車路協同需打造“通信+計算”新體系

　　時至今日，出行和交通問題已經成為城市、地域管理的一個難點，智慧交通也早已經被提上日程，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網絡性能面向車聯網需求的不斷優化，專家認為，"通信+計算"將會成為支持車路人網協同的重要基礎。

　　車路協同對網絡有新要求

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

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

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

　　車路協同對網絡提出新的需求。在網絡通信能力上，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。在數據計算能力上實現高性能，如在汽車保有量200萬的城市，每天數據量支持1609TB；計算時延為20ms~50ms；實現低成本存儲。"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。

　　構建"通信+計算"新體系

　　車路協同對網絡提出的新需求，在落地實現時，即是構建一個"通信+計算"的新體系。"通信+計算"體系架構的關鍵有兩個，一是降低端到端時延，二是滿足高并發數據計算需求。

　　魏晨光表示，新體系將是一個多級計算的體系。支持這一體系有規模化的智能路側設施，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。在底層實現車車、車路數據交互，弱勢交通參與者的識別與保護也在底層實現。在此基礎上，向上的第一層，則是由邊緣云、路側感知和移動基站構成；向上的第二層，則是區域平臺，進行區域分析；再向上是中心平臺，進行全局計算。

　　從網絡性能的提升來看，首先要實現網絡時延的降低，通過升級網絡特性和優化網絡結構來實現，例如引入新的QCI保證V2X業務高優先級，優化網絡拓撲降低傳輸時延，優化網絡覆蓋提高網絡質量。其次要提高網絡的容量和可靠性，主要通過部署RSU、引入PC5（車與車直接連網）來實現。在車路協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高容量，同時保障在網絡調度模式上實現高可靠。再次，將LTE-V2X逐步過渡到5G-V2X。公眾網絡（Uu）和直連（PC5）通信都需要過渡：公眾網絡從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點、區域計算平臺、中心計算平臺構成的，對應分級的通信網絡，則是接入網對應邊緣計算節點，核心網對應區域計算平臺，業務網對應中心計算平臺。

　　邊緣計算要具備全景感知圖構建、邊緣信息感知分析、高實時性交通場景計算的能力，區域計算要具備區域交通環境感知及優化、邊緣協同計算調度、多源數據融合分析、區域數據開放和應用托管的能力，中心計算要具備全局交通環境感知及優化、多級計算能力調度、應用多級動態部署、跨區域業務及數據管理的能力。

　　魏晨光表示，多級計算平臺必然會分階段部署，第一階段先部署區域數據平臺，第二階段部署區域平臺和邊緣節點，第三階段實現中心、區域、邊緣的多級計算平臺。在部署中，計算時延要從50ms降低到20ms，業務量級也將從百萬升級至千萬、億個連接。

　　開展規模技術試驗

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

　　試驗結果表明，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。目前已經完成標準協議一致性驗證、多廠商互聯互通驗證、業務流程驗證。

　　2019年到2020年會開展LTE-V2X規模試驗和5G-NR技術試驗，測試LTE-V2X組網性能，驗證C-V2X產品成熟度；驗證5G NR對于車聯網業務的支撐能力以及典型應用網絡需求。LTE-V2X規模驗證內容有空口覆蓋、可靠性、時延驗證與優化，V2X業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的技術試驗內容主要是車載環境下空口性能驗證，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，將會結合L4/L5等級的自動駕駛應用，探索網絡部署方案。

　　在技術驗證、規模試驗的同時，也在推動產業進一步成熟，V2X的終端技術不斷升級。這些終端包括路側單元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單元已經支持Uu+PC5并發，PC5接口支持5.9GHz頻段、20MHz帶寬。以C-ITS協議棧集成V2X應用服務組件，可以實現多種典型V2X應用場景，同時內置安全芯片，可用作高精度定位基準站，支持遠程管理功能，包括遠程監控、遠程升級、遠程診斷等。

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

　　車路人網的協同，隨著移動網絡從4G向5G演進，自動駕駛技術從L3向L4、L5發展，將會在更好的基礎條件上提供更佳的解決方案，多行業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）

　　轉自：中國電子報

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