中国移动联合业界发布《5G车联网技术与测试白皮书》.docx

中国移动研究院ChinaMobi1.eCMRI5G车联网需求与技术白皮书5G车联网.Z.1刖百本白皮书结合车联网的发展趋势,从车联网增强的应用场景出发,介绍SG车联网UU蜂窝网络与PC5直连通信协同的系统架构,对5G-V2X蜂窝网络以及直连通信新增的通信技术特性进行总结,并且分析其对5G车联网应用的提升,旨在推动产业对5G-V2X发展形成共识,推动5G-V2X技术与应用成熟。当前,面向车联网应用的网络需求的不断增长,产业上下游需要提前片及规划上做好准备。第一版5G-V2X标准3GPPR16于2020年7月冻结,5G-V2X中5GUU与5GPC5的协同应用,共同支持演进的车联网应用场景对网络时延、通三速率、通信范围、可靠性、业务连续性等新增的需求。面向未来,5G车联网的发展需要通信、5气车、交通、公安等多行业的共同协同努力,完善5G-V2X行标及跨行业标准制定提升核心鼓术及产品研发、验证的能力,推动车联网应用规模化部署。联合编写单位及作者（排名不分先后）中国移动研究院:张翼鹏,李源,李凤,符筑笛,沈旭,张翱,肖善膜中国移动上海产业研究院:蒋鑫,王宇欣中国信息通信研究院:林琳华为技术有限公司:汪少波,卢朝大唐高鸿数据网络技术股份有限公司:李晨鑫,房家奕中兴通讯股份有限公司:许玲,汪竞飞高通无线通信技术（中国）有限公司:李俨,陈书平,殷悦中国第一汽车集团:王硕,蒋坤北京汽车研究总院有限公司:曹增良,陈新上海汽车集团股份有限公司:邹清全,高吉长城汽车股份有限公司:张源广州汽车集团股份有限公司杨波*1糊状2景就分析41.1 景甜分析41.2 驾飒率场景需求分析51.3 园鹘9$景甜分析71.4 信息了瞄场景需求分析83 5G钙网104 UU通信娇分析134.1 eMBB134.2 UR1.1.C1443切片技术174.4 边缘计算184.5 业务酸性194.6 QOS韶204.7 网络勤开放205 5G转网PC5通信熠技术分析235.1 信单蹄Q三i235.2 直连通信Wi层结构235.3 直连通信CS1.测量245.4 三iS信HARQ245.5 直连通信同步245.6 直连通信资源分配255.7 1.TE-V2X和5G-V2X除266总结与展望28缩略语歹族1参考文献31.Iffiiffi车联网C-V2X技术是在不断演进的,当前包括了基于1.TE移动画学姊演进形成的1.TE-V2X技术以及基于5G平滑演进形成的5G-V2X技术,与1.TE-V2X类5G-V2X期基于UU接口的网络通信模式(5GUU)以及基于PC5接口雌端直通的通信方式(5GPC5)5GUU接口基于5G蜂窝才W厕延、丽靠的特性能够支持车辆、交通基础设施、人、云端平台之晅信息的快速传输,而5GPCS却实现车辆/人友通路侧骑出设施之间的直接通信可以竭实现更多的应用场景也可以保障保证无网络漫翻装下的互联互通.此外，UU还可实现针对PC5接口资源调度以便合理地分配直连通信传输资源提高PC5通信传输的可靠性.5G-V2X中5GUU与5GPC5的协同应用,共同支持现多类型的车联网应用.第一版5G-V2X标准3GPPR16于2020年7月冻结,提供更灵活,更可靠,更快速,更高数据速率的通信服务,实现V2X最低3ms端到端时延最高99.999%可靠性和最高100OMbps传输速率支持车瞬队、高级自动驾驶、传感器信息共享、S驾9蜷更丰SmJ应用场景.全球化辐捌产业缎R5G自动驾驶联盟(5GAA),对于C-V2X技术的部署路线方面屿出了预估.综合考虑芯片、模组、终端、路侧设备、通信网络等多方面的进展及成熟度预计2021年,5GUU+1.TEPC5的芯片、模组可成熟商用支持部分大带贰时延要求不曷艮苛刻的车联网应用.预计2024年,可实现基于R16版本的5G-V2X技术应用,支持更多自动驾驶场景的实现巴由于5G-V2X产业成熟还需要一定周期,因此5G-V2X在将来并不会取代1.TE-V2X,而是1.TE-V2X技术增强不屏卜先与1.TE-V2X共存并针对不同腓龌供服务.1.TE-V2X主要用于与施助驾驶及部分峻求的自动驾驶应用而5G-V2X则用于图1.5GAAC-V2XRoadm叩项目预估的C-V2X更.迫4面向自由2020年以来我府层面发布了一系列车联网相关政策推动军联网产业的发展。工信部印发俣于推动SG力瞅发展的i助被出"促进5G+车联网"协同发展.发改委等11官，明确了对1.TE-V2X和5G-V2X的覆盖规划,以及自动驾驶智能气车的规模生产和市场化应用的规划.产业方面,随着5G-V2X标准的冻结,各方均在积极推进基于5G的车联网产业加速发展.2.演进的车联网应用场景需求分析2演进的车联网应用场景需求分析隐着车联磁术与产业的发展,车联网应用场景的研究也在不断演进.除了前期交互屣耕己在行业标准合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用i了17个1.TE-V2X兽场景外,硒国内CCSACAICV、C-ITS与国外SGAA等标射§织与产业联盟针对进的车联网应用需求进行分析研究提出了增强的车联网典型场景,可面向高级辅助驾驶及自动驾驶,对通信技术也提出了更高的需求.瞬增强的V2X业务总体要奔啦用层我国交互要求、基于车路协同的高等级自源驶内钊据交互内容及5GAA中C-V2XuseCasesandService1.eveRequirementsVoume11(应用需求研究项目第二阶段)等标准R研磁告中定义的增强的车联网应用场景,综合考虑应用场景各指标的需求程度可将演进的车联网场景按需求分为安全驾驶、驾驶效率、远程驾驶、信息服务等四大类每TS!场景都存在共性需求特征.2.1 安全驾驶场景需求分析安全驾驶类场景包括车辆1.A汇出、弱势交通参与者识&J、基于车路协同的交叉口画亍、交通参与者感共享、协作式变道、道路交通事件三醒。面直交通彩与者脚散融亨协作式匝道汇入交通事件提陵弱势交通参与考识别三2.安全驾驶应用场景安全驾驶类场景通常通信范围小,可养性高,业务连续性需求低,计算需求普遍较低除部分涉及豌需求的场景外,其他场景计算和存储能力需求都不高,具体来说,时延100ms,涉及到决策信息时20ms;数据包1600bytes,以结构化数据为主,数据包发送频率10Hz;通信范围300m;可靠性范围为99%99999%;定位精度要1m;都有广播、单播需求,部分场景有组播需求如，2.2 驾驶效率场景需求分析:率类场景又可细分为三类:(1)编队类场景编队类场景包括车辆编队行驶和协作式车队管理等。编队类场杲要求时延低可靠性高,数据包发送频率高,业务连续性和平台计算需求总体较低。具体来说,时延在队内通信20ms,队外通信100ms;可靠性范围为99%99.99%;数据包发送频率35Hz泗信范围300m;车速120kmh淀位精度1.m;协作式管理类对业务连续性需求高,交互类要求较低;涉及车队管理的对平台计笄需求高,其他场知抨等十算需求低?叫V2xrV2VV2V>s*"tg*««车5W行驶图3翻发应用®景精细化路径引导类场景精细化路径引导场景包括智能停车引导、局部路段引导、车辆场站路径引导等,此类场景对速率、定位精度和计算需求高.具体来说,时延100ms;下行速率4100Mbps,上行速率20Mbps;数据包发送频率IOHz;可靠性范围为99%99S%淀位精度40.5m;业务连续性低对平台的计算及存储要求较高则。图4.桢做S径弓得类场景3)交通管理类场景交通管理类场景包括浮动车，采集、基于实时网釉磁三己时动翩化等.对平台计算能力需求低1存储能力部分场景较高.时延4100ms;部分场景车云通信1000ms;雌包1200Bytes;可靠性99%99.9%;平台计算能力需求低存储畿力部分场景较高2网。浮动车数客采集图£交通蹄影果2.3 远程驾驶类场景需求分析远程驾驶类场景,包括因呈端为驾驶员向车辆发晒制指令或形式建汉的远程驾驶,如远程接管等场景,以及远程控制端为平台程序,对车端进行控制实现自动泊车,如自动代客泊车等.远程驾驶类场景通常都属于连续性有大带宽上行以及耐延下行需求的场景,需满足高速移动性需求,平台需满足大雌存储能力需求,部分场景对时延和计算能力要求较高.具体来说,上行时延S1.oomS,下行时延420ms;上行速率*60MbPS,下行速率约40OkbPS河靠性上行一般大于99.9%,下行大于99.999%;定位精度41m;对业务连续性有需求;车速70kmh;对平台存储能力需求高,计算能力需求较高。自动代客泊车随用场景2.4 信息S艮务场景需求分析信息服务类场景包括基于车路协同的远程软件升级、车载娱乐信，鼠差分数据服务等。信息服务类场景通常都属于连续性有大带宽需求的场景,需满足高速移动性需求,平台需满足大数据存储能力需求部分场景对时延和计算能力要求较高.具体来说,与中心平台交互时延100ms,与MEC交互时延20ms;部分场景上行速率2200MbPS,下彳诞率最舸达500MbPS1.Gbps;可靠性f大于99%;蜘精度为米级;对业务连续性有一定需求;车速4120kmh;对平台存储能力需求高,计算能力视情况而定2同.AMT车播力同的国瞰件#5车战或乐信息图7信息月的美应用场景3.5G车联网系组架蒯35G车联网系统架构图8.5G车联网系统架构随着车联网业务的发展产业h逐渐发展出一套基于"云-管-端”的车联网系统架构U及持钙网应用侬现如图8所示.“云"曷SV2X基础台、行健定位平台等基础能力平台,以及公安交管平台、高函艮务平台、港口应用平台、矿区应用平台等行业应用平台.其中V2X望坪等来自车辆、路侧股备以及应用平台的V2X相关信,且并实现高速计算与实时分发、数据存储与分析;高精度定位平台可实现车辆动态厘米级定位这将满足现阶段以及未来车联网应用场景的定位精度需求."管"指为翎啊陵期共传输的通信网络,包括4G网络、5G网络及行业专网等,相较于普通的蜂窝网络,为满足车联网业务对时延、可靠性等严格的通信指标要求4G、5G网络都做了相应弼支术增强“端”在广义上包括三!1.单元RSU.车IO或终端、便携式终端等多形态的设备。为满足自动驾驶等车联网业别删延大带宽的需求V2X通闾姊在车联网系统中粉笔g至关重要的作用一方面需要5GUU提供大带宽、大线、低时延、高可靠性的广i三盖通信能力另一方面需要5GPCS提供车车和车路等近距m连通信能力。因此5G-V2X中UU蜂窝网络与5GPC5相互协作、融合,实现网络的无缝覆盖将