基于5G通信技術下的汽車無人駕駛技術探討

尹訓俊 郭曉林

摘 要：在當今信息技術的不斷發展之中，5G網絡已經開始出現。這不僅為當今的物聯網產業發展提供了強大的動力，同時也帶動了其他領域的發展。尤其是在汽車無人駕駛這一領域的發展之中，5G通信技術更是發揮著至關重要的作用。文章就是對5G通信技術之下的汽車無人駕駛進行分析。希望通過本次的分析，可以對5G通信技術在當今汽車無人駕駛領域之中的良好應用與發展提供一定的參考價值。

關鍵詞：5G通信技術;汽車無人駕駛;智能AI技術

Abstract： With the continuous development of information technology， 5g network has begun to appear. This not only provides a strong impetus for the development of the Internet of things industry， but also drives the development of other fields. Especially in the field of automobile driverless development， 5g communication technology is playing a crucial role. This paper is to analyze the driverless vehicle under 5g communication technology. It is hoped that this analysis can provide some reference value for the good application and development of 5g communication technology in the field of today's automobile driverless driving.

Keywords： 5G communication technology; Automobile driverless; Intelligent AI technology

引言

在汽車無人駕駛發展之中，一個重要的發展方向就是無人駕駛。但是，當今的汽車無人駕駛而言，其發展在可靠性及其安全性等方面依然有待進一步提升，且處理運算技術發展也遇到了瓶頸。但是，隨著5G通信技術的應用和發展，汽車無人駕駛領域也將借助于該技術的優勢得到進一步的發展。這對于5G通信技術在汽車無人駕駛這一領域之中的合理應用以及汽車無人駕駛技術的實現都將有著十分深遠的意義。

1 5G通信技術

1.1 技術概述

所謂5G技術，就是第五代移動通信技術，該技術是將4G網絡作為基礎所發展出的一種技術。相比較4G網絡而言，5G網絡的峰值可以達到其百倍及以上。通過實驗可知，在28GHz這一頻段之中，5G的數據傳輸速度可以達到每秒鐘1Gb，其最遠的傳輸覆蓋距離可以達到2000米[1]。由此可見，5G通信技術的出現，讓移動網絡傳輸性能得以大幅度提升，它不僅擴大了移動網絡容量，縮短了傳輸時間，同時也顯著提升了移動網絡的可靠性和穩定性。這使其通信能力和寬帶容量得以顯著增強，可以在各種的復雜環境之中都十分適用。而伴隨著5G通信技術的不斷發展，該技術在未來的很多領域之中都將逐漸得到普及，并體現出十分光明的應用前景。比如：將5G通信技術應用到汽車無人駕駛之中，不僅可以提升汽車無人駕駛的安全性，也可以讓當今交通堵塞問題得以有效解決，且能夠進一步推動人工智能AI技術在汽車無人駕駛之中的良好應用與發展。

1.2 通信協議

5GNR（New Radio，新空口）標準所制定的創造性命名一共有兩個，其一是FR1，也就是頻率范圍1這一網絡頻段;其二是FR2，也就是頻段范圍2這一網絡頻段。在這兩個創造性命名之中也包含著當前為大家所熟悉的頻道：頻率在6GHz以下的頻道，在這一部分的電磁頻率之中，主要包含了由AM/FM無線電頻率到快速的5GHz雙頻WIFI之中的全部內容。在新增的FR2這一網絡頻段之中，含有24GHz以上的毫米波頻段，它的主要應用領域是實現數據在衛星內外的往返傳輸以及在沿海岸線雷達設施內外的往返傳輸等[2]。具體來講，5GNR標準的目標用例主要有三個：

（1）增強型移動寬帶（eMBB）：也就是到目前為止，我們一直在討論的一種傳統形式的小區服務。

（2）大規模機器類型通道（mMTC）：它所暗示的是物理方面比較大的機器，但是在很多地區，都將其看做廉價的小型連接設備網絡。

（3）超可靠和低延遲通信（uRLLC）：該部分的主要連接組成有兩類，其一是無與倫比的可靠性，其二是相應的時間。

2 汽車自動化駕駛技術等級

（1）輔助駕駛：借助于車輛中的智能系統來控制方向盤或加速器;

（2）部分自動駕駛：借助于車輛中的智能系統來實現方向盤、加速器等的多項操作;

（3）條件自動駕駛：大部分駕駛操作都有車輛自動完成，駕駛員只需要保持注意力即可;

（4）高度自動駕駛：車輛會在特定情況下完成所有的駕駛操作，駕駛員并不需要保持注意力[3];

（5）完全自動駕駛：在所有應用場景之下，車輛都可以自動完成所有的駕駛操作，駕駛員不需要保持注意力。

3 5G通信技術在汽車無人駕駛技術之中的應用分析

5G通信核心技術，也就是我們所說的第五代移動通信網絡技術，它的理論傳輸峰值可以達到每秒鐘數十Gb，它的網絡延遲僅僅可以達到毫秒級別，它所支持的移動速度可以達到每小時500千米。將5G通信技術應用到汽車無人駕駛之中，將會對汽車的無人自動駕駛技術發展起到一個有效的推動作用。

3.1 促進無人駕駛技術安全性的提升

經研究發現，當緊急情況發生時，人類駕駛員的反應時間大約是500毫秒。而這樣的反應時間還是在駕駛員正常狀態之下的反應時間，如果駕駛員處于疲勞駕駛狀態，其反應時間將會更長。由此可見，由于人類駕駛員對緊急情況的反應時間比較長，所以在緊急情況發生時，也就更容易發生交通事故[4]。但是，如果將5G通信技術應用到無人駕駛之中，其網絡延遲幾乎能低至1毫秒，遠遠低于人類駕駛員的反應時間，這樣就可以顯著提升汽車遠程無人駕駛的安全性。

根據預測，當5G網絡實現全面覆蓋之后，所有遠程遙控無人駕駛汽車的延遲率都會降低到5毫秒以下，這也就意味著未來的遠程遙控無人駕駛汽車完全可以安全行駛在高速公路上。同時，該技術也會在未來的自動代駕之中得到廣泛應用，比如酒駕代駕。在具體的應用過程中，可以直接借助于駕駛模擬來實現跟蹤互聯，然后將汽車開到規定的區域之中即可。通過這樣的方式，也可以進一步杜絕酒駕情況的發生，使交管部門以及交管工作人員的工作強度得以有效降低，并進一步保障交通安全，促進社會的和諧穩定發展。

3.2 改善城市交通擁堵現狀

隨著社會經濟的不斷發展，道路上行駛的車輛也開始越來越多。尤其是在最近的幾年來，城市之中機動車數量更是極速增長。我國已經在全世界范圍之內成為了有著最多汽車保有量的國家[5]。但是，因為我國很多城市的交通網絡規則并不十分合理，加上信息通信網絡信號分布不均勻等特點，導致其整體的效能也就得不到有效提升。隨著車輛儲量的增加，城市交通擁堵也就越來越成為人們生活的一種常態。這樣的情況在我國的一線城市以及一些省會城市之中更加嚴重，對城市的正常運行造成了很大程度的阻礙。

將5G通信技術以及汽車遠程自動無人駕駛技術應用和普及到城市交通運輸之中，城市交通擁堵這一問題就可以得到有效解決。借助于延遲極低的5G通信網絡，交管部門可以將車輛的實時行駛信息上傳給質控中心，通過服務器，可以根據實際的情況對無人駕駛汽車的轉向、加速以及剎車裝置進行統一調度 。通過這樣的方式，就可以縮短汽車之間的安全距離，并使其實現高速行駛。同時，借助于5G網絡技術，交管部門也可以按照實時交通情況來進行無人駕駛汽車路線的合理分配，以此來達到自動交通分流的效果。

由此可見，將5G通信技術應用到遠程遙控自動無人駕駛汽車之中，將會顯著改善目前城市交通擁堵的現狀，讓城市之中的車輛運行更加順暢，進一步提升城市交通網絡的使用效能，同時也讓車輛行駛的速度和安全性得以顯著提升。這對于城市交通質量的改善[6]，人們交通出行會更加便利，通過這樣的方式，也可以進一步推動我國城市交通的現代化、智能化發展。

3.3 促進人工智能AI技術在無人駕駛汽車之中的應用和發展

就目前的AI技術而言，其發展不僅僅被算法所限制，同時也被目前的智能終端所限制。通過研究發現，目前所應用的智能終端在運算性能方面依然遠遠達不到AI技術對于大量運算的需求。因此，要想將AI技術在未來的遠程遙控無人駕駛汽車之中得以良好應用，并使之得到更好的發展，5G技術就是一個關鍵的突破口。因為5G網絡的傳輸速度極高，借助于5G網絡，可以將主要的運算負擔快速朝著具備更高性能的服務器之中轉移，甚至可以將其轉移到超級計算機之中。在這樣的情況下，就可以實現運算性能的大幅度提升，進而有效滿足當今AI技術發展所需要的大量運算。

將AI技術應用到汽車無人駕駛之中，該技術可以對駕駛員的所有駕駛習慣進行全面的學習與快速掌握，然后對駕駛員的駕駛習慣進行模擬，這樣就可以讓無人駕駛汽車的運行變得更加人性化。同時，在應用AI技術進行無人駕駛汽車的控制過程中，對于一些突發性的緊急情況，也可以做到更加靈活地應對[7]。通過這樣的方式，也可以讓汽車無人駕駛的安全性與可靠性得到進一步提升。

由此可見，將5G通信技術應用到未來的汽車無人駕駛遠程控制之中，將會進一步推動AI技術在無人駕駛汽車之中的應用，這對于汽車無人駕駛技術的提升以及汽車行駛安全性、可靠性的保障都將有著至關重要的影響意義。同時，通過5G通信技術以及AI技術在無人駕駛汽車之中的良好應用，也將會有效促進汽車無人駕駛技術的發展，讓無人駕駛汽車在未來交通領域之中全面應用和普及的可能性得到更大限度的提升。

4 結束語

綜上所述，隨著5G通信技術的出現，移動網絡的傳輸速度、可靠性和安全性等方面都實現了顯著提升，同時，該技術也將在其他各個領域之中發揮出其顯著的作用與優勢。如果將5G通信技術應用到汽車的無人駕駛之中，將會進一步提升汽車行駛的安全性，解決當今城市交通擁堵問題，并促進AI技術在汽車無人駕駛之中的合理應用與發展。因此，在汽車無人駕駛這一領域之中，應該將5G通信技術加以合理應用，使其自身的優勢與價值得到全面發揮，進而讓汽車無人駕駛這一目標早日實現。

參考文獻

[1] "5G+無人駕駛"：讓汽車讀懂世界[J].人民交通，2019（21）：27-29.

[2] 劉港，彭一夫.5G對無人駕駛汽車的影響分析[J].中國高新區， 2019（4）：213.

[3] 張朝陽，李星宏.5G在無人駕駛汽車中的應用前景分析[J].無人系統技術，2019（2）：65-68.

[4] 陳明月.基于北斗導航系統與5G技術下的無人駕駛汽車的發展研究[J].信息與電腦，2019（13）：148-149.

[5] 5G助力無人駕駛[J].人民交通，2019（21）：30-31.

[6] 5G遠程無人駕駛技術[J].汽車觀察，2019（11）：24.

[7] 孫淑斌.面向無人駕駛產業的5G解決方案分析[J].數字技術與應用，2019（10）：220-221.