V2X發(fā)展的關(guān)鍵因素之一,是2,即V同X之間鏈接。鏈接只有高效、穩(wěn)定、高速才能保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的傳輸,車輛、平臺才能基于數(shù)據(jù)做出及時正確的決策。無論對于車聯(lián)網(wǎng),還是自動駕駛,這都是非常關(guān)鍵的。
目前大多數(shù)的車聯(lián)網(wǎng)、車路協(xié)同概念、應(yīng)用,都是基于4G網(wǎng)絡(luò)下的傳輸,而4G本身的窄帶寬、低速率、長延時等的缺點,無法滿足B端客戶的應(yīng)用,其中就包括車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,以及具有更嚴(yán)苛要求的自動駕駛。但眾星捧月盼5G,就能解決問題嗎?
車輛在變的更加智能,以幫助人類駕駛員更安全駕駛,代價就是用更多的傳感器、計算中心、海量數(shù)據(jù)堆疊,填補(bǔ)人類釋放后的智能空缺。
無論車端還是云端的計算力,都在大幅度的提升,數(shù)據(jù)量也從KB、MB向GB、TB級躍升。目前還沒有看到雙方增長的盡頭,那么在之前,行業(yè)還能做哪些有用的事?
1月23日,信通院發(fā)布了《MEC與C-V2X融合 應(yīng)用場景》白皮書,MEC與C-V2X融合的理念是將C-V2X業(yè)務(wù)部署在MEC平臺上,借助Uu接口或PC5接口支持實現(xiàn)“人-車-路-云”協(xié)同交互。
這種技術(shù)不僅在4G時代可以使用,同樣在5G下也有效。可以降低端到端數(shù)據(jù)傳輸時延,緩解終端或路側(cè)智能設(shè)施的計算與存儲壓力,減少海量數(shù)據(jù)回傳造成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,提供具備本地特色的高質(zhì)量服務(wù)。
一、MEC
(Multi-access Edge Computing,MEC)多接入邊緣計算的前身可以稱為移動邊緣計算,是一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概念,可在蜂窩網(wǎng)絡(luò)的邊緣實現(xiàn)云計算功能和IT服務(wù)環(huán)境,更一般地說在邊緣任何網(wǎng)絡(luò)。
MEC背后的基本思想是,通過運(yùn)行應(yīng)用程序并執(zhí)行更接近蜂窩客戶的相關(guān)處理任務(wù),可以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞并提高應(yīng)用程序的性能。
MEC技術(shù)旨在在蜂窩基站上實施或其他邊緣節(jié)點,并為客戶靈活、快速地部署新的應(yīng)用程序和服務(wù)。MEC還結(jié)合了信息技術(shù)和電信網(wǎng)絡(luò)的各個要素,允許蜂窩運(yùn)營商向授權(quán)的第三方(如應(yīng)用程序開發(fā)商和內(nèi)容提供商)開放其無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)。該技術(shù)還可以降低核心網(wǎng)絡(luò)的信號負(fù)載,并以較低成本的方式托管應(yīng)用和服務(wù)。
MEC 為應(yīng)用程序和服務(wù)托管提供分布式計算環(huán)境。它還能夠在蜂窩用戶附近存儲和處理內(nèi)容,以加快響應(yīng)時間。
通俗的講,MEC系統(tǒng)位于無線接入點及有線網(wǎng)絡(luò)之間。在電信蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,MEC系統(tǒng)可部署于無線接入網(wǎng)與移動核心網(wǎng)之間。MEC系統(tǒng)的核心設(shè)備是基于IT通用硬件平臺構(gòu)建的MEC服務(wù)器。MEC的優(yōu)點有包括業(yè)務(wù)本地化、近距離及低時延的業(yè)務(wù)交付、為業(yè)務(wù)提供用戶位置感知及其他網(wǎng)絡(luò)能力。
MEC的這些特點,正中V2X下懷,也因此IMT-2020(5G)推進(jìn)組也將制定規(guī)則的雙手伸向了它。
二、結(jié)緣C-V2X
C-V2X是基于蜂窩(Cellular)通信演進(jìn)形成的車用無線通信技術(shù)(Vehicle to Everything, V2X)技術(shù),可提供Uu接口(蜂窩通信接口)和PC5接口(直連通信接口)。
不同的C-V2X應(yīng)用場景從時延、帶寬和計算能力等方面對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出了各類不同要求。
例如,在3GPP對eV2X(增強(qiáng)型V2X)場景的需求分析中(TR38.913),時延要求最嚴(yán)格的自動駕駛和傳感器共享場景,對時延的要求最低達(dá)到了3ms;帶寬需求最大的傳感器共享場景,對帶寬的要求最高達(dá)到了1Gbps;全局路況分析場景對服務(wù)平臺的計算能力提出要求,要能快速對視頻、雷達(dá)信號等感知內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)分析和處理。
MEC與C-V2X融合可以對C-V2X端到端通信能力提供增強(qiáng),也可以對C-V2X應(yīng)用場景提供輔助計算、數(shù)據(jù)存儲等支持。MEC與C-V2X融合具有網(wǎng)絡(luò)信息開放、低時延高性能、本地服務(wù)等特性。不同的C-V2X場景可能需要其中某一個或數(shù)個方面的能力;同一個C-V2X場景也可能通過MEC與不同通信技術(shù)的組合來實現(xiàn)。
在規(guī)則允許的情況下,網(wǎng)絡(luò)信息對外開放,MEC能夠承載網(wǎng)絡(luò)信息開放功能,通過標(biāo)準(zhǔn)化接口開放邊緣網(wǎng)絡(luò)的實時狀態(tài)信息,包括無線網(wǎng)絡(luò)信息、位置信息、用戶信息等。通過MEC進(jìn)行終端定位,將成為一種新的定位方式。
MEC運(yùn)行在靠近用戶終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣位置,能夠顯著降低C-V2X業(yè)務(wù)的傳輸時延、提供強(qiáng)大的計算與存儲能力、改善用戶體驗。MEC的本地屬性,可以提供區(qū)域化、個性化的本地服務(wù),同時降低回傳網(wǎng)絡(luò)負(fù)載壓力;也可以將接入MEC的本地資源與網(wǎng)絡(luò)其它部分隔離,將敏感信息或隱私數(shù)據(jù)控制在區(qū)域內(nèi)部。
如上,MEC就是一座橋梁,既可以解決海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?、帶寬問題,同時還可以為云、端的計算分憂。體現(xiàn)在車載應(yīng)用上,就是可以為車載/路側(cè)/行人終端提供在線輔助計算功能,實現(xiàn)快速的任務(wù)處理與反饋。
三、融合四大場景
MEC與C-V2X融合場景,可按照“路側(cè)協(xié)同”與“車輛協(xié)同”的程度進(jìn)行分類。
無需路側(cè)協(xié)同的C-V2X應(yīng)用可以直接通過MEC平臺為車輛或行人提供低時延、高性能服務(wù);當(dāng)路側(cè)部署了能接入MEC平臺的路側(cè)雷達(dá)、攝像頭、智能紅綠燈、智能化標(biāo)志標(biāo)識等智能設(shè)施時,相應(yīng)的C-V2X應(yīng)用可以借助路側(cè)感知或采集的數(shù)據(jù)為車輛或行人提供更全面的信息服務(wù)。
在沒有車輛協(xié)同時,單個車輛可以直接從MEC平臺上部署的相應(yīng)C-V2X應(yīng)用獲取服務(wù);在多個車輛同時接入MEC平臺時,相應(yīng)的C-V2X應(yīng)用可以基于多個車輛的狀態(tài)信息,提供智能協(xié)同的信息服務(wù)。
依據(jù)是否需要路側(cè)協(xié)同以及車輛協(xié)同,將MEC與C-V2X融合場景分為“單車與MEC交互”“單車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互”“多車與MEC協(xié)同交互”“多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施協(xié)同交互”四大類。
1、單車與MEC交互場景有本地信息分發(fā)、動態(tài)高精度地圖、車載信息增強(qiáng)、車輛在線診斷等功能通過單車與MEC進(jìn)行交互即可實現(xiàn)。
MEC作為內(nèi)容分發(fā)的邊緣節(jié)點,實現(xiàn)在線分發(fā)和流量卸載的功能。可為車輛提供音視頻等多媒體休閑娛樂信息服務(wù)、區(qū)域性商旅餐飲等信息服務(wù),或提供軟件/固件升級等服務(wù)。
MEC可以存儲動態(tài)高精度地圖車輛分發(fā)高精度地圖信息,減少時延并降低對核心網(wǎng)傳輸帶寬的壓力。
在應(yīng)用中,車輛向MEC發(fā)送自身具體位置以及目標(biāo)地理區(qū)域信息,部署在MEC的地圖服務(wù)提取相應(yīng)區(qū)域的高精度地圖信息發(fā)送給車輛。
當(dāng)車輛傳感器檢測到現(xiàn)實路況與高精度地圖存在偏差時,可將自身傳感信息上傳至MEC用于對地圖進(jìn)行更新,隨后MEC的地圖服務(wù)可選擇將更新后的高精度地圖回傳至中心云平臺。
MEC提供車載信息增強(qiáng)功能,車輛可將車載傳感設(shè)備感知的視頻/雷達(dá)信號等上傳至MEC,MEC通過車載信息增強(qiáng)功能提供的視頻分析、感知融合、AR合成等多種應(yīng)用實現(xiàn)信息增強(qiáng),并將結(jié)果下發(fā)至車輛進(jìn)行直觀顯示。
在此類場景中,MEC提供用于視頻分析、感知融合、AR合成等多個應(yīng)用的計算能力,同時提供低時延、大帶寬的通信能力。
注:★代表1星,☆代表半星,每個要求子項的定義為:
1) 帶寬:★代表10Mbps以下,★★代表10~100Mbps,★★★代表100Mbps以上;
2) 時延:★代表100ms以上,★★代表20~100ms,★★★代表20ms以下;
3) 計算:★代表支持信號控制級計算能力,★★代表支持圖像處理級計算能力,★★★代表需要支持智能決策、視頻編解碼、大數(shù)據(jù)分析類計算能力;
4) 存儲:★代表TB級存儲或支持內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,★★代表PB級或支持結(jié)構(gòu)性、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,★★★代表EB級或支持海量非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)庫;
5) 邊-云協(xié)同/用戶位置/用戶ID/網(wǎng)絡(luò)狀態(tài):從零星至★★★分別代表了統(tǒng)計意義上對該要求的需求程度,零星表示完全不需要,★★★表示完全必需。
2、單車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互場景有危險駕駛提醒、車輛違章提醒等功能可通過單車、路側(cè)智能設(shè)施及MEC進(jìn)行交互實現(xiàn)。
以危險駕駛提醒為例,MEC部署了危險駕駛提醒功能后,可結(jié)合路側(cè)智能設(shè)施,通過車牌識別等功能分析車輛進(jìn)入高速的時間,定期為車輛提供疲勞駕駛提醒;或在夜間通過視頻分析,提醒車輛正確使用燈光;或在感知到突發(fā)車輛事故時,提醒附近車輛謹(jǐn)慎駕駛;或在天氣傳感器感知到高溫“鏡面效應(yīng)”、雨雪大霧等惡劣天氣時,提醒車輛安全駕駛。此外,MEC可階段性地將危險駕駛信息匯總后上傳中心云平臺。
在此場景中,路側(cè)的各類傳感設(shè)施實時將感知信息上傳至MEC,MEC主要提供用于視頻分析、感知融合、事件與消息整合等計算能力,保證傳感信息傳輸?shù)耐ㄐ艓挘约芭c中心云平臺進(jìn)行交互的能力,同時也應(yīng)提供對跨基站、跨MEC業(yè)務(wù)連續(xù)性的必要支持。車輛無需裝配智能傳感器等設(shè)備,在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后,具備對應(yīng)通信模組的車輛可以直接使用此類服務(wù)。
3、多車與MEC協(xié)同交互場景有V2V信息轉(zhuǎn)發(fā)、車輛感知共享等功能可通過多車與MEC協(xié)同交互實現(xiàn)。MEC部署了V2X信息轉(zhuǎn)發(fā)功能后,可作為橋接節(jié)點,以V2N2V的方式實現(xiàn)車與車之間的通信,實時交流車輛位置、速度、方向及剎車、開啟雙閃等車輛狀態(tài)信息,提升道路安全。
在此場景中,車輛無需裝備PC5通信模組,可通過Uu接口將車輛狀態(tài)信息發(fā)送至MEC,并接收MEC下發(fā)的其他車輛信息。MEC應(yīng)提供超低時延的信息傳輸功能。
MEC部署車輛感知共享功能,可將具備環(huán)境感知車輛的感知結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)至周圍其他車輛,用于擴(kuò)展其他車輛的感知范圍。也可以用于Seethrough場景,及當(dāng)前車遮擋后車視野時,前車對前方路況進(jìn)行視頻監(jiān)控并將視頻實時傳輸至MEC,MEC的車輛感知共享功能對收到的視頻進(jìn)行實時轉(zhuǎn)發(fā)至后方車輛,便于后方車輛利用視頻擴(kuò)展視野,有效解決汽車行駛中的盲區(qū)問題,提高車輛的駕駛安全。
4、多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施協(xié)同交互場景有匝道合流輔助、智慧交叉路口、大范圍協(xié)同調(diào)度等功能可通過多車、路側(cè)智能設(shè)施及MEC進(jìn)行協(xié)同交互實現(xiàn)。
匝道合流輔助場景中,MEC提供用于監(jiān)測信息分析及環(huán)境動態(tài)預(yù)測的計算能力,以及低時延、大帶寬的通信能力。車輛可通過Uu通信模式與MEC直接交互,或通過PC5通信模式經(jīng)RSU與MEC進(jìn)行交互。
MEC部署大范圍協(xié)同調(diào)度功能,可在重點路段、大型收費(fèi)口處借助視頻傳感信息,通過MEC進(jìn)行路況分析和統(tǒng)一調(diào)度,實現(xiàn)一定范圍內(nèi)大規(guī)模車輛協(xié)同、車輛編隊行駛等功能。
或在城市級導(dǎo)航場景中,MEC根據(jù)區(qū)域車輛密度、道路擁堵嚴(yán)重程度、擁堵節(jié)點位置以及車輛目標(biāo)位置等信息,利用路徑優(yōu)化的算法對車輛開展導(dǎo)航調(diào)度,避免擁堵進(jìn)一步惡化。
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V2X
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原文標(biāo)題:摸不到算力、帶寬、時延的天花板?MEC幫你牽線搭橋 | GGAI視角
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