赣州5G 通信在车联网中的应用

田高华 徐晓宇 江西应用技术职业学院

前言

在推进5G 通信技术的工作中，赣州作为示范城市，当前已经建成了超过250 个5G 基站，实现了工业园区、学校、医院以及火车站的全覆盖，不仅极大地满足了人们通信、出行以及公共娱乐的安全，也为新技术的催生提供了保障。尤其是将5G 技术应用到车联网系统中，极大地强化了出行效率，甚至为绿色出行提供了便捷。基于此，更应该将5G 与车联网技术融合起来，推动技术更新，促进社会发展。

一、车联网实施所面临的难题

首先，车联网的系统结构较为复杂。随着移动互联网通信技术的不断发展和更新，为了能够满足更多用户的多样化需求，车联网系统中被安装了大量各具性能的结构，使其在应用的过程中由于结构复杂经常会出现问题。例如，作为车辆自组网中的无线接入点，路测单能够将车辆本身的信息以及道路信息及时地汇总到相关网络系统中。但是这种结构在与网络等基础设施进行协作的过程中由于需要RSB 的支撑，所需要耗费的能源与成本就相对较高。

其次，通信数据与网络的融合不完善。车联网在应用的过程中存在各种各样的通信网络，它们所使用的协议和标准也各有差异，在进行数据处理和网络融合的过程中势必会因为网关不匹配而发生问题。例如基于IEEE802.11p 标准的车辆自组网通信，一旦处于高速运输的条件下，分组的丢失率相对较低，而且存在较高的可靠性。但是一旦处于更为复杂的运输情况信号就会受到各类干扰，甚至出现时延受限的问题。

最后，存在安全隐患。一般情况下，车联网的用户都会将个人信息存储或连接在网络上，这些信息随时都可能被感知、干扰和窃取，极大地影响了车联网体系的安全。当车联网在不同层级或不同层次下受到威胁的时候，车辆单元和路侧单元的RSU 节点，就会将信息通过无线传输的方式传达到对方的系统当中。但是在网络层，数据泄露、数据破坏等问题一旦加剧，会出现大量假冒身份信息的现象，为技术管理以及技术安全带来极大的威胁。

二、5G 车联网结构体系

（一）OBU 多网接入与融合

首先，在基站控制链路终端转发方面，不同的终端设备在信号覆盖率较差的地方，基站通信可以通过附近终端的信息转发设备来实现，其中就包括由通信链路所建立的中继设备和基站设备控制系统。在这类信息通信模式下，终端设备能够获取到较高质量的信息。其次是由基站控制链路所控制的终端直接通信系统，能够在即使没有基站协助的情况下，有效并快速地促进终端之间的信息沟通，得到较高质量的信息内容。最后是由终端控制链路所建设的终端转发装置。在该装置中，基站不能直接地参与通信链路的信息交互或者是基站建立等工作，需要在中间设备的协助下进行信息互动。

（二）多身份的5G 基站建设

一些传统通信基站的建设，大多是作为终端通信的中继设备，虽然在链路控制以及数据转发的过程中占有重要地位，但是由于信号不佳或者基站建设水平限制，通信质量还有待提升。但是随着5G通信技术的应用以及大量5G 基站的建设，通过超密集网络的部署等工作，可以催生出协助终端通信以及用户信息精准定位和搜集等功能，完善车联网系统的建设。具体来讲5G 基站的多身份资质协助中继，即5G 能顾通过中继转发能功能，精准定位无线切入点，以协助互联网通信。其次是担任RSU 系统。车联网的高速运行，车辆自组网通信当中的大多数5G 基站可以实时地取代RSU 系统，并将想要传达的信息依托网络广播的形式传送出去，协助各个车辆实现各自的自组网通信，从而极大地节约车联网体系建设成本。最后能够精准定位，OBU 中的定位系统当前大多较为脆弱，很容易受到外界因素的攻击，甚至信号系统还会受到天气的影响。而基于5G 基站模式下，所部署的网络覆盖面积更大，宽带信号的接收系统也更为科学，能够有效减少定位误差。

（三）多渠道接入

在5G 通信系统中，能够自动自行控制通信链路，并对附近其他通信设备的运行情况进行即时广播，从而选择更为优质的通信通道。这种通信模式可以实现实时的信息交互，例如OBU 系统除了能够对当前终端设备的运行情况进行指示之外，还可以与其他终端设备共同协作，依托5G 基站的全覆盖范围，多渠道地选择最合适的网络或信号接入方式，以提升通信效率。

三、5G 车联网的特征和发展趋势分析

（一）高可靠性与低时延性

消息在传递的过程中，要经过车联网的发送端、中继节点以及接收端，整个过程具有高保密性，传输效率也相对较高。5G 超高密集组网，有效地解决了以往宽带所存在的时延问题，既满足了用户休闲娱乐的请求，在办公方面也具有较大的普及性。而随着技术的发展，在车联网应用中引入5G 技术，其中的软件定义网络和网络功能虚拟化系统等相关技术，提出了具有超现实的时延性服务解决方案，包括优化连续时延服务、减少IP 地址解析的时延以及完善预约配置等工作。除此之外，5G 网络服务内容不仅极大地优化了通信交换的场景，而且还适应了信息不断增长的实际需求，突出了5G 网络结构应用的特点。

（二）能源及频谱的高效应用

D2D 通信。在5G 基站通信中，这种通信模式可以通过反复利用蜂窝资源的方式来实现直接通信。例如5G 车载单元利用这种通信模式，可以与临近的5G 基站、移动通信设备或者其他车载单元实现自组网通信的多渠道接入，能够有效提升车联网的频谱利用效率，节约基站建设能源和通信能源的同时，减少成本支出。其次是全双工通信。5G 移动通信终端设备可以允许不同基站或者终端之间实现多频段信息输送和接受，并使得频谱输送的效率升级一倍以上。最后是认知无线电。车载通信端在对周围环境进行感知的情况下，能够获得更为有效的频谱信息，以便快速地进入空闲频谱，实现与其他资源或信息的有效对接，缩短接入时间。

（三）通信质量大大提升

首先在通信距离方面，5G 车联网技术最大的通信距离大约在一公里以上，能够有效地解决车辆自组网以往出现的信号中断等问题，优化通信环境。其次在传输速度方面，5G 车联网技术优化了上行和下行的速度，使得车与移动终端、车与车之间实现了高质量的音视频通信，满足信息的交互和即时共享。最后在高速移动方面，与其他低标准的通信模式相比，5G 车来往技术可以支持更快速的车辆通信模式，车辆形式时速甚至可以达到350 千米每小时，优化了车辆的运行效率。

四、结束语

通过建立庞大的5G 基站系统，强化5G 通信技术在车联网中的应用，能够有效提升车与车之间、车与终端之间的通信质量，降低事故发生的几率。基于此，在日后的应用过程中，需要拓展5G 技术的应用范围，促进5G 车联网技术的优化升级，保障在通信方面的优势之外，向着节能环保的角度出发，优化数字化和信息化车联网系统的应用效率，继而为人类社会的发展和进步奠定坚实保障。