基于5G 的車聯網技術的優勢及局限性分析

王傳奇 高新興科技集團股份有限公司

引言

5G 技術作為當前的研究熱點，其與大數據、人工智能等新型高端技術相互結合，具有十分巨大的現代化科技意義。隨著城鎮化建設的擴展，5G 技術在車輛交通領域的應用引起了人們的重點關注，智慧型城市的改造不僅依賴于車輛與車輛之間的多維化信息傳輸系統，同樣需要進行車輛與公路之間、車輛與人之間的信息網絡系統建設。車輛智能化離不開網絡技術支持，如車輛綜合信息服務、無人駕駛技術等，其中，車輛網技術的應用將成為未來交通發展的主要趨勢。

1 5G 車聯網技術應用優勢

目前5G 無線通信技術已逐步應用于人們的生產生活中，車聯網技術中應用最為廣泛的是C-V2X 技術，該技術主要為LTE-V2X發展到5G V2X 的階梯平臺，不僅適用于當前的LTE-V2X 網絡服務應用，同樣能夠支持未來的5G 網絡下的新型應用服務。C-V2X 技術即蜂窩車聯網技術，其主要基于蜂窩網絡，對車輛與外界環境進行數據信息的傳輸交換，該信息技術的設計主要針對于車輛高速移動應用，以此實現對車輛相關網絡應用的技術優化。C-V2X 技術借助于生態網絡系統而達成全新的車輛應用，繼而能大大優化車輛行駛的安全性，提升車輛的自動駕駛性能。其中，C-V2X 技術具備3GPP 強大的生態網絡系統和較大的網絡覆蓋區域，也可以實現對車聯網部署、自動駕駛成本的縮減。該技術的網絡數據傳輸模式主要分為如下兩種，且呈現互補特點，即V2N 車對通信模式、直接模式，這兩種互補通信模式涵蓋了車對交通設施、車對人、車對車之間的全部通信，對于智能車輛而言，具備良好的場景應用優勢。同樣，C-V2X 技術依賴5.9GHzITS 頻段開展通信，設備之間直接相連，在不借助于蜂窩網絡的基礎上實現了較短延時的通訊。隨著該技術的不斷深入，目前應用于單車輛網絡信息服務系統將集中往多種新型業務方向擴展（ITS、V2X 等），以此實現車輛、交通設施、公路橋梁、周圍環境等緊密聯系，充分利用既有資源量，為人們的出行提供更為安全穩定可靠的網路服務。

車聯網技術的應用需要對三個主要方面進行控制，即延時性、帶寬、穩定性，車聯網的延時要低，要求一般在4-9 毫秒范圍內，并且能夠穩定可靠的提供10 兆-100 兆范圍的帶寬，可靠性要滿足99%以上。當前相對落后的4G 通信網絡狀況下，車聯網的延時范圍較大，為30-120 毫秒之間，且網絡連接狀況不并穩定。5G 通信網絡下，車聯網理論值一般為5Gbps，至少表現為4G 網絡的50 倍以上，延時表現一般在10 毫秒之內，并且切片網絡技術的應用有助于5G 實現對不同級別的網絡數據進行靈活優先管理。為此，5G 通信網絡完全可以實現將來車聯網大帶寬、延時低等技術要求，無人駕駛技術的發展也將得以收益。對于單車輛而言，車聯網5G 高效穩定性為V2X 數據傳輸提供了有效支持，如可以對單車輛進行高精度的地圖導航、車對車、車對環境之間的數據反饋，并且也可以促進車輛自主AI 研發工作，實現大數量規模的設備通信。同樣，車輛網借助于對既有蜂窩技術相關基站的改造，進行集成化，有助于降低網絡部署的造價。

2 5G 網絡下車聯網威脅

上述主要介紹了5G 網絡環境下車聯網技術應用優勢，這里對5G 下車聯網威脅進行探討，為技術人員提供研發意見。作為高端新型技術，5G 技術的大力發展在絕大程度上保證車聯網通信質量性能，優化車輛網數據傳輸結構體系，但是我國的5G 車聯網推廣應用也存在著不可忽視的局限性問題，主要表現為車聯網切換頻率過快、缺乏通信安全、用戶隱私難以得到有效保護、數據通信極容易受到干擾等。

首先是網絡頻繁切換，5G 無線頻率更高、覆蓋范圍小，未來城市的每個燈柱或將就是一個小基站，必然會帶來基站間頻繁切換的問題而影響自動駕駛能力。同樣，未來的汽車將會安裝多種無線系統，在安裝時必須考慮汽車的擋風玻璃、金屬殼對無線信號的衰減影響。

安全通信和隱私保護同樣不可忽視，在通信鏈路環節，攻擊者可能未經允許竊聽通信雙方的通信內容，惡意用戶可能將原本需要轉發的消息進行丟棄，如惡意用戶將道路擁塞信息丟棄不轉發，導致道路更加擁擠；還有可能攻擊者偽造信息并發送給其他車輛或者車載設備，例如惡意用戶發送緊急用車信息發給周邊車輛，以便占用車道更快的行駛。車聯網應用依賴數據傳遞，惡意用戶發送的錯誤數據會影響車聯網使用，甚至造成事故。

3 小結

5G 通信網絡技術的發展逐步影響著人們生產生活中的方方面面，通過5G 技術與車輛交通行業的相互結合，能夠實現車聯網-智慧交通模式的不斷優化。但是，5G 車聯網同樣存在不可忽視的網絡威脅，這需要技術人員加強通信系統研發，車聯網5G 技術將極大地改善人們的出行方式，具有廣闊的推廣應用前景。