隨著5G行業(yè)市場(chǎng)的深入發(fā)展，5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展也進(jìn)入了快車(chē)道。穩(wěn)定且可靠的5G網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。如何為5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供全面有效的網(wǎng)絡(luò)保障，如何對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的感知進(jìn)行精準(zhǔn)的評(píng)測(cè)，是5G 車(chē)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)工作。

基于5G空口發(fā)展的V2X（Vehicle to everything，車(chē)聯(lián)萬(wàn)物）網(wǎng)絡(luò)，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，用戶在空口的高效接入，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的時(shí)延可靠性和速率保障等，都提出了高要求。當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)承載了大量的ToC用戶，如何對(duì)ToV（To Vehicle，車(chē)聯(lián)網(wǎng)用戶）和ToC（To Consumer，移動(dòng)通信用戶）兩類業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的區(qū)分和差異化的保障，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要給出整體策略定制；在網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)監(jiān)控方面，如何識(shí)別并監(jiān)控V2X用戶感知，為車(chē)聯(lián)網(wǎng)的日常運(yùn)維和運(yùn)營(yíng)提供強(qiáng)力的數(shù)據(jù)支撐，需要規(guī)劃V2X指標(biāo)體系，來(lái)確保車(chē)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可視可管可控。

方案背景

根據(jù)《智能汽車(chē)發(fā)展戰(zhàn)略》（11部委聯(lián)合發(fā)布[2020]202號(hào)）要求，到2025年，實(shí)現(xiàn)有條件自動(dòng)駕駛的智能汽車(chē)達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)駕駛的智能汽車(chē)在特定環(huán)境下市場(chǎng)化應(yīng)用。根據(jù)《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》（國(guó)發(fā)[2022]27號(hào)）要求構(gòu)建設(shè)施設(shè)備信息交互網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)部署和應(yīng)用，支持構(gòu)建“車(chē)-路-交通管理”一體化協(xié)作的智能管理系統(tǒng)。即從國(guó)家政策層面已經(jīng)明確要在“十四五”期間大力發(fā)展車(chē)聯(lián)網(wǎng)部署和應(yīng)用。

基于中國(guó)智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)，截至2021年網(wǎng)聯(lián)車(chē)連接數(shù)為7500萬(wàn)輛，其中L2/L3滲透率為480萬(wàn)輛，預(yù)測(cè)到2030年網(wǎng)聯(lián)車(chē)連接數(shù)達(dá)到2.4億輛，L2/L3滲透率達(dá)9200萬(wàn)輛。面對(duì)巨量智能汽車(chē)的5G網(wǎng)絡(luò)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(gè)巨大的挑戰(zhàn)：既能保障V2X用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，又能實(shí)時(shí)定位用戶感知問(wèn)題，提供快速解決方法，減少客戶投訴，為車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)。

為了有效支撐5G+V2X網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)，向行車(chē)用戶提供安全/可靠的智慧車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，推動(dòng)5G車(chē)路協(xié)同技術(shù)的發(fā)展，中興通訊推出了面向車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的5G網(wǎng)絡(luò)保障及業(yè)務(wù)質(zhì)量評(píng)測(cè)方案。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的要求

車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)主要分“輔助駕駛”業(yè)務(wù)和“自動(dòng)駕駛”業(yè)務(wù)兩大類，細(xì)分業(yè)務(wù)場(chǎng)景可以包含：闖紅燈預(yù)警，行車(chē)碰撞（鬼探頭），危險(xiǎn)路段提醒，前方擁堵提醒，綠波出行等等。

車(chē)載OBU終端與V2X網(wǎng)絡(luò)以消息交互的方式進(jìn)行通信，五大類基礎(chǔ)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(dòng)駕駛車(chē)輛的協(xié)同機(jī)動(dòng)”為例：

圖1 緊急情況下自動(dòng)駕駛車(chē)輛的協(xié)同機(jī)動(dòng)

在危險(xiǎn)情況時(shí)（比如與移動(dòng)物體的碰撞），鄰近的車(chē)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(wù)場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求如下：

緊急情況的自動(dòng)駕駛車(chē)輛協(xié)同場(chǎng)景，端到端時(shí)延要求達(dá)到10ms@99.9%的水平，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)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(wù)端到端感知保障

為滿足V2X移動(dòng)場(chǎng)景下的行車(chē)業(yè)務(wù)性能保障需求，中興通訊在5G組網(wǎng)方案上進(jìn)行了創(chuàng)新，并引入了基于“切片+5QI+EdgeQoS”的差異化網(wǎng)絡(luò)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(wù)特性和建網(wǎng)需求，結(jié)合現(xiàn)有的成熟5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，演進(jìn)中的通感一體化技術(shù)，無(wú)線邊緣計(jì)算和云邊協(xié)同技術(shù)，我們引入了創(chuàng)新型的車(chē)路協(xié)同算力網(wǎng)絡(luò)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(lái)提供V2X服務(wù)，通過(guò)算力下沉，在通用5G基站BBU框內(nèi)插入新增的算力單板來(lái)提供無(wú)線通算融合服務(wù)，用于車(chē)路協(xié)同V2X服務(wù)。

在算力單板上可按需部署面向車(chē)端的通信連接的服務(wù)vRSU，面向感知融合計(jì)算的服務(wù)eFS，面向控制協(xié)同優(yōu)化的服務(wù)eCCO，和面向通感的服務(wù)iSAC，從而實(shí)現(xiàn)5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在基站側(cè)的部署。

單個(gè)算力單板按需部署在目標(biāo)區(qū)域直接提供V2X車(chē)路協(xié)同服務(wù)，多個(gè)帶算力單板的5G基站構(gòu)成V2X服務(wù)集群，提供城市級(jí)V2X車(chē)路協(xié)同服務(wù)。

圖2 5G+V2X組網(wǎng)架構(gòu)

02新型V2X網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)體現(xiàn)

鑒于5G的ToV網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的優(yōu)劣，會(huì)直接影響到ToV用戶的實(shí)際業(yè)務(wù)感知，并進(jìn)一步對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)駕駛帶來(lái)安全隱患，所以車(chē)聯(lián)網(wǎng)方案需具備對(duì)ToV網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量測(cè)評(píng)監(jiān)控的能力。

為了有效隔離ToV業(yè)務(wù)和常規(guī)大網(wǎng)業(yè)務(wù)，建議把車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)承載在獨(dú)立的ToV切片上，ToV質(zhì)量評(píng)測(cè)可以基于5G網(wǎng)絡(luò)側(cè)和ToV業(yè)務(wù)側(cè)進(jìn)行展開(kāi)；

網(wǎng)絡(luò)評(píng)測(cè)：從網(wǎng)絡(luò)評(píng)估顆粒的維度，需要涵蓋5G無(wú)線站點(diǎn)級(jí)，小區(qū)級(jí)和切片級(jí)的關(guān)聯(lián)指標(biāo)；從評(píng)測(cè)內(nèi)容上，需要涵蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，網(wǎng)絡(luò)干擾，網(wǎng)絡(luò)接入，網(wǎng)絡(luò)切換，網(wǎng)絡(luò)掉線，切片ToV用戶數(shù)，切片負(fù)荷，基站級(jí)算力資源占用情況等；通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)級(jí)/小區(qū)級(jí)/切片級(jí)質(zhì)量評(píng)測(cè)，可以全方位有效評(píng)測(cè)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的質(zhì)量情況，為T(mén)oV業(yè)務(wù)級(jí)評(píng)測(cè)提供基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)依據(jù)；

業(yè)務(wù)評(píng)測(cè)：從業(yè)務(wù)評(píng)估顆粒的維度，需要涵蓋ToV用戶級(jí)的關(guān)聯(lián)指標(biāo)，識(shí)別出業(yè)務(wù)側(cè)各類ToV基礎(chǔ)消息，并能加以統(tǒng)計(jì)；從評(píng)測(cè)內(nèi)容上，需要涵蓋ToV用戶上下行業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包時(shí)延，丟包，抖動(dòng)，業(yè)務(wù)速率等核心感知指標(biāo)，用以及時(shí)/準(zhǔn)確的評(píng)測(cè)ToV用戶的實(shí)際業(yè)務(wù)質(zhì)量情況。

通過(guò)業(yè)務(wù)級(jí)的感知指標(biāo)評(píng)測(cè)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)側(cè)的關(guān)聯(lián)指標(biāo)評(píng)測(cè)，提供ToV網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)質(zhì)量畫(huà)像，為T(mén)oV網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃/維護(hù)/保障提供及時(shí)/準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。

03“切片+5QI+EdgeQoS”V2X網(wǎng)絡(luò)感知保障

在V2X廣域覆蓋場(chǎng)景下，如何確保車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)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(luò)保障策略來(lái)應(yīng)對(duì)該挑戰(zhàn)。

引入網(wǎng)絡(luò)切片方案，建立隔離的網(wǎng)絡(luò)切片虛擬專網(wǎng)，對(duì)TOV用戶進(jìn)行有效隔離，為面向不同的用戶進(jìn)行差異化的保障策略提供隔離基礎(chǔ)。

結(jié)合ToV用戶在不同的服務(wù)節(jié)點(diǎn)對(duì)時(shí)延/可靠性/帶寬的差異化要求，進(jìn)行5QI定制策略配置（比如面向低時(shí)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(jí)。

通過(guò)對(duì)V2X用戶的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和質(zhì)量評(píng)估，引入EdgeQos保障特性，對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)用戶提供更加靈活的Qos保障機(jī)制，確保在復(fù)雜場(chǎng)景下的用戶感知SLA保障。

基于V2X單用戶在各事件場(chǎng)景下對(duì)業(yè)務(wù)容量的測(cè)試，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上，需同時(shí)考慮目標(biāo)區(qū)域5G大網(wǎng)的覆蓋和容量情況，對(duì)可能的V2X用戶重點(diǎn)聚集區(qū)域進(jìn)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(chē)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)保障及業(yè)務(wù)質(zhì)量評(píng)測(cè)方案，在外場(chǎng)的V2X現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和方法論探索中，得到了有效的驗(yàn)證和總結(jié)，已經(jīng)可以有效支撐現(xiàn)場(chǎng)V2X鬼探頭業(yè)務(wù)場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)性能感知保障。

隨著對(duì)后續(xù)V2X新業(yè)務(wù)（如闖紅燈預(yù)警，道路事故預(yù)警，及自動(dòng)駕駛相關(guān)等）場(chǎng)景的進(jìn)一步測(cè)試和驗(yàn)證，整體保障方案和質(zhì)量評(píng)測(cè)指標(biāo)將進(jìn)一步得到優(yōu)化，方案完善度和可靠性將得到夯實(shí)，為后續(xù)V2X車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)模建設(shè)和商用落地提供系統(tǒng)性的支撐。