自動駕駛網絡關鍵技術研究

摘要：汽車物聯網技術使自動駕駛成為可能，5G通信技術則為車輛提供關鍵的安全網，對自動駕駛技術發展有著重要影響和意義。5G通信技術憑借其優點，確保自動駕駛車輛可技術應對處理各類突發狀況，更好地適應各類環境，為自動駕駛汽車發展提供可靠保障。對自動駕駛網絡關鍵技術進行了分析，旨在為有關人員提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：5G通信;車聯網;自動駕駛關鍵技術

一、引言

自動駕駛技術、5G通信技術屬于快速興起發展的高新技術，同樣屬于科學發展所關注的焦點。車聯網則屬于車輛連接互聯網的功能服務，傳統車聯網所運用的通信技術以4G為主，通信實時性、并發量等方面同5G存在明顯差距，車聯網中科學運用5G通信技術，促使車聯網通信效率、實時性得以顯著提高，自動汽車駕駛能夠及時接收獲取信息數據，保證自動駕駛安全性，以此為自動駕駛汽車發展提供可靠保障。

二、5G通信

有關5G通信技術，具備低延遲、高速率和大連接等優勢特點，可實現大量數據同時接入，形成自組織網絡結構，為萬物互聯提供技術支撐，使車輛交互能夠實現毫秒級。5G通信技術快速發展，對汽車物聯網發展形成重要推動作用，為自動駕駛、無人駕駛和V2X等技術應用提供基礎支撐，從而促進自動駕駛汽車創新發展。針對5G通信技術，其性能指標具體涵蓋：

1.下行理論峰值速率高達1Gbps。有關4G技術，其下行傳輸速率標準100Mbps，而5G則可高達1Gbps。例如，4G網絡下，視頻下載時間為1min，則5G網絡下僅需1s。同時，通過智能移動設備觀看4K視頻，5G技術可提供較高下行速率。

2.通信容量龐大。以平方公里范圍為標準，有關無線移動寬帶系統，同4G技術做出對比，是其1000倍，且連接數最少可超過100萬。

3.無線延遲時間不超過1ms。3G網絡下，智能移動終端聯網所需時間達500ms;4G網絡下，聯網所需時間達50ms。但是，針對大部分瞬時無線應用，延遲時間需保證不超過1ms。如自動駕駛領域，運用5G通信技術，向車輛發送緊急指令的情況下，延遲時間超出1ms的情況下，導致安全風險明顯提高。所以，有關網絡延遲時間，需控制不超過1ms[1]。

三、車聯網與自動駕駛

（一）車聯網技術原理

5G通信需要借助基站得以實現，多以小區為主建設基站，而無線信息服務范圍主要適宜扇形為主，并形成廣播信息、專用信道，確保智能移動設備可以實現有效連接。針對車聯網，是依托科學技術，實現人、路、車的全面連接。同傳統車聯網服務做出對比，促使汽車更具智能化特點，為自動駕駛實現提供技術支撐。未來階段，位于交通服務行業領域，科學運用無人駕駛技術，無需駕駛人員過多操作，可保證交通效率實現有效提高。同時，實現汽車應用功能的科學優化，為用戶提供更加安全可靠的優質服務。針對車聯網而言，實現汽車、網絡的充分融合，屬于互聯網在汽車領域應用的重要體現[2]。

針對車聯網而言，有關其基礎核心，主要為V2X技術，基于無線通信技術，對車載技術做出優化升級，直接促進汽車智能化發展。同時，有關其載體，主要為汽車，通過提供信息服務，實現人、路、車同步操作，促使通信、信息技術得以充分結合。通過車輛網，可實現自動駕駛與實時監控等，有關道路情況，對此實施自動監控，針對電子地圖、交通服務，便可完成有效更新。而針對車聯網自動駕駛，則可發揮重要輔助作用，如感知娛樂和查找信息等。

（二）自動駕駛關鍵技術

自動駕駛過程，涉及感知、認知、執行。通過傳感系統，模擬人類聽覺、視覺，及時獲取相關信息，如利用激光雷達和攝像機等，通過攝像機實現同多傳感器的有效連接，或通過激光雷達，為多傳感器提供有效輔助。之后，發揮人工智能控制的關鍵作用，綜合考慮外部因素，有關駕駛指令、路線方案，對此做出標準統一，最后通過執行系統，及時準確執行相關指令，實現自動操控駕駛。針對自動駕駛，其所涉及的關鍵技術，具體涵蓋V2X、規劃決策與高精度地圖。

1. V2X。針對自動駕駛而言，依托傳感系統，便可及時獲取相關信息，以此做出科學決策。同激光雷達和攝像頭識別較為類似，有關車輛、行人等情況，科學運用V2X，便可實現全面準確掌握，表現出明顯優勢，視距范圍有效延伸，有關汽車行駛狀況，實現全面綜合掌握。同時，建立智能系統，有關車輛外部信息，便可完成全面獲取。針對自動駕駛汽車，則基于此類信息，以此做出科學決策

2.高精地圖。針對高精地圖信息，在車輛位置、道路因素方面，可保證高度精準，基于此，面對復雜道路信息，汽車便可實現提前準確獲取。同傳統地圖做出對比，高精地圖具有良好的實時性特點。此外，針對高精地圖，有關道路修整、交通表示改變和標識不清晰等情況，可對此做出及時準確反映。所以，高精地圖也成分凸顯出三維空間模型、精度的優勢特點。

3.規劃決策。有關無人駕駛智能化，同決策技術息息相關，猶如自動駕駛大腦，基于環境感知系統的有效運用，由此產生相應的信息，結合高精度地圖的尋址結果，基于此，對車輛做出統一規劃，由此獲得最終決策[3]。

四、5G通信在車聯網自動駕駛中的應用

（一）感知方面

有關感知，即自動駕駛汽車能夠清楚掌握具體位置、周圍事物信息。傳統衛星定位無法滿足具體標準要去，所以，運用差分定位技術、航跡推演技術，通過技術融合運用，促使定位精度得以真正提高。針對自動駕駛，精準掌握具體位置的情況下，可通過高精度地圖，實現對車輛的精準定位，5G通信技術的運用則提供關鍵技術支撐。除此之外，車輛需實時感知交通環境。依托5G通信技術，憑借其低時延和高速率等優勢特點，位于車輛之間，可完成各類信息數據的即時傳遞。與此同時，借助智能傳感器，有關視距范圍物體，可完成全面精準檢測，然而，天氣等因素存在，使信息準確性因此受到一定的影響。依托5G通信技術，通過V2I、V2V通信等，促使感知區域范圍得以有效擴大，進而對交通環境做出全方位的精準感知[4]。

（二）決策方面

針對5G通信技術而言，可實現對多輛自動駕駛汽車的有效綜合，同步做出科學決策，制定相應的行動計劃。例如，車輛位于道路內側行駛期間，若發出駛離道路需求的情況下，便可借助V2V通信，同周圍車輛保持即時交流，并傳送請求避讓信號，以此完成安全變道，最終駛離道路。與此同時，面對偶發時間，只是運用人工智能處理方法，則可能引起嚴重后果?；谌斯ぶ悄軐用娣治?，人類決策存在其特殊性，無法由機器完全取代，面對個別復雜、偶發環境，需要人類主動參與決策?？茖W運用5G通信技術，為自動駕駛車輛提供關鍵技術支撐。依托5G通信技術，憑借其低時延、大寬帶特點，有關現場視頻、傳感器信息，以此實時傳送至服務中心，通過虛擬環境，由專業人員負責實施遠端控制，待駕駛系統重新管理。

五、基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術

（一）感知駕駛技術

有關感知駕駛技術，運用5G通信技術，車聯網實現自動控制，通過自感應控制技術，實現對汽車的綜合全滿掌控。首先，依托感知技術，可借助5G通信技術完成信息傳遞，為感知、決策和執行提供信息依據。此外，運用5G通信技術，車聯網自動控制過程中，程序能夠基于相關操作，以此提供相應的操控規劃?；?G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術，有關感知駕駛技術，所涉及的技術要點具體涵蓋如下方面：

1.針對5G通信而言，基于衛星定位，通過車聯網建立機構，并完成科學探究，以此構建智能化自組織網絡結構，在汽車內外部、程序調節等方面，有關人的感受情況，對此作出科學感知分析。

2.針對5G通信而言，基于超密集移動通信技術，自動駕駛汽車運行駛期間，其附近500m范圍，有關車輛運行、實際路況與交通信號等信息，可對此完成實時準確反饋。

車聯網自動駕駛方面，運用5G通信技術，針對車聯網自動駕駛相關問題，做到實時反饋，同樣可對駕駛狀態完成實時反饋。在此基礎上，科學運用感知駕駛技術，可基于宏觀層面，完成科學調控處理[5]。

（二）信息安全管理

基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術，同樣涉及信息安全管理。1.運用5G通信技術，可通過C-V2結構下的密鑰控制結構，同時，依托智能信息統計和M2M智能通信等，有關汽車行駛過程中安全信息，對此完成科學統計。2.車聯網自動駕駛中，科學運用5G通信技術，通過D2D建立授權頻率段部署調節裝置，針對蜂窩數據溝通、安全檢驗等方面，提供關鍵基礎保障。

基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術，有關信息安全管理，所涉及的技術要點具體涵蓋如下方面：

1.自動駕駛過程中，依托5G通信技術，基于C-V2結構，通過M2M完成操作處理，以此做出科學規劃分析，特別是關鍵安全控制環節，通過M2M技術實現全面掌握和系統調控，基于此，有關車輛行駛速度、動力系統以及環境安全等，實施科學調控。

2.依托D2D通信蜂窩覆蓋網，以此完成終端識別控制和資源控制結構的科學調控，同時，依托智能VR技術，以此為主導技術，針對個人信息安全，對此實施科學調控。

3.科學運用5G通信技術，有關信息溝通控制方面，通過移動終端控制，結合自動駕駛指令，以此實施聯動管理。其中，有關蜂窩數據，可建立信息溝通結構。如此，駕駛人員正常駕駛期間，有關安全行駛狀態和速率以及定位信息等，對此作出精準判定。

總而言之，5G通信背景下，針對車聯網自動駕駛關鍵技術，對此展開深入科學研究，尤其是信息安全管理方面，需重視科學運用5G通信技術，以此為車聯網自動駕駛提供基礎支撐，促進自動駕駛汽車創新發展。

（三）駕駛算法結構

5G通信技術快速發展，位于眾多行業領域也有了一定的初步運用，為行業轉型升級提供關鍵技術保障。依托5G通信技術，促使信息傳輸更加高效及時。針對車聯網自動駕駛，5G通信技術運用背景下，駕駛算法結構也成為自動駕駛關鍵技術的重要構成。

5G通信背景下，使計算機虛擬程序得到有效拓展，通過多為信息溝通渠道，以此完成技術操作，同樣可以借助基礎程序算法，以此完成智能化的科學調控規劃[6]。

基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術，有關駕駛算法結構，所涉及的技術要點具體涵蓋如下方面。

1.車聯網通過運用5G通信技術，基于C-V2信息運算程序，以此完成運行傳輸，算法調控、科學分析環節，算法程序則可基于具體標準需求，有關行駛安全指數、速率等，便可對此數字自動化統計。

2.基于數據程序提供輔助，基于ICN實現對程序算法的指令傳遞和反饋。針對這一流程，利用信息結構，對運算數據完成科學調整和協調控制，在ICN結構下，有關運行、準備數據，可實現同步傳輸，并完成協調控制。針對ICN結構而言，數據反饋可充分保證科學系統，而有關速率控制、解讀分析方面，則可為此提供關鍵基礎數據。

科學運用5G通信技術，為車聯網自動駕駛提供技術支撐，同樣為信息技術服務提供可靠保障，使汽車能夠實現安全行駛，以此為自動駕駛關鍵技術的深入科學研究奠定重要基礎。

六、亟待解決的問題

（一）信息安全和隱私問題有待解決

基于消費者層面分析，面對車聯網方面，關注其優勢便利的基礎上，需對信息安全、隱私問題保持高度重視。所以，自動駕駛關鍵技術研究過程中，有關車主隱私信息，需對此加以重點關注，為加強安全保護，保證網絡安全系數，則需重視運用C-V2X，以此設計科學的匿名密鑰機制，以周期性為標準，實現表示、信息簽名的及時變更，所以，自動駕駛汽車設計中，需安裝大量證書。鑒于信息安全問題層面分析，有關部門應當對此保持密切關注，并展開互相協作，結合基本國情，制定科學合理的證書管理以及分發體制。

（二）芯片處理能力有待提高

針對C-V2X信息安全而言，有著明確的標準要求，需重點關注SM2/3加密算法，對此加以科學運用，有關該算法運用，也擁有相應的產業基礎。然而，針對SM2/3加密算法，有關所使用芯片，實際處理能力存在一定不足，尤其是面對C-V2X的較高標準要求，需完成每年上千次簽名、驗簽。所以，應當基于政策、資金層面，重視車規級芯片的科學研發，尤其是高處理性能方面。2019年3月，3GPP通過標準立項，以R16版本為基礎，基于5G通信，研究開發對應的V2X技術，依托5G通信技術所具有的大寬帶和低時延等優勢特點，促使C-V2X技術水平得以真正提高，以此為高級別自動駕駛技術提供基礎支撐。隨著R16版本C-V2X 標準的制定實施，芯片廠商應當基于標準，深入研究車規級芯片，對高級別自動駕駛測量展開深入開發與科學測試，以此為自動駕駛汽車發展提供可靠保障。

七、結束語

綜上所述，自動駕駛技術發展，使無人駕駛成為可能，5G通信技術的科學運用，有效提高感知自動駕駛車輛水平，對自動駕駛技術發展提供重要支持。車聯網中，盡管5G技術并未全面普及運用，但發展勢頭迅猛。所以，自動駕駛技術發展，應重視科學運用5G技術，促進自動駕駛關鍵技術創新發展，以此為自動駕駛汽車發展提供可靠保障。

作者單位：戴中華? ? 中移（蘇州）軟件技術有限公司

參? 考? 文? 獻

[1]全永華，白羽.基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術[J].計算機產品與流通，2020（2）：1.

[2]黃瑛.基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術[J].中國新通信，2020，22（7）：2.

[3]李中序.5G與車聯網——基于移動通信的車聯網技術與智能網聯汽車[J].中國信息化，2019（6）：1.

[4]范鵬飛.基于5G通信的車聯網自動駕駛關鍵技術[J].電子技術與軟件工程，2019（16）：2.

[5]許彩霞.5G車聯網對自動駕駛技術發展的影響[J].信息通信，2018（6）：2.

[6]蘇靜.基于5G通信技術下車聯網發展探析[J].數字化用戶，2019（19）.