車路協(xié)同需打造“通信+計(jì)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(diǎn)，智慧交通也早已經(jīng)被提上日程，通信和IT向交通領(lǐng)域的滲透、融合，甚至顛覆的進(jìn)程已經(jīng)開啟。目前，自動駕駛、無人駕駛技術(shù)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(luò)性能面向車聯(lián)網(wǎng)需求的不斷優(yōu)化，專家認(rèn)為，"通信+計(jì)算"將會成為支持車路人網(wǎng)協(xié)同的重要基礎(chǔ)。

　　車路協(xié)同對網(wǎng)絡(luò)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(luò)支持。

　　中國移動研究院副院長魏晨光認(rèn)為，車路協(xié)同是持續(xù)演進(jìn)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(jìn)行融合、計(jì)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(jì)算，在路側(cè)進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算，車融合路側(cè)計(jì)算進(jìn)行決策，實(shí)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(jì)算，車路傳感器信息交互，車路進(jìn)行動態(tài)分布式協(xié)同計(jì)算，實(shí)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(jī)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(luò)，深入垂直領(lǐng)域，重點(diǎn)支持V2N/I（汽車對網(wǎng)絡(luò)/道路基礎(chǔ)設(shè)施的通信）業(yè)務(wù)；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(chǔ)設(shè)施信息化，推進(jìn)智能交通發(fā)展，提升整體交通服務(wù)水平。

　　車路協(xié)同對網(wǎng)絡(luò)提出新的需求。在網(wǎng)絡(luò)通信能力上，要低時延，3ms~100ms，高可靠達(dá)90%~99.999%，大帶寬約50Mbps，支持高速移動，絕對速度達(dá)250kph，相對速度500kph。在數(shù)據(jù)計(jì)算能力上實(shí)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(jì)算時延為20ms~50ms；實(shí)現(xiàn)低成本存儲。"到2030年，預(yù)計(jì)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(jì)算"新體系

　　車路協(xié)同對網(wǎng)絡(luò)提出的新需求，在落地實(shí)現(xiàn)時，即是構(gòu)建一個"通信+計(jì)算"的新體系。"通信+計(jì)算"體系架構(gòu)的關(guān)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(jì)算需求。

　　魏晨光表示，新體系將是一個多級計(jì)算的體系。支持這一體系有規(guī)?；闹悄苈穫?cè)設(shè)施，包括支持Uu+PC5方式的RSU（路邊單元設(shè)備）、多傳感器融合的感知設(shè)備。在底層實(shí)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(hù)也在底層實(shí)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)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(jìn)行區(qū)域分析；再向上是中心平臺，進(jìn)行全局計(jì)算。

　　從網(wǎng)絡(luò)性能的提升來看，首先要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時延的降低，通過升級網(wǎng)絡(luò)特性和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，例如引入新的QCI保證V2X業(yè)務(wù)高優(yōu)先級，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣档蛡鬏敃r延，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。其次要提高網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(shí)現(xiàn)高容量，同時保障在網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模式上實(shí)現(xiàn)高可靠。再次，將LTE-V2X逐步過渡到5G-V2X。公眾網(wǎng)絡(luò)（Uu）和直連（PC5）通信都需要過渡：公眾網(wǎng)絡(luò)從LTE逐步向5G NR演進(jìn)，直連通信從LTE PC5向5G NR PC5演進(jìn)。

　　V2X的多級計(jì)算平臺是由邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、區(qū)域計(jì)算平臺、中心計(jì)算平臺構(gòu)成的，對應(yīng)分級的通信網(wǎng)絡(luò)，則是接入網(wǎng)對應(yīng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，核心網(wǎng)對應(yīng)區(qū)域計(jì)算平臺，業(yè)務(wù)網(wǎng)對應(yīng)中心計(jì)算平臺。

　　邊緣計(jì)算要具備全景感知圖構(gòu)建、邊緣信息感知分析、高實(shí)時性交通場景計(jì)算的能力，區(qū)域計(jì)算要具備區(qū)域交通環(huán)境感知及優(yōu)化、邊緣協(xié)同計(jì)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(yīng)用托管的能力，中心計(jì)算要具備全局交通環(huán)境感知及優(yōu)化、多級計(jì)算能力調(diào)度、應(yīng)用多級動態(tài)部署、跨區(qū)域業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)管理的能力。

　　魏晨光表示，多級計(jì)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(diǎn)，第三階段實(shí)現(xiàn)中心、區(qū)域、邊緣的多級計(jì)算平臺。在部署中，計(jì)算時延要從50ms降低到20ms，業(yè)務(wù)量級也將從百萬升級至千萬、億個連接。

　　開展規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)

　　LTE V2X規(guī)模技術(shù)試驗(yàn)從2017年已經(jīng)開始，在2017年到2018年主要做LTE-V2X技術(shù)試驗(yàn)及應(yīng)用示范，三大運(yùn)營商已經(jīng)在上海、無錫、重慶、雄安等地展開測試和試驗(yàn)，驗(yàn)證典型業(yè)務(wù)，開展應(yīng)用示范。

　　試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)協(xié)議一致性驗(yàn)證、多廠商互聯(lián)互通驗(yàn)證、業(yè)務(wù)流程驗(yàn)證。

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

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

　　在技術(shù)驗(yàn)證、規(guī)模試驗(yàn)的同時，也在推動產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步成熟，V2X的終端技術(shù)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(yīng)用服務(wù)組件，可以實(shí)現(xiàn)多種典型V2X應(yīng)用場景，同時內(nèi)置安全芯片，可用作高精度定位基準(zhǔn)站，支持遠(yuǎn)程管理功能，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程升級、遠(yuǎn)程診斷等。

　　LTE-V2X車載通信模組則要實(shí)現(xiàn)Uu、PC5的二合一，有亞米級的高精度定位，支持多種擴(kuò)展接口，符合車規(guī)級的設(shè)計(jì)要求。車載單元OBU要支持Uu、PC5的并發(fā)，也要集成V2X應(yīng)用服務(wù)組件、實(shí)現(xiàn)多種典型V2X應(yīng)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(luò)從4G向5G演進(jìn)，自動駕駛技術(shù)從L3向L4、L5發(fā)展，將會在更好的基礎(chǔ)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(yuǎn)。（記者 劉晶）

　　轉(zhuǎn)自：中國電子報

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