在1月10日－12日举行的2020年我国电动轿车百人会论坛上，我国工程院院士邬贺铨宣布了主题讲演。首要内容如下：

 

　　1、长途驾驭、自动驾驭要求端到端的时延不超越5毫秒，牢靠性要求99．999％，需求联网，每辆车每秒的数据会到1GB，只要5G才干支撑这个要求。

 

　　2、应该说整个移动通讯都是十年一代，每一代移动通讯的峰值速率是前一代的100倍。

 

　　3、通讯首要是点到点，而城市车联网的V2V环境下是点到多点，和多点到点。面向通讯发送的方法是已知的，而车联网发给谁是不受车主操控的，所以这要求是许多种多样的，即使5G要满意车联网的要求也仍是有很大的应战。

 

　　4、尽管5G相对于其他移动通讯体系更靠拢车联网的需求，可是实践上车联网的一些特色，不是5G所面临大众通讯的特色，并且有许多新的需求，现有的5G技能未必能习惯。

 

　　以下为邬贺铨院士讲演原文：

 

　　我想就5G车联网的应战这个题目跟咱们谈一下我的一些观点。

 

　　车联网的通讯形式能够分红四类：

 

　　V2V（怎样解决轿车与轿车之间的通讯）；

 

　　V2P（轿车跟行人之间怎样通讯）；

 

　　V2I（轿车跟路旁边、云、红绿灯、停车场的通讯），怎样操控信号灯的转化；

 

　　V2N（轿车到网络的通讯），解决优化交通流量的问题，做好交通的规划。

 

　　为什么会车联网需求有通讯呢？咱们的轿车车速和刹车的间隔，它们是有联系的，假如每小时开到112公里的话，到刹车的时分，真实刹住需求5秒。100米以内或许是驾驭员的感知，200米是车辆的感知，V2V能够有300米的感知，能够提早一些，上到云能够有更远间隔的感知（2公里）。

 

　　现在轿车作为自动驾驭，是L5等级，不同等级对传统时延有不同的要求的，这需求有不同的技能来支撑。

 

　　就通讯技能而言，在4G年代，L1、L2等级的支撑应该是没问题的，可是假如说真的要到L5等级，就需求5G，最底下一行eMBB是增强的移动宽带，eV2X是增强的v2x通讯，包含车到车、车到路、车到基础设施等等。

 

　　那为什么会时延有要求？

 

　　咱们能够停车为例，应该说对时延要求不是最严厉的，可是咱们能够算出来，假如停车精度要1米的话，扣除处理的时延10毫秒，制动感应30毫秒，这个时分能够看到V2X的时延只允许5毫秒。

 

　　长途驾驭、自动驾驭要求端到端的时延不超越5毫秒，牢靠性要求99．999％，需求联网，每辆车每秒的数据会到1GB。依照移动通讯规范化安排3GPP对eV2X的要求，在自动驾驭和传感器同享的要求，时延不能高于3毫秒，传感器同享要求带宽1GB。咱们能够看到在4G的年代，LTE的时延或许要到100毫秒，假如咱们加上边际核算，能够减到10毫秒，可是依然超出了目前自动驾驭的要求，所以咱们需求有5G＋边际核算，能够说车联网需求5G，只要5G才干支撑这个要求。

 

　　车联网的通讯能够分红好几类，总的叫V2X。一类是短间隔的通讯，最大传输间隔800米这么长，而最高车速是60公里，最大数据率大概是27MB。别的容量不够，假如交通拥堵的时分，车许多的时分就不能胜任了，在抗干扰方面以及掩盖方面是它的不足，现在较多用C－V2X，C是蜂窝的意思，基于蜂窝的V2X能够分为在4G场景下的LTE的V2X，还有增强的LTE环境下的V2X，以及NR的V2X，便是5G。

 

　　咱们能够看到，在4G年代，带宽能够扩展到上百兆，带宽能够到上行500兆，下行1G，可是用户面的时延10毫秒，操控面的时延50毫秒。增强的4G的V2X增加了一些功能，像车联网编队、高级驾驭、扩展长途驾驭。咱们注意到最右边5G的时分，它的通讯间隔延伸到1公里，最高相对车速能够支撑500公里，最大带宽到1G，最重要的是时延降到3毫秒，通讯牢靠性能做到99．99％。相对于其他的形式，5G是比较挨近车联网需求的。

 

　　一个蜂窝小区，是以频率的不同差异用户，咱们叫频分多址，它是模拟的，以GSN为代表的2G是数字的，以时隙的不同差异用户，TDMA，3G都是CDMA，是以码道的不同差异用户，码分多址。4G把频分、时分、码分都用上了，它的峰值速率能够上到100兆。现在5G来了，在多址方法上，5G和4G有所改善，可是并没有彻底改变。

 

　　应该说整个移动通讯都是十年一代，每一代移动通讯的峰值速率是前一代的100倍。所以5G峰值速率能够上到20G，可是这是极端的状况，是作业在毫米波频段800兆的窄频，并且一个蜂窝全部给一个用户用，服务器就在边上，这种状况基本上是实验室做一个测试能够，对一般的运用是不或许的。即使做不到20G，做到1G是没有问题的。

 

　　最重要的差异不在于带宽，而在于它扩展的运用形式叫工业互联网和智慧城市，三代运用场景增强移动宽带、超牢靠、低延时、广掩盖、大衔接，它基本上还依托通讯的基本原理，蜂窝做得更密，这样容量更大，尽管频率高了，传输间隔短了，可是蜂窝密了，能够习惯。

 

　　其实是大规模的天线，也便是说把空分的才能也加上去了，还有窄宽频率以及物理层的改善。所以5G跟4G比，在多项性能上都有1－2个数量级的提升，比方说移动性现在能支撑500公里时速的高铁，无线接口延时减少到1毫秒，衔接密度提升10倍，一平方公里有100万个衔接，能效和密度密度各进步100倍。

 

　　整个5G尽管考虑了车联网，可是准确地来说，它首先仍是为了大众通讯而规划的，大众通讯跟车联网有什么不相同？

 

　　大众通讯是面向广大的客户，地域很宽，而城市里头车联网间隔很短，包含前后的车辆也就几十米的间隔，所以间隔是比较短的，大众通讯80％的状况下面是在房间里头的，处于非移动状况，车联网80％的状况是行进的准备，所以对移动性办理是要求高的，通讯只要在运用的时分才占用信道，可是车联网基本上是永久在线的。

 

　　通讯应该说首要是点到点，而城市车联网的V2V环境下是点到多点，和多点到点。面向通讯发送的方法是已知的，而车联网发给谁不受车主操控，所以这要求是许多种多样的，是不相同的，我今日首要想说即使5G要满意车联网的要求也仍是有很大的应战。

 

　　比方说传统的互联网是叫无衔接的，所谓无衔接在右图能够看到，一个函件能够拆成许多个IP包，曩昔是无衔接，咱们的路由器既有节点操控功能，也有传送转发功能，曩昔收的一个IP包打开看一下地址，找到最近的路由器做转发，这实践上是不考虑全网优化的，现在咱们期望把节点操控功能抽出来，进行网络操作，把运用功能抽出来，然后全网收集全网的大数据，包含事务流量的数据以及车流的数据，还有网络资源的数据。在源端就界说了端到端的这条路由，这便是叫面向衔接。

 

　　如右图：原本的无衔接，一个邮件能够变成许多个函件，原本都是同一个源到同一个目的地的，可是实践上在互联网上，咱们是逐包转发的，每一个包各自选路，这叫无衔接，相当于走不通的路。

 

　　在当初互联网开始的时分认为不稳定，所以咱们用这种方法能够确保它通讯的牢靠性，即使一个包传不了，能够重传这个包，而不是一个信道都丢掉。假如用原本互联网无衔接的方法就显得功率太低了，在车联网上特别如此，所以咱们改用软件界说网，也便是说经过网络的会集办理，自始至终给它指定一个路由，这种状况在实践交通中，比方说咱们在北京早顶峰、晚顶峰给公交车指定一个路由，可是平常不能对任何车定路由。而5G期望对一切的事务流能够在源端把每一个路有指定好，优化方法。实践上在实践状况下，或许只要等级很高的高级车辆才干有这种待遇。

 

　　假如把它用在车联网上用，这实践上一切的车都要有单独给它核算一个路由，这个核算量仍是很大的，别的怎样能够实时？怎样能够满意低延时的要求？并且传统的通讯网在做这个核算，是在网络运营商的中心来做的，而车联网不能够把它放到整个网络运营商的运营中心，由于一个城市是一个城市，所以或许这种办理会集处理功能，只要放到城市里头，而按城市来分级或许就会多了，别的，一切的车都要端到端的指定路由，这实践上是要求比较高的，所以是不是说未来一部分车指定，一部分车不指定，所以这也是一个应战。

 

　　其次，5G上面要习惯高铁的通讯，许多时分坐在家里用的时分底子没有运动速度的要求，5G要支撑高带宽，当然许多时分传感器数据是低带宽，所以要求是各种各样的，咱们不能把网络做成不相同，咱们是经过逻辑上的切片，你要高带宽的，我把网络资源组成高带宽，你要低延时就给你低延时，要高牢靠就给你高牢靠。就像马路上相同，大客车给它指定通道，小车给它指定通道，甚至摩托车给它指定通道，5G的时分期望这样，可是实践上能做到这么精准、这么细致也是有难题的。

 

　　这个咱们在通讯上叫网络切片，网络切片便是给它组成了专用通道（VPN），咱们知道VPN是大客户，是少数的，而5G现在期望对一切的都做VPN，这显然是一个难题。

 

　　别的，车联网假如在公共共用网上只要一种事务类型，是不是一切车联网的车都成为一个大切片呢？这种想法跟原本切片提出的“小”思维是不彻底一致的。尽管都是车，可是每一辆车对通讯的要求是不相同的，里边有特种车辆、一般车辆，需求差异对待。

 

　　还有一些问题，马路上有一些车具有支撑网络切片的才能，原本的车并不具有支撑这个才能。一切车混在一起，你有切片的才能好办一点，没有切片才能怎样办？就像自动驾驭的车上路了，你能够做到不撞他人，可是不等于他人的车不撞你，所以有一个办理上的应战。

 

　　别的，车联网面临行进中的车辆，要用无线联网，不或许用光纤，方才说过了，5G和其他的车联网技能比是更有优点的。当然了，咱们最便利的办法是用运营商的网络，车联网上到运营商的网络，这样不需求从头出资基础设施，能够节约本钱。

 

　　可是有一个问题，传统的运营商的基础网络在5G的时分首要运用TDD的形式，TDD是什么意思？便是在一个频段上既有上行也有下行，上下行不见得是对称的，由于在消费侧的运用，大部分消费侧期望从网上下载视频的多，自己往上传视频的少，所以在同一个频段安排上下行的时分一般是三七开，30％的时隙用于往上传，70％的时隙用于接收网络的数据，可是在物联网，咱们更多的是传感器的数据往上报，而真实网络指令的数据仍是少的，所以应该是倒的三七开。

 

　　这两者不同的上下行时隙的配比假如安在同一个运营商的网上，这两者是有相互干扰的，所以要不就规划在不同的窄频，不然就很难配置，所以现在就提出一个问题，车联网能彻底上到运营商的5G网络吗？咱们有或许说咱们城市里头或许要建设一个支撑车联网的5G的专网，它能够有单独的时隙配置，而不跟大众网上的时隙配置冲突，这就需求专用频率，欧洲对工业互联网已经测算了，预留了76兆，德国分配100兆。目前分给车联网的频率是5．8G，带宽不高于75兆，真实给V2V用的只要25兆，所以假如每一辆车都要有专用的广播频率的话，频率就不够了，所以频率问题对车联网来讲也是一个应战。建设一个专用的城市车联网的5G专网也有本钱的应战。

 

　　别的，尽管5G的空口时延很短，可是假如存在地上，再经过一些处理，那时延仍是比较大的，所以咱们需求把云的才能，部分核算才能下沉，成为边际云，边际云负责处理一些时延敏感的数据，过滤掉一些数据送到中心云，中心云收集多个边际云的数据优化模型再下发，所以咱们说为了习惯车联网的需求，需求很多运用边际核算，将存储内容分发下沉到边际云来处理。

 

　　IDC预测将来50％的数据都要在边际处理，当然了，两机云会比单机云的本钱节约一些，可是在车联网场景下，假如边际核算下沉到路旁边单元，颗粒度很小，时延很低，可是太多了就碎片化，假如放到移动通讯的RSU，路旁边的RSU效果是好的，可是边际核算就要办理许多个路旁边RSU。所以这儿边也有一个本钱问题，并且有一个车联网的问题，不是固定接入到一个边际核算，边际核算假如在基站，这个车一会儿开到另一个基站，也就意味着这种核算存储要转化到另一个基站上，这种基站到底是边际核算与边际核算之间交流，仍是上到中心云再来交流，这儿边各有优缺点，边际核算和边际核算之间直接交流时延很短，能习惯车联网的要求，可是带来了很大的开支。

 

　　5G很重要的运用是把物联网的终端直接连到人工智能、大数据的剖析，曩昔咱们没有5G的时分，除了光纤以外，其他手段不能解决传感器跟后台的大数据、人工智能之间的这种传输的时延问题，因而往往大数据、人工智能的决策剖析都是滞后的，也便是说它会带来很大的时延，没法实时化，现在5G的介入使它们两者无缝融合，AI＋IoT咱们叫AIoT智联网，5G对物联网的要求是一平方公里100万个传感器能联网，传输时延不高于10秒，丢包率不高于1％，依照这个数字，应该是基本能够满意车联网要求，尽管这儿写时延10秒，这是讲端到端很长间隔的，城市车联网短间隔不会有这么高。5G的AIoT需求一些技能来支撑，可是难题是什么？现在车里边几百个传感器都是用选来方法办理吗？这是一个应战。

 

　　别的，尽管5G一平方公里能接入100万个传感器，每个传感器接进来又印证，一个一个印证到什么时间？所以要群组印证，群组印证怎样确保群组跟个性的差异？别的车联网V2V印证还要快，还要车联网要有很多的终端，自身也有安全问题，所以需求有安全的协议，可是安全的协议不能太杂乱，不然不光增加能耗，还加大时延。这么多车联网会产生DDOS攻击，都被木马攻陷了，100万个传感器共同拜访路旁边的车联网设施，也会把路旁边的车联网设施搞瘫痪了。

 

　　所以总的来说尽管5G能支撑车联网很多的传感器联网，可是也面临很大的应战，车联网用什么标识，车联网的物联网里边有许多种标识计划，在5G上当然期望用IPV6，可是实践上前面4G的车联网以及DSRC的车联网或许会用其他的标识，怎样完成标识之间的互通便是一个问题。并且车联网的标识一般是在一个运营商范围里头的，而城市里的车，或许某些车接入到移动，某些接入电信，某些接入联通，是不同的运营商，不同的运营商之间要互通，这就带来难题。

 

　　别的，曩昔咱们三个运营商不是在任何城市都是直联的，在我国三个运营商直联的点只要13个，有些省，比方云南、西藏这些是没有的，云南电信跟云南联通要连通就要到成都的直联点才干完成。车联网上假如是这样的话，时延就没法确保，所以车联网就要求运营商的网间直联点要下沉到每一个城市，这也是现有运营商的网络做不到的。

 

　　车联网是5G的一种事务，5G的事务选用一种敞开的方法，能够说接入到你需求什么才能我能够附加什么才能，就像App相同，这也便利咱们的事务灵活性，5G自身又改变了协议的规范，传统的移动通讯是专用的协议，所以5G是互联网的协议。之所以敞开和选用互联网的协议是为了让现有的事务更灵活，当然也带来应战，原本网络是关闭的，协议是专用的，很少听说有网络安全事件产生在运营商的网络，把运营商搞瘫了，现在网络是敞开的，协议是通用的，一定意义上5G会增加更多的安全危险。车联网对安全的要求又比一般的通讯高，所以在这个状况下，咱们需求支付更多的安全代价，并且车联网一般是短包，而互联网的TCP／IP对短包是没有什么功率的，所以是不是考虑新的协议应对物联网。

 

　　运营支撑也很杂乱，5G有虚拟NFV，便是网络单元虚拟化，还有网络切片，这些都是动态的，要进行动态的办理，很杂乱的办理体系，车联网一个问题要快速核算和处理，运营支撑体系不能只是运营商一个，或许到每一个城市也有一个，不然就不能实时性了，所以应该说实时性对5G也好，对车联网也好，都是很大的应战。

 

　　所以我说整个5G来讲，尽管说它相对于其他移动通讯体系更靠拢车联网的需求，可是实践上车联网的一些特色，不是5G所面临大众通讯的特色，它是不相同的，并且有许多新的需求，现有的5G技能未必能习惯。我的观点是：5G的车联网想说爱你也不容易，轿车永久在路上，5G的车联网立异也永久在路上！