[3GPP规范]V2X 感知方面的用例摘录

来自

3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Study on enhancement of 3GPP Support for 5G V2X Services (Release 15)   TR22.886 V15 Dec. 2016

 Automotive: sensor and state map sharing

描述

感知和状态地图共享（SSMS）支持共享原始/已处理的传感器数据，以建立对集群的状态感知。 该概念是ETSI和ISO技术报告和标准[4],[5],[6],[7]中本地动态地图应用的扩展，主要区别是时空保真度高，延迟低且具有从超本地传输链路过渡到网络域的“状态图”感知的能力。 感知和状态地图共享将利用高度可靠的传输和系统弹性的特性。 这使得诸如低延迟通信之类的服务能够精确定位和控制； 这样的特性可以实现多种关键应用，例如协同驾驶（车辆队列），多用户的路口安全（包括行人和紧急车辆通信）。对于这些用例，不一定需要传输高分辨率的传感器图像（请参阅[8]，其中智能节点执行车载处理和数据交换以实现共享或融合的态势感知，随后车辆自动执行推理或战术机动计划操作 ）; 但是，由于连接的传感器数量众多，因此预计SSMS需要大量的数据带宽。

【需求】

-    High bandwidth

-    High reliability for fusion confidence

-    Short latency to allow highly dynamic automated vehicle operation and emergency vehicle response

-    High density of transmitting devices

-    Large messages

-    Integration of network and cloud-based information (e.g. local dynamic map.)

还应支持高精度定位技术（通过本地共享，测距或通过移动网络），因为GPS在稠密的城市场景中可能不可用。

【Pre-conditions 】（使用场景）

1. 车辆A、B、C启用SSMS。基础设施（如RSE 路侧设备）X，Y和Z支持SSMS应用。
2. 车辆A、B、C以及RSE X、Y、Z的任何组合都在通信范围内。
3. A，B，C，X，Y或Z中至少有两个实体提供SSMS服务，并可有效创建SSMS组。

【Service flows】（服务流程）

1. SSMS组成员（A，B，C，X，Y，Z）共享通用的数据交换格式（例如，将来扩展的本地动态地图）的消息。 该信息将包括车辆轨迹，其轨迹的预测以及来自车载感知传感器的原始或已处理/抽象数据的某种组合。
2. SSMS成员制定个人状态图。
3. SSMS成员根据状态图做出战术或机动决策。
4. SSMS组成员向SSMS组中的所有其他成员广播操作决策。
5. SSMS组成员进行机动决策。
6. .其他SSMS小组成员将机动决策广播及其传感器对小组成员机动的感知纳入其状态图中。

【Post-conditions】（服务结果）

1. 增强的状态信息：SSMS组成员（A，B，C，X，Y，Z）能够在高度独立且分享状态感知信息的前提下，执行移动动作（对于A，B，C）或系统或路况（对于X，Y，Z）的操作和控制。
2. 系统协调：SSMS组成员能够执行联合操作。
3. 改善安全性和运营绩效。

潜在需求

所有要求都是针对端到端性能的，即发送端和目标接收端的通信。
   [PR.5.3-001] 3GPP系统应支持V2X应用之间的延迟小于10毫秒。
   [PR.5.3-002] 3GPP系统必须在V2X应用程序之间支持90％的消息可靠性。
   [PR.5.3-003] 3GPP系统应支持偶尔为每个UE高达[25] Mbps的峰值数据速率。
   [PR.5.3-004] 3GPP系统必须支持用于V2X通信的无线电资源的有效协调，以最大程度地利用可用频谱并确保所需的可靠性。
   [PR.5.3-005] 3GPP系统应支持高连接密度以应对拥塞的流量，以下估算是针对最坏情况的美国高速公路场景，该场景不包括干道（例如，坡道）：每个方向5个车道或每条高速公路总共10条车道 ，最多3条相交的公路=每英里15,840辆汽车。

Collective perception of environment

描述

车辆可以在相邻区域之间相互交换实时信息（基于车辆传感器信息）。 这种信息交换称之为了对环境的协同感知（CPE），其可以增强对车辆环境的感知能力，进而避免事故的发生[15]。

在这种情景下，每公里9.840辆汽车被认为具有较高的车辆密度，这与美国高速公路上拥挤的交通道路有关，每个方向上有5条车道（或每条高速公路总共10条车道），并且最多有3条高速公路相交。

此时的信息交换具有以下特征：

• 信息通信量至少应包含1600个有效载荷字节，以支持对10个检测对象的信息的传输，并且要求支持与来自局部环境感知信息和实际车辆状态有关的信息[16]。
• 该信息应能够跟踪同一环境中其他许多汽车的变化，发信频率至少为5-10 Hz [16]。将更新速率选择得足够高以使得车辆速度矢量在更新之间不会改变太多。每辆车产生的信息必须传递到其周围（城市50 m，农村500 m，高速公路1000m）的所有相邻车辆[16]。

两种流量类型（定期和事件驱动）可以同时存在。

集体环境感知（CPE）将分为两个阶段，我们可以为两个阶段设置两组KPI：

• 阶段I：CPE解决以下用例：已经配备了3GPP ITS技术的道路用户对其他无法定期传送ITS服务消息的道路用户进行检测和分类。 这些道路用户会定期传输通过本地传感器检测到的信息，例如物体分类，速度，方向等。 预处理的传感器信息用于增强对环境的感知，其总体目标是即使在尚未完全开发的市场中也能从3GPP技术中获取更多收益。3GPP的要求[15]：数据包大小1600字节，无线电延迟100ms，可靠性99％[16]。
• 阶段II：CPE为一系列协作式自动驾驶用例（例如，自动避免前撞，超车和换道）奠定了基础[14]。 第二阶段超越了道路使用者的检测和分类[15]，其目的是获得全方位视野[14]。 共享传感器数据信息以增加有限的传感器范围，以检测本地传感器不可见的区域中的物体和障碍物，例如： 在房屋角后面的波峰，弯道或物体[14]。 这些传感器数据用于在没有驾驶员的情况下控制车辆。传感器数据必须以低分辨率作为预处理数据发送，或者以高分辨率作为原始数据发送，具体取决于场景。 在发生事故的场景下，需要原始数据用于本地和远程传感器数据的分布式验证，此外，可以将其用于精确的的地图合并以及对象定位[14]。 移动通信性能​​将极大地影响准确的环境建模[15]。3GPP的要求：预处理数据50Mb / s，原始数据1Gb / s [17]，[18]，数据包大小1600字节，无线电延迟3ms [14] [17]，可靠性（紧急度99.999％）[5]， 否则为99.99％[19]。

Figure 5.6.1.1-1: Collective Perception of Environment

【Pre-conditions】（使用场景）

1. 车辆A未启用V2X，卡车B和车辆C已启用V2X。
2. 车辆C在从东到西的车道上跟随卡车B。 车辆A沿卡车B和车辆C的相反方向从西向东行驶。
3. 车辆A，B和C距离很近并且处于V2V通讯范围内。
4. 车辆C要超越卡车B。

【Service flows】（服务流程）

1. 在超车操作开始时，车辆C无法感知车辆A。
2. 卡车B通过其头部传感器系统检测到车辆A，并将此环境信息通过V2X通信发送到车辆C。
3. 超越车辆C分析接收到的信息，并向驾驶员发出危险警告。
4. 驾驶员由于该警告而中断了他的超车操作。

【Post-conditions】（服务结果）

1. 避免了潜在的事故。
2. 当车辆A行驶时，车辆C稍后再次尝试超车，并且卡车B共享的下一个信息显示交通安全。

潜在需求

3GPP系统应在阶段I中支持第一组KPI：

[PR.5.6-001] 3GPP系统应能够支持[100] ms的端到端等待时间，以在支持V2X应用的一组UE之间进行消息传输。
[PR.5.6-002] 3GPP系统应能够支持[1000] m内超过[99]％的目标分组传送可靠性率。
[PR.5.6-003] 3GPP系统应能够支持数据分组的周期性传输（例如[1600]字节）。

3GPP系统应在阶段II中支持第二组KPI：

[PR.5.6-004] 3GPP系统应能够支持[3] ms的端到端等待时间和[99.999]％的可靠性，以便在组之间进行消息传输 在[200] m通信范围内支持V2X应用程序的UE数量。
[PR.5.6-005] 3GPP系统应能够支持[10] ms的端到端等待时间和[99.99]％的可靠性，以便在[500] m的通信范围内支持V2X应用的一组UE之间进行消息传输。
[PR.5.6-006] 3GPP系统应能够支持[50] ms的端到端延迟和[99]％的可靠性，以便在[1000] m的通信范围内支持V2X应用的一组UE之间进行消息传输。
[PR.5.6-007]在即将发生冲突的情况下，3GPP系统应能够在[50] m范围内的短时间内支持单个UE的[1] Gbps峰值数据速率。
   注意：只需同时满足一项要求[PR.5.6-004]，[PR.5.6-005]，[PR.5.6-006]和/或[PR.5.6-007]。