杭州技師學院 朱紅芳

1 車聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn)和困難

近年來，由持續(xù)增長的汽車數(shù)量導致的出行效率、環(huán)境保護、交通安全等問題日益突出，車聯(lián)網的發(fā)展受到了廣泛的關注。車聯(lián)網是以車內網、車際網和車載移動互聯(lián)網為基礎，融合了傳感器、RFID（radio frequency identification）、數(shù)據挖掘、自動控制等相關技術，按照約定的通信協(xié)議和標準，在車與X（X為車、路、行人、互聯(lián)網等）交互過程中，實現(xiàn)車輛與公眾網絡的動態(tài)移動通信，是物聯(lián)網技術在交通領域的典型應用。隨著互聯(lián)網和可移動網絡設備的不斷發(fā)展，基于智能交通的車聯(lián)網技術尚未形成一個成熟的體系，其主要原因是網絡支持還不夠完善。隨著4G通訊網絡的普及，雖然移動互聯(lián)網發(fā)展迅速，但在車聯(lián)網中，作為移動通信設備和用戶的載體是車輛，在以車輛為拓撲節(jié)點的形式組織移動網絡拓撲時，由于其自身的移動性，車載通信具有移動區(qū)域受限、網絡拓撲變化快、網絡頻繁接入和中斷、節(jié)點覆蓋范圍大、通信環(huán)境復雜等特點，雖然4G有著幾倍于3G的速度和低延遲，但尚不足以滿足車聯(lián)網的運行。根據車聯(lián)網的上述特點，當前車聯(lián)網的實施還存在以下多方面的挑戰(zhàn)和困難。

（1）由于移動互聯(lián)網通信技術的快速發(fā)展，為滿足用戶的多功能體驗，車聯(lián)網的體系結構變得非常復雜。在車載移動互聯(lián)網中，路側單元（RSU， road side unit）作為車輛自組網（VANET，vehicular ad hoc network）無線接入點，將車輛及道路等信息上傳至互聯(lián)網并發(fā)布相關交通信息，這種車與基礎設施（V2I，vehicle to infrastructure）的協(xié)作通信需要大量的RSU作支撐，致使建設成本和能源消耗大大增加。

（2）由于車聯(lián)網中存在多種類型的通信網絡，且這些通信網絡往往使用不同的標準和協(xié)議，數(shù)據處理和網絡融合很不完善，從而影響了車聯(lián)網的運行效率。雖然基于IEEE 802.11p標準的車輛自組網通信在高速運行環(huán)境下具有傳輸距離遠、分組丟失率低、可靠性高等優(yōu)點，但其在極其復雜的非視距（NLOS，non-line of sight）環(huán)境下的通信質量則會受到不同程度的干擾。再加上車輛的高速移動，則需要快速可靠的網絡接入與信息交互，時延受限成為當前車聯(lián)網面臨的重要問題。

（3）由于車聯(lián)網中的用戶信息都連接在網絡上，會隨時隨地被感知，從而很容易被干擾和竊取，嚴重影響車聯(lián)網的安全。在車聯(lián)網發(fā)展過程中，安全作為一項重要挑戰(zhàn)一直備受關注。在當前的車聯(lián)網通信中存在著嚴重的安全問題，如數(shù)據破壞、數(shù)據泄露、虛假信息、身份假冒、越權操作等，因此安全認證和隱私保護是車聯(lián)網技術發(fā)展的焦點問題。

2 5G

5G（fifth-generation）即第5代移動通信網絡。三星電子采用64個天線單元的自適應陣列傳輸技術，實現(xiàn)了電波的遠距離輸送（在28 GHz的超高頻段，以1 Gb/s以上的速度，成功實現(xiàn)了傳送距離在2 km范圍內的數(shù)據傳輸），且能實時追蹤使用者終端的位置，實現(xiàn)數(shù)據的上下載交換，解決了超高頻波長段帶來的數(shù)據損失大、傳送距離短等難題，不僅保證了更高的數(shù)據傳輸速度，也有效解決了移動通信波段資源幾近枯竭的問題。

2014年5月13日，三星電子宣布已率先開發(fā)出首個基于5G核心技術的移動傳輸網絡，并表示將在2020年之前進行5G網絡的商業(yè)推廣。2016年8月4日，諾基亞與電信傳媒公司貝爾再次在加拿大完成了5G信號的測試，在測試中諾基亞使用了73 GHz范圍內的頻譜，數(shù)據傳輸速度也達到了現(xiàn)有4G網絡的6倍。2016年9月，電信行業(yè)與汽車行業(yè)的全球跨行業(yè)產業(yè)聯(lián)盟——5GAA（5G AutomoTIve AssociaTIon）成立，其使命在于研發(fā)、實驗和推動智能車聯(lián)、智慧交通等萬物互聯(lián)所需的通信解決方案和應用，包括相關的標準化推進、商業(yè)機會挖掘，以及全球市場拓展。5GAA的發(fā)起方包括奧迪、寶馬、戴姆勒和愛立信、華為、英特爾、諾基亞、高通5家電信通訊公司，成立后該組織成員不斷擴大，中興、上汽集團在2017年1月加入。中國移動作為全球兩家運營商之一，打敗了韓國和日本的兩家運營商，也加入了5GAA聯(lián)盟。2017年8月22日德國電信聯(lián)合華為在商用網絡中成功部署基于最新3GPP標準的5G新空口連接，可支持移動性、廣覆蓋及室內覆蓋等場景，速率直達Gb級，時延低至毫秒級，同時采用5G新空口與4GLTE非獨立組網架構，實現(xiàn)了無處不在、實時在線的用戶體驗。2017年12月21日，在國際電信標準組織3GPP RAN第78次全體會議上，5G NR首發(fā)版本正式發(fā)布，這是全球第一個可商用部署的5G標準。2018年6月14日，3GPP全會批準了第5代移動通信技術標準（5G NR）獨立組網功能凍結，這不僅使5G NR具備了獨立部署的能力，也帶來全新的端到端新架構，賦能企業(yè)級客戶和垂直行業(yè)的智慧化發(fā)展，為運營商和產業(yè)合作伙伴帶來新的商業(yè)模式，開啟了一個全連接的新時代。加之2017年12月完成的非獨立組網NR標準，5G已經完成第一階段全功能標準化工作，進入了產業(yè)全面沖刺新階段。2018年7月6日在瑞典的愛立信實驗室，愛立信攜手英特爾及早期5G服務供應商，完成了3.5 GHz頻段端到端的非獨立組網標準（NSA）5G數(shù)據呼叫。

5G的最大優(yōu)勢在于高傳輸速度、高帶寬容量和低時延性。據三星和諾基亞的測試，5G的傳輸速度最快可以達到7.5 Gb/s和10 Gb/s；在去年2月英國薩里大學的測試中，5G的傳輸速度最快達到了1 Tb/s。相比之下，當前的第4代長期演進（4G LTE）服務的傳輸速度僅為75 Mb/s。如果說4G是通訊娛樂的時代，那么5G就是互聯(lián)網+物聯(lián)網的時代。在未來，5G接入的速度將會和光纖一樣，屆時，憑借5G對物聯(lián)網的強大支撐能力，讓萬物互聯(lián)可以實現(xiàn)，不僅實現(xiàn)物與物聯(lián)網，也將形成人與人、人與物聯(lián)網，將使交通和車輛擁堵的問題得以更好的解決。對于大家熟悉的4G來說，它最快能以100 Mb/s進行下載，這樣的速度，移動設備可以更快捷地接收數(shù)據和處理工作。而研發(fā)5G的各個國家和機構則稱，5G的帶寬容量將是4G的100倍～1 000倍。在移動設備和物聯(lián)網設備接入時，不需要等待時間，在任何時候都能快速連接。這種機制將會非常有利于物聯(lián)網設備的運行，特別是在智能交通方面，無人駕駛、車輛檢測、交通路況等都會滿足人們生活的要求，并減少事故發(fā)生，也只有在這樣的通信環(huán)境中，無人交通工具（如無人駕駛汽車）才能真正用于人們的生活。在5G時代，網絡將會更加穩(wěn)定，并且不會斷開。據愛立信公司在2014年的一項報告中稱，4G網絡的接入延遲大約是50 ms，而5G的接入延遲預估狀態(tài)是1 ms，這說明5G網絡的信號比較好，且不會存在偶爾延遲及受限的狀況，這對車聯(lián)網的應用起了很大的輔助作用。

與3G、4G不同，5G是一個面向場景化的時代，5G融合了大規(guī)模天線陣列、超密集組網、終端直通、認知無線電（CR，cognitive radio，是一個智能無線通信系統(tǒng)，它能感知外界環(huán)境，并使用人工智能技術從環(huán)境中學習，通過實時改變傳輸功率、載波頻率和調制方式等系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)適應外界環(huán)境的變化，從而達到很高的頻譜利用率和最佳通信性能）等先進技術，能以更加靈活的體系結構解決多樣化應用場景中差異化性能指標帶來的挑戰(zhàn)。5G網絡的主要目標是讓終端用戶始終處于聯(lián)網狀態(tài)，在汽車行業(yè)，這對智能網聯(lián)汽車的應用將起到關鍵的支持作用，特別是5G通信技術在低時延、高移動性車聯(lián)網場景中的應用，能有效解決當前車聯(lián)網面臨的多方面問題和挑戰(zhàn)，使5G車載單元（OBU）在高速移動的情況下獲得更好的性能。再加上5G通信技術讓車聯(lián)網無需單獨建設基站和服務基礎設施，而是隨著5G通信技術的應用普及而普及，這為車聯(lián)網的發(fā)展帶來歷史性的機遇。

3 5G車聯(lián)網的體系結構

未來5G通信技術在車聯(lián)網場景的應用使車聯(lián)網擁有更加靈活的體系結構和新型的系統(tǒng)元素（5G車載單元、5G基站、5G移動終端、5G云服務器等），除了在車內網、車際網、車載移動互聯(lián)網實現(xiàn)V2X（X：車、路、行人及互聯(lián)網等）信息交互以外，5G車聯(lián)網還將實現(xiàn)OBU、基站、移動終端、云服務器的互聯(lián)互通，并分別給予它們特殊的功能和通信方式。5G車聯(lián)網體系結構的特點主要體現(xiàn)在OBU多網接入與融合、OBU多渠道互聯(lián)網接入、多身份5G基站。

3.1 OBU多網接入與融合

目前，在車聯(lián)網中，多種網絡（包括基于IEEE 802.11a/b/g/n/p標準協(xié)議的WLAN、2G、3G蜂窩通信、LTE及衛(wèi)星通信等網絡）共存，這些網絡在車聯(lián)網通信中使用不同的標準和協(xié)議，數(shù)據處理和信息交互不完善。而5G車聯(lián)網將融合多種網絡，實現(xiàn)無縫的信息交互和通信切換。5G移動通信網絡是一個包括宏蜂窩層和設備層的雙層網絡，其中，宏蜂窩層與傳統(tǒng)蜂窩網絡相似，涉及基站和終端設備之間的直接通信。在設備層通信中，設備到設備（D2D， deviceto-device）通信是5G移動通信技術的重要組成部分，是一種終端與終端之間不借助任何網絡基礎設施直接進行信息交互的通信方式。根據基站對資源分配和對起始、目的、中繼終端節(jié)點的控制情況，D2D終端通信方式可分成4類（圖1）。第一類是基站控制鏈路的終端轉發(fā)。終端設備可在信號覆蓋較差的環(huán)境下，通過鄰近終端設備的信息轉發(fā)與基站通信，其中，通信的鏈路建立由基站和中繼設備控制，在這種通信方式下，終端設備可實現(xiàn)較高的服務質量（QoS，quality of service）。第二類是基站控制鏈路的終端直通。終端之間的信息交互與通信沒有基站的協(xié)助，但需要基站控制鏈路的建立。第三類是終端控制鏈路的終端轉發(fā)?；静粎⑴c通信鏈路的建立和信息交互，源終端與目的終端通過中繼設備協(xié)調控制彼此之間的通信。第四類是終端控制鏈路的終端直通。終端之間的通信沒有基站和終端設備的協(xié)助，可自行控制鏈路的建立，這種方式有利于減輕設備之間的干擾。未來5G車聯(lián)網D2D通信技術將為車聯(lián)網提供新的通信模式。其中，在車載移動互聯(lián)網中，OBU可直接通過5G基站或中繼（包括鄰近的OBU、用戶移動終端）快速接入互聯(lián)網，實現(xiàn)車與云服務器的信息交互；在車內網，為充分實現(xiàn)用戶與車輛的人機交互，以OBU為媒介，與用戶5G移動終端之間在沒有基站或其他終端設備協(xié)助情況下，通過自行控制鏈路，進行短距離的車輛數(shù)據傳輸；在基于D2D的通信網絡中，OBU可在網絡通信邊緣或信號擁塞地帶基于單跳或多跳的D2D建立網絡，實施車輛自組網通信。通過以上對5G車聯(lián)網通信方式的分析，如圖2所示，5G車聯(lián)網將改變基于IEEE 802.11p標準的車聯(lián)網通信方式，實施多實體之間（OBU之間及OBU與車主移動終端、行人、5G基站、互聯(lián)網之間）的信息交互，實現(xiàn)OBU的多網接入及車內網、車際網、車載移動互聯(lián)網的“三網融合”。

3.2 多身份5G基站

圖2 5G車聯(lián)網“三網融合”結構

傳統(tǒng)的基站作為終端通信的中繼，在數(shù)據轉發(fā)和鏈路控制等方面起著重要作用，而5G基站的大量部署，將實現(xiàn)超密集網絡，從而給予用戶精確定位、協(xié)助終端通信等功能。在基于5G毫米波的通信網絡中，D2D技術涉及終端與基站（D2B）、基站與基站（B2B）之間的直接通信。其中，D2B與B2B以自組織方式通信將是一個重要的突破，這決定了5G基站將以不同的角色發(fā)揮至關重要的作用。在車聯(lián)網的應用場景，5G基站將擁有以下功能。一是協(xié)作中繼。5G基站具備傳統(tǒng)基站的中繼轉發(fā)功能，作為無線接入點，協(xié)助車與互聯(lián)網通信。二是擔當RSU。在高速運行的環(huán)境下，車輛自組網通信中的5G基站將取代RSU，與OBU實時通信，通過廣播的方式向車輛自組網中的車輛發(fā)布交通信息，并協(xié)助車與車通信及多個車輛自組網通信，這不僅節(jié)約了車聯(lián)網體系的構建成本，而且解決了V2I協(xié)作通信系統(tǒng)融合面臨的多方面問題。三是精確定位。GPS作為當前OBU的定位系統(tǒng)是非常脆弱的，容易受到欺騙、阻塞等多種類型的攻擊。并且，GPS的信號容易受到天氣影響，導致無法實施精確定位。未來5G基站的大量部署，使用更高的頻率和信號帶寬，實施密集網絡及大規(guī)模的天線陣列，使OBU在非視距（NLOS，Non-Line of Sight）復雜環(huán)境下減少定位誤差。另外，D2D通信充分利用高密度的終端設備連接的優(yōu)勢，從以下2個方面提高定位性能：一方面是大量的D2D鏈路可以為確定車輛之間的偽距（由于衛(wèi)星鐘、接收機鐘的誤差及無線電信號經過電離層和對流層中的延遲，實際測出的距離與衛(wèi)星到接收機的幾何距離有一定的差值，因此，一般稱測量出的距離為偽距）提供信號觀測；另一方面是OBU的D2D通信鏈路為定位直接交換所需數(shù)據，可進一步加快局部決策，改進位置估計過程的收斂時間。

3.3 多渠道互聯(lián)網接入

在將來5G移動網絡通信中，5G終端通過自行控制通信鏈路建立，定期廣播身份信息，其他鄰近的終端及時發(fā)現(xiàn)并評估多個信道狀態(tài)信息（CSI，channel state information），自適應地選擇當前最優(yōu)的信道，決定建立一個5G終端之間的直接通信或選擇合適的中繼轉發(fā)消息，這種通信方式使5G終端以最優(yōu)的方式實現(xiàn)信息交互，同時也提高了頻譜和能源的利用率。根據5G終端高效、多樣化的通信方式，OBU可通過多種渠道接入互聯(lián)網。如圖3所示，OBU除了可按照當前車聯(lián)網的V2I協(xié)作通信方式外，還可通過鄰近的5G基站、5G車載單元（OBU）和5G移動終端等多種渠道自適應地選擇信道質量較好的方式接入互聯(lián)網。

圖3 5G車聯(lián)網OBU多渠道互聯(lián)網接入結構

4 5G車聯(lián)網的特征

5G移動通信融合CR、毫米波、大規(guī)模天線陣列、超密集組網、全雙工通信（FD，wirelessfull-duplex）等關鍵技術，顯著提高了通信系統(tǒng)的性能。相比IEEE 802.11p標準的通信，5G車聯(lián)網的特點主要體現(xiàn)在低時延與高可靠性、頻譜和能源高效利用、更加優(yōu)越的通信質量。

（1）低時延與高可靠性。作為車聯(lián)網信息的發(fā)送端、接收端和中繼節(jié)點，消息傳遞過程必須保證私密性、安全性和高數(shù)據傳輸率，通信應具有嚴格的時延限制。車聯(lián)網通信數(shù)據的密集使用及頻繁交換對實時性要求非常高，然而，受無線通信技術的限制（如帶寬、速度和域名等），通信時延達不到毫秒級，不能支持安全互聯(lián)需求。而5G高/超高密集度組網、低的設備能量消耗大幅地減小信令開銷，解決了帶寬和時延（時延達到了毫秒級）等相關問題，滿足了低延時和高可靠性需求，這成為車聯(lián)網發(fā)展的最大突破口。5G網絡服務的優(yōu)化不僅要支持當前的應用服務，而且要適應高速增長的信息量并滿足將來多樣性的服務需求，尤其是對于時延高度敏感的通信，如車聯(lián)網V2X通信場景，嚴格要求低時延和高可靠性，這是5G網絡體系結構應用的顯著特點。

（2）頻譜和能源高效利用。5G用戶體驗的一個重要的特征是頻譜和能源的高效利用。5G通信技術在車聯(lián)網的應用將解決當前車聯(lián)網資源受限等問題。5G車聯(lián)網的頻譜和能源高效利用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。一是在5G通信中，D2D通信方式通過復用蜂窩資源實現(xiàn)了終端直接通信，OBU將基于D2D通信技術實現(xiàn)與鄰近的OBU、5G基站、5G移動終端的車聯(lián)網自組網通信和多渠道互聯(lián)網接入，提高了車聯(lián)網通信的頻譜利用率，且與基于IEEE 802.11p標準的車聯(lián)網V2X通信方式相比，節(jié)約了成本和能源。二是5G移動終端設備使用全雙工通信方式，允許不同的終端之間、終端與5G基站之間在相同頻段的信道可同時發(fā)送并接收信息，使空口頻譜效率提高1倍，從而提高了頻譜使用效率。三是由于5G采用CR（認知無線電技術），在車聯(lián)網應用場景中，車載終端通過對無線通信環(huán)境的感知，能獲得當前頻譜空洞信息，快速接入空閑頻譜，與其他終端進行高效通信。這種動態(tài)頻譜接入的應用滿足了更多車載用戶的頻譜需求，提高了頻譜資源的利用率。其次，車載終端利用認知無線電技術可以與其他授權用戶共享頻譜資源，從而解決無線頻譜資源短缺的問題。最近的相關研究表明，在不影響通信性能的情況下，5G基站的大規(guī)模天線陣列的部署有潛在的節(jié)約能源作用。在車輛自組網中，OBU及時發(fā)現(xiàn)鄰近的終端設備，且與之通信的能力也會減少OBU間通信的能源消耗。

（3）更加優(yōu)越的通信質量。5G通信網絡被期望擁有更高的網絡容量且可為每個用戶提供每秒千兆級的數(shù)據速率，以滿足QoS的要求。有研究表明，頻段為30 GHz～300 GHz的毫米波通信系統(tǒng)可讓5G終端之間及終端與基站之間以更好的通信質量進行信息交互。其中，毫米波擁有極大的帶寬，可提供非常高的數(shù)據傳輸速率，并減少環(huán)境的各種干擾，降低終端之間連接中斷的概率。5G車聯(lián)網V2V通信的最大距離約為1 km，從而可解決IEEE 802.11p車輛自組網通信中短暫、不連續(xù)的連接問題，尤其是在通信過程中遇到大型物體遮擋的NLOS環(huán)境下。5G車聯(lián)網為V2X通信提供高速的下行和上行鏈路數(shù)據速率（最大傳輸速率為1 Gb/s），從而使車與車、車與移動終端之間實現(xiàn)高質量的音視頻通信。與IEEE 802.11p標準通信相比，5G車聯(lián)網支持速度更快的車輛通信，其中，支持車輛最大的行駛速度約為350 km/h。

5 5G車聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn)

5G車聯(lián)網將先進的5G通信技術應用在車聯(lián)網領域，改善了傳統(tǒng)車聯(lián)網的通信方式、通信質量，優(yōu)化了車聯(lián)網的體系結構，為車聯(lián)網發(fā)展帶來了重大變革，但5G車聯(lián)網也面臨著重大的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在干擾管理、通信安全和駕駛安全3個方面。

（1）干擾管理。5G蜂窩網絡采用資源復用和密集化，實現(xiàn)了有限資源的高效利用，這雖然增加了信號容量和吞吐量，并額外地提高了宏蜂窩與局域網絡的資源共享，但卻不可避免地產生了同信道干擾問題。基于D2D技術的基站控制通信鏈路的終端直接通信及終端作為中繼的通信方式，基站可以進行資源分配和鏈路管理，并可通過實施集中化的管理方法減輕干擾問題。但對于將來的OBU之間的直接通信，在沒有基站作為中繼或管理鏈路的情況下，5G車聯(lián)網通信中的干擾將不可避免。針對車聯(lián)網中基于D2D的V2X通信場景中產生的干擾問題，有文獻提出了一種基于CR的資源配置方案，這種方法能有效使用空白頻譜，不僅能提高頻譜和能源的利用效率，而且不會產生新的干擾。在基于D2D的V2X通信場景中，需要從各個角度充分考慮干擾管理問題，適當?shù)剡x擇復用信道并遵守以下原則：處理由D2D通信鏈路產生的干擾時，要確保蜂窩用戶能夠滿足自身SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，含義是信號與干擾加噪聲比，是指接收到的有用信號的強度與接收到的干擾信號的強度的比值，可以簡單理解為“信噪比”）的需求；確保由蜂窩用戶產生的干擾對基于D2D的V2X通信鏈路影響盡可能小。

（2）安全通信和隱私保護。在當前的車聯(lián)網中，存在著嚴重的通信安全問題，例如，在VANET中可能存在惡意的車輛，這些惡意的車輛發(fā)送虛假信息欺騙其他車輛，造成車輛信息和車主隱私信息的泄露，另外，一些惡意的車輛還會偷竊多個身份，偽造交通場景，影響交通秩序、破壞網絡正常運行，威脅用戶生命財產安全，因此安全認證和隱私保護是車聯(lián)網發(fā)展的焦點問題。為支持數(shù)據流量的不斷增加，5G無線通信網絡需要更高的容量和高效的安全機制。而在5G網絡通信體系中，終端用戶和不同的接入點之間需要更加頻繁的認證以防止假冒終端和中間人的攻擊。5G車聯(lián)網的用戶和車輛相關數(shù)據的傳輸需要經過其他車載單元、移動終端及基站，因此，必須采取有效措施保證通信的安全性和數(shù)據的完整性。在5G車聯(lián)網復雜的通信過程中必須實施多方安全認證，主要包括車內無線局域網中用戶移動終端與OBU的強安全認證，車際網中車與車之間、車與行人之間、車與中繼（5G移動終端或OBU）之間及車與5G基站之間的安全認證。在保證通信安全過程中，駕駛人更關心的是隱私的安全性，這關系到車聯(lián)網能否被人們接受并廣泛使用。在通信過程中，車輛無線信號在開放的空間中傳輸，容易被竊取并暴露車輛和用戶的身份，若車內數(shù)據總線網絡遭入侵，可能造成不可預估的災難，如何保障用戶和車輛的隱私安全，成為近年來的研究熱點。考慮到5G車聯(lián)網多種異構網絡的存在，將會出現(xiàn)新型的安全通信與隱私保護協(xié)議。譬如，有文獻提出在5G終端通信中使用SDN（Software Defined Network，軟件定義網絡）技術，其主要特點是能將網絡控制面與數(shù)據面分離，促進5G網絡智能化和可編程性，實現(xiàn)高效的安全管理，這是因為SDN技術可根據數(shù)據流的敏感度級別，為數(shù)據流選擇多種傳輸路徑，在接收端，只有接收者可以用私人密鑰解密并重組來自多個網絡傳輸路徑的數(shù)據流，從而避免隱私在無線接入點泄露。

（3）安全駕駛。車聯(lián)網的重要應用之一就是交通安全，而駕駛行為分析和預測是安全保障的基礎，如何對運動軌跡預測并建模是提高交通安全的關鍵問題。雖然車聯(lián)網中網絡拓撲頻繁變化，數(shù)據海量遞增，但車輛運動受道路拓撲、交通規(guī)則和駕駛者意圖的限制，為行為預測提供了可能性。車聯(lián)社會網絡（VSN，vehicular social network）中節(jié)點的活動規(guī)律能夠在車聯(lián)網行為預測中發(fā)揮作用。反之，車聯(lián)網中的移動模型、社會應用、感知計算模型和用戶行為預測模型也為VSN提供支持和反饋。通過對大規(guī)模OBU數(shù)據的挖掘和分析，提取有應用價值的社群交互特征信息，VSN能夠對一些交通問題和車輛安全問題提供有力的支持，如預計道路車流量、預測交通堵塞地段、主動安全等。在對駕駛行為的建模和預測中，數(shù)據來源和數(shù)據挖掘是首要問題，也是安全系統(tǒng)應用的瓶頸。目前，車輛行駛軌跡數(shù)據獲取的主要來源是基于歷史數(shù)據的預測，而歷史數(shù)據必須準確且具有時效性。但現(xiàn)有VANET環(huán)境下的方法無法滿足獲取運動軌跡的精度要求（包括位置精度和時間精度），5G車聯(lián)網中采用D2D通信方式，可為每個用戶提供每秒千兆級的數(shù)據速率以滿足QoS的要求，空口時延在1 ms左右、端到端時延限制在毫秒級的實現(xiàn)，極大程度上保證了時間精度，同時，基于5G基站的精確定位將位置精度控制在允許范圍內，解決了預測模型中的數(shù)據來源問題。目前，針對車聯(lián)網數(shù)據挖掘，并沒有太多的算法和技術提出，車聯(lián)網數(shù)據處理的關鍵是在對海量數(shù)據（Tb級）進行挖掘時，要保證當前數(shù)據流（平均數(shù)萬條/秒）的高速可靠寫入，如何快速對讀取的數(shù)據進行分析、建模、預測，是未來研究的重要方向。

將來，在5G通信網絡大量部署的時代，5G車聯(lián)網所構建的可多網接入與融合、多渠道互聯(lián)網接入的體系結構，基于D2D技術實現(xiàn)的新型V2X的通信方式及低時延與高可靠性、頻譜與能源高效利用、優(yōu)越的通信質量等特點，為車聯(lián)網的發(fā)展帶來歷史性機遇。5G車聯(lián)網因不需要單獨部署路邊基礎設施、可與移動通信功能共享計費等，因此會得到快速發(fā)展，并應用于高速公路、城市街區(qū)等多種環(huán)境。5G車聯(lián)網不僅局限于車與車、車與交通基礎設施等的信息交互，還可應用于商業(yè)領域及自然災害等場景。在商業(yè)領域，商店、快餐廳、酒店、加油站、4S店等場所將會部署5G通信終端，當車輛接近這些場所的有效通信范圍時，可根據車主的需求快速地與這些商業(yè)機構間建立Ad Hoc網絡，實現(xiàn)終端之間高效快捷的通信，從而可快速訂餐、訂房、選擇性地接收優(yōu)惠信息等，且在通信過程中不需要連接互聯(lián)網，這將取代目前商業(yè)機構中工作在不授權頻段、通信不安全、通信質量無法保障、干擾無法控制的藍牙或Wi-Fi 通信方式，也將帶動一個新的大型商業(yè)運營模式的產生與發(fā)展。隨著車輛的大量普及，車輛已經成為人在家、辦公室之外最重要的活動場合。然而，在地震、泥石流等自然災害發(fā)生地區(qū)，當通信基礎設施被破壞，無法為車載單元提供通信服務時，有相當數(shù)量的人可能正在車輛上或正準備駕乘車輛離開，OBU可在沒有基礎設施協(xié)助的情況下，通過基于單跳或多跳的D2D方式與其他OBU通信，并且5G車載終端也可作為通信中繼，協(xié)助周邊的5G移動終端進行信息交互。

車聯(lián)網正在改變人類交通和通信方式，促使車輛向網絡化、智能化發(fā)展。相信5G車聯(lián)網的發(fā)展可促進社會的巨大演進，使人類社會更加方便、安全、快捷、高效。