只有當存在支持跨境交通的統一解決方案時，歐洲沿線的合作、互聯和自動交通（CCAM）的愿景才能得以實現。當車輛穿越不同國家的邊界時，沿不同國家提供CCAM服務的可能性具有巨大的創新商業潛力。然而，在邊境地區無縫提供連接和不間斷地提供實時服務也帶來了技術挑戰，而5G技術有望解決這些問題。鑒于任何跨境布局的多國、多運營商、多電信商、多汽車制造商和跨代的情況，這種情況尤其具有挑戰性。在此推動下，5GCroCo項目的總預算為1700萬歐元，由歐盟委員會提供部分資金，目的是在梅茲-梅爾齊格-盧森堡跨境走廊驗證5G技術，穿越法國、德國和盧森堡之間的邊界。5GCroCo的驗證將集中在三個用例上:1)遠程操作駕駛，2)用于自動車輛的高清地圖生成和分發，3)預期的協同避碰。這些結果將有助于減少與歐洲跨國界eV2X通信有關的不確定性，為5G的商業部署做準備。

I.簡介

汽車行業正在朝著一個愿景發展：汽車變得更加自動化，并通過無線連接相互合作，實現更安全、更高效的駕駛。連通性為車載傳感器提供了很好的補充，即使在視覺視線不可用的情況下，也能擴大視野和探測范圍。此外，連接是合作功能的關鍵。為了這種革命的成功，電信業和汽車業有必要共同合作，應對互聯、合作和自動化移動(CCAM)給創新領域帶來的所有挑戰，共同塑造未來。不同的標準化組織（3GPP[1]、ISO[2]、ETSIITS[3]）、協會（如5GAA[4]）和世界各地的研究項目（如5G-PPP[5]）一直在研究CCAM服務，特別是V2X通信。

這些挑戰之一是，當車輛穿越不同國家邊界時，如何確保在不同國家提供需要實時響應和超高可靠性的CCAM服務。必須保證服務的連續性，并且在跨越邊界時，服務質量不能下降?？紤]到跨國部署帶來的多國、多運營商、多電信廠商和多汽車制造商的情況，這種情況尤其具有挑戰性。

這就是5GCroCo[6]的動機，來自電信和汽車行業的主要歐洲合作伙伴共同努力，在跨境環境中大規模地試驗和驗證5G技術，其任務是在向市場提供運行在5G通信基礎設施之上的CCAM服務之前減少不確定性。5GCroCo還旨在為5G技術可能實現的顛覆性CCAM服務確定商業機會和定義新的商業模式，并確保對電信和汽車行業的相關標準化機構產生適當影響。

其目的是確定跨境場景下CCAM服務的成功路徑，并減少真正5G跨境部署的不確定性。5GCroCo的目標是在穿越法國、德國和盧森堡邊境的梅茨-梅齊格-盧森堡跨境走廊試驗5G技術。目標是在跨境背景下驗證先進的5G功能，如新無線電、移動邊緣計算（MEC）、分布式計算、預測性服務質量（QoS）、軟件定義網絡（SDN）、網絡切片和改進的定位系統，所有這些結合在一起，保證可以實現CCAM的創新用例。

此外，5GCroCo旨在定義新的商業模式，這些模式可以建立在這種前所未有的連接和服務提供能力之上，也確保兩個相關行業的相關標準化機構受到影響。5GCroCo的驗證將集中在三個用例上。1）遠程操作駕駛，2）自動駕駛車輛的高清（HD）地圖生成和分發，以及3）預期合作防撞（ACCA）。此外，它還將為任何其他CCAM使用案例提供一般性建議。

本文的其余部分組織如下:第二節強調了5GCroCo項目的主要目標。第三部分介紹了將在5GCroCo中評估的用例。第四節描述了將被驗證的CCAM的關鍵技術。第五節介紹了將在小范圍和大范圍進行的試驗。第六節討論了商業模式和成本/效益分析。最后，第七節是本文的結論。

II. 5G CROCO 項目概述

5GCroCo是一項由歐盟委員會（EC）在5G公私合作伙伴關系（5G-PPP）的框架下部分資助的創新行動。5GCroCo致力于在連接梅茲（法國）、梅爾齊希（德國）和盧森堡等城市的歐洲5G跨境走廊上為CCAM進行大規模的5G技術試驗。除了在5G走廊的大規模試驗外，5GCroCo還將在巴塞羅那、蒙特勒里-UTAC、慕尼黑和德國A9高速公路的5G-ConnectedMobility測試平臺進行小規模試點。5GCroCo的總預算接近1700萬歐元，其中歐盟委員會的捐款接近1300萬歐元，計劃期限為3年，從2018年11月1日至2021年10月底。該項目由加泰羅尼亞電信技術中心（CTTC，位于西班牙巴塞羅那的Castelldefels）協調，匯集了來自7個歐洲國家的24個合作伙伴，包括電信和汽車領域的關鍵組織。5GCroCo協調來自領先汽車制造商、一級供應商、道路管理部門、移動網絡運營商、電信供應商、中小企業和學術界的貢獻。

5GCroCo的試驗將集中在與CCAM服務有關的三個用例上進行測試：遠程操作駕駛、自動駕駛車輛的高清地圖生成和分發以及ACCA。下一節將進一步詳細介紹這些情況。

III.5gcroco使用案例

5GCroCo的目標是驗證CCAM的3個關鍵服務。1）遠程操作駕駛，2）自動駕駛的高清地圖生成和分發，以及3）ACCA。5GCroCo將專注于這些具有高潛在市場機會的特定用例，5GCroCo的活動旨在得出可適用于更廣泛的CCAM用例的建議和見解。

A. 遠程操作駕駛

遠程操作駕駛被定義為人類或人工智能通過移動無線電網絡對自動駕駛車輛進行遠程控制。5GCroCo的重點被設定為由人類遠程操作者進行遠程控制。在自動駕駛的背景下，遠程操作駕駛可以部署在不同的交通情況下，如：

遙控改變車道或在高速路上適應速度:在可以預見3-4級自動駕駛車輛的駕駛員需要重新獲得車輛控制權的情況下，遠程操作員可以從遠程操作指揮中心接管車輛的控制權，并有足夠的時間跨度。

從城市到公路的轉移:一輛汽車可以在高速公路上執行高度自動駕駛，甚至是自動駕駛，但在城市道路上則不能（4級）。與其讓司機接管車輛的控制權，不如使用遠程操作駕駛來到達最終目的地。這也使得在沒有合法允許駕駛汽車的人在場的情況下進行旅行，例如未成年人。

沒有反應的駕駛員:即使4級自動駕駛車輛不能處理所有情況，駕駛員也不需要像3級自動駕駛那樣隨時準備重新獲得控制權。如果司機沒有回應接管控制權的要求，遠程駕駛指揮中心的操作員可以接管控制權。

未定義的交通情況:在完全自動駕駛的車輛(4-5級)無法處理特定交通狀況的情況下，遠程操作駕駛可以讓操作員遠程參與解決這種情況。這可能是通過向車輛提供額外的信息，使其能夠正確地感知其情況。它也可以包括在短時間內接管控制權以解決情況或提出新的路線。

這個用例帶來了網絡上的幾個挑戰，首先是上行視頻流的高帶寬需求，以及需要提供控制一個區域內多輛車輛的容量。一個額外的挑戰來自于這樣一個事實：要求遠程司機接管控制權的相關風險很高。這是由之前描述的遠程操作駕駛的情況造成的，使得如果一輛車要求提供服務，同一地區的其他車輛很可能會采取同樣的行動。此外，所涉及的網絡基礎設施以及運行該用例所需應用服務的后端服務器可能屬于不同的領域，例如不同的移動網絡運營商（MNO）。

如果需要跨越這些領域的通信或服務協調，仍然必須滿足端到端的QoS要求。?這也適用于跨越國家邊界的情況。網絡的設計應能提供所需的QoS和非常高的可靠性。?預測性的QoS是需要的，以便在預計QoS下降時向車內人員和遠程操作指揮中心的遠程操作員發出警告。?可能的后果取決于前面描述的情況和自動駕駛水平，但可能包括減速、改變路線到網絡可以支持服務的路線，或安全停車。在QoS預測是遠程駕駛的重要基礎要求的基礎上，車輛的安全遙控需要一個整體的功能安全理念。這種概念開發需要考慮車內架構、具有先進功能的5G通信網絡架構以及后端架構。

B. 自動駕駛的高清（HD）地圖生成和分配

智能和動態高清地圖提供高度準確的動態和靜態物體的位置和交通信息，使自主或半自主駕駛的車輛能夠選擇最佳路線和車道。

這種地圖可以通過巧妙地融合來自道路上和沿線不同來源的所有可用數據來構建，例如車輛共享的傳感器數據、道路基礎設施共享的數據或地圖內容提供商共享的數據等等。

5GCroCo將就生成高清地圖所需的數據如何在車輛、數據服務器和地圖供應商之間進行交換，以及如何進行結構化，達成共識。重點將放在三個特定的場景和應用上:

1)? 自動駕駛汽車的大規模優化路線選擇：詳細的路線規劃能力是自動駕駛汽車的一個強制性部分，包括大規模的規劃，以估計從起點到目的地的最佳路線。

2) ??小規模的機動車規劃和執行，如選擇正確的車道：由于特殊的地理需求和道路條件，道路上的一些地方，如環島、隧道或橋梁需要特別考慮。在這些特殊情況下，高清地圖應能在路線和機動車規劃方面發揮良好的作用，并具有良好的定位精度。

3)??? 在危險情況下更新路線:自動駕駛車輛應避免因事故、交通堵塞或任何其他危險而被困在隊列中，在到達目的地之前切換到備用路線，這要求地圖是最新的。這可以通過利用車輛傳感器或道路基礎設施共享的環境或危險通知信息來實現，以便重新計算最佳路線。

C.?預期合作防撞(ACCA)

在高速上，典型的獨立傳感系統（如雷達、照相機、激光雷達）將沒有足夠的安全手段在所有情況下和以足夠的預期水平探測和定位道路上的危險事件。在這種情況下，如果發現危險事件過晚，將會觸發緊急制動，甚至可能發生碰撞，這取決于摩擦條件。

5GCroCo將定義和試驗合作解決方案，以預測此類危險事件的檢測和定位，并促進更順暢、更均勻的車輛反應。這被稱為ACCA，在很多情況下都很有用，例如:

暫時的靜態事件，如交通堵塞。

高減速、緊急制動或前方車輛的意外機動（對自我的車輛有或無可見性）。

插隊預期，例如當車輛突然從另一條車道開進來時。

合作車輛（或路邊基礎設施）將向特定的服務器上傳一組信息，如狀態（如位置、速度、加速度）、檢測到的事件和一些傳感器數據（攝像頭/雷達流，或基于標準化方法的任何其他信息，如合作感知信息）。

這些數據將被本地服務器（如移動邊緣計算--MEC--服務器）用來創建一個機外動態地圖，該地圖根據已知的道路拓撲結構來處理和整合所有收集的信息。機外分布式服務是用來：

將從車輛收到的數據與來自道路運營商等的數據進行匯總和整合。

獨立管理（按車輛或按地理區域）動態信息，特別是在交通擁擠的地區。

從分布式動態地圖中推斷出特定用戶的相關內容。

確保向鄰近的MECs移交工作。

確保不同國家和移動網絡運營商之間的漫游。

IV.5gCroco中的5g技術

5GCroCo已經確定了一套關鍵的5G技術，這些技術將成為CCAM的推動者。?它們都在以前和正在進行的研究和創新項目中得到了徹底評估。其中一些甚至已經進行了商業化部署。5GCroCo的動機是使它們在跨境、跨MNO、跨供應商和跨OEM部署中也能實現其在整體QoS實現方面的目的和作用。在這種情況下，服務的連續性是一個特別的目標。已確定的關鍵技術有：

基于MEC的分布式計算。

預測性QoS。

采用網絡切片的E2E QoS。

移動網絡支持的精確定位。

安全。

將在5GCroCo中為上一節所述的用例研究和試驗的V2X服務具有獨特的特點，使這些技術的使用特別有趣。

首先，興趣范圍有限。信息通常只需要靠近產生信息的地方。許多應用程序都是如此，但并非所有應用程序都是如此。它特別適用于高清地圖的生成和分發以及ACCA的用例。因此，省略蜂窩網絡的直接通信和支持MEC的蜂窩網絡必須是V2X架構的一部分。

第二個獨特的屬性是多OEM和多MNO的挑戰。這一條與第一條緊密相連。對于典型的移動無線電網絡服務，如語音和數據通信，移動網絡運營商、車輛云和公共數據網絡之間的對等點位于遠離"邊緣 "的地方并不重要。在一個支持MEC的V2X架構中，這個問題必須得到解決，而解決方案不能是只有一個MEC供應商。

第三個獨特的屬性是道路管理局作為另一個信息來源和接收器的作用。這伴隨著往往是封閉的，有時甚至是專有的信息技術（IT）系統，需要在一個支持MEC的分布式計算V2X網絡架構中進行整合。由此產生的一個特殊挑戰是，跨越國家(在某些情況下還包括區域)邊界會導致一個新的道路管理機構，它擁有自己的IT基礎設施。

通過這些技術，5GCroCo將解決現有蜂窩式V2X技術（如LTERelease 14）的差距，增強5G網絡的一些關鍵性能指標（KPI），如延遲、可靠性、分組錯誤率等，甚至在跨國、跨MNO、跨OEM和跨供應商的操作下。

在以下幾個小節中，我們將進一步闡述這些技術中的每一項所要解決的挑戰。

A.?基于MEC的分布式計算

移動邊緣計算/云和多接入邊緣計算/云都是縮寫為 "MEC "的術語，通常與一個或多個基站共用的計算資源有關。5GCroCo項目使用的MEC定義并不嚴格限定于MEC的地理位置，而是在這種MEC實例上運行的應用程序在與MEC相關的基站之間的延遲非常低。服務于有限地理區域的本地MEC實例與車輛的流動性相結合，導致處理特定車輛的MEC實例的頻繁變化（即MEC移交）。對于這個和其他MEC相關的挑戰，5GCroCo將定義通用的MEC-enabled分布式計算架構和最佳實踐，以部署構成三個項目用例的服務所需的微服務，以及V2X背景下通常遇到的其他服務。目標是在網絡性能與部署復雜性和成本之間達到最佳平衡。

B.?預測性QoS

生命安全往往可以用可用性或性能下降來換取。在V2X的背景下，它可能意味著增加車輛間的距離，因此，減少交通吞吐量，甚至停止車輛。為此，必須監測通信系統的狀態，檢測故障，并通知應用程序/服務。以前的研究活動（例如，[6]）表明，網絡故障的瞬時信息往往不足以保證功能安全。車輛可能需要時間來進入安全狀態，并可能需要在此過程中依賴通信，例如，通知周圍的汽車或查詢應用服務在當前情況下達到安全狀態的最佳可能性。

5CroCo關于預測性QoS的目標是將范圍從純粹的無線接入網（RAN）擴大到端到端的評估。冗余是可靠通信的關鍵，將對RAN、核心和后端進行評估，特別關注支持MEC的分布式計算如何確保冗余、故障切換和快速恢復機制。5GCroCo將擴展網絡，對特定地點的QoS進行非?？煽康念A測。在該項目中，我們將通過在現實場景中評估現有的預測性QoS算法來確定其性能和適用性，并發展基礎接口和架構以實現跨境和跨MNO預測性QoS。

C.?端到端QoS網絡切片

網絡切片是一種技術，它為MNOs提供了廣泛的選項來實例化一個或多個虛擬網絡。雖然不同的標準（如3GPPRel.15，ETSI-MEC）和數據中心技術為在一個共享的基礎設施上靈活和可控地實例化多個邏輯網絡鋪平了道路，但應該部署多少和哪種片斷以及何時部署自然沒有標準化。

5GCroCo將通過考慮整個解決方案空間來解決這個問題，即從完全沒有專用V2X切片的假設開始（非常不可能），到非常細化的區分，從而為幾乎所有服務提供一個或多個專用切片，就像上述三個用例中的每一個一樣。事實會在中間，取決于每個移動網絡運營商當前和計劃的基礎設施部署。

D. 移動網絡支持的精確定位

在5GCroCo開發的用于合作、連接和自動駕駛汽車的先進智能交通系統（ITS）服務需要向移動的車輛提供厘米級的準確定位。目前的GNSS（全球導航衛星系統）無法支持這種精度，特別是在城市環境中（例如，由于城市峽谷）。5GCroCo將設計和驗證創新，以提供由5G網絡支持的厘米級定位。

5GCroCo將從一個整體的角度來處理定位問題，考慮依賴和獨立于無線接入技術（RAT）的方法，以及混合方法。作為依賴RAT的方法，5GCroCo將研究PHY層對5G NR（新無線電）的擴展，允許用戶設備（UE）獲得所需的精確位置。

E. 安全問題

5GCroCo的一個關鍵目標是保證在所涉及的IT基礎設施的所有領域達到最先進的安全標準。整體架構、通信協議、軟件和硬件應實施適當的措施，確保維護安全目標，包括保密性、完整性、可用性和真實性。嚴格遵守《通用數據保護條例》（GDPR）中關于數據隱私的規定，也是不可或缺的一部分。

沿著項目的不同階段，將對包括隱私、保密性、完整性、可用性和真實性在內的安全方面進行評估。特別關注的是第一個問題，即隱私問題，因為在這里我們預計V2X（車輛到任何東西）的具體挑戰。現有的3GPP安全機制將被評估，差距將被確定。彌補這些差距的解決方案將被定義，最好是依靠IETF、ETSI-ITS和其他SDO中定義的標準互聯網或C-ITS特定機制。

V.5gcroco測試點

5GCroCo將進行大規模和小規模的試驗，以驗證第四節所述的5G技術，用于第三節所述的三個用例，特別是在跨境、跨供應商、跨OEM和跨MNO環境中。

A.?5GCroCo 跨境通道

5GCroCo將集中在5G歐洲走廊進行大規模試驗，該走廊連接法國、德國和盧森堡的城市，是通過幾個區域協議促進的泛歐5G走廊網絡的一部分（見圖1）。這些協議允許歐洲擁有數百公里的高速公路，在那里可以進行測試，直到汽車在某些條件下可以在司機在場的情況下自主駕駛的階段（第三級自動化）。這些走廊得到了歐盟委員會的支持，作為其5G行動計劃的一部分，其目的是確保在本十年結束前實現5G技術的商業部署。

圖1.5G走廊地圖，5GCroCo將在其中進行跨國CCAM 5G啟用試驗。

B.?5GCroCo?試點

除了在走廊上進行大規模試驗外，5GCroCo還計劃部署地方試點，作為在走廊上大規模部署前的一個步驟。這些試點項目將部署在法國巴黎南部的Montlhéry-UTAC，德國的兩個項目（A9高速公路的一個路段和慕尼黑市中心的一個測試點），以及西班牙巴塞羅那市的一個項目，那里將模擬一個跨境城市環境。這些試點將允許在本地(地理上靠近不同的參與合作伙伴)測試5G功能，并可能在受限的封閉區域進行測試，從而可以管理在大規模走廊進行試驗的復雜性。這些試驗將允許選擇和微調5G功能，然后將其納入大規模試驗中，從而減少與部署和試驗相關的不確定性。

C.?關鍵績效指標（KPI）

5GCroCo的方法將是根據關鍵績效指標的測量，持續監測和評估試驗中擬議的5G創新的性能。首先，將考慮與電信運營有關的KPI。這些指標包括吞吐量、延遲/延時、分組錯誤率、可靠性、交接時的呼叫中斷、分組錯誤率、用戶設備支持的最大速度等。

此外，從面向應用的角度來看，也會有與特定用例相關的關鍵績效指標，如制動時間、預期時間、服務中斷時間等。

VI.自動駕駛新生態系統中的商業創新

除了CCAM的5G試驗外，研究和定義新的商業模式和成本/效益分析是5GCroCo的一個基本部分，以了解可以跨國界運作的CCAM服務所產生的商業可能性。讓先進的5G功能以跨境、跨電信廠商、跨汽車-OEM、跨MNO的方式運行的可能性產生了一個新的創新舞臺。5GCroCo將分析在如此復雜的情況下部署5G的成本/效益關系，并開發可以定義有效商業模式的工具。這一過程將與試驗的部署同步進行，從獲得的經驗中學習，了解所有利益相關者的需求，并減少部署5G基礎設施的不確定性，為CCAM提供前所未有的5G啟用服務。

VII.總結

5GCroCo是一項由歐盟委員會部分資助的創新行動，來自電信和汽車行業的主要歐洲合作伙伴共同努力，在跨境環境中大規模試驗和驗證5G技術，其任務是在向市場提供運行在5G通信基礎設施之上的CCAM服務之前減少不確定性。?

5GCroCo還旨在確定商業機會，為顛覆性的CCAM服務定義新的商業模式，這可能得益于5G技術，并確保對電信和汽車行業的相關標準化機構產生適當的影響。5GCroCo是5GIA試驗路線圖戰略v2.02的一個重要元素，直接與歐洲5G行動計劃保持一致，并計劃為整個5G公私合作伙伴關系（5G-PPP）生態系統作出貢獻并與之同步。

編輯：黃飛

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