5G時代，車聯(lián)網(wǎng)從輔助駕駛向自動駕駛發(fā)展

當前，網(wǎng)絡信息技術(shù)成為全球科技競爭的制高點，而5G又是制高點上的必爭之地，世界各國競相超前部署、加快發(fā)展。從技術(shù)概念到全球最大的5G試驗網(wǎng)，我國信息通信業(yè)以創(chuàng)新驅(qū)動5G發(fā)展，取得了令人矚目的階段性成果。

一、5G車聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵業(yè)務需求

車聯(lián)網(wǎng)的主體是車，車聯(lián)網(wǎng)的終極目標通過智能化與網(wǎng)聯(lián)化兩條技術(shù)路徑相融合實現(xiàn)控制和信息的協(xié)同，使車輛在自身智能傳感器直接探測的基礎(chǔ)上，通過與外部節(jié)點的信息交互，實現(xiàn)更加全面的環(huán)境感知，從而更好地支持車輛決策和控制，并最終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車——智能網(wǎng)聯(lián)汽車。

LTE-V2X就是提供車輛的網(wǎng)聯(lián)化通信技術(shù)，包括蜂窩通信（UU）和直接通信（PC5）兩種方式。其中蜂窩通信（UU）借助現(xiàn)有的LTE蜂窩網(wǎng)絡，支持高帶寬、廣覆蓋、長距離的通信連接，提供地圖下載等信息類業(yè)務。PC5模式通過終端間的直接通信，實現(xiàn)車輛與周邊車輛和路側(cè)基礎(chǔ)設施的低時延、高可靠通信，滿足碰撞預警、緊急避讓等輔助行車安全性應用要求。

5G時代，車聯(lián)網(wǎng)從輔助駕駛向自動駕駛發(fā)展。PC5直通模式由于近距離分布式的通信已經(jīng)不能滿足自動駕駛控制的要求，需要將車、路、人、網(wǎng)的信息綜合分析決策后給車發(fā)控制指令，這些信息需要通過蜂窩網(wǎng)進行即時分發(fā)傳遞。當自動駕駛成為現(xiàn)實后，車的控制者駕駛員就得以解放變?yōu)槌丝?，車上乘客可以在高速公路上進行視頻商務會議、聯(lián)網(wǎng)游戲等大帶寬、高流量應用。因此5G的車聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務發(fā)展需要蜂窩網(wǎng)既能支持低時延高可靠的控制決策指令下發(fā)，又能支持大帶寬高流量的業(yè)務信息傳遞。

二、當前網(wǎng)絡面臨的問題

面對5G車聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務需求，當前4G網(wǎng)絡已經(jīng)不能滿足業(yè)務的要求。主要體現(xiàn)在如下方面：

1）傳輸帶寬不足

5G車輛網(wǎng)的實時娛樂互動單用戶要求M級的速率要求，當前4G空口的帶寬有限，尤其邊緣用戶上行受限，需要采用5G的NR實現(xiàn)空口速率的100倍提升。同時單用戶的速率提升，而所有用戶數(shù)據(jù)均要通過集中的核心網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，對于核心網(wǎng)的集中傳輸壓力大。

2）網(wǎng)絡時延過大

5G車輛網(wǎng)自動駕駛控制需要10ms的時延。當前4G所有的業(yè)務需要經(jīng)過多層網(wǎng)絡傳輸，傳輸時延大，無法滿足低時延控制指令的要求。

三、5G車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)

1）核心網(wǎng)控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離

核心網(wǎng)的控制面和數(shù)據(jù)面分離，控制面仍然集中在核心層，數(shù)據(jù)面下沉到匯聚層邊緣

2）接入網(wǎng)CU和DU分離

接入網(wǎng)BBU的集中單元和分布單元分離。分布單元（DU）負責PL、MAC等實時處理，集中單元分為控制面（CU-C）和用戶面（CU-U），分別處理用戶接入相關(guān)的RRC信令和PDCP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

5G車聯(lián)網(wǎng)絡架構(gòu)的核心是核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)面下沉后和CU-U集中部署，形成邊緣云計算節(jié)點MEC。MEC的部署使得UU口數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡邊緣進行解析能減少車聯(lián)網(wǎng)控制數(shù)據(jù)的處理時延，同時MEC的本地數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)又能減輕大容量車載娛樂數(shù)據(jù)對核心傳輸環(huán)的壓力。
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