芯耀
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隨著5G行業(yè)市場的深入發(fā)展，5G車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展也進入了快車道。穩(wěn)定且可靠的5G網(wǎng)絡質(zhì)量是車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務可持續(xù)發(fā)展的重要基礎。如何為5G車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務提供全面有效的網(wǎng)絡保障，如何對車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的感知進行精準的評測，是5G 車聯(lián)網(wǎng)建設的重點工作。
基于5G空口發(fā)展的V2X（Vehicle to everything，車聯(lián)萬物）網(wǎng)絡，對無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍，用戶在空口的高效接入，數(shù)據(jù)傳輸過程中的時延可靠性和速率保障等，都提出了高要求。當前5G網(wǎng)絡承載了大量的ToC用戶，如何對ToV（To Vehicle，車聯(lián)網(wǎng)用戶）和ToC（To Consumer，移動通信用戶）兩類業(yè)務進行有效的區(qū)分和差異化的保障，在網(wǎng)絡側(cè)需要給出整體策略定制；在網(wǎng)絡指標監(jiān)控方面，如何識別并監(jiān)控V2X用戶感知，為車聯(lián)網(wǎng)的日常運維和運營提供強力的數(shù)據(jù)支撐，需要規(guī)劃V2X指標體系，來確保車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的可視可管可控。
方案背景
根據(jù)《智能汽車發(fā)展戰(zhàn)略》（11部委聯(lián)合發(fā)布[2020]202號）要求，到2025年，實現(xiàn)有條件自動駕駛的智能汽車達到規(guī)模化生產(chǎn)，實現(xiàn)高度自動駕駛的智能汽車在特定環(huán)境下市場化應用。根據(jù)《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》（國發(fā)[2022]27號）要求構(gòu)建設施設備信息交互網(wǎng)絡，推動車聯(lián)網(wǎng)部署和應用，支持構(gòu)建“車-路-交通管理”一體化協(xié)作的智能管理系統(tǒng)。即從國家政策層面已經(jīng)明確要在“十四五”期間大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)部署和應用。
基于中國智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展預測，截至2021年網(wǎng)聯(lián)車連接數(shù)為7500萬輛，其中L2/L3滲透率為480萬輛，預測到2030年網(wǎng)聯(lián)車連接數(shù)達到2.4億輛，L2/L3滲透率達9200萬輛。面對巨量智能汽車的5G網(wǎng)絡連接和感知保障需求，如何提供系統(tǒng)性的解決方案將是個巨大的挑戰(zhàn)：既能保障V2X用戶的業(yè)務體驗，又能實時定位用戶感知問題，提供快速解決方法，減少客戶投訴，為車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展提供強大的技術(shù)基礎。
為了有效支撐5G+V2X網(wǎng)絡快速建設，向行車用戶提供安全/可靠的智慧車聯(lián)網(wǎng)服務，推動5G車路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展，中興通訊推出了面向車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的5G網(wǎng)絡保障及業(yè)務質(zhì)量評測方案。
車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對5G網(wǎng)絡的要求
車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務主要分“輔助駕駛”業(yè)務和“自動駕駛”業(yè)務兩大類，細分業(yè)務場景可以包含：闖紅燈預警，行車碰撞（鬼探頭），危險路段提醒，前方擁堵提醒，綠波出行等等。
車載OBU終端與V2X網(wǎng)絡以消息交互的方式進行通信，五大類基礎消息的基本信息如下：
BSM消息包大小300字節(jié)，頻率10Hz.
RSM消息包大小1200B，頻率5Hz。
RSI消息包大小500B， 頻率10Hz。
SPAT消息包大小1000~18000字節(jié)，頻率10Hz。
MAP 消息包大小1000~20000字節(jié)，頻率1Hz。
視頻信息傳輸速率一般不低于15Mbps
以“緊急情況下自動駕駛車輛的協(xié)同機動”為例：
圖1 緊急情況下自動駕駛車輛的協(xié)同機動
在危險情況時（比如與移動物體的碰撞），鄰近的車載終端相互協(xié)調(diào)，以便共同決策和執(zhí)行。
其操作；此類業(yè)務場景對網(wǎng)絡性能的要求如下：
緊急情況的自動駕駛車輛協(xié)同場景，端到端時延要求達到10ms@99.9%的水平，對5G網(wǎng)絡的低時延高可靠保障能力提出了比較高的挑戰(zhàn)要求。
5G+V2X業(yè)務端到端感知保障
為滿足V2X移動場景下的行車業(yè)務性能保障需求，中興通訊在5G組網(wǎng)方案上進行了創(chuàng)新，并引入了基于“切片+5QI+EdgeQoS”的差異化網(wǎng)絡感知保障策略。
01創(chuàng)新型5G+V2X組網(wǎng)架構(gòu)
基于V2X業(yè)務特性和建網(wǎng)需求，結(jié)合現(xiàn)有的成熟5G網(wǎng)絡運營經(jīng)驗，演進中的通感一體化技術(shù)，無線邊緣計算和云邊協(xié)同技術(shù)，我們引入了創(chuàng)新型的車路協(xié)同算力網(wǎng)絡組網(wǎng)架構(gòu)。整體規(guī)劃上，建議引入公頻專網(wǎng)或物理專網(wǎng)來提供V2X服務，通過算力下沉，在通用5G基站BBU框內(nèi)插入新增的算力單板來提供無線通算融合服務，用于車路協(xié)同V2X服務。
在算力單板上可按需部署面向車端的通信連接的服務vRSU，面向感知融合計算的服務eFS，面向控制協(xié)同優(yōu)化的服務eCCO，和面向通感的服務iSAC，從而實現(xiàn)5G車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡系統(tǒng)在基站側(cè)的部署。
單個算力單板按需部署在目標區(qū)域直接提供V2X車路協(xié)同服務，多個帶算力單板的5G基站構(gòu)成V2X服務集群，提供城市級V2X車路協(xié)同服務。
圖2 5G+V2X組網(wǎng)架構(gòu)
02新型V2X網(wǎng)絡指標體現(xiàn)
鑒于5G的ToV網(wǎng)絡質(zhì)量的優(yōu)劣，會直接影響到ToV用戶的實際業(yè)務感知，并進一步對車聯(lián)網(wǎng)駕駛帶來安全隱患，所以車聯(lián)網(wǎng)方案需具備對ToV網(wǎng)絡進行質(zhì)量測評監(jiān)控的能力。
為了有效隔離ToV業(yè)務和常規(guī)大網(wǎng)業(yè)務，建議把車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務承載在獨立的ToV切片上，ToV質(zhì)量評測可以基于5G網(wǎng)絡側(cè)和ToV業(yè)務側(cè)進行展開；
網(wǎng)絡評測：從網(wǎng)絡評估顆粒的維度，需要涵蓋5G無線站點級，小區(qū)級和切片級的關聯(lián)指標；從評測內(nèi)容上，需要涵蓋無線網(wǎng)絡覆蓋，網(wǎng)絡負荷，網(wǎng)絡干擾，網(wǎng)絡接入，網(wǎng)絡切換，網(wǎng)絡掉線，切片ToV用戶數(shù)，切片負荷，基站級算力資源占用情況等；通過5G網(wǎng)絡的站點級/小區(qū)級/切片級質(zhì)量評測，可以全方位有效評測5G無線網(wǎng)絡環(huán)境的質(zhì)量情況，為ToV業(yè)務級評測提供基礎網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)依據(jù)；
業(yè)務評測：從業(yè)務評估顆粒的維度，需要涵蓋ToV用戶級的關聯(lián)指標，識別出業(yè)務側(cè)各類ToV基礎消息，并能加以統(tǒng)計；從評測內(nèi)容上，需要涵蓋ToV用戶上下行業(yè)務的數(shù)據(jù)包時延，丟包，抖動，業(yè)務速率等核心感知指標，用以及時/準確的評測ToV用戶的實際業(yè)務質(zhì)量情況。
通過業(yè)務級的感知指標評測，結(jié)合網(wǎng)絡側(cè)的關聯(lián)指標評測，提供ToV網(wǎng)絡的真實質(zhì)量畫像，為ToV網(wǎng)絡的規(guī)劃/維護/保障提供及時/準確的數(shù)據(jù)依據(jù)。
03“切片+5QI+EdgeQoS”V2X網(wǎng)絡感知保障
在V2X廣域覆蓋場景下，如何確保車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的QoS性能保障？我們可以引入基于切片+5QI+EdgeQos的差異化網(wǎng)絡保障策略來應對該挑戰(zhàn)。
引入網(wǎng)絡切片方案，建立隔離的網(wǎng)絡切片虛擬專網(wǎng)，對TOV用戶進行有效隔離，為面向不同的用戶進行差異化的保障策略提供隔離基礎。
結(jié)合ToV用戶在不同的服務節(jié)點對時延/可靠性/帶寬的差異化要求，進行5QI定制策略配置（比如面向低時延的保守調(diào)度等），確保ToV用戶可以得到更高的保障優(yōu)先級。
通過對V2X用戶的實時監(jiān)測和質(zhì)量評估，引入EdgeQos保障特性，對車聯(lián)網(wǎng)用戶提供更加靈活的Qos保障機制，確保在復雜場景下的用戶感知SLA保障。
基于V2X單用戶在各事件場景下對業(yè)務容量的測試，在網(wǎng)絡規(guī)劃上，需同時考慮目標區(qū)域5G大網(wǎng)的覆蓋和容量情況，對可能的V2X用戶重點聚集區(qū)域進行覆蓋和容量的合理規(guī)劃，包括且不限于4.9G頻段組網(wǎng)的引入等。
圖3 端到端V2X感知保障策略
中興通訊5G車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡保障及業(yè)務質(zhì)量評測方案，在外場的V2X現(xiàn)場測試和方法論探索中，得到了有效的驗證和總結(jié)，已經(jīng)可以有效支撐現(xiàn)場V2X鬼探頭業(yè)務場景的網(wǎng)絡性能感知保障。
隨著對后續(xù)V2X新業(yè)務（如闖紅燈預警，道路事故預警，及自動駕駛相關等）場景的進一步測試和驗證，整體保障方案和質(zhì)量評測指標將進一步得到優(yōu)化，方案完善度和可靠性將得到夯實，為后續(xù)V2X車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務規(guī)模建設和商用落地提供系統(tǒng)性的支撐。
