北京郵電大學(xué)教授、大數(shù)據(jù)智能管理與分析技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心副主任 高志鵬

大家好，我是北京郵電大學(xué)高志鵬，今天我要做的報告是《5G + 邊緣計算：無人駕駛科幻變現(xiàn)實》,。

大家都知道4G大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本完成,，5G的時代即將到來,?！癎”是“Gernation”,，5G的中文名字叫做“第五代移動通信技術(shù)”,。5G技術(shù)以“大容量,、大帶寬、大連結(jié)、低延遲,、低功耗”為訴求,。根據(jù)聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟(ITU)對5G的標(biāo)準(zhǔn)要求，5G標(biāo)準(zhǔn)包括增強型移動寬帶（eMBB）,、超高可靠低時延通信（URLLC）以及海量機器通信（mMTC）三大應(yīng)用場景,，并定義了以下關(guān)鍵指標(biāo)：峰值吞吐率10Gbps、時延1ms,、連接數(shù)100萬,、高速移動性500km/h。移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展推動了5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生,。

我們對5G的期望第一就是：以前的2G,、3G、4G,，每一代都有一個標(biāo)志性的創(chuàng)新,，5G目前還是在沿用4G的核心技術(shù)，但亮點在于提供差異化的新業(yè)務(wù)和新體驗,。第二,，5G一定要有足夠的技術(shù)包容性和靈活性，既能充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,，又能引入全新的技術(shù)架構(gòu),；既考慮宏蜂窩，又兼顧小微蜂窩,；即能用授權(quán)頻譜,，又能用非授權(quán)的頻譜和WIFI,，包括和固網(wǎng)的融合等等,。第三，5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新應(yīng)該聚焦在水平集成的云化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),。我認(rèn)為這個跟4G有著很大的區(qū)別,。因為5G絕不僅僅是空口的演進，而期望打破傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模式,，使網(wǎng)絡(luò)功能成為單一云化敏捷實體,，從而大大加快對商業(yè)目標(biāo)、客戶需求和行為,，以及流量和應(yīng)用變化的響應(yīng)速度,。

在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，核心網(wǎng)部署在遠(yuǎn)端,，導(dǎo)致傳輸時延比較大,，無法滿足低延遲業(yè)務(wù)需求。此外，業(yè)務(wù)完全在云端完成并非完全有效,，尤其一些區(qū)域性業(yè)務(wù)不在本地終結(jié),，既浪費帶寬，也增加時延,。因此,，時延指標(biāo)和連接數(shù)指標(biāo)決定了5G業(yè)務(wù)的終結(jié)點不可能全部都在核心網(wǎng)后端的云平臺。邊緣計算正好契合該需求,。

但邊緣計算究竟是什么,？和云計算有什么關(guān)系？很多人仍然一頭霧水,，可以將這個結(jié)構(gòu)類比人類：云計算相當(dāng)于人的大腦,，邊緣計算相當(dāng)于人的神經(jīng)終端。來自邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECC)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(AII)聯(lián)合發(fā)布的白皮書的比較官方的解釋是：邊緣計算是一個開放分布式平臺,，在網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源就近提供網(wǎng)絡(luò),、計算、存儲等服務(wù),，滿足了行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在聯(lián)接,、智能、實時,、數(shù)據(jù)優(yōu)化和安全的訴求,。一方面，邊緣計算部署在邊緣位置,，邊緣服務(wù)在終端設(shè)備和邊緣計算服務(wù)器上運行,，反饋更迅速，解決了時延問題,；另一方面,，邊緣計算將內(nèi)容與計算能力下沉，提供智能化的流量調(diào)度,，將業(yè)務(wù)本地化,，內(nèi)容本地緩存，讓部分區(qū)域性業(yè)務(wù)不必大費周章在云端終結(jié),。邊緣計算部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣,，融合了無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并在無線網(wǎng)絡(luò)側(cè)增加了計算,、存儲等功能模塊,。通過把5G應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)部署在邊緣側(cè)，邊緣計算可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的轉(zhuǎn)發(fā)和處理時間,，明顯降低端到端時延,，在滿足低延時要求的情況下,，降低了功耗。

未來,，如果沒有邊緣計算的支持,，很多應(yīng)用可能都是畫餅，包括很多對實時信息交互和數(shù)據(jù)傳輸,、交互的延遲指標(biāo)要求非?？量痰膽?yīng)用程序和應(yīng)用場景，一旦系統(tǒng)響應(yīng)慢,，輕則影響系統(tǒng)效率,，重則導(dǎo)致一些事故。

那么邊緣計算和云有什么關(guān)系呢,？邊緣計算和云計算的關(guān)系可以比喻為集團公司的地方辦事處與集團總公司的關(guān)系,。云計算把握整體，聚焦于非實時,、長周期數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析,，能夠在周期性維護、業(yè)務(wù)決策支撐等領(lǐng)域發(fā)揮特長,；邊緣計算則專注于局部,，聚焦實時、短周期數(shù)據(jù)的分析,，能夠更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實時智能化處理與執(zhí)行,。對于數(shù)據(jù)處理的時效性要求，如果完全依靠云計算,，傳輸時間及反饋時間將會使得數(shù)據(jù)處理效率大打折扣,。而如果先通過邊緣計算進行簡單初步的處理，對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)再上傳至云端,，通過云計算解決,，這樣既可以解決數(shù)據(jù)處理的時效性問題，同時降低傳輸成本,，又可以減輕云計算的壓力,。因此,，云計算與移動邊緣計算配合的運行模式是這樣的：邊緣端先對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,，提取特征傳輸給云端再進行計算分析。

5G和邊緣計算技術(shù)的發(fā)展,，除了能帶來更快的傳輸速率和更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬,，也將帶來超高可靠性和低延遲，并實現(xiàn)大規(guī)模機器間的相互通信,。因此,，它們的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,，無人駕駛、虛擬現(xiàn)實,、智慧城市等領(lǐng)域都將釋放強大的潛力,。

邊緣計算有很多典型案例，其一是車聯(lián)網(wǎng),。車聯(lián)網(wǎng)旨在利用無線通信技術(shù)改善交通安全程度并提升通行效率,，實現(xiàn)車與人(V2P:Vehicle to Pe destrian)、車與車(V2V:Vehicle to Vehicle),、車與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I:Vehicle to Infrastructure)之間的消息互通,。V2I、V2V,、V2P統(tǒng)稱為V2X,。V2X技術(shù)要求車輛、行人手機或可穿戴設(shè)備以及道路設(shè)施具備近距離通信功能,，以實現(xiàn)物理位置相距較近的車輛,、路側(cè)設(shè)施、行人之間通過通信來提升行車安全,、交通效率,。目前車聯(lián)網(wǎng)的主要實現(xiàn)方式是專用短程通信(DSRC:Dedicated Short Range Communications)和蜂窩通信(LTE-V2X)。

車聯(lián)網(wǎng)誕生和存在是非常有必要的,。根據(jù)中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)的研究報告《基于公眾移動通信網(wǎng)的協(xié)作式智能交通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需求研究》中提供的數(shù)據(jù),，截至2016年6月底，我國汽車保有量已達(dá)1.84億輛,，汽車駕駛?cè)藛T2.96億人,。截至2015年年底，公路通車總里程為457萬公里,，其中高速公路已超過12萬公里,。隨著交通機動化的不斷發(fā)展，我國道路交通安全形勢嚴(yán)峻,，每年因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超過20萬人,，事故約470萬起，在全球處于事故率,、死亡率較高的水平,。

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過感知車輛的行為和路況，提高車輛的安全性,，減輕交通擁堵的程度,，也能帶來一些增值服務(wù)的機會，比如車輛定位,、尋找停車位置等,。邊緣計算通過將連接的車云系統(tǒng)擴展到高度分布的移動基站環(huán)境中,，使數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序可以更靠近車輛，這樣可以有效的減少數(shù)據(jù)的往返時間,。

我國車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在烏鎮(zhèn)等地部署試點,。可以預(yù)見,，未來將有越來越多的車輛通過DSRC或LTE-V2X實現(xiàn)互聯(lián),。邊緣計算在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用程序運行在部署于LTE基站站點的邊緣計算服務(wù)器上，提供道路側(cè)的相關(guān)功能,。通過接收并分析來自鄰近車輛和路邊傳感器的消息,，邊緣計算服務(wù)器能夠在20ms端到端的延遲內(nèi)傳播危險警告和延遲敏感信息，低延遲使得附近的車輛能夠在幾毫秒內(nèi)接受到數(shù)據(jù),，從而讓駕駛員可以立即做出反應(yīng),。

具體來說，邊緣計算可以將汽車云分散部署到網(wǎng)絡(luò)邊緣的移動基站中,，在靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣的基站中為應(yīng)用程序提供服務(wù)器,，數(shù)據(jù)的處理盡可能靠近車輛和道路傳感器，從而減少數(shù)據(jù)的往返時間,。邊緣計算的服務(wù)器端應(yīng)用可以直接從車輛和路面?zhèn)鞲衅鞯膽?yīng)用程序中獲取本地消息,，通過算法分析后識別其中的需要近乎實時傳輸?shù)母唢L(fēng)險數(shù)據(jù)和敏感信息，并將預(yù)警消息直接下發(fā)至該區(qū)域的其他車輛,，使得附近汽車可以在20 ms內(nèi)接收預(yù)警,，駕駛員將有更多反應(yīng)時間并處理突發(fā)情況，比如躲避危險,、減速行駛或改變線路等,。服務(wù)器端應(yīng)用也可以快速通知在附近其他邊緣計算服務(wù)器上運行的應(yīng)用程序，使危險告警傳播到更廣泛的區(qū)域,，便于駕駛員提前決策,，降低道路擁堵的可能。對于復(fù)雜情況,，服務(wù)器端應(yīng)用將把本地信息發(fā)送到連接的汽車云上進行進一步的統(tǒng)籌處理,，以獲取更多幫助和支援。

5G和邊緣計算技術(shù)的發(fā)展,，使得車聯(lián)網(wǎng)以及后續(xù)無人駕駛的幻想變成現(xiàn)實,。最后想引用一下錢穆老先生的一句話，“認(rèn)識你的時代,，帶領(lǐng)你的時代”,。在這個不斷發(fā)展的時代,，我們都希望能夠把5G和邊緣計算以及車聯(lián)網(wǎng)最快的落地,，真正的產(chǎn)生社會價值和商業(yè)價值,，真正的去改變我們的世界！

最后,，再次感謝各位嘉賓參加本次大會,，預(yù)祝各位嘉賓工作順利、身體健康,，預(yù)祝大會取得圓滿成功,！

謝謝大家！

（作者高志鵬系北京郵電大學(xué)教授,、大數(shù)據(jù)智能管理與分析技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心副主任）