中兴通讯5G车联网网络保障及业务质量评测方案

随着5G行业市场的深入发展，5G车联网业务的发展也进入了快车道。稳定且可靠的5G网络质量是车联网业务可持续发展的重要基础。如何为5G车联网业务提供全面有效的网络保障，如何对车联网业务的感知进行精准的评测，是5G 车联网建设的重点工作。

基于5G空口发展的V2X（Vehicle to everything，车联万物）网络，对无线网络的覆盖范围，用户在空口的高效接入，数据传输过程中的时延可靠性和速率保障等，都提出了高要求。当前5G网络承载了大量的ToC用户，如何对ToV（To Vehicle，车联网用户）和ToC（To Consumer，移动通信用户）两类业务进行有效的区分和差异化的保障，在网络侧需要给出整体策略定制；在网络指标监控方面，如何识别并监控V2X用户感知，为车联网的日常运维和运营提供强力的数据支撑，需要规划V2X指标体系，来确保车联网网络的可视可管可控。

方案背景

根据《智能汽车发展战略》（11部委联合发布[2020]202号）要求，到2025年，实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产，实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用。根据《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》（国发[2022]27号）要求构建设施设备信息交互网络，推动车联网部署和应用，支持构建“车-路-交通管理”一体化协作的智能管理系统。即从国家政策层面已经明确要在“十四五”期间大力发展车联网部署和应用。基于中国智能汽车产业发展预测，截至2021年网联车连接数为7500万辆，其中L2/L3渗透率为480万辆，预测到2030年网联车连接数达到2.4亿辆，L2/L3渗透率达9200万辆。面对巨量智能汽车的5G网络连接和感知保障需求，如何提供系统性的解决方案将是个巨大的挑战：既能保障V2X用户的业务体验，又能实时定位用户感知问题，提供快速解决方法，减少客户投诉，为车联网业务的发展提供强大的技术基础。

为了有效支撑5G+V2X网络快速建设，向行车用户提供安全/可靠的智慧车联网服务，推动5G车路协同技术的发展，中兴通讯推出了面向车联网业务的5G网络保障及业务质量评测方案。

车联网业务对5G网络的要求

车联网业务主要分“辅助驾驶”业务和“自动驾驶”业务两大类，细分业务场景可以包含：闯红灯预警，行车碰撞（鬼探头），危险路段提醒，前方拥堵提醒，绿波出行等等。

车载OBU终端与V2X网络以消息交互的方式进行通信，五大类基础消息的基本信息如下：

BSM消息包大小300字节，频率10Hz.

RSM消息包大小1200B，频率5Hz。

RSI消息包大小500B， 频率10Hz。

SPAT消息包大小1000~18000字节，频率10Hz。

MAP 消息包大小1000~20000字节，频率1Hz。

视频信息传输速率一般不低于15Mbps

以“紧急情况下自动驾驶车辆的协同机动”为例：

图1 紧急情况下自动驾驶车辆的协同机动

在危险情况时（比如与移动物体的碰撞），邻近的车载终端相互协调，以便共同决策和执行。

其操作；此类业务场景对网络性能的要求如下：

紧急情况的自动驾驶车辆协同场景，端到端时延要求达到10ms@99.9%的水平，对5G网络的低时延高可靠保障能力提出了比较高的挑战要求。

5G+V2X业务端到端感知保障

为满足V2X移动场景下的行车业务性能保障需求，中兴通讯在5G组网方案上进行了创新，并引入了基于“切片+5QI+EdgeQoS”的差异化网络感知保障策略。

01 创新型5G+V2X组网架构  

基于V2X业务特性和建网需求，结合现有的成熟5G网络运营经验，演进中的通感一体化技术，无线边缘计算和云边协同技术，我们引入了创新型的车路协同算力网络组网架构。整体规划上，建议引入公频专网或物理专网来提供V2X服务，通过算力下沉，在通用5G基站BBU框内插入新增的算力单板来提供无线通算融合服务，用于车路协同V2X服务。在算力单板上可按需部署面向车端的通信连接的服务vRSU，面向感知融合计算的服务eFS，面向控制协同优化的服务eCCO，和面向通感的服务iSAC，从而实现5G车联网网络系统在基站侧的部署。

单个算力单板按需部署在目标区域直接提供V2X车路协同服务，多个带算力单板的5G基站构成V2X服务集群，提供城市级V2X车路协同服务。

图2 5G+V2X组网架构

02 新型V2X网络指标体现  

鉴于5G的ToV网络质量的优劣，会直接影响到ToV用户的实际业务感知，并进一步对车联网驾驶带来安全隐患，所以车联网方案需具备对ToV网络进行质量测评监控的能力。

为了有效隔离ToV业务和常规大网业务，建议把车联网业务承载在独立的ToV切片上，ToV质量评测可以基于5G网络侧和ToV业务侧进行展开；

网络评测：从网络评估颗粒的维度，需要涵盖5G无线站点级，小区级和切片级的关联指标；从评测内容上，需要涵盖无线网络覆盖，网络负荷，网络干扰，网络接入，网络切换，网络掉线，切片ToV用户数，切片负荷，基站级算力资源占用情况等；通过5G网络的站点级/小区级/切片级质量评测，可以全方位有效评测5G无线网络环境的质量情况，为ToV业务级评测提供基础网络的数据依据；

业务评测：从业务评估颗粒的维度，需要涵盖ToV用户级的关联指标，识别出业务侧各类ToV基础消息，并能加以统计；从评测内容上，需要涵盖ToV用户上下行业务的数据包时延，丢包，抖动，业务速率等核心感知指标，用以及时/准确的评测ToV用户的实际业务质量情况。

通过业务级的感知指标评测，结合网络侧的关联指标评测，提供ToV网络的真实质量画像，为ToV网络的规划/维护/保障提供及时/准确的数据依据。

03 “切片+5QI+EdgeQoS”V2X网络感知保障  

在V2X广域覆盖场景下，如何确保车联网业务的QoS性能保障？我们可以引入基于切片+5QI+EdgeQos的差异化网络保障策略来应对该挑战。

引入网络切片方案，建立隔离的网络切片虚拟专网，对TOV用户进行有效隔离，为面向不同的用户进行差异化的保障策略提供隔离基础。

结合ToV用户在不同的服务节点对时延/可靠性/带宽的差异化要求，进行5QI定制策略配置（比如面向低时延的保守调度等），确保ToV用户可以得到更高的保障优先级。

通过对V2X用户的实时监测和质量评估，引入EdgeQos保障特性，对车联网用户提供更加灵活的Qos保障机制，确保在复杂场景下的用户感知SLA保障。

基于V2X单用户在各事件场景下对业务容量的测试，在网络规划上，需同时考虑目标区域5G大网的覆盖和容量情况，对可能的V2X用户重点聚集区域进行覆盖和容量的合理规划，包括且不限于4.9G频段组网的引入等。

图3 端到端V2X感知保障策略

中兴通讯5G车联网网络保障及业务质量评测方案，在外场的V2X现场测试和方法论探索中，得到了有效的验证和总结，已经可以有效支撑现场V2X鬼探头业务场景的网络性能感知保障。

随着对后续V2X新业务（如闯红灯预警，道路事故预警，及自动驾驶相关等）场景的进一步测试和验证，整体保障方案和质量评测指标将进一步得到优化，方案完善度和可靠性将得到夯实，为后续V2X车联网业务规模建设和商用落地提供系统性的支撑。