数字三重技术助力未来可靠的6G协同智能交通系统发展：从远程操控到车群行驶的案例研究

《IEEE Access》：Digital Triplet for Developing Future Reliable 6G Cooperative Intelligent Transport Systems: Case Studies from Teleoperation to Platooning

　　

摘要：

未来的合作式智能交通系统（C-ITSs）将对移动网络在延迟、数据速率和可靠性方面提出严格的要求。这些要求必须在快速变化的无线信道条件下得到满足。因此，实现这些要求需要严格且可复制的测试环境，以便从仿真顺利过渡到实际部署。然而，现有的测试平台和仿真环境要么缺乏物理真实性，要么无法实现经济高效的扩展，从而阻碍了C-ITS的全面评估。为了克服这些限制，我们提出了“数字三重组合”（Digital Triplet）的概念，它由三个互补的部分组成：一个全尺寸的实际测试场、一个用于集成额外模拟实体的协同仿真环境，以及一个缩小版的测试场副本。这种架构能够可靠、可复制且可扩展地测试未来基于6G技术的C-ITS应用。我们通过多个案例研究证明了“数字三重组合”的可行性。在远程驾驶方面，我们部署并优化了一个低延迟的视频流系统，并模拟了一个包含可重构智能表面（Reconfigurable Intelligent Surfaces, RISs）的毫米波通信信道，与相关研究相比，实现了高达74%的玻璃到玻璃（Glass-To-Glass, G2G）延迟降低。此外，在缩小版的测试场中模拟真实世界的车辆定位，使得基于非线性模型预测控制（Nonlinear Model Predictive Control, NMPC）的车辆编队成为可能。最后，我们在分散式（车载）和集中式（边缘云）配置下评估了NMPC编队控制器。结果表明，“数字三重组合”在加速未来6G网络中C-ITS应用的开发和验证方面具有巨大潜力。