車路協(xié)同需打造“通信+計算”新體系

　　時至今日，出行和交通問題已經(jīng)成為城市、地域管理的一個難點，智慧交通也早已經(jīng)被提上日程，通信和IT向交通領域的滲透、融合，甚至顛覆的進程已經(jīng)開啟。目前，自動駕駛、無人駕駛技術日新月益，車與路、車與車的信息互通、車與行人的智能溝通越來越重要。隨著4G、5G網(wǎng)絡性能面向車聯(lián)網(wǎng)需求的不斷優(yōu)化，專家認為，"通信+計算"將會成為支持車路人網(wǎng)協(xié)同的重要基礎。

　　車路協(xié)同對網(wǎng)絡有新要求

　　如果說智慧交通是從路的角度，自動駕駛是從車的角度，那么車路的協(xié)同就需要通信網(wǎng)絡支持。

　　中國移動研究院副院長魏晨光認為，車路協(xié)同是持續(xù)演進的過程，可以分為三個階段。車路協(xié)同1.0是從聯(lián)合感知開始，在車輛獲取路側(cè)交通信息，在車端進行融合、計算、決策，并提供輔助駕駛能力；車路協(xié)同2.0是可以輔助計算，在路側(cè)進行基礎計算，車融合路側(cè)計算進行決策，實現(xiàn)特定道路或者有條件下的自動駕駛；車路協(xié)同3.0則是協(xié)作式計算，車路傳感器信息交互，車路進行動態(tài)分布式協(xié)同計算，實現(xiàn)全天、全路的自動駕駛。

　　車路協(xié)同將為通信、汽車、交通行業(yè)均帶來新的發(fā)展機遇，行業(yè)間也需協(xié)同發(fā)展。通信行業(yè)要升級優(yōu)化網(wǎng)絡，深入垂直領域，重點支持V2N/I（汽車對網(wǎng)絡/道路基礎設施的通信）業(yè)務；汽車行業(yè)要加速智能網(wǎng)聯(lián)汽車成熟，推動車輛升級制造，迅速形成商業(yè)價值；交通行業(yè)要加速交通基礎設施信息化，推進智能交通發(fā)展，提升整體交通服務水平。

　　車路協(xié)同對網(wǎng)絡提出新的需求。在網(wǎng)絡通信能力上，要低時延，3ms~100ms，高可靠達90%~99.999%，大帶寬約50Mbps，支持高速移動，絕對速度達250kph，相對速度500kph。在數(shù)據(jù)計算能力上實現(xiàn)高性能，如在汽車保有量200萬的城市，每天數(shù)據(jù)量支持1609TB；計算時延為20ms~50ms；實現(xiàn)低成本存儲。"到2030年，預計潛在連接將超過20億，每公里平均30多個連接，90%以上的汽車會被連接。"魏晨光說。

　　構(gòu)建"通信+計算"新體系

　　車路協(xié)同對網(wǎng)絡提出的新需求，在落地實現(xiàn)時，即是構(gòu)建一個"通信+計算"的新體系。"通信+計算"體系架構(gòu)的關鍵有兩個，一是降低端到端時延，二是滿足高并發(fā)數(shù)據(jù)計算需求。

　　魏晨光表示，新體系將是一個多級計算的體系。支持這一體系有規(guī)?；闹悄苈穫?cè)設施，包括支持Uu+PC5方式的RSU（路邊單元設備）、多傳感器融合的感知設備。在底層實現(xiàn)車車、車路數(shù)據(jù)交互，弱勢交通參與者的識別與保護也在底層實現(xiàn)。在此基礎上，向上的第一層，則是由邊緣云、路側(cè)感知和移動基站構(gòu)成；向上的第二層，則是區(qū)域平臺，進行區(qū)域分析；再向上是中心平臺，進行全局計算。

　　從網(wǎng)絡性能的提升來看，首先要實現(xiàn)網(wǎng)絡時延的降低，通過升級網(wǎng)絡特性和優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，例如引入新的QCI保證V2X業(yè)務高優(yōu)先級，優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲降低傳輸時延，優(yōu)化網(wǎng)絡覆蓋提高網(wǎng)絡質(zhì)量。其次要提高網(wǎng)絡的容量和可靠性，主要通過部署RSU、引入PC5（車與車直接連網(wǎng)）來實現(xiàn)。在車路協(xié)同中更多的直連可以保證低時延，更多的廣播功能可以實現(xiàn)高容量，同時保障在網(wǎng)絡調(diào)度模式上實現(xiàn)高可靠。再次，將LTE-V2X逐步過渡到5G-V2X。公眾網(wǎng)絡（Uu）和直連（PC5）通信都需要過渡：公眾網(wǎng)絡從LTE逐步向5G NR演進，直連通信從LTE PC5向5G NR PC5演進。

　　V2X的多級計算平臺是由邊緣計算節(jié)點、區(qū)域計算平臺、中心計算平臺構(gòu)成的，對應分級的通信網(wǎng)絡，則是接入網(wǎng)對應邊緣計算節(jié)點，核心網(wǎng)對應區(qū)域計算平臺，業(yè)務網(wǎng)對應中心計算平臺。

　　邊緣計算要具備全景感知圖構(gòu)建、邊緣信息感知分析、高實時性交通場景計算的能力，區(qū)域計算要具備區(qū)域交通環(huán)境感知及優(yōu)化、邊緣協(xié)同計算調(diào)度、多源數(shù)據(jù)融合分析、區(qū)域數(shù)據(jù)開放和應用托管的能力，中心計算要具備全局交通環(huán)境感知及優(yōu)化、多級計算能力調(diào)度、應用多級動態(tài)部署、跨區(qū)域業(yè)務及數(shù)據(jù)管理的能力。

　　魏晨光表示，多級計算平臺必然會分階段部署，第一階段先部署區(qū)域數(shù)據(jù)平臺，第二階段部署區(qū)域平臺和邊緣節(jié)點，第三階段實現(xiàn)中心、區(qū)域、邊緣的多級計算平臺。在部署中，計算時延要從50ms降低到20ms，業(yè)務量級也將從百萬升級至千萬、億個連接。

　　開展規(guī)模技術試驗

　　LTE V2X規(guī)模技術試驗從2017年已經(jīng)開始，在2017年到2018年主要做LTE-V2X技術試驗及應用示范，三大運營商已經(jīng)在上海、無錫、重慶、雄安等地展開測試和試驗，驗證典型業(yè)務，開展應用示范。

　　試驗結(jié)果表明，LTE-V2X通信性能上在Uu模式中，時延小于100ms，可靠性大于90%；在直連時，V2I的時延滿足需求；在視距和非視距場景下，RSU覆蓋良好。目前已經(jīng)完成標準協(xié)議一致性驗證、多廠商互聯(lián)互通驗證、業(yè)務流程驗證。

　　2019年到2020年會開展LTE-V2X規(guī)模試驗和5G-NR技術試驗，測試LTE-V2X組網(wǎng)性能，驗證C-V2X產(chǎn)品成熟度；驗證5G NR對于車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的支撐能力以及典型應用網(wǎng)絡需求。LTE-V2X規(guī)模驗證內(nèi)容有空口覆蓋、可靠性、時延驗證與優(yōu)化，V2X業(yè)務驗證包括紅綠燈車速引導、交通事件提醒、前車緊急制動預警等。5G NR的技術試驗內(nèi)容主要是車載環(huán)境下空口性能驗證，以及封閉場景下遠程遙控駕駛等典型應用的業(yè)務功能和性能驗證。

　　2021年之后，主要針對5G-V2X做技術試驗，屆時，將會結(jié)合L4/L5等級的自動駕駛應用，探索網(wǎng)絡部署方案。

　　在技術驗證、規(guī)模試驗的同時，也在推動產(chǎn)業(yè)進一步成熟，V2X的終端技術不斷升級。這些終端包括路側(cè)單元RSU、LTE-V2X車載通信模組、車載單元OBU。目前中國信科、華為、中興等公司推出的路側(cè)單元已經(jīng)支持Uu+PC5并發(fā)，PC5接口支持5.9GHz頻段、20MHz帶寬。以C-ITS協(xié)議棧集成V2X應用服務組件，可以實現(xiàn)多種典型V2X應用場景，同時內(nèi)置安全芯片，可用作高精度定位基準站，支持遠程管理功能，包括遠程監(jiān)控、遠程升級、遠程診斷等。

　　LTE-V2X車載通信模組則要實現(xiàn)Uu、PC5的二合一，有亞米級的高精度定位，支持多種擴展接口，符合車規(guī)級的設計要求。車載單元OBU要支持Uu、PC5的并發(fā)，也要集成V2X應用服務組件、實現(xiàn)多種典型V2X應用場景、內(nèi)置安全芯片、高精度定位，支持升級。

　　車路人網(wǎng)的協(xié)同，隨著移動網(wǎng)絡從4G向5G演進，自動駕駛技術從L3向L4、L5發(fā)展，將會在更好的基礎條件上提供更佳的解決方案，多行業(yè)的融合正在改變我們的出行，一路暢通的夢想不再遙遠。（記者 劉晶）

　　轉(zhuǎn)自：中國電子報

　　版權(quán)及免責聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關法律責任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀