛
當(dāng)乘客位于一個(gè)危險(xiǎn)環(huán)境或乘客自身不能駕駛車輛時(shí)，遠(yuǎn)程駕駛將允許V2X應(yīng)用遠(yuǎn)程操縱車輛完成車輛的遠(yuǎn)程駕駛。基于變化有限且路線可預(yù)測的情況下，例如公共交通，可以使用基于云計(jì)算的駕駛技術(shù)。
Vehicle quality of service Support：車輛質(zhì)量服務(wù)支持
車輛服務(wù)質(zhì)量支持使V2X應(yīng)用程序能夠在更改之前，及時(shí)通知預(yù)期或估計(jì)來更改服務(wù)質(zhì)量，并使3GPP系統(tǒng)能夠根據(jù)V2X應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量需求修改服務(wù)質(zhì)量。基于服務(wù)質(zhì)量信息，V2X應(yīng)用程序可以根據(jù)3GPP系統(tǒng)的情況調(diào)整行為。
同時(shí)在22.186的第五章，也對以上所有的V2X應(yīng)用服務(wù)項(xiàng)提出了一些具體的requirements,包含通信需求，V2X應(yīng)用調(diào)度與管理，以及3GPP對V2X應(yīng)用的支持與規(guī)劃等。
5G時(shí)代，C-V2X可以做些什么（2）？
在以5G通信為藍(lán)本的3GPP 22.186標(biāo)準(zhǔn)中給出了六種應(yīng)用服務(wù)。在22.886中，對22.186中定義的場景進(jìn)行了進(jìn)一步的演進(jìn)和細(xì)化，今天就其中的一個(gè)場景應(yīng)用來聊一聊，22.886中車輛編隊(duì)的那些事。
[1] eV2X support for vehicle platooning
增強(qiáng)的eV2X群組通信中，車輛編隊(duì)以及編隊(duì)管理需要一些信息的支持。例如，車隊(duì)的車輛需要交換信息包含何時(shí)走哪條路、是否制動或加速、何時(shí)制動或加速等信息。
每一個(gè)車輛編隊(duì)都會有一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)節(jié)點(diǎn)作為領(lǐng)頭車輛。由于領(lǐng)頭車比其他車輛消耗更多的燃油，有時(shí)領(lǐng)頭車可能會要求下一輛車成為領(lǐng)頭車(好像大雁)。這種通信可以在兩輛車之間進(jìn)行，而不需要其他車輛的參與。
同時(shí)，為了防止?jié)撛诘陌踩{，如泄露路線等，這些被傳輸?shù)男畔?yīng)該得到加密支持，并且只能由群組中的車輛進(jìn)行解密。此外，由于信息的私密性，這些信息的通信范圍應(yīng)該是從編隊(duì)最開始的一輛車到編隊(duì)的最后一輛車輛。
因?yàn)榫庩?duì)的規(guī)模在移動中可能會有不同，編隊(duì)車輛有效的資源分布和動態(tài)的分布控制信息都應(yīng)該得到支持和改善。編隊(duì)有以下兩種模式：
SET1:
正常密度的車輛間距可大于2m,當(dāng)車隊(duì)以100km/h的速度移動時(shí)，車輛移動1m只需要36ms，考慮到消息的往返時(shí)間和處理延遲，應(yīng)支持消息傳輸頻率高達(dá)40hz,轉(zhuǎn)換為25ms的端到端延遲，消息大小約為300~400字節(jié)。
SET2：
高密度的車輛間距為1m，當(dāng)車隊(duì)以100km/h的速度移動時(shí)，車輛移動1m只需要36ms，考慮到信息的往返時(shí)間和處理時(shí)延，應(yīng)支持消息傳輸頻率高達(dá)100hz,轉(zhuǎn)換為最多10ms的延遲，消息大小約為50~1200字節(jié)。
如果編隊(duì)太長，有時(shí)會中斷其他和交通管理的運(yùn)行，因此在一個(gè)編隊(duì)中容納多少車應(yīng)該是有限制的，考慮到卡車的跨度可以超過15m, 這一點(diǎn)尤其重要。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)中，也在22.186的基礎(chǔ)上給出了更為詳細(xì)的潛在需求，列舉一些供參考：
[PR.5.1-001] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)能夠根據(jù)支持 v2x 應(yīng)用程序傳輸?shù)南⒌奶匦詠砜刂葡⒌耐ㄐ欧秶?/p>
[PR.5.1-002] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)能夠通過支持用戶的V2X應(yīng)用以一定的周期發(fā)送信息，每秒至少可以廣播30條信息。
[PR.5.1-003] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)能夠創(chuàng)建/銷毀支持 v2x 應(yīng)用的用戶組。
[PR.5.1-004] 對于一組支持 v2x 應(yīng)用的 ue, 3gpp 系統(tǒng)最多可以支持5個(gè)于其他用戶。
[PR.5.1-005] 3GPP應(yīng)該支持從一組V2X用戶組中添加、移除V2X應(yīng)用。
[PR.5.1-006] 3GPP應(yīng)該支持一組支持V2X的應(yīng)用的用戶組之間以一定的周期傳輸信息。
[PR.5.1-007] 3GPP系統(tǒng)應(yīng)該支持信息在一組支持V2X應(yīng)用的用戶組之間傳輸。
[PR.5.1-008] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)能夠支持屬于支持 v2x 應(yīng)用程序的同一組 ue 的兩個(gè) ue 之間的消息傳輸。
[PR.5.1-009] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)能夠支持用戶使用V2X應(yīng)用程序中消息傳輸?shù)谋Ｃ苄院屯暾浴?/p>
KPIs for SET2:
[PR.5.1-010] 3GPP系統(tǒng)應(yīng)能夠支持，在一組支持V2X應(yīng)用程序用戶組之間消息傳輸?shù)?0 ms端到端延遲。
[PR.5.1-011] 3GPP系統(tǒng)應(yīng)能夠在一組支持V2X應(yīng)用程序的UE之間傳輸消息，可變消息有效負(fù)載為50-1200字節(jié)，不包括與安全相關(guān)的消息組件。
KPIs for SET 1:
[PR.5.1-012] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)支持不超過 [25] 毫秒的通信延遲。
[PR.5.1-013] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)支持 [90]% 的可靠性。
[PR.5.1-014] 3gpp 系統(tǒng)應(yīng)支持小數(shù)據(jù)包 (例如300-400 字節(jié)) 的觸發(fā)和定期傳輸。
[2] Information exchange within platoon
編隊(duì)的信息交換是指當(dāng)車輛在路上行駛時(shí)，可以動態(tài)的組成一個(gè)編隊(duì)，由編隊(duì)的創(chuàng)建者負(fù)責(zé)編隊(duì)的管理。管理者應(yīng)實(shí)時(shí)的更新小組成員上報(bào)的周邊數(shù)據(jù)并上報(bào)給RSU;
同時(shí)，編隊(duì)的管理者應(yīng)實(shí)時(shí)的接收RSU消息，包括路況和交通信息，并實(shí)時(shí)的分享給編隊(duì)內(nèi)的成員，包括所有的編隊(duì)成員內(nèi)部也可以通過V2V來共享組內(nèi)的信息，所有的編隊(duì)成員都可以通過兩種方式來獲得信息，一個(gè)是通過編隊(duì)內(nèi)部的V2V信息，另一個(gè)來自于基于編隊(duì)管理者中繼的RSU消息。
所有獲得的信息將用于構(gòu)建高精度的動態(tài)駕駛地圖，車輛之間的信息交換可以是一種新型的“問-答”方式。
這樣，沒有高精地圖和攝像頭的車輛也可以從其他車輛那里獲得想要的信息。
潛在需求：
[PR.5.2-001] 3GPP系統(tǒng)應(yīng)能夠支持在支持V2X應(yīng)用程序的用戶組和RSU之間傳輸V2X消息的最大延遲為[500]ms。
[PR.5.2-002] 3gpp系統(tǒng)應(yīng)能夠支持支持v2x應(yīng)用程序的UE和通過支持v2x應(yīng)用程序的另一個(gè)UE的RSU之間每秒傳輸[2]條v2x消息。
[PR.5.2-003] 3GPP系統(tǒng)應(yīng)能夠支持通過另一個(gè)支持V2X應(yīng)用程序的UE在支持V2X應(yīng)用程序和RSU之間傳輸可變有效負(fù)載為[50-1200]字節(jié)的V2X消息。
[PR.5.2-004] 3GPP系統(tǒng)應(yīng)能支持V2V通信的最大延遲[10]ms。
5G時(shí)代，C-V2X可以做些什么（3）？
前幾天華為發(fā)布了全球首款5G基站的核心芯片，順便發(fā)布了巴龍5000，據(jù)說是全球首個(gè)支持V2X的多模芯片。在此之前，去年高通發(fā)布了基于Release 14的9150 C-V2X商用芯片。
5G作為通信技術(shù)的變革，必然會為自動駕駛提供更為良好的土壤環(huán)境。但是C-V2X發(fā)展到今天，很多技術(shù)都還只是露出了冰山一角，按照3GPP協(xié)議的話說，許多技術(shù)細(xì)節(jié)還需要FFS(For Further Study).
對于自動駕駛演進(jìn)歷程來說，4G時(shí)代，LTE-V2X可以通過V2X來傳遞消息，碰撞預(yù)警，但是5G時(shí)代，視頻以及大數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸，對于自動駕駛來說就意義重大了。因此，5G時(shí)代的另一個(gè)重要應(yīng)用就是——擴(kuò)展傳感器。
在對等網(wǎng)絡(luò)的世界里，我貢獻(xiàn)資源，我也從別人那里獲取資源。我享受這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的福利，我也為這個(gè)網(wǎng)絡(luò)做出基本的貢獻(xiàn)。基于這個(gè)思想，3GPP 22.886也提出了一些有趣的應(yīng)用。
SSMS是指sensor and state map sharing. 它允許車輛之間共享原始或經(jīng)過處理的傳感器數(shù)據(jù)。以試圖建立集體狀態(tài)感知，利用5G的低時(shí)延，可以使一些關(guān)鍵應(yīng)用得以落地，比如協(xié)同駕駛，車輛編隊(duì)，甚至遠(yuǎn)程駕駛，交叉路口的安全，對于不同的應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)量可能會有不同的差別，但是SSMS可能需要承載大數(shù)據(jù)量的帶寬。這一點(diǎn)在協(xié)議中已經(jīng)明確。
CPE是指collective perception of environment 車輛可以在相鄰區(qū)域交換實(shí)時(shí)信息，這種信息交換可以實(shí)現(xiàn)對車輛網(wǎng)絡(luò)對周邊環(huán)境的集體感知。從而避免事故發(fā)生。因而在22.886中，對CPE的要求是：
CPE信息交流具有以下特點(diǎn)：
1. 信息流量至少應(yīng)包含1600個(gè)有效負(fù)載字節(jié)，以便能夠傳輸與10個(gè)檢測到的物體相關(guān)的信息，以支持來自當(dāng)?shù)丨h(huán)境感知的信息和與實(shí)際車輛狀態(tài)相關(guān)的信息。
2. 信息應(yīng)能通過許多其他車輛跟蹤環(huán)境變化，重復(fù)率至少為5-10赫茲。選擇的更新率足夠高，這樣車輛速度矢量在更新之間不會變化太多。每輛車產(chǎn)生的信息必須在規(guī)定的范圍內(nèi)(城市50米、農(nóng)村500米、公路1000米)交付給所有相鄰的車輛。
Collective Perception of Environment
VAD(video data sharing for assisted and improved automated driving) 是一個(gè)很神奇的應(yīng)用。駕駛員的視覺范圍在某些道路交通狀況下受到阻礙(盲區(qū))，例如由前面行駛的卡車。車與車通信的視頻數(shù)據(jù)可以在這些有安全隱患的時(shí)候?yàn)轳{駛員提供時(shí)候視頻支持。視頻數(shù)據(jù)也可以通過一個(gè)有UE功能類型的RSU進(jìn)行收集和發(fā)送。
但共享預(yù)處理數(shù)據(jù)(例如通過自動目標(biāo)檢測提取目標(biāo))是不夠的，因?yàn)轳{駛員對操縱的決定取決于他們的駕駛能力和安全偏好(車輛之間的距離、迎面駛來的車輛速度)。
共享高分辨率視頻數(shù)據(jù)更好地支持駕駛員根據(jù)安全偏好做出決策。然而，共享低分辨率視頻數(shù)據(jù)是不夠的，因?yàn)檎系K不可見，可能被忽視。此外，在協(xié)議中也提出，視頻數(shù)據(jù)壓縮需要避免，因?yàn)樗鼤?dǎo)致更高的延遲。
3D video composition for V2X scenario 由多個(gè)支持在某個(gè)區(qū)域中移動的V2X UE組成，這些UE可能屬于相同PLMN或者不同的PLMN。UE也可能處在不同的蜂窩小區(qū)中。
UE 的攝像頭負(fù)責(zé)拍攝視頻并將此視頻發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器可以在云端, 也可以位于靠近 UE 連接點(diǎn)的位置, 以啟用邊緣計(jì)算。然后, 服務(wù)器將對收到的視頻進(jìn)行處理, 并將信息結(jié)合起來, 以便創(chuàng)建一個(gè)環(huán)境的3D視頻。3D視頻可用于不同情況下的分析, 例如在汽車比賽中與最終用戶共享視頻、執(zhí)法部門評估可能發(fā)生的事故等。
UE位置信息, 使服務(wù)器能夠準(zhǔn)確地表示車輛、行人和該區(qū)域中任何物體的位置、相對速度和距離。
secure software update for electronic control unit
總而言之，擴(kuò)展的傳感器在5G C-V2X中是一個(gè)很有趣的應(yīng)用，我有一輛頂配小奔，你有一輛低配小菱，我們互換一下信息。低配小菱的我就有了更高級傳感器里更全面的信息了，擴(kuò)展的傳感器為自動駕駛的小菱提供了更為有效的感知條件和決策基礎(chǔ)。
