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基于5G云网融合的车联网应用技术探讨.docx
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2022-07-08
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基于5G云网融合的车联网应用技术探讨.docx
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【摘 要】为了满足 C-V2X 超低时延、超大带宽需求,从云网融合架构演进、云
网基础设施共享、云网能力开放以及云网协同等方面分析,研究基于 5G 云网融合
的车联 网 方 案。利用 MEC 的网络能力 开 放 、低时延、高性能、本地服务等特性,
通过云网融合实现车联网应用的端到端精准感知,提供云网一体的 SLA 保障,满
足车联网低时延、高可靠的驾驶安全类、交通效率类应用,以及大流量的信息服
务类应用等场景的需求。
【关键词】5G;C-V2X;MEC;云网融合
0 引言
蜂窝车联网(C-V2X, Cellular Vehicle-to-Everything)是基于蜂窝网
的车联网技术。C-V2X 赋予车辆通信能力,包括车与车之间(V2V)、车
与路之间(V2I)、车与人之间(V2P)、车与网络之间(V2N)等。V2X
结合 AI、机器视觉、高精度精确定位等技术,可以解决智能交通系统在
汽车行驶安全、效率提升和信息服务等方面的需求,让驾乘体验更加舒
适,交通环境更加安全。
C-V2X 目前主要包括 LTE-V2X 和 NR-V2X 两个大的标准阶段。C-V2X 两个
阶段的技术互为补充,长期并存,共同支持丰富的车联网应用。基于 LTE
的 LTE-V2X 在 3GPP 的 R14 版本中实现标准化,随后 R15 对 LTE V2X 进行
了功能增强。进入 5G 时代,R16 通过 5G NR 更低时延、更高可靠性和更
大容量来提供 V2X 服务,在 V2N 的基础上,支持 V2V 和 V2I 直连通信,
通过引入组播和广播等多种通信方式,以及优化感知、调度、重传以及
车车间连接质量控制等技术,支持车辆编队、半自动驾驶、外延传感器、
远程驾驶等更丰富的车联网应用
[5]
。R17 进一步增强提高可靠性和降低
时延的资源分配机制,用以满足未来车联网应用严苛的通信需求。
在 C-V2X 网络中,连接着大量的车载终端和道路基础设施,需要进行海
量、实时的数据交互,由此产生海量数据传输、处理、存储的需求,对
网络提出了更苛刻的要求。车联网应用要求网络既能支持超低时延的控
制决策信息交互,又能支持大流量的业务信息传递。
1 云网融合对车联网应用的必要性
智能汽车通过车载 OBU(On Board Unit)每天将与周围基础设施产生 GB
量级的通信数据;辅助驾驶要求 20~100 ms,自动驾驶要求时延低至 3
ms。传统的网络架构和云计算方式已经远远不能满足 C-V2X 需求。车联
网应用对云的要求不仅仅是算力,还需要更低的时延、更大的带宽,网
络带宽成为影响业务的重要指标。云服务的可靠性、可用性和扩展性也
需要网络的协同。然而,云网分离的现状造成云网资源难以实现最佳匹
配。
5G 网络利用云计算技术实现网络云化,从封闭走向开放,向服务化的方
向发展。为满足 5G 业务低时延、高带宽、高安全的需求,5G 网络进行
分布式重构将成为必然选择。5G 网元的控制面和转发面分离,控制面集
中部署,用户面下沉,靠近用户分布式部署,实现云网融合,有效解决 C-
V2X 对网络的苛刻要求。
如图 1 所示,5G 网络以中心、区域、边缘数据中心为基础,构建分布式
云。分布云除了承载 CT 网元外,还可以部署车联网应用。通过云网协同,
可针对不同车联网应用场景灵活地提供网络切片,实现云网资源的精准
调 度 和 精 准 服 务 ; 通 过 云 边 协 同 , 可 以 选 择 最 佳 UPF ( User Plane
Function)转发节点,让数据存储在最合适的位置,让业务运行在最佳
的位置;通过边边协同,实现业务的按需加载和无缝切换。
借助 5G 分布式云,MEC(Multi-access Edge Computing)与 C-V2X 的融
合,通过车联网中网络通信、计算、存储的融合,实现车路云的协同感
知、决策和控制。MEC 在靠近用户的网络边缘,提供无线网络能力、IT
业务环境和云计算能力,具有网络能力开放、低时延、高性能、本地服
务等特性
[10]
。MEC 本地分流能力,能够显著降低车联网应用的传输时延,
适合部署安全驾驶类业务。MEC 提供网络信息开放功能,通过标准化接
口开放边缘网络,包括无线网络信息(RNIS)、位置信息、用户信息等。
利用 MEC 的位置信息开放可以辅助车载终端实现快速定位,有效提高定
位效率和精度。MEC 具备本地属性,可以提供区域化、个性化的本地服
务,同时降低回传网络负载压力。在智慧交叉路口场景中,MEC 可以融
合和分析多个路侧及车载传感器采集的数据,并对大量数据提供实时、
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资源评论
- dingwei832022-08-25资源很不错,内容和描述一致,值得借鉴,赶紧学起来!
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