V2X發展的關鍵因素之一,是2,即V同X之間鏈接。鏈接只有高效、穩定、高速才能保證數據準確無誤的傳輸,車輛、平臺才能基于數據做出及時正確的決策。無論對于車聯網,還是自動駕駛,這都是非常關鍵的。
目前大多數的車聯網、車路協同概念、應用,都是基于4G網絡下的傳輸,而4G本身的窄帶寬、低速率、長延時等的缺點,無法滿足B端客戶的應用,其中就包括車聯網領域,以及具有更嚴苛要求的自動駕駛。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、海量數據堆疊,填補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,數據量也從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,行業還能做哪些有用的事?
1月23日,信通院發布了《MEC與C-V2X融合 應用場景》白皮書,MEC與C-V2X融合的理念是將C-V2X業務部署在MEC平臺上,借助Uu接口或PC5接口支持實現“人-車-路-云”協同交互。
這種技術不僅在4G時代可以使用,同樣在5G下也有效。可以降低端到端數據傳輸時延,緩解終端或路側智能設施的計算與存儲壓力,減少海量數據回傳造成的網絡負荷,提供具備本地特色的高質量服務。
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,是一種網絡架構概念,可在蜂窩網絡的邊緣實現云計算功能和IT服務環境,更一般地說在邊緣任何網絡。
MEC背后的基本思想是,通過運行應用程序并執行更接近蜂窩客戶的相關處理任務,可以減少網絡擁塞并提高應用程序的性能。
MEC技術旨在在蜂窩基站上實施或其他邊緣節點,并為客戶靈活、快速地部署新的應用程序和服務。MEC還結合了信息技術和電信網絡的各個要素,允許蜂窩運營商向授權的第三方(如應用程序開發商和內容提供商)開放其無線接入網絡(RAN)。該技術還可以降低核心網絡的信號負載,并以較低成本的方式托管應用和服務。
MEC 為應用程序和服務托管提供分布式計算環境。它還能夠在蜂窩用戶附近存儲和處理內容,以加快響應時間。
通俗的講,MEC系統位于無線接入點及有線網絡之間。在電信蜂窩網絡中,MEC系統可部署于無線接入網與移動核心網之間。MEC系統的核心設備是基于IT通用硬件平臺構建的MEC服務器。MEC的優點有包括業務本地化、近距離及低時延的業務交付、為業務提供用戶位置感知及其他網絡能力。
MEC的這些特點,正中V2X下懷,也因此IMT-2020(5G)推進組也將制定規則的雙手伸向了它。
二、結緣C-V2X
C-V2X是基于蜂窩(Cellular)通信演進形成的車用無線通信技術(Vehicle to Everything, V2X)技術,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應用場景從時延、帶寬和計算能力等方面對網絡環境提出了各類不同要求。
例如,在3GPP對eV2X(增強型V2X)場景的需求分析中(TR38.913),時延要求最嚴格的自動駕駛和傳感器共享場景,對時延的要求最低達到了3ms;帶寬需求最大的傳感器共享場景,對帶寬的要求最高達到了1Gbps;全局路況分析場景對服務平臺的計算能力提出要求,要能快速對視頻、雷達信號等感知內容進行精準分析和處理。
MEC與C-V2X融合可以對C-V2X端到端通信能力提供增強,也可以對C-V2X應用場景提供輔助計算、數據存儲等支持。MEC與C-V2X融合具有網絡信息開放、低時延高性能、本地服務等特性。不同的C-V2X場景可能需要其中某一個或數個方面的能力;同一個C-V2X場景也可能通過MEC與不同通信技術的組合來實現。
在規則允許的情況下,網絡信息對外開放,MEC能夠承載網絡信息開放功能,通過標準化接口開放邊緣網絡的實時狀態信息,包括無線網絡信息、位置信息、用戶信息等。通過MEC進行終端定位,將成為一種新的定位方式。
MEC運行在靠近用戶終端的網絡邊緣位置,能夠顯著降低C-V2X業務的傳輸時延、提供強大的計算與存儲能力、改善用戶體驗。MEC的本地屬性,可以提供區域化、個性化的本地服務,同時降低回傳網絡負載壓力;也可以將接入MEC的本地資源與網絡其它部分隔離,將敏感信息或隱私數據控制在區域內部。
如上,MEC就是一座橋梁,既可以解決海量數據傳輸的速度、帶寬問題,同時還可以為云、端的計算分憂。體現在車載應用上,就是可以為車載/路側/行人終端提供在線輔助計算功能,實現快速的任務處理與反饋。
三、融合四大場景
MEC與C-V2X融合場景,可按照“路側協同”與“車輛協同”的程度進行分類。
無需路側協同的C-V2X應用可以直接通過MEC平臺為車輛或行人提供低時延、高性能服務;當路側部署了能接入MEC平臺的路側雷達、攝像頭、智能紅綠燈、智能化標志標識等智能設施時,相應的C-V2X應用可以借助路側感知或采集的數據為車輛或行人提供更全面的信息服務。
在沒有車輛協同時,單個車輛可以直接從MEC平臺上部署的相應C-V2X應用獲取服務;在多個車輛同時接入MEC平臺時,相應的C-V2X應用可以基于多個車輛的狀態信息,提供智能協同的信息服務。
依據是否需要路側協同以及車輛協同,將MEC與C-V2X融合場景分為“單車與MEC交互”“單車與MEC及路側智能設施交互”“多車與MEC協同交互”“多車與MEC及路側智能設施協同交互”四大類。
1、單車與MEC交互場景有本地信息分發、動態高精度地圖、車載信息增強、車輛在線診斷等功能通過單車與MEC進行交互即可實現。
MEC作為內容分發的邊緣節點,實現在線分發和流量卸載的功能。可為車輛提供音視頻等多媒體休閑娛樂信息服務、區域性商旅餐飲等信息服務,或提供軟件/固件升級等服務。
MEC可以存儲動態高精度地圖車輛分發高精度地圖信息,減少時延并降低對核心網傳輸帶寬的壓力。
在應用中,車輛向MEC發送自身具體位置以及目標地理區域信息,部署在MEC的地圖服務提取相應區域的高精度地圖信息發送給車輛。
當車輛傳感器檢測到現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用于對地圖進行更新,隨后MEC的地圖服務可選擇將更新后的高精度地圖回傳至中心云平臺。
MEC提供車載信息增強功能,車輛可將車載傳感設備感知的視頻/雷達信號等上傳至MEC,MEC通過車載信息增強功能提供的視頻分析、感知融合、AR合成等多種應用實現信息增強,并將結果下發至車輛進行直觀顯示。
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、大數據分析類計算能力;
4) 存儲:★代表TB級存儲或支持內存數據庫,★★代表PB級或支持結構性、關系型數據庫,★★★代表EB級或支持海量非結構性數據庫;
5) 邊-云協同/用戶位置/用戶ID/網絡狀態:從零星至★★★分別代表了統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及路側智能設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、路側智能設施及MEC進行交互實現。
以危險駕駛提醒為例,MEC部署了危險駕駛提醒功能后,可結合路側智能設施,通過車牌識別等功能分析車輛進入高速的時間,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;或在感知到突發車輛事故時,提醒附近車輛謹慎駕駛;或在天氣傳感器感知到高溫“鏡面效應”、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,路側的各類傳感設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,保證傳感信息傳輸的通信帶寬,以及與中心云平臺進行交互的能力,同時也應提供對跨基站、跨MEC業務連續性的必要支持。車輛無需裝配智能傳感器等設備,在網絡部署了MEC及相應的功能服務后,具備對應通信模組的車輛可以直接使用此類服務。
3、多車與MEC協同交互場景有V2V信息轉發、車輛感知共享等功能可通過多車與MEC協同交互實現。MEC部署了V2X信息轉發功能后,可作為橋接節點,以V2N2V的方式實現車與車之間的通信,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接口將車輛狀態信息發送至MEC,并接收MEC下發的其他車輛信息。MEC應提供超低時延的信息傳輸功能。
MEC部署車輛感知共享功能,可將具備環境感知車輛的感知結果轉發至周圍其他車輛,用于擴展其他車輛的感知范圍。也可以用于Seethrough場景,及當前車遮擋后車視野時,前車對前方路況進行視頻監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行實時轉發至后方車輛,便于后方車輛利用視頻擴展視野,有效解決汽車行駛中的盲區問題,提高車輛的駕駛安全。
4、多車與MEC及路側智能設施協同交互場景有匝道合流輔助、智慧交叉路口、大范圍協同調度等功能可通過多車、路側智能設施及MEC進行協同交互實現。
匝道合流輔助場景中,MEC提供用于監測信息分析及環境動態預測的計算能力,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RSU與MEC進行交互。
MEC部署大范圍協同調度功能,可在重點路段、大型收費口處借助視頻傳感信息,通過MEC進行路況分析和統一調度,實現一定范圍內大規模車輛協同、車輛編隊行駛等功能。
或在城市級導航場景中,MEC根據區域車輛密度、道路擁堵嚴重程度、擁堵節點位置以及車輛目標位置等信息,利用路徑優化的算法對車輛開展導航調度,避免擁堵進一步惡化。
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原文標題: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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