5G關鍵性能指標、架構(gòu)、系統(tǒng)與服務需求
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聲明：本系列翻譯文章，僅作學習交流使用，著作權(quán)歸原作者Sassan Ahmadi及Elsevier出版社所有，原創(chuàng)翻譯歸筆者及公眾號《科學文化人》所有。
原文請參考《5G NRArchitecture， Technology，Implementation，and Operation of?3GPP New Radio Standards》
今天推出原文的《Introduction and Background》部分的第三節(jié)：Key Performance Indicators， Architectural， System， and Service Requirements。
由于這部分內(nèi)容太多，編輯時做了刪減，保留主要部分。
關鍵性能指標、架構(gòu)、系統(tǒng)和服務需求
不同與前幾代試圖提供通用用途的3GPP系統(tǒng)框架，5G系統(tǒng)預計將為各種不同的服務、流量模式和最終用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
幾份產(chǎn)業(yè)引導5G白皮書，特別是來自下一代移動網(wǎng)絡聯(lián)盟的白皮書描述了一種多用途5G系統(tǒng)，能夠同時支持各種需求的組合，如可靠性、延遲、吞吐量、定位和可用性，以支持不同的用例和部署場景。通過引進接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的新技術，通過可配置、靈活和可擴展的網(wǎng)絡資源分配，這些革命性的系統(tǒng)將可以實現(xiàn)。除了增加靈活性和優(yōu)化，5G系統(tǒng)需要支持嚴格的延遲、可靠性、吞吐量等關鍵性能指標（KPI）。無線接入網(wǎng)絡的增強有助于滿足這些KPI，以及核心網(wǎng)絡的改進，如網(wǎng)絡切片、網(wǎng)絡內(nèi)緩存和更接近終端節(jié)點的托管服務。靈活的網(wǎng)絡運營是5G系統(tǒng)的基石，支持這種靈活性的新功能包括NFV、網(wǎng)絡切片、SDN、網(wǎng)絡可伸縮性和無縫移動性。其他網(wǎng)絡運營需求解決了不可缺少的控制和數(shù)據(jù)平面資源分配效率，以及通過在終端用戶和應用服務器之間采用最佳路由策略來優(yōu)化服務交付的網(wǎng)絡配置。加強收費和安全機制對接入網(wǎng)絡的新型終端進行管理。
移動寬帶接入機制的增強旨在滿足一系列新的KPI，這些KPI涉及高數(shù)據(jù)率、高用戶密度、高用戶移動性、高度可變的數(shù)據(jù)率、靈活的部署選項以及改善的覆蓋范圍。高數(shù)據(jù)率是由流媒體服務（如視頻、音樂和用戶生成內(nèi)容）、交互式服務（如增強現(xiàn)實）和一些物聯(lián)網(wǎng)用例等數(shù)據(jù)使用的增加所驅(qū)動的。這些服務的可用性對用戶體驗數(shù)據(jù)速率和延遲有嚴格的要求，以滿足某些QoS要求。此外，增加對體育場館、城市地區(qū)和交通樞紐等人口密集地區(qū)的覆蓋已成為行人和車輛使用者的基本需求。與流量和連接密度相關的新KPI使每區(qū)域的高用戶流量（流量密度）和高連接數(shù)量的數(shù)據(jù)傳輸（UE密度或連接密度）成為可能。許多終端被期望支持各種服務，這些服務可以交換非常大（如流視頻）或非常小（如傳感器數(shù)據(jù)突發(fā)）的數(shù)據(jù)量。5G系統(tǒng)需要以資源高效的方式管理這種服務可變性。所有這些案例都引入了新的部署要求，包括室內(nèi)和室外、局域互聯(lián)、高用戶密度、廣域互聯(lián)以及在高速場景下移動的終端。
5G KPI的另一個方面包括對延遲和可靠性的各種組合的要求，以及更高的定位精度。這些KPI由商業(yè)和公共安全服務的支持驅(qū)動。在商業(yè)方面，工業(yè)控制、工業(yè)自動化、飛行器控制和增強／虛擬現(xiàn)實都是此類服務的例子。諸如飛行器控制等服務將需要更精確的定位信息，包括高度、速度和方向，以及平面坐標。除了對增強KPI的要求之外，對大規(guī)模連接的支持還帶來了許多新的要求。物聯(lián)網(wǎng)范例的擴展需要在所有系統(tǒng)組件（如終端、物聯(lián)網(wǎng)設備、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)）中顯著提高資源效率。5G系統(tǒng)還將提高其能力，以滿足新興V2X應用所需的KPI。對于這些高級應用程序，數(shù)據(jù)速率、可靠性、延遲、通信范圍和速度等要求變得更加嚴格。這些應用有特定的技術要求，需要通過復雜的5G無線電接口設計和使用適當?shù)念l帶來解決，以確保始終滿足其要求。
性能指標定義
為了量化某些技術解決方案將如何影響最終用戶體驗，或者在期望的用例中5G系統(tǒng)的性能如何，需要具體的性能指標進行評估。以下部分提供了用于測量和基準測試5G系統(tǒng)性能的性能指標的定義。這些指標與描述主要5G用例和某些部署場景的KPI相關。
峰值數(shù)據(jù)速率：以bit／s來描述，這是物理層在無錯誤條件下可實現(xiàn)的最大（理論上的）數(shù)據(jù)速率。它表示當對應鏈路方向的所有可分配的無線電資源都被利用時，分配給單個用戶終端的接收數(shù)據(jù)位，不包括用于物理層同步、參考信號、保護頻帶和保護時間的開銷資源。峰值數(shù)據(jù)速率是為單個移動站定義的。對于單個頻段，它與該頻段的峰值譜效率有關。
設W為信道帶寬，SEp為該波段的峰值頻譜效率。然后給出了用戶峰值數(shù)據(jù)率Rp：
峰值頻譜效率和可用帶寬在不同的頻率范圍可能有不同的值。如果跨多個頻帶聚合帶寬，則將對這些頻帶上的峰值數(shù)據(jù)速率進行累加。
用戶面延遲：單向用戶面延遲定義為無線接入網(wǎng)在將IP包從源端傳輸?shù)侥康亩藭r引入的延遲。用戶面延遲也稱為傳輸延遲，是指源終端IP層上可用的SDU包與目的終端IP層上可用的SDU包之間的傳輸時間，這取決于鏈路方向。假設用戶終端處于連接模式且網(wǎng)絡在無負載狀態(tài)下運行，則用戶平面包延遲包括上行或下行鏈路方向上相關協(xié)議和控制信令引入的延遲。這個需求是為eMBB和URLLC用例中的評估目的而定義的。
控制面延遲：控制面延遲是終端從空閑狀態(tài)過渡到連接狀態(tài)的時間。換句話說，在訪問鏈路上建立控制平面和數(shù)據(jù)承載所花費的時間不包括下行尋呼延遲和回程信令延遲。控制平面時延包括隨機接入過程持續(xù)時間、上行同步時間、連接建立和HARQ重傳間隔、數(shù)據(jù)承載建立（包括HARQ重傳）。
移動性：移動性是指在終端上能夠?qū)崿F(xiàn)或維持某項QoS的最大速度。IMT－2020定義了以下四種移動級別：
靜止：0公里／小時
步行：0～10公里／小時
車輛：10～120公里／小時
高速車輛：120～500公里／小時
可靠性：可靠性是指在預定的時間內(nèi)，傳輸一定數(shù)量的用戶流量，且成功率高的能力。
能量效率：網(wǎng)絡能量效率是指一個網(wǎng)絡在不影響網(wǎng)絡性能的情況下，盡量減少無線接入（和／或核心）網(wǎng)絡運作的能量消耗的能力。設備能量效率（RAN方面）是指網(wǎng)絡能夠?qū)⒂脩粼O備通信子系統(tǒng)（調(diào)制解調(diào)器）消耗的能量降到最低。網(wǎng)絡和設備的能量效率是相關的，因為它們相互影響數(shù)據(jù)在負載網(wǎng)絡中的有效傳輸。當設備與設備之間沒有數(shù)據(jù)傳輸時，可以降低設備的能耗。平均頻譜效率證明了負載網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?/p>
覆蓋：蜂窩系統(tǒng)中的下行或上行覆蓋是通過發(fā)射機的發(fā)射天線和接收機的接收天線之間的最大耦合損耗來測量的。更具體地說，最大的耦合損耗之間的上行或下行用戶設備和基站天線連接器為參考數(shù)據(jù)定義160個基點，數(shù)據(jù)速率的測量出／入點MAC層的上行和下行。3GPP NR覆蓋的目標是最大耦合損耗為164 dB。
切換中斷時間：該度量是指用戶終端在穿越蜂窩網(wǎng)絡中的兩個或多個小區(qū)邊界時，不能與任何基站交換用戶平面數(shù)據(jù)包的最短時間間隔。切換中斷時間包括在移動站和無線接入網(wǎng)之間執(zhí)行任何無線接入網(wǎng)過程、RRC信令協(xié)議或其他消息交換所需的時間。這個基準只適用于eMBB和URLLC使用場景，在這些場景中需要有效的無縫切換中斷時間（零秒）。
測試環(huán)境
在技術標準的開發(fā)過程中，通常要在特定的信道傳播條件、單元布局和與所考慮的部署場景相關的技術參數(shù)集下驗證候選技術是否滿足服務和系統(tǒng)需求。因此，測試環(huán)境是使用預定義的通道傳播模型、拓撲和系統(tǒng)配置的實際部署場景的近似表示。在候選技術的評估中經(jīng)常開發(fā)和使用適當?shù)男诺滥Ｐ?，以允許在不同的測試環(huán)境中對無線電傳輸?shù)膫鞑l件進行真實的建模。信道模型需要覆蓋5G網(wǎng)絡部署所需的所有測試環(huán)境和使用場景。
已經(jīng)定義了幾個與5G主要用例（即eMBB、mMTC、URLLC）相關的測試環(huán)境，將對候選5G無線接入技術進行評估，其中包括以下內(nèi)容：
IMT－2020測試環(huán)境到使用場景的映射如表1所示。這種映射基于每個測試環(huán)境的關鍵特性與用例的關鍵特性之間的相似性。在過去的二十年里，3GPP和ITU－R技術工作組為確定測試環(huán)境及其相關參數(shù)集作出了重大努力，以促進無線接入技術的特性描述。
表1 測試環(huán)境和使用場景的映射
所選擇的測試環(huán)境對應的參數(shù)集如表2所示。選擇表2所示的配置是為了確保在相關測試環(huán)境中滿足性能要求，同時考慮gNB／TRP和／或在該環(huán)境中運行的終端的服務和實際限制（例如，形狀因素、硬件和安裝）。該表中的DL＋UL帶寬是指頻分雙工（FDD）系統(tǒng)中DL和UL之間的對稱帶寬分配，以及TDD系統(tǒng)中通過時域切換用于DL或UL的聚合系統(tǒng)帶寬。
表2 測試環(huán)境的選定參數(shù)
高層架構(gòu)需求
支持5G中不同UE類型、服務和技術的愿望一直在推動3GPP中的NR標準的發(fā)展。5G系統(tǒng)的主要目標是支持新的部署場景，并滿足不同市場細分的需求。如前所述，5G系統(tǒng)某些關鍵特征比如支持各種無線接入技術、可伸縮和可定制的網(wǎng)絡架構(gòu)，嚴格的KPI，靈活性和可編程性，和資源效率（在用戶和控制飛機）以及無縫流動人口稠密的異構(gòu)環(huán)境中，支持實時和非實時的多媒體服務和應用程序與質(zhì)量提高的經(jīng)驗（QoE）。因此，下一代網(wǎng)絡的架構(gòu)必須解決一些關鍵的設計原則，以滿足上述的要求。
以下是由3GPP系統(tǒng)架構(gòu)工作組在5G標準開發(fā)的早期階段確定的關鍵架構(gòu)重點領域及其相關需求列表：
系統(tǒng)性能需求
通過接入和核心網(wǎng)絡新技術的引入，5G發(fā)起的突破性改進是可以實現(xiàn)的，其中包括對各種服務和應用靈活和可擴展的網(wǎng)絡資源分配。除了增加靈活性和優(yōu)化之外，5G系統(tǒng)還必須支持延遲、可靠性、吞吐量等嚴格的標準?？罩薪涌诘脑鰪娪兄跐M足這些KPI，以及核心網(wǎng)絡的改進，如網(wǎng)絡切片、網(wǎng)絡內(nèi)緩存和更接近網(wǎng)絡邊緣的托管服務。5G系統(tǒng)進一步支持新的和新興的商業(yè)模式。5G KPI的驅(qū)動因素包括無人機（UAV）遙控、VR／AR和工業(yè)自動化等服務。增加網(wǎng)絡靈活性將能夠支持獨立的企業(yè)網(wǎng)絡，這些網(wǎng)絡由網(wǎng)絡運營商安裝和維護，同時由企業(yè)管理。增強的連接模式和改進的安全性使人們能夠支持大量物聯(lián)網(wǎng)用例，這些用例預計將包括通過5G網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的眾多不同類別的終端。提供這種級別靈活性的基本功能包括網(wǎng)絡切片、網(wǎng)絡功能公開、可伸縮性和多種移動性。其他網(wǎng)絡操作的需求是為了解決必要的控制和用戶層面的資源分配和利用效率，以及通過最小化終端用戶和應用程序服務器之間的路由來優(yōu)化服務交付的網(wǎng)絡配置。
與前幾代無線系統(tǒng)不同，5G的主要目標是開發(fā)一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，可以針對不同的用例進行專門配置和優(yōu)化。不斷增長的用戶期望和多樣化且具有挑戰(zhàn)性的服務需求，要求對技術開發(fā)和部署采取一致的方法。在前幾代無線技術中，功能主要由網(wǎng)絡設備提供，設備主要用于訪問網(wǎng)絡服務。
然而，在5G的情況下，人們認識到網(wǎng)絡提供的功能和設備提供的功能之間的界限很微妙。網(wǎng)絡功能的虛擬化、應用程序的作用以及日益復雜的智能設備的無處不在只會加速這一趨勢。盡管如此，在某些情況下，期望的功能只能在網(wǎng)絡中提供。eMBB用例需要大量與更高的數(shù)據(jù)率、用戶密度、用戶移動性和覆蓋率相關的新KPI。更高的數(shù)據(jù)率是由流媒體（如視頻、音樂和用戶生成內(nèi)容）、交互服務和一些物聯(lián)網(wǎng)應用等服務對數(shù)據(jù)使用的增加所驅(qū)動的。這些服務對用戶體驗數(shù)據(jù)速率和端到端延遲有嚴格的要求，以保證良好的用戶體驗。此外，增加人口密集地區(qū)的覆蓋范圍，如體育場館、城市地區(qū)和交通樞紐，對于游牧和移動用戶來說是必不可少的。關于流量和連接密度的新KPI將使每區(qū)域傳輸大量用戶流量（流量密度）和傳輸大量連接的數(shù)據(jù)（連接密度）成為可能。大量的終端被期望支持各種各樣的服務，這些服務可以交換非常大的（如流媒體視頻）或非常小的（如數(shù)據(jù)突發(fā)）數(shù)據(jù)量。5G系統(tǒng)旨在以一種極其高效的資源和能源方式管理這種變化。所有這些場景都對室內(nèi)和室外部署、局部區(qū)域連接、高用戶密度、廣域連接和高速移動的終端提出了新的要求。5G KPI的另一個方面包括對延遲和可靠性的各種組合的要求，以及更高的位置確定精度。對商業(yè)和公共安全服務的支持進一步推動了這些KPI。除了eMBB用例的需求外，對mMTC的支持還提出了幾個新的需求。聯(lián)網(wǎng)物的普及帶來了對所有系統(tǒng)組件（如終端、物聯(lián)網(wǎng)設備、無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)）資源效率顯著提高的需求。5G系統(tǒng)旨在擴展其能力，以滿足新興關鍵任務應用所需的KPI。對于這些高級應用程序，數(shù)據(jù)速率、可靠性、延遲、通信范圍和速度等要求更加嚴格。圖13顯示了主要5G應用的延遲和吞吐量要求（另見表3）。
圖13 部分5G應用的性能要求
表3 3GPP和ITU－R 服務于性能需求
服務需求
5G系統(tǒng)除了需要支持新引入的服務外，還需要支持現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡服務，這意味著現(xiàn)有的EPS服務可以通過新的5G接入技術訪問。以下是5G網(wǎng)絡的重要業(yè)務要求：
多媒體廣播／組播服務：視頻流服務的擴散，對無線網(wǎng)絡的軟件交付，成組通信和多播／廣播物聯(lián)網(wǎng)應用程序創(chuàng)建了一個靈活的需求和無線資源動態(tài)分配的單播和多播服務在網(wǎng)絡之間以及支持一個獨立的多播／廣播網(wǎng)絡的部署。此外，使這樣的服務能夠通過網(wǎng)絡在站點之間的廣泛距離這些無線電基站將會提供更有效率和更有效的傳送系統(tǒng)，在廣泛的地理區(qū)域及特定的地理區(qū)域跨越有限數(shù)目的基站，傳送實時和流媒體組播／廣播內(nèi)容。靈活的組播／廣播服務將允許5G系統(tǒng)有效地提供此類服務。
定位／位置服務：在必要時，NR系統(tǒng)使先進的定位技術成為可能，如在LTE系統(tǒng)中已指定并使用的RAN輔助（Cell－ID、E－Cell ID、OTDOA和UTDOA）和非RAN輔助（GNSS、藍牙、WLAN、地面信標系統(tǒng)（TBS）、和基于傳感器的定位確定）。此外，NR還考慮了基于D2D的定位技術的支持。NR定位方案利用高帶寬、海量天線系統(tǒng)、新的網(wǎng)絡架構(gòu)和功能，以及部署大量設備來支持室內(nèi)和室外的定位服務。高精度定位的特點是系統(tǒng)對定位精度的要求很高。一個需要更高精度定位能力的用例是在繁忙街道上的避碰，為了減少碰撞風險，每輛車都必須知道自己的位置、鄰近車輛的位置以及它們的預期行駛路徑和運動。在工廠車間的另一個用例中，重要的是要定位移動的物體，如機器或部件，以足夠高的精度進行組裝。根據(jù)用例，5G系統(tǒng)需要支持3GPP和非3GPP技術的使用，以實現(xiàn)更高的精度室內(nèi)／室外定位。相應的定位信息必須在適當?shù)臅r間獲取，要可靠，并且是可用的（例如，可以明確地確定位置）。如果定位信息不能在本地處理或使用，5G終端必須能夠在彼此之間共享定位信息，或與基于云的控制器共享定位信息。表4總結(jié)了后一個用例的定位需求。5G KPI的另一個方面包括以下需求延遲和可靠性的各種組合，以及更高的定位精度，以支持關鍵任務服務，如公共安全、緊急通信和公共警報／緊急警報系統(tǒng)。這些KPI是由對商業(yè)和非商業(yè)公共安全服務的支持驅(qū)動的。在商業(yè)方面，工業(yè)控制、工業(yè)自動化、無人機控制和增強現(xiàn)實技術是這些服務的典型。無人機控制等服務將需要更精確的定位信息，包括高度、速度和方向，除了平面坐標。
表4 性能要求更高的定位服務精度
服務連續(xù)性和可靠性：通信服務可用性定義為端到端通信服務按照商定的QoS交付的時間百分比，除以系統(tǒng)根據(jù)特定領域的規(guī)范預期交付端到端服務的時間。注意，端到端服務中的端點假定為通信服務接口。如果該通信服務不滿足相應的QoS要求，則認為該通信服務不可用。如果在指定的時間內(nèi)沒有收到預期的消息，則認為系統(tǒng)不可用，該時間至少是端到端延遲、抖動和生存時間的總和?？煽啃杂冒俜直缺硎?，是在目標服務要求的時間限制內(nèi)，成功發(fā)送到給定節(jié)點的網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)包的數(shù)量除以發(fā)送的網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)包的總數(shù)。通信服務的可用性和可靠性是定義明確的術語，不僅在3GPP中使用，在垂直行業(yè)中也使用。通信服務可用性根據(jù)IEC 61907，在垂直應用中解決通信服務的可用性，而可靠性與通信網(wǎng)絡的可用性有關（見圖14）。
如圖14所示，可靠性包括兩個節(jié)點（通常是終端節(jié)點）之間的通信相關方面，而通信服務可用性涉及兩個通信服務接口之間的通信相關方面。換句話說，這兩個概念之間的差距是通信接口。這似乎是一個小的差異，但這種差異可能導致可靠性和通信服務可用性具有不同的值。
圖14 通信服務可用性和可靠性之間的關系說明
優(yōu)先級、QoS和策略控制：5 G網(wǎng)絡支持機制，允許分離特定的優(yōu)先級通信延遲和可靠性等相關的QoS特性允許的靈活性和可配置性支持不同優(yōu)先級服務運營商網(wǎng)絡，堅持他們的網(wǎng)絡策略和相應的國家／地區(qū)規(guī)定。認識到在危機期間服務優(yōu)先級可能發(fā)生變化，網(wǎng)絡需要支持基于網(wǎng)絡狀態(tài)（例如，在災難事件和網(wǎng)絡擁塞期間）做出優(yōu)先級決策的靈活手段。根據(jù)操作要求和區(qū)域／國家規(guī)定，任何服務的優(yōu)先級對每個用戶都可能有所不同。5G系統(tǒng)提供了靈活的手段，多媒體優(yōu)先服務（例如MPS、緊急情況、醫(yī)療、公共安全）和這些服務的用戶之間確定優(yōu)先級并實施優(yōu)先級。流量優(yōu)先級可以通過調(diào)整資源利用率或搶占低優(yōu)先級流量來實施。網(wǎng)絡通常能夠為服務提供所需的QoS（例如，可靠性、延遲和帶寬），并且能夠在必要時對資源進行優(yōu)先級排序，以滿足服務需求?，F(xiàn)有的QoS和策略框架通過流量工程來管理延遲和提高可靠性。為了支持5G業(yè)務需求，5G網(wǎng)絡有必要提供QoS和策略控制，以可靠通信所需的延遲服務，并根據(jù)需要進行資源適配。此外，5G網(wǎng)絡預計將在異構(gòu)環(huán)境下運行，具有多種接入技術、多種UE類型等，應支持統(tǒng)一的QoS和政策框架，可應用于多種接入網(wǎng)。與EPS中僅覆蓋RAN和核心網(wǎng)的QoS控制不同，5G網(wǎng)絡需要端到端QoS（如RAN、回程、核心網(wǎng)、網(wǎng)對網(wǎng)互聯(lián)）來實現(xiàn)5G用戶體驗（如超低延時、超高帶寬）。
V2X服務：車輛組隊，車輛動態(tài)組隊一起出行。組內(nèi)的所有車輛定期從領導車輛接收數(shù)據(jù)，以進行排作業(yè)。這一信息使得車輛之間的距離變得非常小，也就是說，當換算成時間時，車輛之間的距離可以非常小，僅為幾分之一秒。車隊應用程序可以讓參與的車輛自動駕駛。先進的驅(qū)動在假定車輛間距離較長的情況下，可實現(xiàn)半自動或全自動駕駛。每輛車和／或道路側(cè)單元（RSU）與鄰近車輛共享從其本地傳感器獲得的數(shù)據(jù)，從而允許車輛協(xié)調(diào)其路線和／或演習。此外，每輛車都與附近的車輛共享其駕駛計劃。這個功能的優(yōu)點是駕駛更安全，避免碰撞，提高交通效率。擴展的傳感器使原始或處理的交換成為可能通過本地傳感器采集的數(shù)據(jù)或車輛之間、道路現(xiàn)場單元之間、行人終端之間、V2X應用服務器之間的實時視頻數(shù)據(jù)。車輛可以增強其對環(huán)境的感知，超越其自身傳感器所能檢測到的，并對當?shù)貤l件有一個更全面的看法。遠程駕駛允許遠程司機或V2X應用程序為那些不能自己駕駛的乘客或位于危險環(huán)境中的遠程車輛操作遠程車輛。在變化有限且路線可預測的情況下，比如公共交通，可以使用基于云計算的駕駛。
智能交通系統(tǒng)（ITS）包含了廣泛的應用，旨在提高旅行安全，減少環(huán)境影響，改善交通管理，并使商業(yè)用戶和公眾的運輸利益最大化。多年來，對智能汽車的研究重點已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻煌▍⑴c者（車輛、自行車、行人等）相互交流和／或與基礎設施交流的協(xié)作系統(tǒng)。在這種情況下，ITS合作計劃是一種允許車輛無線連接的技術到彼此，到基礎設施和其他部分的運輸網(wǎng)絡。除了司機可以立即看到周圍的情況，以及車輛傳感器可以檢測到的情況外，運輸系統(tǒng)的所有部分將越來越多地能夠共享信息，以改善系統(tǒng)中的決策。因此，該技術可以通過避免碰撞來提高道路安全，進而可以通過減少擁堵和改善交通流來輔助交通網(wǎng)絡。一旦基本技術就位作為一個平臺，可以開發(fā)后續(xù)的應用程序。協(xié)同的ITS可以極大地提高關于車輛、其位置和駕駛環(huán)境的可用信息的質(zhì)量和可靠性。在未來，汽車將知道道路工程的位置和前方交通燈的切換階段，并能夠據(jù)此做出反應。這將使旅行更安全、更方便。車載駕駛員輔助，以及車輛之間、車輛與道路之間的雙向通信基礎設施，可以幫助司機更好地控制他們的車輛，因此在安全和交通效率方面有積極的影響。RSU在該技術中起著重要的作用。車輛還可以作為傳感器，報告天氣和道路狀況，包括事故。在這種情況下，汽車可以作為高質(zhì)量信息服務的信息源。RSU連接到TCC （traffic control center）進行管理和控制。交通燈信息和車輛控制單元獲得的交通信息可以通過RSU廣播給車輛，RSU可以進一步為車輛控制單元收集車輛探測數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)的可靠分布，RSU與TCC之間需要建立低延遲、大容量的連接。這種類型的應用是通過對RSU和TCC之間的通信業(yè)務設置嚴格的端到端延遲要求而實現(xiàn)的，因為中繼數(shù)據(jù)需要在TCC中處理，結(jié)果需要轉(zhuǎn)發(fā)到相鄰的RSU。必須指出的是通信服務的可用性必須非常高，以與現(xiàn)有的有線技術競爭，以證明部署和維護RSU的成本是合理的。
安全性：物聯(lián)網(wǎng)引入了具有不同特性的新終端，包括沒有用戶界面的物聯(lián)網(wǎng)設備（如嵌入式傳感器）、長生命周期（物聯(lián)網(wǎng)設備可能多次變更所有權(quán)）和非供應物聯(lián)網(wǎng)設備（如消費品）。這些應用程序需要安全機制來動態(tài)地建立或刷新憑據(jù)和訂閱。新的接入技術，包括許可和未許可、3GPP和非3GPP，正在推動創(chuàng)建獨立接入的安全機制的新努力，這些安全機制在物聯(lián)網(wǎng)設備處于活動狀態(tài)時無縫可用。高水平的5G安全對于關鍵任務通信至關重要，例如工業(yè)自動化、V2X服務、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)。向企業(yè)、車輛和公共安全市場的擴張將推動加強終端用戶隱私保護的努力。5G安全正試圖解決所有這些新需求，同時繼續(xù)提供與3GPP遺留系統(tǒng)一致的連接／會話安全。