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特点:米尔布鲁克试验场的高速测试使5G步入正轨

约瑟夫Flaig

AutoAir网络为在米尔布鲁克赛道上比赛的高性能赛车提供了超快的下载速度
AutoAir网络为在米尔布鲁克赛道上比赛的高性能赛车提供了超快的下载速度

在贝德福德郡乡村的温和乡村小路上,有一些更具挑战性的轨道。

高山路线蜿蜒穿过树林,翻越山丘。崎岖不平的越野路段考验着即使是最坚固的车辆的耐久性。

这里不是帕克斯中心度假村——就在南边——但是米尔布鲁克试验场是英国首屈一指的汽车测试机构。该中心由通用汽车公司(General Motors)于上世纪60年代中期建立,拥有70公里的轨道,各种类型的路面应有尽有。丘陵和越野路段连接到一个巨大的高速环路,让车辆通过自己的速度。

现在,站在轨道一侧的59根桅杆通过19公里长的光纤在整个站点传输超低延迟的5G移动数据。基础设施是AutoAir 5G测试台,该项目旨在发展移动数据技术,并探索其在汽车行业及其他领域的应用。

下一代网络将在车辆连接和自动驾驶方面取得巨大进步,但与4G一样,它的全部功能在数年内还无法实现。AutoAir项目总监彼得•克莱顿(Peter Claydon)表示,它的一些终极应用甚至还没有在图纸阶段,但来自测试平台的工程师和客户已经开始挖掘这种无限的潜力。

这是决定5G未来的关键。

“不是通常的嫌疑人”

AutoAir项目由两位彼得斯(Peters)领导——克莱顿(Claydon)是一名无线电工程师,自3G开始就参与无线基础设施建设;斯托克(Stoker)是米尔布鲁克公司负责联网和自动驾驶汽车的首席工程师。Airspan networks领导的测试平台于2019年2月推出,距离获得第一年700万英镑的资金不到一年。它加入了米尔布鲁克的联网和自动驾驶汽车控制城市试验台,该试验台于2017年启动,对设施进行了重大投资,包括一个大型模拟套件。

彼得·克莱顿(左)和彼得·斯托克在米尔布鲁克领导5G试验台

彼得·克莱顿(左)和彼得·斯托克在米尔布鲁克领导5G试验台

尽管城市试验台包含了连接的“想法”,但直到5G试验台开始时,它们才得以实现。Airspan提供了基础设施,在整个场地上安装了一个高密度的网络,这个网络被小细胞“饱和”。

超可靠、低延迟、高速的网络吸引了许多不同的客户,他们经常访问测试,离开去开发新的迭代,然后再回来。斯托克说:“在这一点上,汽车制造商并不是通常的嫌疑人。“我们往往会发现,我们面对的是软件开发人员、人工智能作者、‘机器学习者’……他们的背景可能并不一定非常精通汽车工程,所以我们必须帮助他们走上正轨。”

工程师们热切地接受了所提供的效率优势。车辆从轨道传输近乎即时的数据,从而实现即时分析。问题在飞行中得到解决,测试报告的时间框架大大缩短。这种工作方式将很快转移到制造商和监管机构,让他们监测真实世界的数据,以改善车辆和交通系统。

快速数据,快速汽车

测试台最令人印象深刻的功能之一是由联盟合作伙伴Blu Wireless发起的,该公司向Stoker提出了一个挑战:“我们想做的是在160速度下实现每秒1千兆比特的下载速度。”

斯托克说:“现在,作为一个彻头彻尾的汽车爱好者,我会立即将160英里/小时转换为100英里/小时,因为现在人们谈论的单位是公里。但不,时速是160英里。”

基础设施已经安装好,迈凯轮提供了赛车,它在米尔布鲁克环线上行驶,以实现持续一段时间的高速。1Gbps挑战取得了成功,铁路部门是一个直接受益者。

克莱顿说:“与火车通信的一个大问题是从一个接入点移交到下一个接入点。”基础设施是昂贵的,所以可能只安装超过一英里——这在典型的铁路线上并不重要。如果发射器有任何问题,测试的窗口就会变得更紧。另一方面,在米尔布鲁克,“你可以随心所欲地绕着高速碗转几圈。如果你愿意,你可以做100英里的‘火车旅行’,”克莱顿说。在证明这项技术可行后,Blu Wireless现在正在克拉彭枢纽和贝辛斯托克之间的第一集团列车上进行试验。

车辆从轨道传输近乎即时的数据,从而实现即时分析

车辆从轨道传输近乎即时的数据,从而实现即时分析

高速连接还使英格兰东部国家医疗服务体系(East of England NHS)进行了试验,该体系在米尔布鲁克的救护车上安装了高质量的摄像机进行测试。这些车辆将实时视频转播给远程地点的医院顾问,从而实现诊断和药物处方。对于中风等疾病来说,时间至关重要,因此该系统可以挽救生命。

这样的连通性很快就会实现,但接下来可能会对未来的交通产生更重大的影响——自动驾驶。

就在2019年2月5G试验台启动的六天前,在政府宣布后,自动驾驶汽车登上了全国头条新闻。

“英国在汽车开发和制造方面拥有丰富的传统,自动化和电动汽车将改变我们的生活方式,”时任汽车部长理查德·哈林顿(Richard Harrington)说。“我们需要确保在2021年实现自动驾驶汽车上路的目标时,公众也能参与进来。”

移动的目标

现在距离这一目标只有几个月的时间了,似乎不太可能实现。斯托克说:“我认为,这比所有人最初预期的要远一些。”

然而,在米尔布鲁克工作的公司处于领先地位,得益于提供的世界领先的连接。当然,自主意味着自主——自动驾驶汽车必须在不依赖外部技术的情况下控制自己,并与其他车辆互动。然而,5G可以为乘客带来额外的安全、保障和持续的改进,以及“信息娱乐”。

工程师们利用该网络进行动态更改

工程师们利用该网络进行动态更改

高速数据将增强车辆的传感器。一辆自动驾驶汽车需要自己知道前面的车辆是否已经停下来,但由于车对车和桅杆对车的信息在短短几毫秒内到达,它会“看到拐角处”,即使看不到道路堵塞,也有足够的时间来制动。

另一个潜在的应用可能是在发生事故或传感器故障时远程操作无人驾驶汽车,特别是在车辆没有安全驾驶员的情况下——甚至有一天,没有方向盘。初创企业Imperium Drive正在米尔布鲁克测试这项技术,从数百米外通过网络远程控制汽车。

米尔布鲁克的工程师们已经享受到的即时分析将转移到监管机构,让他们密切关注并从事件中收集数据。5G连接还将在自动驾驶车辆之间实现4K视频传输,例如在自动“排”中拥挤的卡车之间传输,以减少燃料消耗。

前排

由于在运输和其他领域有如此多的应用,米尔布鲁克的5G工作将为政府和运营商提供最佳实践,并帮助确保英国作为世界领导者的地位。

在全国范围内推广的规模怎么夸大都不为过。5G波比其他无线电波有更高的“路径损耗”,因此传播距离没有那么远,需要更密集的发射机网络。

然而,在米尔布鲁克实践的技巧将使它更有效。多亏了联盟成员Telefonica O2的努力,该试验台网络是首批尝试“切片”和“中立托管”桅杆的网络之一,允许多个运营商共享一套硬件,不像4G那样,每个运营商都需要一个桅杆。

59个桅杆散布在70公里的测试轨道上

59根桅杆散布在70公里的测试轨道上(来源:Maxine Heath)

未来,移动公司、交通管理部门和汽车制造商可以各自出资建设一部分基础设施。较低的频率也可能被“改造”为5G频率。

米尔布鲁克还展示了看似微小的变化如何产生巨大的影响。Blu Wireless将网络频率从60GHz提高到70GHz,以防止氧气吸收过多的信号。这样做使范围扩大了一倍。

斯托克说,这是“非常重要的”。“理论上,你可以将基础设施减半……如果你将其扩大到全国覆盖,通过调整所有这些设施的运行频率,你可以节省大量资金。”

“没人会受伤”

在冠状病毒封锁期间,彼得斯夫妇在家里聊天,5G因为不那么积极的原因出现在新闻中。全国各地的新桅杆也随之冒烟纵火袭击与将新冠病毒归咎于科技的危险而不真实的阴谋有关。克莱顿说,当人们体验到这些好处时,抱怨可能就会停止,即使是专家也不知道所有的好处。

未来在米尔布鲁克的工作有许多令人兴奋的可能性,斯托克渴望在封锁后回到赛道。他提出了一种他“愿意”尝试的方法,叫做“增强测试”。“如果你有一辆正在学习如何应对潜在碰撞场景的车辆,你最不想做的就是让一辆真正的卡车绕过它前面的盲道。

“我更愿意先在模拟中完成整个场景,使用虚拟车辆、虚拟卡车和虚拟轨道。没有人会受伤,没有金属会弯曲。”

在验证了虚拟车辆上的防撞功能后,开发人员可以在轨道上复制真实车辆的场景,但仍然使用通过网络实时模拟的虚拟卡车。虚拟和真实场景可以相互关联,从而进一步改进系统。

这一创新想法是该技术变革潜力的完美例子。斯托克说:“我们甚至还没有开始触及可能性的表面。”“我们正在进行的测试和试验说明了它的能力,但是,一旦我们对它有了更丰富的想象,它真的是无限的。我们甚至还没有发现我们能做的1%。”


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