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5G:未来通信网络迎接来自汽车业的挑战

11个月前 (11-01)2452025AD

5G:未来通信网络迎接来自汽车业的挑战

在2020年将实现规模商用的5G网络中,汽车应用将扮演重要角色。除应对技术挑战外,电信业和汽车业也将迎来不同行业文化的碰撞。

当首批3G或“UMTS”移动网络出现时,电信业尽管拥有了强有力的技术“武器”,却仍在迫切寻觅“杀手级”的应用,以推动全新、快速、和以数据为核心的移动网络的需求放量增长。这一缺失的杀手级应用其后以智能手机的形式出现,而智能手机的出现甚至还放大了在3G之后对于4G/LTE蜂窝网络的需求。以上经历为电信供应商和网络运营商提供了宝贵的经验教训。当有关5G移动网络的发展大纲提上议事日程后,电信供应商和网络运营商一反之前的做法,首先从确定目标应用开始,然后才是设计必要的技术。

5G网络将会是尤以物联网和自动化驾驶汽车为典型的机器类通信,这已成为当下的普遍共识。在汽车领域,5G网络是未来在汽车之间、以及汽车与基础设施之间实现通信的有力候选技术。通过5G网络实现互联的车辆将具备多种功能,包括合作巡航控制、高密度车辆成对、并线辅助、超车和十字路口通行、紧急车辆警示、交通信号灯指示等等。未来,高性能、低时延、超可靠的移动网络能为汽车带来的全新功能将数不胜数。

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蜂窝网络的扩张和数据通信将实现V2X(车联网)。(图片来源:Fotolia)

技术与行业组织结构挑战

上述规划在技术上的意义非同凡响。为了实现网络的现场反应(研究人员称之为“触觉互联网”),网络时延需要降低25到40倍,达到1毫秒,这使得即便是通过光纤的通讯传输也将成为网速的一个限制性因素。因此,实现网络的现场反应需要一个全新的网络架构。5G网络需要具备的其它基本技术要求还包括数据传输率根据具体应用类型可能须超过千兆网速,联网的自维持传感器模块在最低能耗上需达到10年电池寿命。这些技术要求无疑相当大胆,为科学家和工程师在研发目标技术时提出了严峻的挑战。不过我们可以有把握地预期,所有这些技术要求和挑战最终都将迎刃而解。

由于电信业和汽车业是两大截然不同的行业,5G网络的开发除面临技术挑战外,更大的挑战可能来自于如何调整和协调两大行业的基本面。有关产品和开发周期存在的差异,目前已有诸多论述,对比每六个月诞生一款新型智能手机,新车型的研发则需要长达七年的时间。随着手机和联网技术的身影出现在汽车座舱内,汽车业和电信业都必须作出部分调整。目前,电信企业对汽车主机厂的不同需求有了更好的了解,而汽车工程师也能更快地将最新一代的移动技术应用到现有的汽车生产线中。

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行业间必须通过合作实现汽车间的充分互联。(图片来源:Fotolia)

不明朗的商业模式

然而,5G网络所涉及的挑战远不止在上述方面,更牵扯到核心商业模式。例如,电信业和汽车业对未来5G通信技术所能接受的成本水平存在着截然不同的看法。尽管电信企业承诺每比特的成本将显著降低,但新网络的部署仍旧需要巨额投入。如果网络部署所需的无线电频谱执照仍旧像此前几代移动网络一样所费不赀,5G网络的合同费用也将会居高不下。这与普及应用、快速发展和广泛部署5G网络的目标背道而驰,从而将影响到以安全和任务为核心的车辆互联的普及。

此外,由于城市地区存在更多的潜在付费用户,电信网络运营商计划率先在城市地区部署5G网络。然而,自动化驾驶汽车显然无法一开始就出现在人口稠密的城市中,而更可能首先在道路简单、大多数时间交通密度相对较低的高速公路上完成测试。

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网络运营商将首先在城市地区部署5G网络,随后向高速公路推进。(图片来源:iStock)

 “得之不易”的功能安全

由于5G网络的覆盖在最初几年可能比较分散,而汽车的部分关键功能却必须依靠网络实现,这必然会引起对网络可获性和可靠性的质疑。电信运营商难道不担心自动化驾驶汽车在驶离一家运营商的网络覆盖范围和幸运地接入另一家供应商的网络覆盖之间会经历耗时的漫游和网络切换过程吗?这可能会大大超出毫秒级的时延,从而给自动化驾驶某些功能的实现带来困难。

以上问题在5G网络的起步阶段已显棘手,而随着新技术在随后数年的成熟,这些问题将会变得更加难以解决。在几近理想的情况下,5G网络能覆盖99%的道路和高速公路。然而,那剩余的1%盲点又该怎么办呢?

 “依我看来,电信业并没有真正思考过功能安全这个问题,而这却是汽车业必须达到的一个重要要求,”大陆集团智能交通系统(ITS)的移动通信总监Osvaldo Gonsa博士表示,“例如,通信链的各个方面必须符合ISO 262262标准的各项规定。”但是,如何确保这个要求可以在任何类型的蜂窝网络中得以执行?一旦无法接入网络,汽车是否将回归点对点通信?如果是以上情况,汽车又为何需要费神去接入覆盖更广的网络?这向电信运营商提出了一个难堪的问题,互联的汽车是否真的需要电信运营商的服务?

依靠5G移动技术实现汽车互联的前景仍旧一片光明,不过在这之前,仍有许多准备工作需要去做。好消息是,有关各方已经意识到他们手头的工作远比最初想象的繁重,并已开始进行严肃的磋商。