贛州5G 通信在車聯網中的應用

田高華 徐曉宇 江西應用技術職業學院

前言

在推進5G 通信技術的工作中，贛州作為示范城市，當前已經建成了超過250 個5G 基站，實現了工業園區、學校、醫院以及火車站的全覆蓋，不僅極大地滿足了人們通信、出行以及公共娛樂的安全，也為新技術的催生提供了保障。尤其是將5G 技術應用到車聯網系統中，極大地強化了出行效率，甚至為綠色出行提供了便捷。基于此，更應該將5G 與車聯網技術融合起來，推動技術更新，促進社會發展。

一、車聯網實施所面臨的難題

首先，車聯網的系統結構較為復雜。隨著移動互聯網通信技術的不斷發展和更新，為了能夠滿足更多用戶的多樣化需求，車聯網系統中被安裝了大量各具性能的結構，使其在應用的過程中由于結構復雜經常會出現問題。例如，作為車輛自組網中的無線接入點，路測單能夠將車輛本身的信息以及道路信息及時地匯總到相關網絡系統中。但是這種結構在與網絡等基礎設施進行協作的過程中由于需要RSB 的支撐，所需要耗費的能源與成本就相對較高。

其次，通信數據與網絡的融合不完善。車聯網在應用的過程中存在各種各樣的通信網絡，它們所使用的協議和標準也各有差異，在進行數據處理和網絡融合的過程中勢必會因為網關不匹配而發生問題。例如基于IEEE802.11p 標準的車輛自組網通信，一旦處于高速運輸的條件下，分組的丟失率相對較低，而且存在較高的可靠性。但是一旦處于更為復雜的運輸情況信號就會受到各類干擾，甚至出現時延受限的問題。

最后，存在安全隱患。一般情況下，車聯網的用戶都會將個人信息存儲或連接在網絡上，這些信息隨時都可能被感知、干擾和竊取，極大地影響了車聯網體系的安全。當車聯網在不同層級或不同層次下受到威脅的時候，車輛單元和路側單元的RSU 節點，就會將信息通過無線傳輸的方式傳達到對方的系統當中。但是在網絡層，數據泄露、數據破壞等問題一旦加劇，會出現大量假冒身份信息的現象，為技術管理以及技術安全帶來極大的威脅。

二、5G 車聯網結構體系

（一）OBU 多網接入與融合

首先，在基站控制鏈路終端轉發方面，不同的終端設備在信號覆蓋率較差的地方，基站通信可以通過附近終端的信息轉發設備來實現，其中就包括由通信鏈路所建立的中繼設備和基站設備控制系統。在這類信息通信模式下，終端設備能夠獲取到較高質量的信息。其次是由基站控制鏈路所控制的終端直接通信系統，能夠在即使沒有基站協助的情況下，有效并快速地促進終端之間的信息溝通，得到較高質量的信息內容。最后是由終端控制鏈路所建設的終端轉發裝置。在該裝置中，基站不能直接地參與通信鏈路的信息交互或者是基站建立等工作，需要在中間設備的協助下進行信息互動。

（二）多身份的5G 基站建設

一些傳統通信基站的建設，大多是作為終端通信的中繼設備，雖然在鏈路控制以及數據轉發的過程中占有重要地位，但是由于信號不佳或者基站建設水平限制，通信質量還有待提升。但是隨著5G通信技術的應用以及大量5G 基站的建設，通過超密集網絡的部署等工作，可以催生出協助終端通信以及用戶信息精準定位和搜集等功能，完善車聯網系統的建設。具體來講5G 基站的多身份資質協助中繼，即5G 能顧通過中繼轉發能功能，精準定位無線切入點，以協助互聯網通信。其次是擔任RSU 系統。車聯網的高速運行，車輛自組網通信當中的大多數5G 基站可以實時地取代RSU 系統，并將想要傳達的信息依托網絡廣播的形式傳送出去，協助各個車輛實現各自的自組網通信，從而極大地節約車聯網體系建設成本。最后能夠精準定位，OBU 中的定位系統當前大多較為脆弱，很容易受到外界因素的攻擊，甚至信號系統還會受到天氣的影響。而基于5G 基站模式下，所部署的網絡覆蓋面積更大，寬帶信號的接收系統也更為科學，能夠有效減少定位誤差。

（三）多渠道接入

在5G 通信系統中，能夠自動自行控制通信鏈路，并對附近其他通信設備的運行情況進行即時廣播，從而選擇更為優質的通信通道。這種通信模式可以實現實時的信息交互，例如OBU 系統除了能夠對當前終端設備的運行情況進行指示之外，還可以與其他終端設備共同協作，依托5G 基站的全覆蓋范圍，多渠道地選擇最合適的網絡或信號接入方式，以提升通信效率。

三、5G 車聯網的特征和發展趨勢分析

（一）高可靠性與低時延性

消息在傳遞的過程中，要經過車聯網的發送端、中繼節點以及接收端，整個過程具有高保密性，傳輸效率也相對較高。5G 超高密集組網，有效地解決了以往寬帶所存在的時延問題，既滿足了用戶休閑娛樂的請求，在辦公方面也具有較大的普及性。而隨著技術的發展，在車聯網應用中引入5G 技術，其中的軟件定義網絡和網絡功能虛擬化系統等相關技術，提出了具有超現實的時延性服務解決方案，包括優化連續時延服務、減少IP 地址解析的時延以及完善預約配置等工作。除此之外，5G 網絡服務內容不僅極大地優化了通信交換的場景，而且還適應了信息不斷增長的實際需求，突出了5G 網絡結構應用的特點。

（二）能源及頻譜的高效應用

D2D 通信。在5G 基站通信中，這種通信模式可以通過反復利用蜂窩資源的方式來實現直接通信。例如5G 車載單元利用這種通信模式，可以與臨近的5G 基站、移動通信設備或者其他車載單元實現自組網通信的多渠道接入，能夠有效提升車聯網的頻譜利用效率，節約基站建設能源和通信能源的同時，減少成本支出。其次是全雙工通信。5G 移動通信終端設備可以允許不同基站或者終端之間實現多頻段信息輸送和接受，并使得頻譜輸送的效率升級一倍以上。最后是認知無線電。車載通信端在對周圍環境進行感知的情況下，能夠獲得更為有效的頻譜信息，以便快速地進入空閑頻譜，實現與其他資源或信息的有效對接，縮短接入時間。

（三）通信質量大大提升

首先在通信距離方面，5G 車聯網技術最大的通信距離大約在一公里以上，能夠有效地解決車輛自組網以往出現的信號中斷等問題，優化通信環境。其次在傳輸速度方面，5G 車聯網技術優化了上行和下行的速度，使得車與移動終端、車與車之間實現了高質量的音視頻通信，滿足信息的交互和即時共享。最后在高速移動方面，與其他低標準的通信模式相比，5G 車來往技術可以支持更快速的車輛通信模式，車輛形式時速甚至可以達到350 千米每小時，優化了車輛的運行效率。

四、結束語

通過建立龐大的5G 基站系統，強化5G 通信技術在車聯網中的應用，能夠有效提升車與車之間、車與終端之間的通信質量，降低事故發生的幾率。基于此，在日后的應用過程中，需要拓展5G 技術的應用范圍，促進5G 車聯網技術的優化升級，保障在通信方面的優勢之外，向著節能環保的角度出發，優化數字化和信息化車聯網系統的應用效率，繼而為人類社會的發展和進步奠定堅實保障。