5G车联网对自动驾驶技术发展的影响

王晓晨 袁朋 瞿伟凯

摘 要：科学技术的提升逐渐衍生出了5G技术，而将该种技术与车联网的技术结合在一起，促使车联网的覆盖范围更广，也打破传统网络覆盖受到距离影响的限制。在5G技术的带动下，车联网的基础设施和频率具备更明显的优势，其能够促使汽车的使用性能大幅度增加，推动国家汽车通讯行业的发展。本文探究5G车联网对自动驾驶技术发展的影响，先介绍车联网技术，然后阐述5G车联网的特性，并分析5G车联网对自动化驾驶技术发展的影响。

关键词：5G技术;车联网技术;自动驾驶技术

自动化驾驶技术以及5G技术都是近几年才衍生出来的高新技术，也是目前科技发展的热点。而车联网则是汽车制造行业在汽车当中安装的用于车辆连接互联网服务的功能。但传统的车联网基于2G或4G技术，通信的实时性和并发量距离5G有较大的差距，5G通信技术被运用到车联网技术当中以后，车联网的通信的效率和实时性将大幅提升，汽车驾驶过程中接受信息的即时性更强，其能够为自动驾驶技术的发展奠定很好的基础。

1 车联网技术

2017年中国信息通信研究院颁布了关于车联网的白皮书，并在其中给出车联网的定义，认为车联网属于新一代信息通信技术，其能够促使车内环境、车与车、车与人以及车与服务平台之间形成网络连接关系，从而使汽车的智能化水平增强，也促使汽车逐渐具备自动驾驶的能力。在车联网的作用下，汽车行业和交通行业的发展呈现出了新业态，而此时的交通效率也有明显提高，汽车驾驶员的驾乘感受明显增强，驾驶员能够感受到更加舒适、智能的汽车服务[1]。车联网将网络连接、服务新业态以及汽车智能化作为自身发展的三个核心，其采用V2X无线通信技术，突破传统单一汽车智能化的限制，促使车辆之间实现信息共享，也为自动驾驶技术的发展进行助推。

2 5G车联网概述

5G技术是第五代移动通信网络技术，其与网络高度融合在一起，实现多层網络、多种接入技术以及多种用户的交互网络环境，能打破时间和空间的限制，为用户提供连续且无缝的眼。在5G技术的峰值理论当中，明确5G技术最快可以达到每秒数十Gbit/s，这个速度相比于4G网络来讲要快出百倍。以往的4G网络主要侧重人和人之间的通信关系，而在进入到5G时代以后，人和人之间、人和物之间以及物和物之间都将通过网络联系在一起，从而构建更加全面的信息化基础设施。

5G技术在研发期间，将车联网作为重要的应用场景，率先考虑了汽车和交通产业在网络通信技术方面的需求，依据与国际电信联盟达成的协议，将车联网作为5G技术的三大应用场景之一，也是我国明确的5G技术应用场景[2]。而根据5G车联网对于信息通讯方面的业务需求，原本的4G网络已经无法满足需求，甚至是呈现出不足之处，这种不足主要体现在：4G技术所具备的传输带宽明显不足，从车联网对4G技术的实际应用效果来看，因为4G带宽有限，导致一些处于边缘的汽车用户在通信方面受到限制。而5G技术则是依托于NR来实现空口速率提升，并且相比于4G技术快100倍。更重要的是面向万物互联而生的5G 技术，天生具备更低的时延、更多的连接数、更宽的移动速率、更高的安全性能，这也将改变原来4G时代的驾驶辅助功能必须依赖车辆本地的能力的现状， 5G的普及有望让云端参与到自动驾驶的感知决策变为现实，由此也将带来全新的端云一体化的车联网自动驾驶控制架构。

3 5G车联网对自动驾驶技术发展的推动作用

在5G到来之前，现有的自动驾驶技术只有依靠车辆本地自身的感知、决策能力，由于网络连接性能的制约，云端现有的大数据的分析处理能力并不能参与到车辆的驾驶过程中，因此车辆本地传感器的性能就基本制约了车辆的自动驾驶能力，例如当下毫米波雷达的探测距离约为100米，因此车辆的感知能力就被定格在了前方100米，而且实际使用过程中遇到道路弯曲、起伏甚至气象条件的变化，实际探测距离可能还会降低，但是利用5G实现的V2X将很好地解决这个问题，通过云端的赋能，车辆对于前方路况的感知甚至可以做到无限远，而且不会收到道路弯曲、起伏甚至气象环境的影响。

在5G技术的应用范围逐渐拓展以后，车辆网和自动驾驶都在5G技术的带动下出现商业模式，且还会有更多创新发展空间。如今5G车联网在应用的时候主要考虑下述场景。首先，自动驾驶场景，根据汽车驾驶信息以及安全性需求来搭建网络，确保能够符合自动驾驶需求，保障可靠性要接近100%，即便是低速时刻，也要降低延时频率，提升自动驾驶场景中5G车联网的数据速率[3]。其次，高速移动宽带网络场景。而当汽车处于自动驾驶状态时，其需要最大限度考虑安全性问题。因为汽车在行驶过程中往往在一瞬间就能够决定生死。在3GPP当中，1秒的延时可能会发生安全隐患，处于该网络状态下开启自动驾驶，此时的汽车制动需要预留反应时间。而在5G车联网的辅助下开启自动驾驶，其能够为网络云端计算提供高效率的数据传输速率，并且缩短车间协商处理时间，大幅缩短V2X的通信时长，最终的提升将明显缩短车辆的响应时长。可以说，在5G车联网的支持下，自动驾驶技术能够获取安全方面的保障，自动驾驶系统的反应时间降低，通讯延时情况有所转变。未来5G车联网在99.999%的稳定性情况下，同时将通讯延时降低在1ms以下，此时自动驾驶技术将更加安全稳定。未来很长一段时间里，5G车联网技术将会成为汽车自动驾驶场景当中最为重要的功能，其能够为V2X的使用提供基础技术。如今很多车辆已经可以实现部分自动驾驶，但在5G车联网的辅助下，这些带有自动驾驶功能的车辆在性能上将会进一步提升。

4 结束语

在过去的时间里，尽管自动驾驶技术一直处于研发状态，车联网也已经被运用到大部分汽车当中。但不管是自动驾驶技术还是车联网技术其发展的进程都比较缓慢，这主要是因为现有的连接技术，无法实现大数据量、大接入量下实现低延时和高安全的通信。而在5G时代带来以后，自动驾驶技术和车联网都受益匪浅，其具备更好的融合契机。在5G技术的带领下，自动驾驶技术具备更大的发展潜力，其能够实现性能方面的提升，也实现真正意义上的为汽车用户提供服务新业态。

参考文献：

[1]许彩霞.5G车联网对自动驾驶技术发展的影响[J].信息通信， 2018，No.186（06）：51-52.

[2]周辉.5G车联网对自动驾驶技术发展的影响[J].数字通信世界，2019（09）.

[3]苏静.基于5G通信技术下车联网发展探析[J].数字化用户，2019（19）.