5G 车联网对自动驾驶技术发展的影响

2019-02-14周辉

数字通信世界 2019年9期

周辉

（中通服咨询设计研究院有限公司，南京 210019）

1 车联网技术

我国对于车联网的定义是借助新时代的技术实现车、人、服务平台的全方位连接。与传统的车联网服务相比，提高了汽车的智能化水平和自动驾驶能力。在将来的不久可以实现无人驾驶技术，为交通服务行业减轻工作负担，提升交通效率。改善汽车的使用性能，为用户提供更加可靠，安全的综合服务。车联网的三个核心，包括网络连接、汽车智能化服务和新业态。车联网是汽车与互联网结合的应用也是互联网在汽车领域的典型代表。车联网的核心关键是V2X 无线通信技术，该无线通信技术包括很多方面，比如DSRC、5G-V2X 等。车联网借助无线通信技术可以打破传统的车载技术，促进汽车在智能化方面的发展，推动无人驾驶、自动驾驶功能在汽车行业的发展。对于世界的无线通信技术进行调查，我们可以得知，比较成熟的V2X 无线通信技术可以有两种技术路线，分别是DSRC 技术和LET 无线通信技术。

（1）基于DSRC 的车联网技术。DSRC 的物理层通信协议标准是IEEE802.11p，网络层标准是IEEE1609。在这两层标准的基础上加入了SAEJ7235和SAEJ2945两个标准，这两个标准是由美国汽车工程协会发布的，并且这两个标准规范了DSRC 的信息内容和结构。DSRC 系统在装置上可以分为两个部分，分别是车载装置和路侧装置。这两个装置之间可以互相进行信息的传递，并且路侧装置可以将所得信息再传递给服务平台。DSRC 技术在美国得到了大力的支持和推广，后续支撑的国家包括欧洲和日本。DSRC 技术有很多优点，比如可靠性高、传输实时性强等。但是DSRC 的通信距离容易受到限制，覆盖距离较短，产生这种现象的原因是DSRC 的物理层技术与人们日常使用的Wi-Fi 技术相同，要解决这个问题就需要对路边的设施进行改造。

（2）基于LTE 的车联网技术。LTE-V2X 的基础是LTE 技术，它是由LTE 技术和3GP 结合而来的，其中包括两种分别是LTEV-Cell 和LTE-V-Direct。第一个可以进行蜂窝通讯，它是靠现有的频谱和基站来完成的；第二个是在小范围内进行V2X 通信，它可以自己在小区域内组织网络。在实际的场景中一般都有现成的蜂窝，通过基础设施和频率实现的，该技术可以重复利用这些基础设施与频率，运营商就可以不用建立专用的路侧设备和专用频谱，所以这就为运营商减少了成本的投入和部分工作量。这项技术主要用来解决的问题是交通实体之间的共享传感，可以提高车的探测系统，探测范围从数十米增加到数百米，有效增加了车载的AI 效能，实现了在比较简单的情景下的辅助驾驶功能。

DSRC 技术和LET-V2X 技术相比，标准发布较早，实际的运行和验证时间也比较长，技术也较成熟，因此在网络安全性和成熟度方面占有一定的优势。LTE-V2X 的技术的优点在于可以降低成本的投入和部分的工作量，因为该技术可以重复利用基础设施与频谱，运营商就可以不用建立专用的路侧设备和专用频谱，并且可以涉及更广的范围，同时还可以与5G 技术相关联。

2 5G 车联网

第五代移动通信网络可以实现高速度、低时延和大联接，可以为用户提供跨越时间的、空间的、无缝的、连续的用户体验。5G 网络的传输速度与4G 网络相比更快，在5G 时代将实现人和人、人与物、车与物等万物互联的场景，打造一张全新的互联网络。但是，面对5G 车联网大带宽、低时延等方面的业务需求，4G 网络无法满足，主要表现在以下两方面：

第一，传输带宽不足，4G 网络空口带宽有限，要想提高速度，需要采用5GNR 来提升空口速度。此外，所有的数据都需要通过核心网转发，在一定程度上增加了核心网的带宽压力。

第二，网络时延较大，车联网自动驾驶控制需要将时延控制在5ms 以内，而4G 网络承载的所有业务需要经过多层的网络进行传输，传输时延较长，无法满足车联网的时延需求。

3 5G 车联网与自动驾驶技术

在车联网和自动驾驶领域中，1ms 就可以决定车内人员的生死。自动驾驶中制动等反应时间是个系统响应时间，这其中包括了网络云端计算处理车间协商处理的时间，也包括计算机车辆本身的处理时间。从安全的角度来讲，系统反应的时间越小越好，所以我就需要降低通信时延。车联网技术与自动驾驶技术相结合可以进一步提升车的性能，减少对高精度传感器的依赖，从而降低减低成本。