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(yīng)用場景提供輔助計算、數(shù)據(jù)存儲等支持。MEC與C-V2X融合具有網(wǎng)絡(luò)信息開放、低時延高性能、本地服務(wù)等特性。不同的C-V2X場景可能需要其中某一個或數(shù)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(shù)的組合來實現(xiàn)。

縮略語

3GPP第三代合作伙伴項目(the 3rd Generation Partnership Project)

AR增強現(xiàn)實(Augmented Reality)

C-V2X蜂窩車用無線通信技術(shù)(Cellular Vehicle to Everything)

MEC多接入邊緣計算(Multi-access Edge Computing)

RSU路側(cè)單元(Road Side Unit)

MEC與C-V2X融合的內(nèi)涵

多接入邊緣計算（Mult i - a c c e s s Ed g eComputing，MEC） 概念最初于2013年出現(xiàn)，起初被稱為移動邊緣計算（Mobile EdgeComputing），將云計算平臺從移動核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部遷移到移動接入網(wǎng)邊緣。2016年后，MEC內(nèi)涵正式擴展為多接入邊緣計算，將應(yīng)用場景從移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)進一步延伸至其他接入網(wǎng)絡(luò)。

C-V2X是基于蜂窩（Cellular）通信演進形成的車用無線通信技術(shù)（Vehicle to Everything,V2X）技術(shù)，可提供Uu接口（蜂窩通信接口）和PC5接口（直連通信接口）1 。MEC與C-V2X融合的理念是將C-V2X業(yè)務(wù)部署在MEC平臺上，借助Uu接口或PC5接口支持實現(xiàn)“人-車-路-云”協(xié)同交互，可以降低端到端數(shù)據(jù)傳輸時延，緩解終端或路側(cè)智能設(shè)施的計算與存儲壓力，減少海量數(shù)據(jù)回傳造成的網(wǎng)絡(luò)負荷，提供具備本地特色的高質(zhì)量服務(wù)。MEC與C-V2X融合的場景視圖如圖1所示。

圖1 MEC與C-V2X融合場景視圖

MEC與C-V2X融合的特性

不同的C-V2X應(yīng)用場景從時延、帶寬和計算能力等方面對網(wǎng)絡(luò)環(huán)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(wù)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(nèi)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(yīng)用場景提供輔助計算、數(shù)據(jù)存儲等支持。MEC與C-V2X融合具有網(wǎng)絡(luò)信息開放、低時延高性能、本地服務(wù)等特性。不同的C-V2X場景可能需要其中某一個或數(shù)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(shù)的組合來實現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)信息開放：在網(wǎng)絡(luò)管理允許的情況下，MEC能夠承載網(wǎng)絡(luò)信息開放功能，通過標準化接口開放邊緣網(wǎng)絡(luò)的實時狀態(tài)信息，包括無線網(wǎng)絡(luò)信息、位置信息、用戶信息等。例如，在C-V2X的應(yīng)用中，對高精度定位的需求較大，利用MEC的位置信息開放可以輔助車載終端實現(xiàn)快速定位，有效提高定位效率和精度。另外，利用MEC開放的無線網(wǎng)絡(luò)信息也可以對TCP傳輸?shù)目刂品椒ㄟM行優(yōu)化，有效規(guī)避高清視頻等多媒體數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生的網(wǎng)絡(luò)擁塞。

低時延高性能：MEC運行在靠近用戶終端的網(wǎng)絡(luò)邊緣位置，能夠顯著降低C-V2X業(yè)務(wù)的傳輸時延、提供強大的計算與存儲能力、改善用戶體驗。例如，駕駛安全類C-V2X業(yè)務(wù)對通信時延提出了苛刻的要求，將此類業(yè)務(wù)部署在MEC上，相比部署在中心云上可以顯著降低業(yè)務(wù)響應(yīng)時間。另外，MEC也可以為車載/路側(cè)/行人終端提供在線輔助計算功能，實現(xiàn)快速的任務(wù)處理與反饋。

本地服務(wù)：MEC具備本地屬性，可以提供區(qū)域化、個性化的本地服務(wù)，同時降低回傳網(wǎng)絡(luò)負載壓力；也可以將接入MEC的本地資源與網(wǎng)絡(luò)其它部分隔離，將敏感信息或隱私數(shù)據(jù)控制在區(qū)域內(nèi)部。例如，在智慧交叉路口場景中，MEC可以融合和分析多個路側(cè)及車載傳感器采集的數(shù)據(jù)，并對大量數(shù)據(jù)提供實時、精確和可靠的本地計算與分析。

MEC與C-V2X融合的場景分類

MEC與C-V2X融合場景，可按照“路側(cè)協(xié)同”與“車輛協(xié)同”的程度進行分類。無需路側(cè)協(xié)同的C-V2X應(yīng)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(wù)；當路側(cè)部署了能接入MEC平臺的路側(cè)雷達、攝像頭、智能紅綠燈、智能化標志標識等智能設(shè)施時，相應(yīng)的C-V2X應(yīng)用可以借助路側(cè)感知或采集的數(shù)據(jù)為車輛或行人提供更全面的信息服務(wù)。在沒有車輛協(xié)同時，單個車輛可以直接從MEC平臺上部署的相應(yīng)C-V2X應(yīng)用獲取服務(wù)；在多個車輛同時接入MEC平臺時，相應(yīng)的C-V2X應(yīng)用可以基于多個車輛的狀態(tài)信息，提供智能協(xié)同的信息服務(wù)。

在本白皮書的后文中，依據(jù)是否需要路側(cè)協(xié)同以及車輛協(xié)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(cè)智能設(shè)施交互”“多車與MEC協(xié)同交互”“多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施協(xié)同交互”四大類，如圖2所示。對于每一大類場景，本白皮書會對其中的具體應(yīng)用場景進行描述，并在場景小結(jié)中對各個應(yīng)用場景中MEC的能力需求進行歸納總結(jié)。

圖2 MEC與C-V2X融合場景分類

單車與MEC交互場景

1 場景概述

在C-V2X應(yīng)用中，本地信息分發(fā)、動態(tài)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(xiàn)。應(yīng)用場景如圖3所示：

圖3 單車與MEC交互場景示意圖

2 本地信息分發(fā)

MEC作為內(nèi)容分發(fā)的邊緣節(jié)點，實現(xiàn)在線分發(fā)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(wù)、區(qū)域性商旅餐飲等信息服務(wù)，或提供軟件/固件升級等服務(wù)。

在此類場景中，MEC的部署位置可根據(jù)接入用戶數(shù)和服務(wù)流量靈活選擇，通?？蛇x擇部署在RSU或基站的匯聚節(jié)點后，為相對較大的范圍提供服務(wù)。車輛無需裝配智能傳感器等設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，具備對應(yīng)通信模組的車輛可以直接使用此類服務(wù)。

3 動態(tài)高精度地圖

MEC可以存儲動態(tài)高精度地圖車輛分發(fā)高精度地圖信息，減少時延并降低對核心網(wǎng)傳輸帶寬的壓力。在應(yīng)用中，車輛向MEC發(fā)送自身具體位置以及目標地理區(qū)域信息，部署在MEC的地圖服務(wù)提取相應(yīng)區(qū)域的高精度地圖信息發(fā)送給車輛。當車輛傳感器檢測到現(xiàn)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(wù)可選擇將更新后的高精度地圖回傳至中心云平臺。

在此類場景中，MEC提供存儲高精度地圖能力、用于動態(tài)地圖更新的計算能力，同時提供與中心云的交互能力。在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，車輛可利用對應(yīng)的通信模組使用此類應(yīng)用服務(wù)，在車輛具備智能傳感器時，可以通過上傳自身傳感信息對地圖進行更新。

4 車載信息增強

MEC提供車載信息增強功能，車輛可將車載傳感設(shè)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(yīng)用實現(xiàn)信息增強，并將結(jié)果下發(fā)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(yīng)用的計算能力，同時提供低時延、大帶寬的通信能力。在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，車輛需裝配智能傳感器及顯示設(shè)備，并利用對應(yīng)的通信模組實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和下載。

5 車輛在線診斷

MEC可支持自動駕駛在線診斷功能。當車輛處于自動駕駛狀態(tài)時，可將其狀態(tài)、決策等信息上傳至MEC，利用在線診斷功能對實時數(shù)據(jù)樣本進行監(jiān)控分析，用于試驗、測試、評估或應(yīng)對緊急情況處理。同時MEC可定期將樣本及診斷結(jié)果匯總壓縮后回傳中心云平臺。

在此場景中，MEC提供支持實時處理大量數(shù)據(jù)的計算能力、數(shù)據(jù)存儲能力和低時延的通信能力，同時提供與中心云的交互能力。在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，車輛需將自身傳感、決策、控制信息通過對應(yīng)的通信模組上傳至MEC。

6 場景小結(jié)

本白皮書對每一大類場景中具體應(yīng)用場景對MEC的能力要求按照“帶寬”、“時延”、“計算”、“存儲”、“邊-云協(xié)同”、“用戶位置”、“用戶ID”、“網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)”等8個子項進行了分類統(tǒng)計。統(tǒng)計結(jié)果定性的以星級進行描述，★代表1星，☆代表半星，每個要求子項的定義為：

● 帶寬：★代表10Mbps以下，★★代表10~100Mbps，★★★代表100Mbps以上；

● 時延： ★ 代表100ms以上， ★ ★ 代表20~100ms，★★★代表20ms以下；

● 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(shù)據(jù)分析類計算能力；

● 存儲：★代表TB級存儲或支持內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，★★代表PB級或支持結(jié)構(gòu)性、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，★★★代表EB級或支持海量非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)庫；

● 邊-云協(xié)同/用戶位置/用戶ID/網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)：從零星至★★★分別代表了統(tǒng)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。

在單車與MEC交互場景中，車輛與部署在MEC上的服務(wù)進行交互，無需路側(cè)智能設(shè)施及其他車輛參與。在此類場景中，各具體應(yīng)用場景對MEC的能力要求如表1。

表1 單車與MEC交互場景對MEC的能力要求

單車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互場景

1 場景概述

在C-V2X應(yīng)用中，危險駕駛提醒、車輛違章提醒等功能可通過單車、路側(cè)智能設(shè)施及MEC進行交互實現(xiàn)。應(yīng)用場景如圖4所示：

圖4 單車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互場景示意圖

2 危險駕駛提醒

MEC部署了危險駕駛提醒功能后，可結(jié)合路側(cè)智能設(shè)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(fā)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(yīng)”、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(cè)的各類傳感設(shè)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?shù)耐ㄐ艓挘约芭c中心云平臺進行交互的能力，同時也應(yīng)提供對跨基站、跨MEC業(yè)務(wù)連續(xù)性的必要支持。車輛無需裝配智能傳感器等設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，具備對應(yīng)通信模組的車輛可以直接使用此類服務(wù)。

3 車輛違章預(yù)警

MEC部署了車輛違章預(yù)警功能后，可結(jié)合路側(cè)智能設(shè)施，通過視頻識別、雷達信號分析等應(yīng)用實現(xiàn)車牌識別，并對超速、逆行、長期占據(jù)應(yīng)急車道等違章行為判定，并將違章預(yù)警信息下發(fā)對應(yīng)車輛，提醒車輛遵守交通規(guī)則行駛。此外，MEC可階段性將違章信息匯總后上傳中心云平臺。在此場景中，路側(cè)的攝像頭、雷達等智能設(shè)施實時將感知信息上傳至MEC，MEC主要提供支持視頻分析、信號處理、違章判定功能等計算能力，保證傳感信息傳輸?shù)耐ㄐ艓挘约芭c中心云平臺進行交互的能力。在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，具備對應(yīng)通信模組的車輛可以直接使用此類服務(wù)。

4 場景小結(jié)

在單車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互的場景中，車輛、路側(cè)智能設(shè)施與部署在MEC上的服務(wù)進行交互，無需其他車輛參與。典型場景對MEC的能力要求如表2。

表2 單車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互場景對MEC能力要求

多車與MEC協(xié)同交互場景

1 場景概述

在C-V2X應(yīng)用中，V2V信息轉(zhuǎn)發(fā)、車輛感知共享等功能可通過多車與MEC協(xié)同交互實現(xiàn)。應(yīng)用場景如圖5所示：

圖5 多車與MEC協(xié)同交互場景示意圖

2 V2V信息轉(zhuǎn)發(fā)

MEC部署了V2X信息轉(zhuǎn)發(fā)功能后，可作為橋接節(jié)點，以V2N2V的方式實現(xiàn)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(tài)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(tài)信息發(fā)送至MEC，并接收MEC下發(fā)的其他車輛信息。MEC應(yīng)提供超低時延的信息傳輸功能。

3 車輛感知共享

MEC部署車輛感知共享功能，可將具備環(huán)境感知車輛的感知結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)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(jiān)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(zhuǎn)發(fā)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(qū)問題，提高車輛的駕駛安全。

在此場景中，MEC提供傳感信息、視頻流等信息的轉(zhuǎn)發(fā)功能，需要保證低時延、大帶寬的通信能力。在See-Through 應(yīng)用場景中，需要對跨基站、跨MEC的業(yè)務(wù)連續(xù)性提供必要支持。配置了車載傳感器/攝像頭和C-V2X通信模組的車輛可向其他車輛共享自身傳感信息，僅配置通信模組的車輛可接收其他車輛共享的傳感信息。

4 場景小結(jié)

在多車與MEC協(xié)同交互場景中，多個車輛與部署在MEC上的服務(wù)進行交互，無需路側(cè)智能設(shè)施參與。典型場景對MEC的能力要求如表3。

表3 多車與MEC協(xié)同交互場景對MEC能力要求

多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施協(xié)同交互場景

1 場景概述

在C-V2X應(yīng)用中，匝道合流輔助、智慧交叉路口、大范圍協(xié)同調(diào)度等功能可通過多車、路側(cè)智能設(shè)施及MEC進行協(xié)同交互實現(xiàn)。應(yīng)用場景如圖6所示：

圖6 多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施協(xié)同交互場景示意圖

2 匝道合流輔助

MEC部署匝道合流輔助功能，在匝道合流匯入點部署監(jiān)測裝置（如攝像頭）對主路車輛和匝道車輛同時進行監(jiān)測，并將監(jiān)測信息實時傳輸?shù)組EC，同時相關(guān)車輛也可以將車輛狀態(tài)信息發(fā)送至MEC，MEC的匝道合流輔助功能利用視頻分析、信息綜合、路況預(yù)測等應(yīng)用功能對車、人、障礙物等的位置、速度、方向角等進行分析和預(yù)測，并將合流點動態(tài)環(huán)境分析結(jié)果實時發(fā)送相關(guān)車輛，提升車輛對于周邊環(huán)境的感知能力，減少交通事故，提升交通效率。

在此場景中，MEC提供用于監(jiān)測信息分析及環(huán)境動態(tài)預(yù)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(jīng)RSU與MEC進行交互。

3 智慧交叉路口

MEC部署智慧交叉路口功能，交叉路口處的路側(cè)智能傳感器（如攝像頭、雷達等）將路口處探測的信息發(fā)送至MEC，同時相關(guān)車輛也可以將車輛狀態(tài)信息發(fā)送至MEC。MEC的智慧交叉路口功能通過信號處理、視頻識別、信息綜合等應(yīng)用功能對交叉路口周邊內(nèi)的車輛、行人等位置、速度和方向角等進行分析和預(yù)測，并將分析結(jié)果實時發(fā)送至相關(guān)車輛，綜合提升車輛通過交叉路口的安全性和舒適性；同時MEC的可以通過收集和分析相關(guān)信息，對交通信號燈各相位配時參數(shù)進行優(yōu)化，提高交叉路口的通行效率。

在此場景中，MEC提供用于路側(cè)感知信息分析及路況動態(tài)預(yù)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(jīng)RSU與MEC進行交互。

4 大范圍協(xié)同調(diào)度

MEC部署大范圍協(xié)同調(diào)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(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)一定范圍內(nèi)大規(guī)模車輛協(xié)同、車輛編隊行駛等功能?；蛟诔鞘屑墝Ш綀鼍爸校琈EC根據(jù)區(qū)域車輛密度、道路擁堵嚴重程度、擁堵節(jié)點位置以及車輛目標位置等信息，利用路徑優(yōu)化的算法對車輛開展導航調(diào)度，避免擁堵進一步惡化。

在此場景中，MEC收集多種傳感信息及大量車輛狀態(tài)信息，提供海量數(shù)據(jù)處理、綜合路徑規(guī)劃等計算能力，提供各類綜合信息的存儲能力，并提供與中心云平臺進行交互的能力。此外，在大范圍導航規(guī)劃應(yīng)用中，MEC還應(yīng)提供對跨基站、跨MEC業(yè)務(wù)連續(xù)性的必要支持。MEC的部署位置可根據(jù)接入用戶數(shù)和服務(wù)范圍靈活選擇。在網(wǎng)絡(luò)部署了MEC及相應(yīng)的功能服務(wù)后，具備對應(yīng)通信模組的車輛可以直接使用此類服務(wù)。

5 場景小結(jié)

在多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施交互場景中，多個車輛、路側(cè)智能設(shè)施與部署在MEC上的服務(wù)進行交互。典型場景對MEC的能力要求如表4。

表4 多車與MEC及路側(cè)智能設(shè)施協(xié)同交互場景對MEC能力要求

未來工作

在未來工作中，工作組將從以下幾方面開展工作，持續(xù)推動MEC與C-V2X融合發(fā)展。

一是推動從時延、帶寬、計算能力、存儲資源、開放與協(xié)同能力、移動性支持等指標對MEC能力進行簡單參考性分級，以加強應(yīng)用場景需求與MEC網(wǎng)絡(luò)或硬件能力的對應(yīng)與匹配，推進MEC與C-V2X融合場景分步應(yīng)用與發(fā)展。

二是推動MEC與C-V2X融合的標準化工作，規(guī)范數(shù)據(jù)接口與服務(wù)流程，積極聯(lián)合產(chǎn)業(yè)各方主體共同開展測試床建設(shè)，為MEC與C-V2X融合的場景功能、平臺性能、應(yīng)用部署等提供測試環(huán)境，盡快開展解決方案的驗證性測試，并利用測試結(jié)果對未來技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支撐。

三是持續(xù)開展深入研究，從技術(shù)與標準化方案、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢、商業(yè)模式等角度進一步深入探討MEC與C-V2X融合的發(fā)展路線，并進行總結(jié)和成果輸出。