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日本5G車聯網應用服務發展

2021-09-01

資料來源:5G Trial Promotion Group (2018). The First Report on 5G System Trials in Japan.

財團法人台灣經濟研究院研究一所\陳婕莉 副組長 

為實現2020東京奧運為5G商用之舞台為目標,日本政府開展5G下世代通訊發展規劃,推出相關5G服務,並發布三大策略,包含「5G研究開發與綜合實證試煉」、「國際合作協調」、「頻譜規劃具體化與技術條件制定」,積極鏈結產官學研合作,推進5G商用化進程。


日本政府成立第五代行動通訊聯盟 (the Fifth Generation Mobile Communication Promotion Forum,以下簡稱5GMF), 並設立5G試驗促進小組(5G Trial Promotion Group,以下簡稱5G-TPG),由聯盟成員之一NTT DoCoMo主導,聯合日本國內企業與國際大廠、設備供應商、電信業者、學研單位、5GMF成員參與5G的「Concept of Trial」規劃,以加速第五代通訊技術發展,包含標準制度建立、通訊架構等規劃。


5G-TPG旨在研究日本開展5G系統綜合實地試驗的計畫和框架,並研提年度報告成果,相關內容包含5G試驗概念、成果和5G Utilization計畫推動情形,主要發展主題涵蓋(1)娛樂、(2)防範犯罪與天然災害以確保安全及安定的社會、(3)物流、農業、漁業﹑辦公室、工廠、(4)遠端控制與管理設備如機器人與無人機、(5)聯網車、自動與遠端駕駛、(6)針對高速行動的高資料傳輸率與可靠通訊。為確保2020年順利使5G系統邁入商用化,5GMF規劃5G整合驗證測試網建構,於2017年開始進行為期三年的5G無線接取技術、網路架構與應用服務的「綜合測試驗證(Integrated Verification Trial)」。


「聯網車、自動與遠端駕駛」5G應用項目,旨在透過5G超高速和大容量、高可靠性與低延遲特性,將有助於探索新新興使用者,並透過使用聯網車、鐵路車輛等遠端控制和監視以及自動駕駛來建立安全的社會。

壹、 日本5G車聯網應用服務發展

5G行動通訊系統將可透過蒐集交通訊息數據資料和創建動態地圖來協助自動駕駛,透過可通過5G的高速和大容量提供。另一方面5G可為自動駕駛車(智慧車)或採礦場域提供所需的超低延遲、高容量與高速率,並具有遠端控制、遠端監控的超大型工程車輛。日本透過上述技術,預計自動駕駛汽車市場將實現大規模成長,從家用汽車到大型工程車輛的先進汽車用戶將能夠使用5G網絡來幫助實現更安全、更安定和愉快社會,主要發展應用服務如下:


■智慧車 (Smart Automobiles):透過在難以看見的十字路口攝影鏡頭,另透過高速圖像處理,可即時監視進入十字路口的人員和汽車。若檢測到有汽車或行人進入交叉路口,則通過使用5G低延遲特性,通知汽車有危險狀況,並會發出減速命令。此外,若交叉路口附近發生任何危險,將可向汽車發出告警。


■用於自動駕駛的高精密地圖傳輸(Delivery of High Capacity Maps for Use in Autonomous Driving):即時地圖傳輸將為安全高效的自動駕駛提供幫助,即時地圖的採集是透過從安裝於街道的感測器和攝影鏡頭收集數據而來,這些數據將在中央位置收集並動態更新,包括周圍其他車輛、障礙物、和行人。利用5G處理大容量數據傳輸的能力,其他訊息將可近乎即時地更新,有效收集相關周遭車輛的訊息,例如交通訊息、施工和事故情況,以及即將發生的交通信號狀態,並將其傳輸到中央服務器,以保持地圖即時更新。


■聯網車專用網絡(Specialized Network for Connected Car):在5G時代,5G行動通信系統將顯著滿足各種要求,同時5G移動通信系統應在其服務提供中實現足夠有效和連續的操作。 例如,在娛樂中,即使在災難和緊急情況下也要實現一個安全,有保障的社會,而聯網汽車,遙控和觀察到的車輛及自動駕駛具有明顯不同的要求,如下所示。實現5G移動通信系統的一種有前途的方法是利用NFV / SDN技術。 這使移動網絡運營商可以構建和容納具有各自不同要求的多個服務系統。


■大型停車場的代客泊車系統(Valet Parking Systems in Large Scale Parking Lots):購物中心將能夠有一個開放的停車位,汽車可以自動停放,然後再將車交還給所有者,而無需代客泊車服務。 利用5G以及MEC技術的低延遲特性,該網絡將能夠將汽車開到停車位。由於停車場中的測試區域受到限制,因此可以證明在其中進行自動駕駛的風險較低。 另外,由於網絡將控制車輛,因此不需要車輛具有過多的智能。


■遠端管理的自動駕駛(Remote Management of Autonomous Driving):自動駕駛汽車可以即時向遠端駕駛員提供汽車內部和外部發生情況影片,甚至於必要時可遠端駕駛員可以接管汽車的控制權,該服務的目在於資訊獲得,以實現遠端控制的自動駕駛系統。


■礦區大型車輛的遠端控制操作(Remote Controlled Operation of Large Vehicles at a Mining Site):由於發生諸如瓦斯突出和塌陷之類的危險事件,在採礦現場的工作處於極其困難的環境中。透過將用於採礦作業的大型車輛連接到要在遠程位置進行控制的網絡,可以吸取無人系統的優點,並找出該應用的挑戰性要點。


■卡車列隊(Platooning of Trucks):為實現卡車列隊行駛,即在車隊中駕駛卡車(一輛載人主導車輛,而後面為無人駕駛的卡車),需仰賴卡車之間高可靠性和低延遲通訊,這是5G可以提供的。卡車列隊的運營管理中心也需要遠端監視和控制卡車。

貳、參考資料

[1]    5G Trial Promotion Group (2018). The First Report on 5G System Trials in Japan.

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