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1.    总体方案

未来智慧交通将是智能的立体化架构，包括终端层、网络层平台层及应用层。终端层，即基础设施层，是智慧交通的神经末梢，实现道路的全面感知与检测，同时实现感知数据的结构化处理；网络层，是基础设施层与平台应用层连接的管道，一方面将基础设施的结构化数据上传到平台层；另一方面，根据不同的业务需求提供隔离的网络资源。平台层，是智慧交通的大脑，实现车辆、路侧感知信息的采集与融合分析，面向不同应用场景提供联合决策和协同控制，实现业务管理及应用服务。应用层，实现路况监测、编队行驶、无人驾驶等智慧交通服务。通过“端-管-云”的架构，实现地面交通在云端的数字孪生映射，利用人工智能实现快速、高效的智慧交通业务应用。

2.    系统组成及关键技术

从通信的角度，构建智慧交通的系统组成和关键技术主要包括：基站、RSU设备、MEC、5G网络切片、网络安全、交通设施信息化、人工智能以及车联网云平台等。

l LTE-V基站：无线侧实体单元，实现Uu口通信的数据转发，在PC5口通信的Mode3下实现资源分配，在Mode 4下修改预配置信息；

l 路侧单元（RSU）：终端实体单元，实现V2X数据的发送和接收；

l 车载终端：终端实体单元，实现V2X数据的发送与接收，在PC5通信Mode4 模式下实现资源选择的功能；

l V2X应用服务器：逻辑单元，负责UE数据的接收和处理；广播信息配置和发送以及运营商互通；

l V2X控制器：逻辑控制单元，负责为PC5口通信提供鉴权，在V2X通信提供参数；

l MEC服务器：提供基于Uu口的低时延业务，对V2X 的数据进行本地化处理。

2.1.  C-V2X

C-V2X通信技术包含了两种通信接口：一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5）；另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu）。

  C-V2X Uu

Uu口通信是通过基站实现的，终端与其它终端、终端与业务平台进行信息交互的方式，可以实现长距离和大范围的可靠通信，支持V2P、V2V、V2N、V2I的业务。

a)     LTE-V2X Uu

LTE Uu口的覆盖、速率等能力，已经具备支持部分车联网业务的通信需求，能够支持车辆导航、紧急救援、车辆监控等多种车联网业务应用。

由于车载终端的移动速度，与普通用户存在差异。引入V2X业务后，在外场开展了在不同车速下，将V2X业务承载在不同的QCI上的基本性能验证。根据外场测试结果显示车速越高，端到端时延越大。相同条件下，承载在QCI3的业务端到端时延，相比于QCI9，可以获得10～30ms的增益，时延增益与网络负荷相关。并且，30公里/时和60公里/时的车速，对终端的速率没有影响。

b）5G-V2X Uu

在5G网络中，C-V2X的Uu口通信技术为5G NR。5G网络允许使用全频谱（低频+高频）和创新的新空口及架构来提供最佳通信服务。目前我国主要规划是6GHz以下频谱，包括2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz等频段。

5G新空口技术包括大规模多天线，新频谱，新编码，新的帧结构，新的物理信号设计等。凭借5G无限的发展潜力，蜂窝技术将为车联网带来全新级别的高可靠性、更低时延、更大带宽和无缝的移动性，以期实现自动驾驶等高等级车联网业务。

2.1.2.        PC5接口

PC5口通信是一种直连通信方式，实现终端与终端之间的互通；可以满足V2V、V2I、V2P 3种业务形式短距离直连通信和信息交换的需要。我国工信部规划5.905-5.925MHz共20M带宽，为LTE V2X车联网直连通信的专用工作频段，用于V2V、V2I、V2P直连通信。

根据运营商移动蜂窝网在通信过程中参与程度的不同，PC5直连通信可分为Mode 3和Mode 4两种模式。

Mode 3方式是基站通过Uu口跨载波调度PC5资源，为终端分配PC5资源；Mode 4是UE自主资源选择，终端通过侦听的方式感知占用PC5资源，在这种工作方式下，又可以细分为两种情况：

l  终端在蜂窝网覆盖范围外，由于不具备Uu接口通信条件，可通过基于预配置的策略进行直连通信的资源分配；

l  终端在蜂窝网覆盖范围内，同时具备Uu和PC5接口通信条件，通过Uu接口的广播消息SIB或者RRC信令更新配置信息，引导终端进行直连通信，与预配置终端共享5.9G频谱资源。Uu口通过系统信息参与资源选择，Mode4终端通过侦听sensing的方式与预配置终端共享5.9G频谱。

为避免频谱资源碰撞，基于基站调度的Mode3终端需与Mode4终端频谱隔离，当存在多运营商Mode3终端时，需协商使用5.9G频谱。高渗透率阶段，与Mode4相比，基于网络调度的Mode3终端资源碰撞率更低，可容纳更多的PC5终端。

2.2.  边缘云

边缘云MEC是一种具有高带宽、低延时、本地化等特点的技术，可在各类移动网络边缘提供服务环境和计算能力，通过平台功能下沉靠近移动用户来减少网络操作和服务交付的时延。MEC与C-V2X融合的理念是将C-V2X业务部署在MEC平台上，借助Uu接口或PC5接口实现“人-车-路-云”协同交互，可以降低端到端数据传输时延，缓解终端或路侧智能设施的计算与存储压力，减少海量数据回传造成的网络负荷，提供具备本地特色的高质量服务。

MEC与C-V2X融合可以对C-V2X端到端通信能力提供增强，也可以对C-V2X应用场景提供辅助计算、数据存储等支持。MEC与C-V2X融合具有网络信息开放、低时延高性能、本地服务等特性。不同的C-V2X场景可能需要其中某一个或数个方面的能力；同一个C-V2X场景也可能通过MEC与不同通信技术的组合来实现。

l网络信息开放：在网络管理允许的情况下，MEC能够承载网络信息开放功，通过标准化接口开放边缘网络的实时状态信息，包括无线网络信息、位置信息、用户信息等。例如，在C-V2X的应用中，对高精度定位的需求较大，利用MEC的位置信息开放可以辅助车载终端实现快速定位，有效提高定位效率和精度。另外，利用MEC开放的无线网络信息也可以对TCP传输的控制方法进行优化，有效规避高清视频等多媒体数据传输过程中发生的网络拥塞。

l  低时延高性能：MEC运行在靠近用户终端的网络边缘位置，能够显著降低C-V2X业务的传输时延、提供强大的计算与存储能力、改善用户体验。例如，驾驶安全类C-V2X业务对通信时延提出了苛刻的要求，将此类业务部署在MEC上，相比部署在中心云上可以显著降低业务响应时间。另外，MEC也可以为车载/路侧/行人终端提供在线辅助计算功能，实现快速的任务处理与反馈。

l  本地服务：MEC具备本地属性，可以提供区域化、个性化的本地服务，同时降低回传网络负载压力；也可以将接入MEC的本地资源与网络其它部分隔离，将敏感信息或隐私数据控制在区域内部。例如，在智慧交叉路口场景中，MEC可以融合和分析多个路侧及车载传感器采集的数据，并对大量数据提供实时、精确和可靠的本地计算与分析。

广东联通MEC运营中心

目前全省已完成广州、深圳、佛山、湛江、珠海等10个边缘云节点布局，并已完成自动驾驶、智慧园区、智慧工业等10多个应用部署测试验证。未来可根据各行业的需求，规划设计和承载各种行业信息化应用。

2.3.  网络切片

相较于2/3/4G网络，5G网络的CP/UP分离，使得网络部署更加集约、灵活，控制面的重构让会话管理和移动管理功能可以按需独立部署。一个网络切片将构成一个端到端的逻辑网络，按客户的需求灵活地提供一种或多种切片网络服务。网络切片并不是单一的技术，其集成了云计算、虚拟化、软件定义网络、分布式云架构等几大核心技术体系，通过上层统一的编排让网络具备管理和协同的能力。

网络切片的每个切片是互相隔离的，包括设备、访问、传输和核心网络，可以为智慧交通提供安全、可靠的服务，通信可靠性达99.999%。另外，网络切片可为智慧交通提供QoS高优先级保障，在紧急情况可自动调整通信资源配比，占用公众资源实现应急通信，从而保证智慧交通的服务质量。