Page 14 - 网络电信2023年5月刊
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要用于环境感知，通过车载传感器对车辆运行状况和周围环境                          如图2所示，本节介绍了用户为中心的B5G/6G蜂窝车联网智能接
            信息进行采集。网络层主要包括接入网和核心网，其中接入网                          入与动态资源管理的代表性前沿技术方法。
            用于连接感知设备与核心网，为V2V（Vehicle-to-Vehicle）和
            V2I（Vehicle-to-Infrastructure）通信提供接口；核心网为             图2 用户为中心的B5G/6G蜂窝车联网关键技术
            上传至数据中心或云端的数据提供计算与存储服务。应用层对
            感知层与网络层产生的数据进行分析和处理，为用户提供如自
            动驾驶、影音娱乐、远程遥控、编队行驶等应用。蜂窝车联网
            技术具有部署简单、传输可靠、覆盖范围广、网络容量大、运
            营模式灵活、资源分配更合理等优点，与B5G/6G的发展密不可
            分。伴随着万物互联与大数据时代的到来               [10] ，蜂窝车联网通过
            车、人、路、云之间的全方位连接和高效信息交互，推动自动
            驾驶技术和智能交通系统的发展与应用，可以满足未来车联网
            通信应用的多样化服务质量需求            [11] 。同时，在B5G/6G的技术推
            动下，如图1所示，蜂窝车联网技术将与上下行解耦、无蜂窝网
            络、区块链、SDN/NFV、数字孪生、分布式学习等技术相结合，
            提供更高的通信链路安全性，为自动驾驶与蜂窝网的结合提供
            更多的可能。

                二、用户为中心的B5G/6G蜂窝车联网核心挑战                              （1）上下行解耦架构与去蜂窝的多输入多输出技术为满
                尽管蜂窝车联网技术有很多政策和技术上的优势，并成                         足日益增长的网络密度和多样化的车联网服务需求，如自动驾
            为国家大力推行的车联网通信技术，但仍然存在许多亟需解决                          驶服务对车载通信的高速率、低时延和高可靠性的要求，现有
            的问题。一方面，B5G/6G通信系统以小蜂窝密集组网为主要特                       蜂窝车联网的网络架构必须加以创新。传统蜂窝网络架构是以
            征，车辆在行驶过程中，需要频繁切换接入基站                   [12] 。另一方    网络为中心的设计理念，采用宏基站集中控制的模式，网络接
            面，在B5G/6G通信系统中，存在丰富且具有不同特质的通信、                       入节点数量较少，单个基站覆盖范围广，网络部署通常由运营
            计算、存储等资源，需要针对不同的车联网服务，设计弹性资                          商中心式地运行。相较于传统蜂窝网络，B5G/6G将构建以用户
            源适配机制，高效协同优化车联网中的资源，同时保证应用程                          为中心的新型无线接入架构。在这种新型网络架构中，单个基
            序的多样化QoS（Quality  of  Service）需求是一个非常困难              站覆盖范围小、功耗低且部署灵活的优势将能够体现。各个接
            的问题   [13] 。因此，面向未来B5G/6G蜂窝车联网超密集接入、超                入节点在本地服务中心控制下，智能地识别用户的无线通信环
            高带宽、超低时延和超高可靠等业务的要求，以用户为中心的                          境，灵活地组织多个接入节点和通信资源，相互协作共同为用
            B5G/6G蜂窝车联网面临着如下核心挑战：                                户提供服务。
                （1）面向业务保障的车辆用户、服务基站分簇多连接问                            （2）网络切片、网络虚拟化、区块链和孪生技术网络切片
            题：在B5G/6G的蜂窝网络中，具有广覆盖范围的宏基站和多种                       技术（Network  Slicing）是5G网络资源管理的创新性技术，也
            类型的微基站构成了多层异构接入网络。同时，车联网中的用                          将在未来的B5G/6G网络中得到继承          [16] 。通过将同一物理网络分
            户具有高动态、高安全性需求和高时延敏感度的特性。如何设                          割成多个相互独立的专用虚拟网络，网络切片技术可以根据特
            计新的通信架构，保障车辆在高动态特性下的基站接入，以及                          定业务的网络需求，如吞吐量、端到端时延、丢包率等方面，
            如何在面对未来演进的复杂接入网络环境，实现柔性接入管                           提供差异化的网络服务，提升网络运行性能以及用户的业务体
            理，是B5G/6G的蜂窝网实现的理论基础。                                验。网络功能虚拟化主要实现传统电信设备的软硬件解耦，运
                （2）多元化车联网业务的资源灵活调度问题：面对网络资                       用虚拟化技术将物理网络资源抽象化，形成可供上层应用的虚
            源在时空上的不均匀性以及异构车联网络的业务需求时变性，                          拟资源，是实现网络切片的关键技术支撑。
            如何运用“资源-服务-网络”虚拟化、自适应网络切片和弹性                             区块链（Blockchain）近年来已经成为一个非常热门的研
            资源适配，实现多基站多连接服务的接入管理和业务保障，同                          究课题   [17] 。区块链是一种由多点共同维护，使用密码学保证
            时保证传输和访问安全是未来B5G/6G蜂窝车联网需要非常重视                       传输和访问安全的记账技术，因其有助于实现分布式系统的数
            的问题。                                                 据一致存储，维护难以篡改、防止抵赖的账本，也被称为分布
                （3）基于数字孪生的按需业务服务问题：如何针对不同业                       式账本技术。目前该技术由于其可信赖性、可追溯性和不可变
            务需求，保障资源和用户的按需服务和全网资源的高效共享，                          性，已经应用到包括物联网和车联网在内的许多领域，例如为
            为车联网中计算密集型、通信密集型和延迟敏感型等差异化的                          多运营商之间的网络资源共享提供公共性和可信性的保障。
            业务需求提供服务。                                                如图2所示，将物理空间通过孪生技术映射到孪生空间，进
                                                                 而通过通信手段可达到对物理空间进行优化决策的目的。作为
                三、用户为中心的B5G/6G蜂窝车联网技术方法                          一种新兴的智能计算技术，数字孪生（Digital  Twin）融合了
                面对用户为中心的B5G/6G蜂窝车联网所面临的核心挑战，                     人工智能、机器学习、高级建模等技术，可以在实时数据的连

                                                        网络电信 二零二三年五月                                           15
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