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汽車生產(chǎn)出來不久,，發(fā)明家們就已經(jīng)開始研究自動駕駛技術了。1925年美國一家無線電控制公司展示了一臺無線電控制的無人駕駛車輛,，這輛車安裝了無線電接收和控制裝置,，有人在另一輛車上通過無線電遙控操作，這與我們現(xiàn)在理解的自動駕駛不同,，但這是人類在自動駕駛領域最早的一次嘗試,。 一,、通信技術發(fā)展歷程 通信技術的發(fā)展是實現(xiàn)無人駕駛必不可少的環(huán)節(jié)之一,。通信技術發(fā)展經(jīng)歷或正在經(jīng)歷著以下歷程： 1 1G 1G使用模擬通信，只能進行語音通話,，不能進行短信,、數(shù)據(jù)上網(wǎng)等業(yè)務，使用模擬調(diào)試,、頻分多址技術,，頻率復用度和系統(tǒng)容量都很低，抗干擾性也很差,。 2 2G 2G主要是GSM（全球移動通信）網(wǎng)絡制式,，開啟了數(shù)字通信時代，通話質(zhì)量,、系統(tǒng)容量以及功能相比1G得到了極大提升,，除了語音通信，還可以進行短消息,、上網(wǎng)等活動,。2G的主要缺點在于網(wǎng)絡速率低，僅支持低速率的網(wǎng)絡應用,。 3 3G 3G開啟了移動通信新紀元，在新的頻譜上制定了新的標準,，能夠使用更高的傳輸速率,，視頻通話,、大量數(shù)據(jù)傳輸更為普遍。 4 4G LTE（長期演進）引入了OFDM（正交頻分復用）和MIMO（多輸入多輸出）等關鍵技術,，顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜效率,，也降低了網(wǎng)絡部署和維護成本，是當前主流的通信技術,。 5 5G 最新一代的通信技術，目前還處在研究試驗階段,。5G通信技術將具備高速率,、大連接、低時延,、高可靠,、低功耗的特點，使得通信的網(wǎng)絡速率,、可靠性,、時延得到保障，也為車聯(lián)網(wǎng)自動駕駛,、AR（增強現(xiàn)實）,、VR（虛擬現(xiàn)實）、觸覺互聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)控制等新應用提供支撐,。 本文將基于5G通信系統(tǒng)的高速率,、大連接,、低時延、高可靠性等特性的基礎上分析車聯(lián)網(wǎng)技術的相關原理,。 二,、自動駕駛技術的發(fā)展現(xiàn)狀 自動駕駛的發(fā)展過程經(jīng)歷了以下三個階段： 1 輔助駕駛階段 這一階段駕駛員仍舊是操作主體，車輛具備車道保持,、自適應巡航等技術來輔助駕駛,。 2 半自動駕駛階段 計算機控制下的自動駕駛系統(tǒng)完成到達目的地的過程，受限于法律法規(guī)等因素,，自動駕駛仍舊不能作為駕駛行為的主體,，只可作為備用系統(tǒng)完成行駛。 3 全自動駕駛階段 技術,、成本、法律法規(guī)等因素都允許的條件下，計算機控制自動駕駛系統(tǒng),，駕駛員也可以隨時對操作系統(tǒng)進行控制工作的交接,。 人類駕駛行為的模型為感知-決策-執(zhí)行,。首先靠眼睛觀察道路,、車輛及行人，再通過大腦分析路況并導航,，最后手腳操作執(zhí)行完成行駛過程,。而完全自動化駕駛則參照此模型，通過攝像頭,、雷達等傳感器等效感知過程,，探測到的實時信息通過行車電腦進行數(shù)字化分析輸出控制指令，再通過電子控制的轉向,、油門、制動器來完成駕駛過程,。人類駕駛與完全自動駕駛的對比如下圖所示,。 傳統(tǒng)汽車公司,，從先進的駕駛輔助系統(tǒng)切入,，逐步實現(xiàn)從輔助駕駛到無人駕駛的過渡。以特斯拉（Tesla）為代表的新興汽車公司,，也在自動駕駛技術上取得了突破性進展,，采用傳感器與各種具體應用場景相結合，他們研發(fā)的無人駕駛汽車已經(jīng)投入使用,。 自動駕駛技術需要多個傳感器搜集多個環(huán)境數(shù)據(jù)，并需要把這些大量數(shù)據(jù)發(fā)送給其他車輛以及數(shù)據(jù)中心,，當前可用于自動駕駛的通信系統(tǒng)只有DSRC（專用短程通信網(wǎng)絡）,、LTE。目前的通信技術具有很多不足,，傳輸速率,、傳輸時延、連接數(shù)量不能得到保障,。 隨著5G技術的發(fā)展成熟,，可以把5G通信技術應用到車聯(lián)網(wǎng)中，實現(xiàn)對當前自動駕駛技術的通信系統(tǒng)優(yōu)化,。5G時代到來,，無人駕駛和車聯(lián)網(wǎng)才能真正發(fā)展起來，并逐漸進入我們的日常生活。 自動駕駛技術的發(fā)展和普及具有重大的現(xiàn)實意義,，是順應時代發(fā)展趨勢的產(chǎn)物。自動駕駛將大幅提升車輛安全性,，減少交通事故,，并極大程度地降低交通擁堵。同時,，也將釋放大量勞動力,，推動產(chǎn)業(yè)革新。甚至在不久的將來,，人們可能不再需要停車場,，把乘客送到目的地后，車輛將自動接待下一位乘客或者自行尋找停車點,。這樣會讓出行變得更加便捷,，免除出行者的后顧之憂。 三,、車聯(lián)網(wǎng)技術的相關原理 5G通信需要建設大量基站,，每個基站創(chuàng)建多個小區(qū)，小區(qū)基站無線信息的一個扇形服務區(qū)域會提供廣播信息和專用信道,，以實現(xiàn)手機或者終端的接入和通信,。 車聯(lián)網(wǎng)就是以汽車為載體開展的信息服務，實現(xiàn)人,、路,、車的協(xié)同，是通信技術和信息技術結合體,。
車聯(lián)網(wǎng)的總體架構如下圖所示： 四、車聯(lián)網(wǎng)V2X通信的實現(xiàn) 車聯(lián)網(wǎng)V2X通信的實現(xiàn)主要包括以下三個方面： 1 信息貢獻和移動自組織網(wǎng)絡的設計 公路上行駛的車輛來來往往,，川流不息,，自動駕駛的車與車之間需要交互數(shù)據(jù),。成千上萬的汽車行駛在不同的城市、不同的街道,，實現(xiàn)所有車輛的信息交互是艱難的,，也是浪費通信資源的。比如,，相隔100km的兩個車輛之間的信息交互,，對于每一輛車來說是沒有用的數(shù)據(jù)，所以需要將對彼此交互的信息有用的車輛組織到一個小網(wǎng)絡中,，形成一個彼此依賴的車輛群,，形成移動自組織網(wǎng)絡。 移動自組織網(wǎng)絡是一種臨時性自治網(wǎng)絡系統(tǒng),，網(wǎng)絡拓撲結構動態(tài)變化,，由于車輛隨機移動、隨時熄火停車,、網(wǎng)絡拓撲結構隨時可能發(fā)生變化,，而且變化的方式和速度都是不可預測的。需要設計一套移動自組織網(wǎng)絡的方案,，既要保證網(wǎng)絡的組建靈活,，還需要保證通信的可靠。
自組織網(wǎng)絡組建的方案設計：每個車輛都會接入一個小區(qū)，把自己的一些基本信息（含GPS位置信息）上報給小區(qū),，小區(qū)將這些信息廣播發(fā)送,，接入該小區(qū)的其他車輛就會收到這些信息，每個車輛都可以保存這些車輛的信息,，接入同一個小區(qū)的車輛就自組織形成一個網(wǎng)絡,，也就是一個群，群內(nèi)的車輛都可以發(fā)送自己傳感器探測到的數(shù)據(jù)給其他車輛,。當車輛駛出該小區(qū)的覆蓋范圍,，切換到另一個小區(qū)時，就加入另一個小區(qū)下的自組織網(wǎng)絡,，與該小區(qū)下的所有車輛通信,。 5G通信技術支持大鏈接，接入到同一個小區(qū)下的車輛不會因為系統(tǒng)容量受限而無法加入自組織網(wǎng)絡,。5G通信技術的短時延特性,，支持車輛間交互，滿足毫秒級要求,。
2 互聯(lián)和海量連接的管理實現(xiàn)
3 高可靠低延時的安全保障
五,、車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心
1 車輛監(jiān)測 隨時隨地對車輛進行監(jiān)測，采集多種車輛數(shù)據(jù),，對車輛進行實時管理,。
2 城市交通指揮 能夠整體了解整個城市車輛的動態(tài),，通過大數(shù)據(jù)分析能及時掌握道路擁堵狀況,，及時對信號系統(tǒng)進行調(diào)整。 3 數(shù)據(jù)推送
六、結語
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