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只有当存在支持跨境交通的统一解决方案时，欧洲沿线的合作、互联和自动交通（CCAM）的愿景才能得以实现。当车辆穿越不同国家的边界时，沿不同国家提供CCAM服务的可能性具有巨大的创新商业潜力。然而，在边境地区无缝提供连接和不间断地提供实时服务也带来了技术挑战，而5G技术有望解决这些问题。鉴于任何跨境布局的多国、多运营商、多电信商、多汽车制造商和跨代的情况，这种情况尤其具有挑战性。在此推动下，5GCroCo项目的总预算为1700万欧元，由欧盟委员会提供部分资金，目的是在梅兹-梅尔齐格-卢森堡跨境走廊验证5G技术，穿越法国、德国和卢森堡之间的边界。5GCroCo的验证将集中在三个用例上:1)远程操作驾驶，2)用于自动车辆的高清地图生成和分发，3)预期的协同避碰。这些结果将有助于减少与欧洲跨国界eV2X通信有关的不确定性，为5G的商业部署做准备。
I.简介
汽车行业正在朝着一个愿景发展：汽车变得更加自动化，并通过无线连接相互合作，实现更安全、更高效的驾驶。连通性为车载传感器提供了很好的补充，即使在视觉视线不可用的情况下，也能扩大视野和探测范围。此外，连接是合作功能的关键。为了这种革命的成功，电信业和汽车业有必要共同合作，应对互联、合作和自动化移动(CCAM)给创新领域带来的所有挑战，共同塑造未来。不同的标准化组织（3GPP[1]、ISO[2]、ETSIITS[3]）、协会（如5GAA[4]）和世界各地的研究项目（如5G-PPP[5]）一直在研究CCAM服务，特别是V2X通信。
这些挑战之一是，当车辆穿越不同国家边界时，如何确保在不同国家提供需要实时响应和超高可靠性的CCAM服务。必须保证服务的连续性，并且在跨越边界时，服务质量不能下降。考虑到跨国部署带来的多国、多运营商、多电信厂商和多汽车制造商的情况，这种情况尤其具有挑战性。
这就是5GCroCo[6]的动机，来自电信和汽车行业的主要欧洲合作伙伴共同努力，在跨境环境中大规模地试验和验证5G技术，其任务是在向市场提供运行在5G通信基础设施之上的CCAM服务之前减少不确定性。5GCroCo还旨在为5G技术可能实现的颠覆性CCAM服务确定商业机会和定义新的商业模式，并确保对电信和汽车行业的相关标准化机构产生适当影响。
其目的是确定跨境场景下CCAM服务的成功路径，并减少真正5G跨境部署的不确定性。5GCroCo的目标是在穿越法国、德国和卢森堡边境的梅茨-梅齐格-卢森堡跨境走廊试验5G技术。目标是在跨境背景下验证先进的5G功能，如新无线电、移动边缘计算（MEC）、分布式计算、预测性服务质量（QoS）、软件定义网络（SDN）、网络切片和改进的定位系统，所有这些结合在一起，保证可以实现CCAM的创新用例。
此外，5GCroCo旨在定义新的商业模式，这些模式可以建立在这种前所未有的连接和服务提供能力之上，也确保两个相关行业的相关标准化机构受到影响。5GCroCo的验证将集中在三个用例上。1）远程操作驾驶，2）自动驾驶车辆的高清（HD）地图生成和分发，以及3）预期合作防撞（ACCA）。此外，它还将为任何其他CCAM使用案例提供一般性建议。
本文的其余部分组织如下:第二节强调了5GCroCo项目的主要目标。第三部分介绍了将在5GCroCo中评估的用例。第四节描述了将被验证的CCAM的关键技术。第五节介绍了将在小范围和大范围进行的试验。第六节讨论了商业模式和成本/效益分析。最后，第七节是本文的结论。
II. 5G CROCO 项目概述
5GCroCo是一项由欧盟委员会（EC）在5G公私合作伙伴关系（5G-PPP）的框架下部分资助的创新行动。5GCroCo致力于在连接梅兹（法国）、梅尔齐希（德国）和卢森堡等城市的欧洲5G跨境走廊上为CCAM进行大规模的5G技术试验。除了在5G走廊的大规模试验外，5GCroCo还将在巴塞罗那、蒙特勒里-UTAC、慕尼黑和德国A9高速公路的5G-ConnectedMobility测试平台进行小规模试点。5GCroCo的总预算接近1700万欧元，其中欧盟委员会的捐款接近1300万欧元，计划期限为3年，从2018年11月1日至2021年10月底。该项目由加泰罗尼亚电信技术中心（CTTC，位于西班牙巴塞罗那的Castelldefels）协调，汇集了来自7个欧洲国家的24个合作伙伴，包括电信和汽车领域的关键组织。5GCroCo协调来自领先汽车制造商、一级供应商、道路管理部门、移动网络运营商、电信供应商、中小企业和学术界的贡献。
5GCroCo的试验将集中在与CCAM服务有关的三个用例上进行测试：远程操作驾驶、自动驾驶车辆的高清地图生成和分发以及ACCA。下一节将进一步详细介绍这些情况。
III.5gcroco使用案例
5GCroCo的目标是验证CCAM的3个关键服务。1）远程操作驾驶，2）自动驾驶的高清地图生成和分发，以及3）ACCA。5GCroCo将专注于这些具有高潜在市场机会的特定用例，5GCroCo的活动旨在得出可适用于更广泛的CCAM用例的建议和见解。
A. 远程操作驾驶
远程操作驾驶被定义为人类或人工智能通过移动无线电网络对自动驾驶车辆进行远程控制。5GCroCo的重点被设定为由人类远程操作者进行远程控制。在自动驾驶的背景下，远程操作驾驶可以部署在不同的交通情况下，如：
遥控改变车道或在高速路上适应速度:在可以预见3-4级自动驾驶车辆的驾驶员需要重新获得车辆控制权的情况下，远程操作员可以从远程操作指挥中心接管车辆的控制权，并有足够的时间跨度。
从城市到公路的转移:一辆汽车可以在高速公路上执行高度自动驾驶，甚至是自动驾驶，但在城市道路上则不能（4级）。与其让司机接管车辆的控制权，不如使用远程操作驾驶来到达最终目的地。这也使得在没有合法允许驾驶汽车的人在场的情况下进行旅行，例如未成年人。
没有反应的驾驶员:即使4级自动驾驶车辆不能处理所有情况，驾驶员也不需要像3级自动驾驶那样随时准备重新获得控制权。如果司机没有回应接管控制权的要求，远程驾驶指挥中心的操作员可以接管控制权。
未定义的交通情况:在完全自动驾驶的车辆(4-5级)无法处理特定交通状况的情况下，远程操作驾驶可以让操作员远程参与解决这种情况。这可能是通过向车辆提供额外的信息，使其能够正确地感知其情况。它也可以包括在短时间内接管控制权以解决情况或提出新的路线。
这个用例带来了网络上的几个挑战，首先是上行视频流的高带宽需求，以及需要提供控制一个区域内多辆车辆的容量。一个额外的挑战来自于这样一个事实：要求远程司机接管控制权的相关风险很高。这是由之前描述的远程操作驾驶的情况造成的，使得如果一辆车要求提供服务，同一地区的其他车辆很可能会采取同样的行动。此外，所涉及的网络基础设施以及运行该用例所需应用服务的后端服务器可能属于不同的领域，例如不同的移动网络运营商（MNO）。
如果需要跨越这些领域的通信或服务协调，仍然必须满足端到端的QoS要求。 这也适用于跨越国家边界的情况。网络的设计应能提供所需的QoS和非常高的可靠性。 预测性的QoS是需要的，以便在预计QoS下降时向车内人员和远程操作指挥中心的远程操作员发出警告。 可能的后果取决于前面描述的情况和自动驾驶水平，但可能包括减速、改变路线到网络可以支持服务的路线，或安全停车。在QoS预测是远程驾驶的重要基础要求的基础上，车辆的安全遥控需要一个整体的功能安全理念。这种概念开发需要考虑车内架构、具有先进功能的5G通信网络架构以及后端架构。
B. 自动驾驶的高清（HD）地图生成和分配
智能和动态高清地图提供高度准确的动态和静态物体的位置和交通信息，使自主或半自主驾驶的车辆能够选择最佳路线和车道。
这种地图可以通过巧妙地融合来自道路上和沿线不同来源的所有可用数据来构建，例如车辆共享的传感器数据、道路基础设施共享的数据或地图内容提供商共享的数据等等。
5GCroCo将就生成高清地图所需的数据如何在车辆、数据服务器和地图供应商之间进行交换，以及如何进行结构化，达成共识。重点将放在三个特定的场景和应用上:
1) 自动驾驶汽车的大规模优化路线选择：详细的路线规划能力是自动驾驶汽车的一个强制性部分，包括大规模的规划，以估计从起点到目的地的最佳路线。
2) 小规模的机动车规划和执行，如选择正确的车道：由于特殊的地理需求和道路条件，道路上的一些地方，如环岛、隧道或桥梁需要特别考虑。在这些特殊情况下，高清地图应能在路线和机动车规划方面发挥良好的作用，并具有良好的定位精度。
3) 在危险情况下更新路线:自动驾驶车辆应避免因事故、交通堵塞或任何其他危险而被困在队列中，在到达目的地之前切换到备用路线，这要求地图是最新的。这可以通过利用车辆传感器或道路基础设施共享的环境或危险通知信息来实现，以便重新计算最佳路线。
C. 预期合作防撞(ACCA)
在高速上，典型的独立传感系统（如雷达、照相机、激光雷达）将没有足够的安全手段在所有情况下和以足够的预期水平探测和定位道路上的危险事件。在这种情况下，如果发现危险事件过晚，将会触发紧急制动，甚至可能发生碰撞，这取决于摩擦条件。
5GCroCo将定义和试验合作解决方案，以预测此类危险事件的检测和定位，并促进更顺畅、更均匀的车辆反应。这被称为ACCA，在很多情况下都很有用，例如:
暂时的静态事件，如交通堵塞。
高减速、紧急制动或前方车辆的意外机动（对自我的车辆有或无可见性）。
插队预期，例如当车辆突然从另一条车道开进来时。
合作车辆（或路边基础设施）将向特定的服务器上传一组信息，如状态（如位置、速度、加速度）、检测到的事件和一些传感器数据（摄像头/雷达流，或基于标准化方法的任何其他信息，如合作感知信息）。
这些数据将被本地服务器（如移动边缘计算--MEC--服务器）用来创建一个机外动态地图，该地图根据已知的道路拓扑结构来处理和整合所有收集的信息。机外分布式服务是用来：
将从车辆收到的数据与来自道路运营商等的数据进行汇总和整合。
独立管理（按车辆或按地理区域）动态信息，特别是在交通拥挤的地区。
从分布式动态地图中推断出特定用户的相关内容。
确保向邻近的MECs移交工作。
确保不同国家和移动网络运营商之间的漫游。
IV.5gCroco中的5g技术
5GCroCo已经确定了一套关键的5G技术，这些技术将成为CCAM的推动者。 它们都在以前和正在进行的研究和创新项目中得到了彻底评估。其中一些甚至已经进行了商业化部署。5GCroCo的动机是使它们在跨境、跨MNO、跨供应商和跨OEM部署中也能实现其在整体QoS实现方面的目的和作用。在这种情况下，服务的连续性是一个特别的目标。已确定的关键技术有：
基于MEC的分布式计算。
预测性QoS。
采用网络切片的E2E QoS。
移动网络支持的精确定位。
安全。
将在5GCroCo中为上一节所述的用例研究和试验的V2X服务具有独特的特点，使这些技术的使用特别有趣。
首先，兴趣范围有限。信息通常只需要靠近产生信息的地方。许多应用程序都是如此，但并非所有应用程序都是如此。它特别适用于高清地图的生成和分发以及ACCA的用例。因此，省略蜂窝网络的直接通信和支持MEC的蜂窝网络必须是V2X架构的一部分。
第二个独特的属性是多OEM和多MNO的挑战。这一条与第一条紧密相连。对于典型的移动无线电网络服务，如语音和数据通信，移动网络运营商、车辆云和公共数据网络之间的对等点位于远离"边缘 "的地方并不重要。在一个支持MEC的V2X架构中，这个问题必须得到解决，而解决方案不能是只有一个MEC供应商。
第三个独特的属性是道路管理局作为另一个信息来源和接收器的作用。这伴随着往往是封闭的，有时甚至是专有的信息技术（IT）系统，需要在一个支持MEC的分布式计算V2X网络架构中进行整合。由此产生的一个特殊挑战是，跨越国家(在某些情况下还包括区域)边界会导致一个新的道路管理机构，它拥有自己的IT基础设施。
通过这些技术，5GCroCo将解决现有蜂窝式V2X技术（如LTERelease 14）的差距，增强5G网络的一些关键性能指标（KPI），如延迟、可靠性、分组错误率等，甚至在跨国、跨MNO、跨OEM和跨供应商的操作下。
在以下几个小节中，我们将进一步阐述这些技术中的每一项所要解决的挑战。
A. 基于MEC的分布式计算
移动边缘计算/云和多接入边缘计算/云都是缩写为 "MEC "的术语，通常与一个或多个基站共用的计算资源有关。5GCroCo项目使用的MEC定义并不严格限定于MEC的地理位置，而是在这种MEC实例上运行的应用程序在与MEC相关的基站之间的延迟非常低。服务于有限地理区域的本地MEC实例与车辆的流动性相结合，导致处理特定车辆的MEC实例的频繁变化（即MEC移交）。对于这个和其他MEC相关的挑战，5GCroCo将定义通用的MEC-enabled分布式计算架构和最佳实践，以部署构成三个项目用例的服务所需的微服务，以及V2X背景下通常遇到的其他服务。目标是在网络性能与部署复杂性和成本之间达到最佳平衡。
B. 预测性QoS
生命安全往往可以用可用性或性能下降来换取。在V2X的背景下，它可能意味着增加车辆间的距离，因此，减少交通吞吐量，甚至停止车辆。为此，必须监测通信系统的状态，检测故障，并通知应用程序/服务。以前的研究活动（例如，[6]）表明，网络故障的瞬时信息往往不足以保证功能安全。车辆可能需要时间来进入安全状态，并可能需要在此过程中依赖通信，例如，通知周围的汽车或查询应用服务在当前情况下达到安全状态的最佳可能性。
5CroCo关于预测性QoS的目标是将范围从纯粹的无线接入网（RAN）扩大到端到端的评估。冗余是可靠通信的关键，将对RAN、核心和后端进行评估，特别关注支持MEC的分布式计算如何确保冗余、故障切换和快速恢复机制。5GCroCo将扩展网络，对特定地点的QoS进行非常可靠的预测。在该项目中，我们将通过在现实场景中评估现有的预测性QoS算法来确定其性能和适用性，并发展基础接口和架构以实现跨境和跨MNO预测性QoS。
C. 端到端QoS网络切片
网络切片是一种技术，它为MNOs提供了广泛的选项来实例化一个或多个虚拟网络。虽然不同的标准（如3GPPRel.15，ETSI-MEC）和数据中心技术为在一个共享的基础设施上灵活和可控地实例化多个逻辑网络铺平了道路，但应该部署多少和哪种片断以及何时部署自然没有标准化。
5GCroCo将通过考虑整个解决方案空间来解决这个问题，即从完全没有专用V2X切片的假设开始（非常不可能），到非常细化的区分，从而为几乎所有服务提供一个或多个专用切片，就像上述三个用例中的每一个一样。事实会在中间，取决于每个移动网络运营商当前和计划的基础设施部署。
D. 移动网络支持的精确定位
在5GCroCo开发的用于合作、连接和自动驾驶汽车的先进智能交通系统（ITS）服务需要向移动的车辆提供厘米级的准确定位。目前的GNSS（全球导航卫星系统）无法支持这种精度，特别是在城市环境中（例如，由于城市峡谷）。5GCroCo将设计和验证创新，以提供由5G网络支持的厘米级定位。
5GCroCo将从一个整体的角度来处理定位问题，考虑依赖和独立于无线接入技术（RAT）的方法，以及混合方法。作为依赖RAT的方法，5GCroCo将研究PHY层对5G NR（新无线电）的扩展，允许用户设备（UE）获得所需的精确位置。
E. 安全问题
5GCroCo的一个关键目标是保证在所涉及的IT基础设施的所有领域达到最先进的安全标准。整体架构、通信协议、软件和硬件应实施适当的措施，确保维护安全目标，包括保密性、完整性、可用性和真实性。严格遵守《通用数据保护条例》（GDPR）中关于数据隐私的规定，也是不可或缺的一部分。
沿着项目的不同阶段，将对包括隐私、保密性、完整性、可用性和真实性在内的安全方面进行评估。特别关注的是第一个问题，即隐私问题，因为在这里我们预计V2X（车辆到任何东西）的具体挑战。现有的3GPP安全机制将被评估，差距将被确定。弥补这些差距的解决方案将被定义，最好是依靠IETF、ETSI-ITS和其他SDO中定义的标准互联网或C-ITS特定机制。
V.5gcroco测试点
5GCroCo将进行大规模和小规模的试验，以验证第四节所述的5G技术，用于第三节所述的三个用例，特别是在跨境、跨供应商、跨OEM和跨MNO环境中。
A. 5GCroCo 跨境通道
5GCroCo将集中在5G欧洲走廊进行大规模试验，该走廊连接法国、德国和卢森堡的城市，是通过几个区域协议促进的泛欧5G走廊网络的一部分（见图1）。这些协议允许欧洲拥有数百公里的高速公路，在那里可以进行测试，直到汽车在某些条件下可以在司机在场的情况下自主驾驶的阶段（第三级自动化）。这些走廊得到了欧盟委员会的支持，作为其5G行动计划的一部分，其目的是确保在本十年结束前实现5G技术的商业部署。
图1.5G走廊地图，5GCroCo将在其中进行跨国CCAM 5G启用试验。
B. 5GCroCo 试点
除了在走廊上进行大规模试验外，5GCroCo还计划部署地方试点，作为在走廊上大规模部署前的一个步骤。这些试点项目将部署在法国巴黎南部的Montlhéry-UTAC，德国的两个项目（A9高速公路的一个路段和慕尼黑市中心的一个测试点），以及西班牙巴塞罗那市的一个项目，那里将模拟一个跨境城市环境。这些试点将允许在本地(地理上靠近不同的参与合作伙伴)测试5G功能，并可能在受限的封闭区域进行测试，从而可以管理在大规模走廊进行试验的复杂性。这些试验将允许选择和微调5G功能，然后将其纳入大规模试验中，从而减少与部署和试验相关的不确定性。
C. 关键绩效指标（KPI）
5GCroCo的方法将是根据关键绩效指标的测量，持续监测和评估试验中拟议的5G创新的性能。首先，将考虑与电信运营有关的KPI。这些指标包括吞吐量、延迟/延时、分组错误率、可靠性、交接时的呼叫中断、分组错误率、用户设备支持的最大速度等。
此外，从面向应用的角度来看，也会有与特定用例相关的关键绩效指标，如制动时间、预期时间、服务中断时间等。
VI.自动驾驶新生态系统中的商业创新
除了CCAM的5G试验外，研究和定义新的商业模式和成本/效益分析是5GCroCo的一个基本部分，以了解可以跨国界运作的CCAM服务所产生的商业可能性。让先进的5G功能以跨境、跨电信厂商、跨汽车-OEM、跨MNO的方式运行的可能性产生了一个新的创新舞台。5GCroCo将分析在如此复杂的情况下部署5G的成本/效益关系，并开发可以定义有效商业模式的工具。这一过程将与试验的部署同步进行，从获得的经验中学习，了解所有利益相关者的需求，并减少部署5G基础设施的不确定性，为CCAM提供前所未有的5G启用服务。
VII.总结
5GCroCo是一项由欧盟委员会部分资助的创新行动，来自电信和汽车行业的主要欧洲合作伙伴共同努力，在跨境环境中大规模试验和验证5G技术，其任务是在向市场提供运行在5G通信基础设施之上的CCAM服务之前减少不确定性。
5GCroCo还旨在确定商业机会，为颠覆性的CCAM服务定义新的商业模式，这可能得益于5G技术，并确保对电信和汽车行业的相关标准化机构产生适当的影响。5GCroCo是5GIA试验路线图战略v2.02的一个重要元素，直接与欧洲5G行动计划保持一致，并计划为整个5G公私合作伙伴关系（5G-PPP）生态系统作出贡献并与之同步。
编辑：黄飞
工商网监
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