5G+MEC+V2X车联网处理方案白皮书
发布时间：2023-01-30 11:16:32 所属栏目：通讯 来源：
导读： 5G+MEC+V2X车联网解决方案白皮书1.3 V2X与5G网络融合趋势2. 5G+MEC+V2X车联网人车路网云解决方案2.2.2.应用价值2.3.路侧设备典型部署方案2.4 方案支持应用2.4.3 面向政府类应用3. 车联网商用路径分析3.2.车联网
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5G+MEC+V2X车联网解决方案白皮书1.3 V2X与5G网络融合趋势2. 5G+MEC+V2X车联网人车路网云解决方案2.2.2.应用价值2.3.路侧设备典型部署方案2.4 方案支持应用2.4.3 面向政府类应用3. 车联网商用路径分析3.2.车联网投入收益分析3.3.车联网后续发展预测3.4 车联网商业模式4.车联网行业展望缩略语列表 5G+MEC+V2X车联网解决方案白皮书 1. V2X与5G的融合趋势1.1 我国车联网V2X发展现状 车用无线通信技术（Vehicle to Everything,V2X),是实现车与车（V2V)、车与路（V2I)、车与人（V2P)、车与网（V2N)相连接的新一代信息通信技术。V2X通过将人、车、路、云等交通参与要素有机地联系在一起，构建一个智慧的交通体系。 5G+MEC+V2X车联网解决方案白皮书_自动驾驶 目前，我国已将车联网产业上升到国家战略高度，产业政策持续利好，城市车联网建设呈现由点到面的趋势，逐步覆盖全国50余个城市。建设内容主要包括“仿真实验+封闭测试场+半开放道路+开放道路”四级架构。建设路径一般是“小规模试点示范-规模试点示范-局部区域全覆盖-全城覆盖”四个阶段。 我国车联网产业化进程逐步加快，围绕C-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等较为完整的产业链生态。为推进C-V2X产业尽快落地，国务院、工业和信息化部、交通运输部、发改委等国家有关单位积极与地方政府合作，在全国各地先后支持建设16个智能网联汽车测试示范区；工信部积极推动国家级车联网先导区建设，已经批复支持无锡、天津、长沙、重庆建立国家级先导区（还有多处积极申报中）,为后续大规模产业化及商业化奠定了基础。 C-V2X应用可以分近期和中远期两大阶段。 近期通过车车协同、车路协同实现辅助驾驶，提高驾驶安全，提升交通效率；以及特定场景中低速无人驾驶，提高生产效率，降低成本。 中长期将结合人工智能、大数据等新技术，融合雷达、视频感知等技术，通过车联网实现从单车智能到网联智能，最终实现完全自动驾驶。 当前车联网中车路协同主流技术方案为通过有线网络将路侧感知设备数据收集，利用路侧部署的工控机对路侧感知的数据进行处理。通常情况下，单路口视设备部署点位需要部署1至4台路侧工控机。再通过4G网络将工控机处理后的结构化数据回传至后端融合处理，数据回传频率视数据类型通常为几次至几十次每秒。云控中心则位于核心网后端的互联网中，各设备部署点位数据分别通过公网回传至云控中心。 现有的有线部署方案不够灵活，而4G无线方案时延偏大也影响使用的实时性，因此亚需新的无线通信技术来进行升级支撑。 1.2 5G网络特点和中国发展现状1.2.1 5G网络特性 根据IMT-2020中的规划，新一代的通信技术需要满足以下三大使用场景，包括： eMBB即为“增强移动宽带”，指对移动网络速度有更高要求，并且有广覆盖移动性保证的场景，包括高速下载、AR、VR、高清视频等业务类型。通过直接推动移动网络的吞吐量能力，满足上述以及未来出现业务类型对移动网络速度需求，提升客户的直观体验。 URLLC即为“高可靠低时延连接”，针对连接时延要达到1ms级别，并且支持高速移动（500KM/H)情况下的高可靠性（99.999%)的应用场景。主要的应用场景包括自动驾驶、工业控制、远程医疗等，可以大幅提供相关行业的自动化、智能化水平，推动企业的跨越式发展。 mMTC即为“海量物联”，针对数据速率较低且时延不敏感，但存在海量连接的应用场景。在该场景下，终端可以做到更低的功耗、更小的体积、高长的工作寿命，因此可以在智慧城市、智慧家居、环境监控等各种垂直行业中广泛应用，从而最终做到万物互联。 eMBB、URLLC以及mMTC这三类使用场景中各关键特性的重要程度不同。下图通过使用“高”、“中”、“低”三步指示刻度进行说明。 在eMBB场景中，用户体验数据速率、区域通信能力、峰值数据速率、移动性、效和频谱效率都具有较高的重要性，但是移动性和用户体验数据速率并非同时在所有场景中重要。 在uRLLC场景中，为满足安全应用要求，低延迟系最为重要的特性。在一些高移动性场景（如车联网）中需要这一特性，但这种场景中高数据速率等特性的重要性则相对较低。 在mMTC场景中，高连接密度网络中设备偶尔传输、传输比特率低、移动性低或没有移动性，具有较长运行寿命的低价设备在该场景中则非常重要。 5G技术以IMT-2020确定的八项指标要求为设计依据，充分挖掘各项通信技术和I网络技术，可以完全适配三种应用场景的需求。 1.2.2 5G网络架构 5G方案仍然采用核心网和接入网相结合的方案，其中5G核心网通过技术革新，实现核心网控制功能与转发功能的进一步分离，由此，给5G网络带来更大的灵活性和田人高的效率。接口作为5G核心网控制面与转发面的N4接口完全开放，成为实现控制面与转发面分离的关键一步。 N4接口开放对5G赋能行业应用会带来诸多好处：一方面，用户可以向运营商定制四已需要的网络能力，这对垂直行业应用非常重要；另一方面，可以支撑5G走向分布式网络，与云计算、边缘计算的架构进一步契合，使5G+云+AI的设计得到网络底层技术的支持。 5G网络的另一个技术革新，是基于SDN和VNF实现了网络切片技术，通过网络切片在一个独立的物理网络上切分出多个逻辑网络，从而避免了为每一个服务建设一个专用的物理网络，大大节省了部署成本，同时也可以满足各个行业用户的定制化需习 在2020年，中国的5G建设直接走进了独立组网的阶段，到年底，中国新增5G基站58万座，累计达到了71.8万个，5G的连接数超过了2亿，居全球首位。工信部已宣布在2021年中国将再新建60万个5G基站。5G网络的大规模部署，为推进基于5G网络的多种业务类型提供了有利的技术支撑。 1.3 V2X与5G网络融合趋势 C-V2X是当前主流的车用无线通信V2X技术，其中C是指蜂窝（Cellular),它基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含了两种通信接口片一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5),另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu),可实现长距离和更大范围的可靠通信。 当前在V2V、V2I等场景下PC5接口应用的场景比较广泛，而在V2N、I2N等场景下Uu接口的应用则的更加广泛。当前业内生态下LTE-V是非常成熟的PC5接口方案，而随着5G网络的大量部署，5GUu口在时延、带宽、网络架构等多个方面显示了非常大的技术优势，因此将V2X和5G进行深度融合将会成为车联网的主流技术架构。 2. 5G+MEC+V2X车联网人车路网云解决方案2.1 方案架构 人-车-路-网-云方案基于5G SA全新的网络架构，采用支持SA的5GUu+PC5的双连接路侧设备（5GRSU)和车载设备（5G0BU),在5G基站侧的5G边缘云平台部署V2XServer,充分发挥5G的Uu接口的大带宽和低时延网络特点，将路侧数据和车端数据通过UPF分流回传到MEC的V2X Server进行高性能的融合运算、决策，并将结果反馈合5GRSU和5G0BU,随后利用PC5接口将消息广播给周围的车联网终端，实现V2X通信，满足ITS要求的场景用例。一个MEC节点批量处理多个路口的5GRSU和5GOBU侧摄像头、雷达、信号灯等数据，通过融合感知AI算法提高了数据运算效率与数据融合度，形成以5G网络为基础的人-车-路-网-云的整体解决方案。 如上图，人-车-路-网-云的系统架构，其主要有如下几个部分组成： 1)人/车：驾驶员或智能网联车辆结合车机/0BU通过PC5及5G网络与车、路、件缘云实现通信，来获取路侧和其他车辆的信息，并使用边缘云的计算能力实现车辆数据与路端数据融合处理。 2)路侧：RSU通过PC5接口与车辆实现车路通信，并通过5G接口将路侧的摄像头、激光雷达、毫米波雷达、信号灯、传感器的数据回传至边缘云进行融合感知决策处理，并将结果反馈至路侧设备实现设备控制。 3)5G边缘云：包括5GSA的网络，通过UPF分流至车联网的MEC平台，该平台主要提供对路侧和车侧设备的接入和管理能力，提供远程的实时计算、信息获等能力，是一种网络的池化计算服务。其通常部署于接入机房，实现网络数据不出网络的近实时计算。车联网MEC节点包括硬件、平台和应用3个层级，此构建了车联网场景深度定制的MEC边缘云。 其中MEC平台底层硬件可以使用联想各种边缘侧服务器和FPGA/GPU加速卡设备，提供算力支撑，在IaaS层则使用电信级的Kubernetes Cloud Native平台，此外在Iaas层之上是PaaS和MEP平台以及MEPM平台。这些模块构成了兼具灵活性、实时性、扩展型的车联网应用平台底座。 在MEC平台中的车联网的应用则如下，共包含了5个大的部分，包括3个层级和22个基础服务，包括高性能的安全防护以及实时性极高的服务调度，通过链路管理模块与车端和路侧设备链接，并支持与第三方V2X系统进行互联互通。 （编辑：拼字网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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