MEC與C-V2X融合應(yīng)用場景

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。