基于LTE和5G的C-V2X网络建网研究

宋菲

近年来，人民生活水平的提高，汽车工业的蓬勃发展，促生人们对汽车的需求量越来越大。为了提高道路效率，辅助驾驶者判断，甚至将驾驶者从日益复杂的道路状况中解放出来，车联网V2X的研究日渐深入。它包含专用短距离通信技术DSRC和基于蜂窝的车联网C-V2X。我们主要研究基于蜂窝移动通信的C-V2X，根据国内网络分类为LTE-V2X和5G-NRV2X。目前5G网络是全国关注的未来智慧生活的核心技术，基于LTE的车联网技术研究也正逐步辅助化，开始向5G-NRV2X转变。2018年6月，3GPP标准组织已经制定了Rel-15版本中关于LTE-V2X的相关标准;计划在2020年下半年在Rel-17版本中完成5GNRV2X标准的冻结;随着5G网络商用，社会对于5G的V2X的需求不断出现，同时对于运营商组网的合理性提出了考验，在实际组网过程中，可以参考两种网络的不同特性，采用不同的组网方式来满足最终需求。

C-V2X;EPC;5GC;DSRC

中图分类号：F378  文献标识码：A

1.LTEC-V2X和NRC-V2X网络对比

1.1LTEC-V2X和NRC-V2X网络结构对比

除了LTE核心网（EPC）移动管理实体（MME）、HSS等实体（家庭用户服务器）和S/P-GW（服务/分组网关），3GPP引入了一个V2X架构，其中有两个新的功能元件、V2X控制功能和V2X应用服务器[1]。

5GNRC-V2X相比于LTE主要在核心网侧变化较大，接入网侧基本相同。

1.2LTEC-V2X和NRC-V2X性能对比

基于LTE的V2X和基于NR的V2X性能在传输速率、覆盖范围、时延以及网络结构等方面有很大不同，在速率方面NR占据明显优势，在覆盖范围和网络部署方面LTE的复杂程度更低，便于实现。

2.不同V2X層级，不同网络组网

2.1自动驾驶分层概念

通信要求因通信场景和类型而异，但也可能与支持V2X应用程序的UE之间共享传感器信息时支持扩展传感器的要求有关（最大端到端延迟为3ms，99.999%的可靠性，50Mbps的数据速率，最低要求的通信范围为200米）。不同用例和场景的需求表可以在TS22.186[15]中找到。

2.1.1 0级非无自动化：

主要靠驾驶员对车辆完全控制，无任何的自动驾驶技术。现阶段能集成的辅助驾驶类技术，像某些车辆选配的碰撞距离预警、车道偏离预警、车灯感应控制，均不属于车辆的自动化。

2.1.2 1级驾驶辅助系统（DAS）：

某个功能的自动化。驾驶员可以对这个功能放弃控制，由系统来判断自动调整车辆，比如某些车辆配置的自动巡航功能（ACC）、紧急自动刹车辅助（EBA）和行车车道保持（LKS）系统等。

2.1.3 2级局部行车自动化：

预先设置简单环境的操控权限，驾驶员可将车辆的控制权完全交给系统，但驾驶员需观察行车情况，环境变化时可随时掌握车辆的控制，负责行车安全。像自动跟随功能。

2.1.4 3级高度行车自动化：

基本可以完全在一段时间内代替驾驶员行车，对复杂的路况也能完善判断，驾驶员可从驾驶任务中脱离，不需随时待命，驾驶员可通过系统监控行车情况，行车安全由系统负责。

2.1.5 4级完全行车自动化：

车辆乘员行为与驾驶完全脱离，行车完全自动化，不需任何人类参与，车内空间和时间促生车内行为市场。根据以上等级情况，结合LTEC-V2X和NRC-V2X网络性能，建议L0-L2层级自动驾驶可利用LTEC-V2X，对于L3/L4层级自动驾驶支持能力有限;NRC-V2X网络性能可全向支持L0-L4自动驾驶层级。

2.2针对LTEV2X与NRV2X建网要求LTEC-V2X需软件升级，参考现网运行站点建设参数，这里不多做描述。

2.3广域商务需求

针对当前5G启蒙阶段，3.5G产业链逐步成熟，结合当前5G需求调研，扩展5G用户需从源头着手，从产业链源头到终点，提供多维产品和服务，推动全产业链发展，包括5Gsignal、UE、MEC、Cloud、NFV和SDN等全套服务（待研究）。

3.结论

本文结合移动网络向支持LTEC-V2X和NRC-V2X新技术的演进，介绍了3GPP中V2X的不同活动。目前正在对5GURLLC（TR23.724）进行研究，这将借助不同制式的V2X网络提高UES的可靠性。我们描述了需要超低延迟和超可靠性的服务和用例，并区分了不同自动驾驶层级对于LTEC-V2X和NRC-V2X网络的需求，并根据具体层级选择网络类型。同时给出了LTE和5G组网建设的不同点，并对后续V2X新版本持续关注。

参考文献

[1]周俊，权笑，马建辉.5G无线优化面临的挑战及应对策略[J].电信科学，2020，36（01）：58-65.

[2]陈美娟，管铭锋.双连接场景中基于强化学习的基站选择算法[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2019，39（06）：9-14.

[3]庄晓明.5G语音解决方案探讨[J].电信技术，2019（12）：106-108+112.