自动驾驶网络关键技术研究

摘要：汽车物联网技术使自动驾驶成为可能，5G通信技术则为车辆提供关键的安全网，对自动驾驶技术发展有着重要影响和意义。5G通信技术凭借其优点，确保自动驾驶车辆可技术应对处理各类突发状况，更好地适应各类环境，为自动驾驶汽车发展提供可靠保障。对自动驾驶网络关键技术进行了分析，旨在为有关人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：5G通信;车联网;自动驾驶关键技术

一、引言

自动驾驶技术、5G通信技术属于快速兴起发展的高新技术，同样属于科学发展所关注的焦点。车联网则属于车辆连接互联网的功能服务，传统车联网所运用的通信技术以4G为主，通信实时性、并发量等方面同5G存在明显差距，车联网中科学运用5G通信技术，促使车联网通信效率、实时性得以显著提高，自动汽车驾驶能够及时接收获取信息数据，保证自动驾驶安全性，以此为自动驾驶汽车发展提供可靠保障。

二、5G通信

有关5G通信技术，具备低延迟、高速率和大连接等优势特点，可实现大量数据同时接入，形成自组织网络结构，为万物互联提供技术支撑，使车辆交互能够实现毫秒级。5G通信技术快速发展，对汽车物联网发展形成重要推动作用，为自动驾驶、无人驾驶和V2X等技术应用提供基础支撑，从而促进自动驾驶汽车创新发展。针对5G通信技术，其性能指标具体涵盖：

1.下行理论峰值速率高达1Gbps。有关4G技术，其下行传输速率标准100Mbps，而5G则可高达1Gbps。例如，4G网络下，视频下载时间为1min，则5G网络下仅需1s。同时，通过智能移动设备观看4K视频，5G技术可提供较高下行速率。

2.通信容量庞大。以平方公里范围为标准，有关无线移动宽带系统，同4G技术做出对比，是其1000倍，且连接数最少可超过100万。

3.无线延迟时间不超过1ms。3G网络下，智能移动终端联网所需时间达500ms;4G网络下，联网所需时间达50ms。但是，针对大部分瞬时无线应用，延迟时间需保证不超过1ms。如自动驾驶领域，运用5G通信技术，向车辆发送紧急指令的情况下，延迟时间超出1ms的情况下，导致安全风险明显提高。所以，有关网络延迟时间，需控制不超过1ms[1]。

三、车联网与自动驾驶

（一）车联网技术原理

5G通信需要借助基站得以实现，多以小区为主建设基站，而无线信息服务范围主要适宜扇形为主，并形成广播信息、专用信道，确保智能移动设备可以实现有效连接。针对车联网，是依托科学技术，实现人、路、车的全面连接。同传统车联网服务做出对比，促使汽车更具智能化特点，为自动驾驶实现提供技术支撑。未来阶段，位于交通服务行业领域，科学运用无人驾驶技术，无需驾驶人员过多操作，可保证交通效率实现有效提高。同时，实现汽车应用功能的科学优化，为用户提供更加安全可靠的优质服务。针对车联网而言，实现汽车、网络的充分融合，属于互联网在汽车领域应用的重要体现[2]。

针对车联网而言，有关其基础核心，主要为V2X技术，基于无线通信技术，对车载技术做出优化升级，直接促进汽车智能化发展。同时，有关其载体，主要为汽车，通过提供信息服务，实现人、路、车同步操作，促使通信、信息技术得以充分结合。通过车辆网，可实现自动驾驶与实时监控等，有关道路情况，对此实施自动监控，针对电子地图、交通服务，便可完成有效更新。而针对车联网自动驾驶，则可发挥重要辅助作用，如感知娱乐和查找信息等。

（二）自动驾驶关键技术

自动驾驶过程，涉及感知、认知、执行。通过传感系统，模拟人类听觉、视觉，及时获取相关信息，如利用激光雷达和摄像机等，通过摄像机实现同多传感器的有效连接，或通过激光雷达，为多传感器提供有效辅助。之后，发挥人工智能控制的关键作用，综合考虑外部因素，有关驾驶指令、路线方案，对此做出标准统一，最后通过执行系统，及时准确执行相关指令，实现自动操控驾驶。针对自动驾驶，其所涉及的关键技术，具体涵盖V2X、规划决策与高精度地图。

1. V2X。针对自动驾驶而言，依托传感系统，便可及时获取相关信息，以此做出科学决策。同激光雷达和摄像头识别较为类似，有关车辆、行人等情况，科学运用V2X，便可实现全面准确掌握，表现出明显优势，视距范围有效延伸，有关汽车行驶状况，实现全面综合掌握。同时，建立智能系统，有关车辆外部信息，便可完成全面获取。针对自动驾驶汽车，则基于此类信息，以此做出科学决策

2.高精地图。针对高精地图信息，在车辆位置、道路因素方面，可保证高度精准，基于此，面对复杂道路信息，汽车便可实现提前准确获取。同传统地图做出对比，高精地图具有良好的实时性特点。此外，针对高精地图，有关道路修整、交通表示改变和标识不清晰等情况，可对此做出及时准确反映。所以，高精地图也成分凸显出三维空間模型、精度的优势特点。

3.规划决策。有关无人驾驶智能化，同决策技术息息相关，犹如自动驾驶大脑，基于环境感知系统的有效运用，由此产生相应的信息，结合高精度地图的寻址结果，基于此，对车辆做出统一规划，由此获得最终决策[3]。

四、5G通信在车联网自动驾驶中的应用

（一）感知方面

有关感知，即自动驾驶汽车能够清楚掌握具体位置、周围事物信息。传统卫星定位无法满足具体标准要去，所以，运用差分定位技术、航迹推演技术，通过技术融合运用，促使定位精度得以真正提高。针对自动驾驶，精准掌握具体位置的情况下，可通过高精度地图，实现对车辆的精准定位，5G通信技术的运用则提供关键技术支撑。除此之外，车辆需实时感知交通环境。依托5G通信技术，凭借其低时延和高速率等优势特点，位于车辆之间，可完成各类信息数据的即时传递。与此同时，借助智能传感器，有关视距范围物体，可完成全面精准检测，然而，天气等因素存在，使信息准确性因此受到一定的影响。依托5G通信技术，通过V2I、V2V通信等，促使感知区域范围得以有效扩大，进而对交通环境做出全方位的精准感知[4]。

（二）决策方面

针对5G通信技术而言，可实现对多辆自动驾驶汽车的有效综合，同步做出科学决策，制定相应的行动计划。例如，车辆位于道路内侧行驶期间，若发出驶离道路需求的情况下，便可借助V2V通信，同周围车辆保持即时交流，并传送请求避让信号，以此完成安全变道，最终驶离道路。与此同时，面对偶发时间，只是运用人工智能处理方法，则可能引起严重后果。基于人工智能层面分析，人类决策存在其特殊性，无法由机器完全取代，面对个别复杂、偶发环境，需要人类主动参与决策。科学运用5G通信技术，为自动驾驶车辆提供关键技术支撑。依托5G通信技术，凭借其低时延、大宽带特点，有关现场视频、传感器信息，以此实时传送至服务中心，通过虚拟环境，由专业人员负责实施远端控制，待驾驶系统重新管理。

五、基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术

（一）感知驾驶技术

有关感知驾驶技术，运用5G通信技术，车联网实现自动控制，通过自感应控制技术，实现对汽车的综合全满掌控。首先，依托感知技术，可借助5G通信技术完成信息传递，为感知、决策和执行提供信息依据。此外，运用5G通信技术，车联网自动控制过程中，程序能够基于相关操作，以此提供相应的操控规划。基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术，有关感知驾驶技术，所涉及的技术要点具体涵盖如下方面：

1.针对5G通信而言，基于卫星定位，通过车联网建立机构，并完成科学探究，以此构建智能化自组织网络结构，在汽车内外部、程序调节等方面，有关人的感受情况，对此作出科学感知分析。

2.针对5G通信而言，基于超密集移动通信技术，自动驾驶汽车运行驶期间，其附近500m范围，有关车辆运行、实际路况与交通信号等信息，可对此完成实时准确反馈。

车联网自动驾驶方面，运用5G通信技术，针对车联网自动驾驶相关问题，做到实时反馈，同样可对驾驶状态完成实时反馈。在此基础上，科学运用感知驾驶技术，可基于宏观层面，完成科学调控处理[5]。

（二）信息安全管理

基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术，同样涉及信息安全管理。1.运用5G通信技术，可通过C-V2结构下的密钥控制结构，同时，依托智能信息统计和M2M智能通信等，有关汽车行驶过程中安全信息，对此完成科学统计。2.车联网自动驾驶中，科学运用5G通信技术，通过D2D建立授权频率段部署调节装置，针对蜂窝数据沟通、安全检验等方面，提供关键基础保障。

基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术，有关信息安全管理，所涉及的技术要点具体涵盖如下方面：

1.自动驾驶过程中，依托5G通信技术，基于C-V2结构，通过M2M完成操作处理，以此做出科学规划分析，特别是关键安全控制环节，通过M2M技术实现全面掌握和系统调控，基于此，有关车辆行驶速度、动力系统以及环境安全等，实施科学调控。

2.依托D2D通信蜂窝覆盖网，以此完成终端识别控制和资源控制结构的科学调控，同时，依托智能VR技术，以此为主导技术，针对个人信息安全，对此实施科学调控。

3.科学运用5G通信技术，有关信息沟通控制方面，通过移动终端控制，结合自动驾驶指令，以此实施联动管理。其中，有关蜂窝数据，可建立信息沟通结构。如此，驾驶人员正常驾驶期间，有关安全行驶状态和速率以及定位信息等，对此作出精准判定。

总而言之，5G通信背景下，针对车联网自动驾驶关键技术，对此展开深入科学研究，尤其是信息安全管理方面，需重视科学运用5G通信技术，以此为车联网自动驾驶提供基础支撑，促进自动驾驶汽车创新发展。

（三）驾驶算法结构

5G通信技术快速发展，位于众多行业领域也有了一定的初步运用，为行业转型升级提供关键技术保障。依托5G通信技术，促使信息传输更加高效及时。针对车联网自动驾驶，5G通信技术运用背景下，驾驶算法结构也成为自动驾驶关键技术的重要构成。

5G通信背景下，使计算机虚拟程序得到有效拓展，通过多为信息沟通渠道，以此完成技术操作，同样可以借助基础程序算法，以此完成智能化的科学调控规划[6]。

基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术，有关驾驶算法结构，所涉及的技术要点具体涵盖如下方面。

1.车联网通过运用5G通信技术，基于C-V2信息运算程序，以此完成运行传输，算法调控、科学分析环节，算法程序则可基于具体标准需求，有关行驶安全指数、速率等，便可对此数字自动化统计。

2.基于数据程序提供辅助，基于ICN实现对程序算法的指令传递和反馈。针对这一流程，利用信息结构，对运算数据完成科学调整和协调控制，在ICN结构下，有关运行、准备数据，可实现同步传输，并完成协调控制。针对ICN结构而言，数据反馈可充分保证科学系统，而有关速率控制、解读分析方面，则可为此提供关键基础数据。

科学运用5G通信技术，为车联网自动驾驶提供技术支撑，同样为信息技术服务提供可靠保障，使汽车能够实现安全行驶，以此为自动驾驶关键技术的深入科学研究奠定重要基础。

六、亟待解决的问题

（一）信息安全和隐私问题有待解决

基于消费者层面分析，面对车联网方面，关注其优势便利的基础上，需对信息安全、隐私问题保持高度重视。所以，自动驾驶关键技术研究过程中，有关车主隐私信息，需对此加以重点关注，为加强安全保护，保证网络安全系数，则需重视运用C-V2X，以此设计科学的匿名密钥机制，以周期性为标准，实现表示、信息签名的及时变更，所以，自动驾驶汽车设计中，需安装大量证书。鉴于信息安全问题层面分析，有关部门应当对此保持密切关注，并展开互相协作，结合基本国情，制定科学合理的证书管理以及分发体制。

（二）芯片处理能力有待提高

针对C-V2X信息安全而言，有着明确的标准要求，需重点关注SM2/3加密算法，对此加以科学运用，有关该算法运用，也拥有相应的产业基础。然而，针对SM2/3加密算法，有关所使用芯片，实际处理能力存在一定不足，尤其是面对C-V2X的较高标准要求，需完成每年上千次签名、验签。所以，应当基于政策、资金层面，重视车规级芯片的科学研发，尤其是高处理性能方面。2019年3月，3GPP通过标准立项，以R16版本为基础，基于5G通信，研究开发对应的V2X技术，依托5G通信技术所具有的大宽带和低时延等优势特点，促使C-V2X技术水平得以真正提高，以此为高级别自动驾驶技术提供基础支撑。随着R16版本C-V2X 標准的制定实施，芯片厂商应当基于标准，深入研究车规级芯片，对高级别自动驾驶测量展开深入开发与科学测试，以此为自动驾驶汽车发展提供可靠保障。

七、结束语

综上所述，自动驾驶技术发展，使无人驾驶成为可能，5G通信技术的科学运用，有效提高感知自动驾驶车辆水平，对自动驾驶技术发展提供重要支持。车联网中，尽管5G技术并未全面普及运用，但发展势头迅猛。所以，自动驾驶技术发展，应重视科学运用5G技术，促进自动驾驶关键技术创新发展，以此为自动驾驶汽车发展提供可靠保障。

作者单位：戴中华    中移（苏州）软件技术有限公司

参  考  文  献

[1]全永华，白羽.基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术[J].计算机产品与流通，2020（2）：1.

[2]黄瑛.基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术[J].中国新通信，2020，22（7）：2.

[3]李中序.5G与车联网——基于移动通信的车联网技术与智能网联汽车[J].中国信息化，2019（6）：1.

[4]范鹏飞.基于5G通信的车联网自动驾驶关键技术[J].电子技术与软件工程，2019（16）：2.

[5]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（6）：2.

[6]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）.