3GPP的通感用例和需求分析-3

接上一篇，继续了解另外一类物体的监测和跟踪：智能交通相关用例。

为了支持智能交通和自动驾驶，越来越多的车辆和设备配备了传感技术产品。例如，摄像头、毫米波雷达和激光雷达是汽车行业最常用的传感器，用于在不同级别的自动驾驶车辆上进行感知。

那为什么还需要通过5G来进行感知呢？举个例子：当你的车子正接近一个有管制标志的十字路口或者一个狭长的隧道，此时你车上的传感器被大货车遮挡，导致无法感知周围环境，于是你可以向5G系统发送感知请求。另外一个例子：当你的车行驶在沙漠地区，车上的某些传感器可能由于过热导致损坏，此时也可以向5G系统发送感知请求。

所以说，由于单个车辆的传感器收集的信息可能不足以或不够准确，无法满足感知或者自动驾驶等需求时，5G系统可以协调传感，从各种来源获取感知数据并生成可在车辆上使用的感知结果，用于车辆控制和驾驶辅助。UE收集的3GPP传感数据可以与相关传感信息一起发送到其他传感单元（包括其他车辆、路边单元和网络）进行进一步处理，然后再与第三方应用程序共享。所以基于5G NR的网络传感可以显著提高感知的可靠性和质量，从而实现新的和先进的汽车用例

01、ADAS 车辆传感用例

高级驾驶辅助系统（ADAS：Advanced Driving Assistance System）是利用安装在车辆上的各种传感器，例如毫米波雷达、激光雷达、单目/双目摄像头以及卫星导航等，在驾驶过程中随时感知周围环境，收集数据，识别、检测和跟踪静态和动态物体，并结合导航地图数据进行系统的计算和分析，从而使驾驶员提前意识到可能出现的危险，有效增加驾驶的舒适性和安全性。

ADAS 具有地图信息、实时位置、汽车轨迹并可辅助汽车驾驶，例如停车避免碰撞。基于5G的无线感知服务可以提高ADAS的可靠性和质量。汽车作为3GPP UE可以配备基于3GPP NR的传感技术。当UE初始接入5G网络时，5G网络授权UE在运营商的控制下参与感知。3GPP感知数据来自基于NR的传感器，感知结果被发送到汽车的ADAS系统。与其他非3GPP传感设备/技术协作，基于NR的感知结果作为ADAS的输入可以进一步提高驾驶的舒适性和安全性。

预计面向ADAS的3GPP NR感知服务应满足商用ADAS雷达感知性能的要求和水平。基于现有汽车传感器的要求，汽车应用的射频感知要求如下所示。

5G系统应能够配置和授权支持V2X应用的UE执行感知；在执行感知时应能够收集支持V2X应用的UE的计费信息；应能够支持以下KPI：

场景一：户外远程探测置信度：95%；定位估计精度：≤1.3米（水平）；≤0.5米（垂直）速度估计精度：≤0.12米/秒（水平）；不适用（垂直）范围感知分辨率：0.4m?速度感知分辨率：≤0.6m/s?最大感知服务延迟：50 ms刷新率：≤0.2s漏检率：≤10%误报率：<1%

场景二：室内停车或室外近程探测置信度：95%；定位估计精度：≤2.6米（水平）；≤0.5米（垂直）速度估计精度：≤0.12米/秒（水平）；不适用（垂直）范围感知分辨率：0.4m?速度感知分辨率：≤0.6m/s?最大感知服务延迟：20 ms刷新率：≤0.05s漏检率：≤10%误报率：<1%

02、停车位感知用例

个人认为这是个非常有实用价值的感知用例。有了导航以后，我们不会发愁去哪里找不到路了，但是我们经常会担心要去的地方没有地方停车，或者即便是到了停车区域，也要找来找去，花费很多时间寻找合适的停车位。

感知技术可以让车辆和停车场获取更多信息，例如停车位是否可用，从而提升停车场的用户体验。室内/地下停车场可以在整个混凝土结构中安装多个感知接收器和感知发射器，以检测停车位的可用性。室外停车场也可以利用多个感知接收器和感知发射器来检测停车位的可用性。

覆盖范围可以是公用网络，也可以是停车场专用网络。以下是三种部署方案：

方案一：将感知接收器和感知发射器吊顶安装，以便为建筑物内的停车位提供感知覆盖，感知发射器和感知接收器位于同一位置。

方案二：将感知接收器和感知发射器一部分吊顶安装，一部分安装在地板或墙壁上，其中感知发射器和感知接收器分开放置。

方案三：室外部署，可以将感知接收器和感知发射器部署在相对高处，以保证对停车场的覆盖。

有多种方法可以利用感知发射器发射的感知信号来检测目标物体/区域，以及反射回来的传感信号。例如，感知接收器可以测量目标区域的反射信号功率。由于汽车通常由金属材料制成，而地面则被水泥或塑胶覆盖，这些物体的反射信号功率可能存在显著差异，因此传感接收器只需测量反射信号功率的差异即可判断停车位是否已被占用。另一种方法是，感知接收器和感知发射器可以通过监测目标的运动来识别停车位是否可用。与地面、电线杆等静止物体相比，感知接收器和感知发射器可以轻松区分车辆是停车还是离开，因此通过测量距离/角度/速度，感知接收器和感知发射器可以在车辆停车时记录停车位已被占用，在车辆离开时记录停车位空闲。或者，感知接收器和感知发射器也可以通过生成三维点云来检测停车位的可用性，尤其是借助一些后端数据处理技术，例如AI，可以很容易地在三维点云中检测静止和运动目标。

另一个相关的用例是自动停车：车辆会获得行驶路线信息，以便在指定的停车场进行自动停车。网络连接是自动停车的重要组成部分，3GPP感知技术可以对确定可用停车位以及汽车到达停车位的最佳路线提供服务。

此应用要求5G系统应能够在授权和非授权频谱中提供感知服务；并能够授权感知接收器和感知发射器参与感知服务；根据运营商的政策，5G系统应允许可信第三方请求激活具有特定KPI要求的感知服务，以及停用相同的服务；并支持感知服务的计费；系统KPI要求如下：

场景：停车位确定置信度：95%；定位估计精度：0.5米（水平）；0.5米（垂直）速度估计精度：0.1米/秒（水平）；不适用（垂直）范围感知分辨率：5米 × 2.5米 （一个车位的长宽）速度感知分辨率：不适用最大感知服务延迟：1000 ms刷新率：1s漏检率：1%误报率：5%