基于5G 的车联网技术的优势及局限性分析

时间：2024-05-04

王传奇高新兴科技集团股份有限公司

引言

5G 技术作为当前的研究热点，其与大数据、人工智能等新型高端技术相互结合，具有十分巨大的现代化科技意义。随着城镇化建设的扩展，5G 技术在车辆交通领域的应用引起了人们的重点关注，智慧型城市的改造不仅依赖于车辆与车辆之间的多维化信息传输系统，同样需要进行车辆与公路之间、车辆与人之间的信息网络系统建设。车辆智能化离不开网络技术支持，如车辆综合信息服务、无人驾驶技术等，其中，车辆网技术的应用将成为未来交通发展的主要趋势。

1 5G 车联网技术应用优势

目前5G 无线通信技术已逐步应用于人们的生产生活中，车联网技术中应用最为广泛的是C-V2X 技术，该技术主要为LTE-V2X发展到5G V2X 的阶梯平台，不仅适用于当前的LTE-V2X 网络服务应用，同样能够支持未来的5G 网络下的新型应用服务。C-V2X 技术即蜂窝车联网技术，其主要基于蜂窝网络，对车辆与外界环境进行数据信息的传输交换，该信息技术的设计主要针对于车辆高速移动应用，以此实现对车辆相关网络应用的技术优化。C-V2X 技术借助于生态网络系统而达成全新的车辆应用，继而能大大优化车辆行驶的安全性，提升车辆的自动驾驶性能。其中，C-V2X 技术具备3GPP 强大的生态网络系统和较大的网络覆盖区域，也可以实现对车联网部署、自动驾驶成本的缩减。该技术的网络数据传输模式主要分为如下两种，且呈现互补特点，即V2N 车对通信模式、直接模式，这两种互补通信模式涵盖了车对交通设施、车对人、车对车之间的全部通信，对于智能车辆而言，具备良好的场景应用优势。同样，C-V2X 技术依赖5.9GHzITS 频段开展通信，设备之间直接相连，在不借助于蜂窝网络的基础上实现了较短延时的通讯。随着该技术的不断深入，目前应用于单车辆网络信息服务系统将集中往多种新型业务方向扩展（ITS、V2X 等），以此实现车辆、交通设施、公路桥梁、周围环境等紧密联系，充分利用既有资源量，为人们的出行提供更为安全稳定可靠的网路服务。

车联网技术的应用需要对三个主要方面进行控制，即延时性、带宽、稳定性，车联网的延时要低，要求一般在4-9 毫秒范围内，并且能够稳定可靠的提供10 兆-100 兆范围的带宽，可靠性要满足99%以上。当前相对落后的4G 通信网络状况下，车联网的延时范围较大，为30-120 毫秒之间，且网络连接状况不并稳定。5G 通信网络下，车联网理论值一般为5Gbps，至少表现为4G 网络的50 倍以上，延时表现一般在10 毫秒之内，并且切片网络技术的应用有助于5G 实现对不同级别的网络数据进行灵活优先管理。为此，5G 通信网络完全可以实现将来车联网大带宽、延时低等技术要求，无人驾驶技术的发展也将得以收益。对于单车辆而言，车联网5G 高效稳定性为V2X 数据传输提供了有效支持，如可以对单车辆进行高精度的地图导航、车对车、车对环境之间的数据反馈，并且也可以促进车辆自主AI 研发工作，实现大数量规模的设备通信。同样，车辆网借助于对既有蜂窝技术相关基站的改造，进行集成化，有助于降低网络部署的造价。

2 5G 网络下车联网威胁

上述主要介绍了5G 网络环境下车联网技术应用优势，这里对5G 下车联网威胁进行探讨，为技术人员提供研发意见。作为高端新型技术，5G 技术的大力发展在绝大程度上保证车联网通信质量性能，优化车辆网数据传输结构体系，但是我国的5G 车联网推广应用也存在着不可忽视的局限性问题，主要表现为车联网切换频率过快、缺乏通信安全、用户隐私难以得到有效保护、数据通信极容易受到干扰等。

首先是网络频繁切换，5G 无线频率更高、覆盖范围小，未来城市的每个灯柱或将就是一个小基站，必然会带来基站间频繁切换的问题而影响自动驾驶能力。同样，未来的汽车将会安装多种无线系统，在安装时必须考虑汽车的挡风玻璃、金属壳对无线信号的衰减影响。

安全通信和隐私保护同样不可忽视，在通信链路环节，攻击者可能未经允许窃听通信双方的通信内容，恶意用户可能将原本需要转发的消息进行丢弃，如恶意用户将道路拥塞信息丢弃不转发，导致道路更加拥挤；还有可能攻击者伪造信息并发送给其他车辆或者车载设备，例如恶意用户发送紧急用车信息发给周边车辆，以便占用车道更快的行驶。车联网应用依赖数据传递，恶意用户发送的错误数据会影响车联网使用，甚至造成事故。