车联网对5G网络的演进需求

车联网对5G网络的演进需求

当前,网络信息技术成为全球科技竞争的制高点,而5G又是制高点上的必争之地,世界各国竞相超前部署、加快发展。从技术概念到全球最大的5G试验网,我国信息通信业以创新驱动5G发展,取得了令人瞩目的阶段性成果。

一、5G车联网的关键业务需求

车联网的主体是车,车联网的终极目标通过智能化与网联化两条技术路径相融合实现控制和信息的协同,使车辆在自身智能传感器直接探测的基础上,通过与外部节点的信息交互,实现更加全面的环境感知,从而更好地支持车辆决策和控制,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车——智能网联汽车。

LTE-V2X就是提供车辆的网联化通信技术,包括蜂窝通信(UU)和直接通信(PC5)两种方式。其中蜂窝通信(UU)借助现有的LTE蜂窝网络,支持高带宽、广覆盖、长距离的通信连接,提供地图下载等信息类业务。PC5模式通过终端间的直接通信,实现车辆与周边车辆和路侧基础设施的低时延、高可靠通信,满足碰撞预警、紧急避让等辅助行车安全性应用要求。

5G时代,车联网从辅助驾驶向自动驾驶发展。PC5直通模式由于近距离分布式的通信已经不能满足自动驾驶控制的要求,需要将车、路、人、网的信息综合分析决策后给车发控制指令,这些信息需要通过蜂窝网进行即时分发传递。当自动驾驶成为现实后,车的控制者驾驶员就得以解放变为乘客,车上乘客可以在高速公路上进行视频商务会议、联网游戏等大带宽、高流量应用。因此5G的车联网的业务发展需要蜂窝网既能支持低时延高可靠的控制决策指令下发,又能支持大带宽高流量的业务信息传递。

二、当前网络面临的问题

当前4G网络架构如下图所示:

车联网的照片 -1

面对5G车联网的业务需求,当前4G网络已经不能满足业务的要求。主要体现在如下方面:

1)传输带宽不足

5G车辆网的实时娱乐互动单用户要求M级的速率要求,当前4G空口的带宽有限,尤其边缘用户上行受限,需要采用5G的NR实现空口速率的100倍提升。同时单用户的速率提升,而所有用户数据均要通过集中的核心网关转发,对于核心网的集中传输压力大。

2)网络时延过大

5G车辆网自动驾驶控制需要10ms的时延。当前4G所有的业务需要经过多层网络传输,传输时延大,无法满足低时延控制指令的要求。

三、5G车联网的网络架构

为适应5G车联网的业务需求,5G网络架构需要进行如下图所示的演进。

车联网的照片 -2

1)核心网控制和转发分离

核心网的控制面和数据面分离,控制面仍然集中在核心层,数据面下沉到汇聚层边缘

2)接入网CU和DU分离

接入网BBU的集中单元和分布单元分离。分布单元(DU)负责PL、MAC等实时处理,集中单元分为控制面(CU-C)和用户面(CU-U),分别处理用户接入相关的RRC信令和PDCP数据转发。

5G车联网络架构的核心是核心网的数据面下沉后和CU-U集中部署,形成边缘云计算节点MEC。MEC的部署使得UU口数据在网络边缘进行解析能减少车联网控制数据的处理时延,同时MEC的本地数据转发又能减轻大容量车载娱乐数据对核心传输环的压力。

来源:中国信息通信网

 

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