G背景下智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究摘要：基于5G技術(shù)的逐步發(fā)展成熟，其在汽車與智能互聯(lián)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，本文通過對5G技術(shù)的發(fā)展、與汽車實(shí)際應(yīng)用案例、智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)、5G關(guān)鍵技術(shù)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展分析。結(jié)合所查閱文獻(xiàn)、書籍等資料總結(jié)了智能網(wǎng)聯(lián)汽車與5G之間的實(shí)際狀況和5G關(guān)鍵技術(shù)對網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展變化，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車車路協(xié)同中的障礙感知提出解決方案，提升交通安全，交通效率。關(guān)鍵詞：5G技術(shù)；無人駕駛；智能網(wǎng)聯(lián)汽車；關(guān)鍵技術(shù)目錄TOC\o"1-3"\f\h\z\u254591緒論 1265451.1研究的背景 1229291.2研究的目的與意義 1213351.3研究的主要內(nèi)容 1220851.4國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 185511.4.1國內(nèi)現(xiàn)狀 156801.4.2國外現(xiàn)狀 4326382智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線 5199752.1智能汽車 5242562.2車聯(lián)網(wǎng) 593462.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車 5257682.4智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù) 6175092.4.1環(huán)境感知技術(shù) 618672.4.2無線通信技術(shù)

741462.4.3智能互聯(lián)技術(shù) 7227582.4.4車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 830752.4.5信息融合技術(shù) 8257742.4.6信息安全與隱私保護(hù)技術(shù) 8306202.4.7人機(jī)界面技術(shù) 8863735G技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 10160933.15G技術(shù) 1018413.2各個國家5G移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 10300253.2.1中國：全球領(lǐng)先，大部分用戶和基站位于中國 1190113.2.2美國：毫米波領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用 1121923.2.3日本：發(fā)展落后于預(yù)期計(jì)劃 11174373.35G關(guān)鍵技術(shù)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的影響 12255303.3.1高頻段傳輸 1237173.3.2新型多天線傳輸 12122753.3.3全雙工通信技術(shù) 12271763.3.4D2D 1351793.3.5低延時性 13121233.45G在汽車上的應(yīng)用案例 13265273.4.1上汽集團(tuán)MarvelR車型 13247943.4.2廣汽埃安LX 1346753.4.3比亞迪漢車型 142384945G智能網(wǎng)聯(lián)汽車障礙感知解決方案 15316894.1車載系統(tǒng) 1530434.2路側(cè)系統(tǒng) 1566134.3云平臺 15283374.4解決方案 1519775總結(jié) 1731418參考文獻(xiàn) 18緒論研究的背景隨著5G發(fā)行商業(yè)牌以來，5G技術(shù)在各行各業(yè)都有極大的應(yīng)用已發(fā)展，我國目前所建成的5G網(wǎng)絡(luò)是全球規(guī)模最大的，總共擁有71.8萬個5G基站，其中擁有33萬個共享共建5G基站，5G用戶的總規(guī)模已經(jīng)超過了3.5億。根據(jù)我國三大通訊運(yùn)營商的月度經(jīng)營報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，截至2月底，我國已經(jīng)擁有3.5億余位5G套餐用戶，5G的移動通信滲透率達(dá)到了25%。其中中國移動5G用戶最多有1.7億余戶，中國聯(lián)通5G用戶最少有0.8億戶，中國電信的5G用戶也已經(jīng)超過了1億戶。5G信號覆蓋全國所有地級以上城市，在5G終端種類和數(shù)量增加的過程中，5G的應(yīng)用更是遍地開花，在媒體、汽車、制造業(yè)、能源、衛(wèi)生等行業(yè)形成了5G+智能制造、5G+智慧能源、5G+智慧醫(yī)療、5G+車聯(lián)網(wǎng)。5G正在助力于各行各業(yè)從傳統(tǒng)行業(yè)向數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為的高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展注入新動力，也時刻改變著我們的生產(chǎn)和生活方式。研究的目的與意義現(xiàn)如今越來越多的汽車可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，并且可以互相連接，實(shí)現(xiàn)高級的自動駕駛領(lǐng)域，由于道路狀況復(fù)雜，自動駕駛車輛不得不依靠自身傳感器，或是與其他車輛信息交互，但需要相互合作還存在信息安全問題，而面對大量數(shù)據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)無法達(dá)到要求。而5G作為下一代移動通信技術(shù)可以低延遲、高可靠性和高吞吐量，連接密度。它如何能夠滿足在下一代互聯(lián)、自動駕駛、和新移動服務(wù)應(yīng)用，并且識別目前無線技術(shù)的局限性，并描述未來為了實(shí)現(xiàn)5G汽車所需要開發(fā)和探索的關(guān)鍵研發(fā)和創(chuàng)新領(lǐng)域。研究的主要內(nèi)容本次論文研究是以5G技術(shù)背景之下對智能聯(lián)網(wǎng)汽車產(chǎn)生的影響為主線，引入什么是5G技術(shù)、5G在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，到智能網(wǎng)聯(lián)汽車[1]在國內(nèi)外現(xiàn)狀及它與無人駕駛汽車、智能交通系統(tǒng)[2]的相關(guān)性進(jìn)行。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)、無線通信技術(shù)、車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息融合技術(shù)等在內(nèi)的和智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)的技術(shù)的內(nèi)容，緊接著對國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，再對5G關(guān)鍵技術(shù)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的影響進(jìn)行闡述、分析與說明和車路協(xié)同障礙感知方案設(shè)計(jì)。國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.4.1國內(nèi)現(xiàn)狀從REF_Ref71571988\h表1-1中可以看出，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的整體發(fā)展歷程可以分為三個階段，當(dāng)下智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)的發(fā)展正處于第二階段。在這一階段中，要逐步完成車路協(xié)同和車輛聯(lián)網(wǎng)能力的基本建設(shè)，第三階段開始之前，要基本完成智能交通和高級自動駕駛中的車路協(xié)同的全面建設(shè)，以此來為第三階段的智慧出行開一個好頭[3]。

表STYLEREF1\s1-SEQ表\*ARABIC\s11智能網(wǎng)聯(lián)汽車的三階段階段第一階段第二階段第三階段功能車載娛樂、定位導(dǎo)航、緊急救援，遠(yuǎn)程管理高寬帶業(yè)務(wù)、部分自動駕駛、安全預(yù)警高密度車輛編隊(duì)行駛遠(yuǎn)程遙控駕駛，快速協(xié)同變道特點(diǎn)培育用戶自動車輛駕駛習(xí)慣提升并豐富網(wǎng)聯(lián)化、智能化業(yè)務(wù)形態(tài)對5G網(wǎng)絡(luò)高速率低延遲等特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)揮，推動自動駕駛產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展。聯(lián)網(wǎng)方式2G、3G、4G等主要有DSRC和LTE-V兩類技術(shù)5G（C-V2X）在我國，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也得到相關(guān)部門高度重視，更是發(fā)布了一系列的相關(guān)政策具體如REF_Ref71572006\h表12所示。表STYLEREF1\s1SEQ表\*ARABIC\s12智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)政策表發(fā)布時間發(fā)布單位政策名稱主要內(nèi)容2020.04工信部《關(guān)于推動5C加快發(fā)展的通知》對5G數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行進(jìn)一步的保護(hù)，以5G典型技術(shù)應(yīng)用場景作為核心，展開多種典型應(yīng)用場景的建設(shè)，并且對數(shù)據(jù)安全管理進(jìn)行進(jìn)一步的完善；2019.12交通部《推進(jìn)綜合交通運(yùn)輸大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱（20202025年）》到2025年基本完成綜合運(yùn)輸大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系以及大數(shù)據(jù)體系的集成建設(shè)工作2020.02國家發(fā)改委等11部委《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》提出發(fā)展智能汽車的六大任務(wù)2019工信部《支持創(chuàng)建江蘇（無錫）車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)》車載終端裝配達(dá)到一定規(guī)模并完成重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心改造2018.12工信部《車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動

計(jì)劃》對包括應(yīng)用服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，關(guān)鍵技術(shù)在內(nèi)的各方面保障程度作出進(jìn)一步的提升，并且在2020年之后逐步實(shí)現(xiàn)5G-V2X規(guī)模性商用。2018.04工信部、交通部、公安部《智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測試管理規(guī)范》對道路測試的職責(zé)分工以及管理要求作出了進(jìn)一步的細(xì)化。有了國家這些政策支持智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)[4]的發(fā)展提供了有利的條件，同時也吸引了產(chǎn)業(yè)鏈各方的積極參與，將進(jìn)一步對網(wǎng)絡(luò)通信體系進(jìn)行改進(jìn)，為智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)發(fā)展提供助力。我國絕大多數(shù)的汽車制造商目前都開發(fā)了屬于自己的車載智能信息娛樂系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了一定規(guī)模內(nèi)的車聯(lián)網(wǎng)。比如，百度在2014年4月推出了車載的Carnet系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過語音關(guān)鍵詞搜索的方式為用戶提供地圖位置搜索和其他方面的搜索服務(wù)；上汽和電信運(yùn)營商合作推出了inkaNet智能網(wǎng)絡(luò)行車系統(tǒng)，該行車系統(tǒng)通過對網(wǎng)上數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時傳輸?shù)姆绞剑峁┮苿油ㄓ崒?shí)時咨詢車載電話等在內(nèi)的各項(xiàng)智能化服務(wù)[5]。騰訊在2014年5月推出了“路寶盒子”，該系統(tǒng)以統(tǒng)一的車載自動診斷系統(tǒng)作為收集口，對車輛的行駛數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，系統(tǒng)對收集之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終的分析結(jié)果借助手機(jī)應(yīng)用反饋給用戶。同時該系統(tǒng)還和保險(xiǎn)公司進(jìn)行了合作，為汽車用戶提供及時的車輛維修保養(yǎng)落地服務(wù)和車輛救援服務(wù)。同時騰訊還通過收購了我國規(guī)模最大的數(shù)字地圖和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)供應(yīng)商，以此來為其車載智能導(dǎo)航系統(tǒng)提供更強(qiáng)的以地理位置作為依據(jù)的各項(xiàng)智能化服務(wù)。

得益于政策和大行業(yè)的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)汽車行業(yè)得到極大的發(fā)展。到2020年三季度，我國車聯(lián)網(wǎng)總數(shù)量突破6,000萬規(guī)模，市場總規(guī)模突破了2,000億元人民幣，車聯(lián)網(wǎng)滲透率超過了20%，產(chǎn)業(yè)鏈條上的各節(jié)點(diǎn)的市場占比份額也相比上一季度有了一定的提升，比如服務(wù)商市場份額占比為61%，服務(wù)供應(yīng)商和硬件廠商市場份額占比分別為12%和17%，通訊運(yùn)營商的市場份額占比為10%。按照這一發(fā)展趨勢，預(yù)計(jì)在2025年底，在5G基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈條趨于成熟的助力下，汽車市場上的車聯(lián)網(wǎng)滲透率可能會提高到77%左右，整個市場規(guī)模也有可能會突破萬億或接近萬億。（如REF_Ref71572038\h圖1-1所示）圖STYLEREF1\s1-SEQ圖\*ARABIC\s112015-2025中國車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模及滲透率1.4.2國外現(xiàn)狀在無人駕駛測試的研發(fā)公司中，谷歌無人駕駛公司和通用汽車公司分別以第一和第二的優(yōu)異成績拔得頭籌。并且這兩大公司的無人駕駛道路測試?yán)锍桃呀?jīng)累計(jì)達(dá)到58萬千米，借助這樣頻繁的測試獲取了大規(guī)模可信度較高的無人駕駛動態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)。此外，德國戴姆勒企業(yè)也構(gòu)建老人全世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大數(shù)據(jù)平臺，全自動駕駛發(fā)展至L4。日本、韓國政府也先后推出了國家自動駕駛研發(fā)計(jì)劃，即SIP，推動本國在智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)方面的研發(fā)和發(fā)展，并且使其研究、開發(fā)領(lǐng)域更為開闊，選取普通路段作為智能網(wǎng)聯(lián)汽車所駕駛的被測試道路，使得測驗(yàn)駕駛過程中的目標(biāo)對象不僅僅局限于高速公路；根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)道，日、韓已經(jīng)度過了自動駕駛功能的發(fā)展初期階段[6]。以歐盟為主的汽車制造龍頭企業(yè)例如奔馳、寶馬等公司基于現(xiàn)存的ADAS技術(shù)，共同合作開啟了C-ITS戰(zhàn)略、AdaptIVe研究項(xiàng)目等，預(yù)計(jì)于2030年，徹底達(dá)到完全自動駕駛的目標(biāo)。從全球整體出發(fā)可知，智能網(wǎng)聯(lián)全球汽車產(chǎn)業(yè)鏈條發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定的發(fā)展突破，并初具規(guī)模，各個國家的汽車公司相互聯(lián)合，共同研究、開發(fā)新技術(shù)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已經(jīng)步入了迅速發(fā)展時期[7]。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線智能汽車智能汽車：即普通汽車的基礎(chǔ)上，增添攝像頭、雷達(dá)等部分高科技的控制器、傳感器、執(zhí)行器等各類裝置，車輛內(nèi)部的環(huán)境感知系統(tǒng)，以及信息終端的互相聯(lián)動，成功完成人、車、路等多方彼此間的信息交換，賦予車輛智能環(huán)境感知、體驗(yàn)?zāi)芰?，可以對車輛駕駛過程中的是否安全，是否存在危險(xiǎn)進(jìn)行分析和感知，并使得車輛能夠滿足人所提出的需求，抵達(dá)準(zhǔn)確的目的地，最后完成無人駕駛的最終目標(biāo)。作為\t"/item/%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"智能汽車之一無人駕駛汽車，被稱之為輪式移動機(jī)器人，主要依賴于汽車內(nèi)部的\t"/item/%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心的以來達(dá)成智能代替人進(jìn)行駕駛的最終\t"/item/%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"目的，主要依靠車載環(huán)境感知系統(tǒng)對道路環(huán)境進(jìn)行感知，借助自主規(guī)劃并辨別駕車路線，并完成對車輛的控制，以完成既定目標(biāo)的智能汽車。它是借助環(huán)境感知系統(tǒng)，對車輛周邊的環(huán)境進(jìn)行感知，并依照所獲取的道路情況、車輛定位、障礙物數(shù)據(jù)等等，調(diào)控車輛行進(jìn)的快慢與方向，進(jìn)而保證車輛其安全性，以及可靠性。車聯(lián)網(wǎng)IOV，即車聯(lián)網(wǎng)，是Internet

of

Vehicle的縮寫，同樣是汽車上轉(zhuǎn)載的設(shè)備，借助無線通信技術(shù)，對信息網(wǎng)絡(luò)平臺之中全部的車輛動態(tài)數(shù)據(jù)，加以科學(xué)、高效的運(yùn)用，在汽車運(yùn)轉(zhuǎn)過程之中，給予各類功能的服務(wù)。由此可知，車聯(lián)網(wǎng)展現(xiàn)出不同的特征，例如：車聯(lián)網(wǎng)可以為車輛彼此間的間距提供保證，減小了車輛之間出現(xiàn)撞擊事故的概率；車聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)檐囍魈峁?shí)時的導(dǎo)航，并借助和其余車輛以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)彼此間的通訊，提升交通運(yùn)轉(zhuǎn)的效率。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一般針對的對象是道路交通，向交通管理人員給予決策方面的支持，使得車和車、車和道路之間保持協(xié)調(diào)性，使得交通參與人員獲得相應(yīng)的信息服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)屬于智能交通系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，互相融合所誕生的產(chǎn)物，同樣是智能交通系統(tǒng)其關(guān)鍵構(gòu)成之一，大部分展現(xiàn)在汽車在實(shí)際場景之中的運(yùn)用，現(xiàn)階段僅僅處于導(dǎo)航、娛樂體系的基本性功能時期，在自主安全以及節(jié)能減排領(lǐng)域的發(fā)展還具有極大的前景。智能網(wǎng)聯(lián)汽車智能網(wǎng)聯(lián)汽車、車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛汽車、智能交通系統(tǒng)彼此間具有密切的聯(lián)系，可是彼此間的界限并不顯著，具體的關(guān)系內(nèi)容如REF_Ref69662610\h圖2-1所顯示。圖2-1智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念關(guān)系圖車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能汽車的最重要載體，只有充分利用互聯(lián)技術(shù)才能保障智能網(wǎng)聯(lián)汽車真正擁有充分的智能和互聯(lián)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車更注重于處理節(jié)能、安全、環(huán)保等約束產(chǎn)業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的重要問題。智能網(wǎng)聯(lián)汽車以及車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)協(xié)同性發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)汽車依靠車聯(lián)網(wǎng)，不但要借助技術(shù)創(chuàng)新和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，還可實(shí)現(xiàn)V2X之彼此間通過各種形式的信息交換以及共同分享，提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車其駕駛過程中的安全性。智能網(wǎng)聯(lián)汽車自身就具有主動的環(huán)境感知能力，同樣是智能交通系統(tǒng)的重要組成之一，并且還是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之中的重要結(jié)點(diǎn)，借助車載信息終端完成和路人、車、路、業(yè)務(wù)平臺彼此間的無線通信，以及信息交換。智能網(wǎng)聯(lián)汽車其聚焦點(diǎn)都放在了車上，發(fā)展核心在于增強(qiáng)汽車安全性，最終的目標(biāo)就是無人駕駛汽車；但是車聯(lián)網(wǎng)的聚焦點(diǎn)在于構(gòu)建一個規(guī)模較廣的交通體系，核心在于向汽車給予信息服務(wù)，最終的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)；無人駕駛汽車還是汽車智能化與車聯(lián)網(wǎng)的完美結(jié)合。智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù)2.4.1環(huán)境感知技術(shù)環(huán)境感知囊括了車輛自身狀態(tài)的感知、道路感知、路人感知、交通信號感知、交通標(biāo)志感知、交通現(xiàn)況感知、周邊汽車感知等等，當(dāng)中汽車自身狀態(tài)感知還囊括了行駛導(dǎo)向、行駛速度、行駛狀況、汽車定位等；道路感知囊括了道路種類的檢測、道路標(biāo)線的辨別、道路現(xiàn)況的判定、是不是偏離預(yù)期軌跡等等[8]。（如REF_Ref71576165\h圖2-2所示）圖STYLEREF1\s圖STYLEREF1\s2-2環(huán)境感知技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用行人感知其主要作用是判定汽車行駛前方是不是存在路人，其中囊括了夜晚、白天、障礙物遮掩的行人識別等等；交通信號感知一般包括主動辨別交叉路口其信號燈、怎樣更為高效穿過交叉的路口等；交通標(biāo)志感知一般指辨別道路兩邊的各類交通標(biāo)志，例如彎道、限速等等，在適當(dāng)?shù)玫綍r間向駕駛員進(jìn)行提醒，注意周圍的情況；交通狀況感知一般指辨別道路交通擁堵的狀況、是不是有交通事故發(fā)生等等，便于汽車能夠選出一條更為暢通的行駛路線；周邊車輛感知一般是感知車輛前、后、左、右四個方向的汽車情況，防止碰撞事故的發(fā)生，其中也囊括了交叉路口因障礙物，而無法看到的車輛。2.4.2無線通信技術(shù)

較長距離的無線通信技術(shù)一般運(yùn)用在實(shí)時互聯(lián)網(wǎng)接入方面，以4G/5G技術(shù)為主，尤其是5G技術(shù)被投入商用之后，就成為了車載長距離無線通信的轉(zhuǎn)型技術(shù)。短距離通信技術(shù)包括藍(lán)牙、通信技術(shù)、Wi-Fi等，其中的通信技術(shù)具有重要的意義，且具有極大的發(fā)展?jié)摿?，它可以完成在指定區(qū)域內(nèi)部，對高速度進(jìn)行運(yùn)動狀態(tài)中的移動目標(biāo)進(jìn)行辨別，以及雙向的通信，譬如V2V、V2I這類雙向通信，即時傳送圖像、音頻、相關(guān)數(shù)據(jù)等等[9]。2.4.3智能互聯(lián)技術(shù)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)主要面對相距較遠(yuǎn)的兩輛車，或者二者間被障礙物遮擋，二者彼此間沒有辦法進(jìn)行通信，因此可借助路側(cè)單元完成信息的傳遞，構(gòu)建整體屬于自組織的車載自組織網(wǎng)絡(luò)。具有代表性的應(yīng)用囊括了交叉路口協(xié)調(diào)駕駛、行駛安全警示、交通信息公布、以通信為基礎(chǔ)的縱向車輛管控，例如下REF_Ref71572059\h圖2-2所示。圖STYLEREF1\s2-SEQ圖\*ARABIC\s12智能互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用示意圖2.4.4車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)如今車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有CAN、LIN和MOST總線等，不過因?yàn)閭鬏斔俾市。瑤捳?，無法完成現(xiàn)如今的大數(shù)據(jù)處理。但以太網(wǎng)的產(chǎn)生是極大的進(jìn)步，它采取星形連接架構(gòu)，每個設(shè)備或者每條鏈路都能夠?qū)ｉT享受100M帶寬，并且傳輸速率可以高達(dá)萬兆級。此外以太網(wǎng)還能夠順應(yīng)將來汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢態(tài)，也就是開放性以及兼容性準(zhǔn)則，進(jìn)而能夠極易把現(xiàn)存的應(yīng)用嵌入到全新的系統(tǒng)之中。2.4.5信息融合技術(shù)

信息融合技術(shù)，即在指定準(zhǔn)則之下，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對于多元化信息剖析和整合，以完成各種應(yīng)用其分類任務(wù)而展開的處理過程。這一技術(shù)一般用來針對信息實(shí)行搜集、傳送、剖析與整合，把各種雜亂數(shù)據(jù)源依照各種原則完成組合，形成精準(zhǔn)、全面、及時、高效的綜合信息。智能網(wǎng)聯(lián)汽車搜集與傳遞傳信息種類繁多、數(shù)量大，必須采用信息融合技術(shù)才能保障實(shí)時性和準(zhǔn)確性。2.4.6信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)汽車連接網(wǎng)絡(luò)的過程中，同時也會產(chǎn)生相應(yīng)的信息安全問題。在運(yùn)用過程中，每一輛汽車和車主的相關(guān)信息都會被及時地傳送到網(wǎng)絡(luò)之中，進(jìn)而被感知，這類較為公開化的網(wǎng)絡(luò)之中的信息極易被盜取、干擾，更嚴(yán)重的被修改等等，進(jìn)而對智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系其安全性產(chǎn)生直接性的影響，所以在智能網(wǎng)聯(lián)汽車之中，一定要注重信息安全、隱私保護(hù)技術(shù)方面的研究。2.4.7人機(jī)界面技術(shù)人機(jī)界面技術(shù)特別是手勢辨別、語音調(diào)控、觸摸屏技術(shù)，將會在將來的國際汽車市場之中大放異彩。譬如奔馳、奧迪、寶馬、菲亞特等都在人機(jī)界面技術(shù)研究投入了大量的資金。各個國家汽車人機(jī)界面技術(shù)其發(fā)展的側(cè)重點(diǎn)也各異，美國、日本注重于遠(yuǎn)程控制，一般借助呼叫中心完成；德國其側(cè)重點(diǎn)在于汽車中央控制系統(tǒng)，即奧迪其MMI、奔馳其COMMAND、寶馬其iDrive。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)界面其設(shè)計(jì)，其最后的目的就是向用戶提供極佳的體驗(yàn)，提升用戶其駕駛樂趣或者駕駛整個過程之中的操作感受。它更為重視駕駛其安全性，這就要求人機(jī)界面設(shè)計(jì)工作一定要積極做好用戶體驗(yàn)、安全間的均衡，很大程度上安全始終是第一位的。智能網(wǎng)聯(lián)汽車人機(jī)界面必須以集中功能設(shè)置、車輛管控、信息娛樂、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載電話等各項(xiàng)功能，便于駕駛者迅速從設(shè)置、查詢、切換車輛系統(tǒng)其各類信息，進(jìn)而使得車輛達(dá)成最為理想的運(yùn)轉(zhuǎn)以及操縱狀況。將車載信息顯示系統(tǒng)和智能手機(jī)實(shí)行無縫的連接，人機(jī)界面所給予的輸入手段將存在各種選項(xiàng)，借助理由各類技術(shù)準(zhǔn)許消費(fèi)者可以依照各種操作、各種功能之間的隨意切換。5G技術(shù)在汽車上的應(yīng)用5G技術(shù)從本質(zhì)上講，5G僅僅改為了數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其余與從前的2G、3G、4G沒有差別[10]，5G具有比從前的2G、3G、4G具有更高的傳輸速度，最大的速度為10Gbit/s，要高于如今的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，和過去的4GLTE網(wǎng)絡(luò)相比較，速率提高了100倍。此外，5G還擁有較快的反應(yīng)速度，小于1ms，過去的4G網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)速度為20-70ms，這也意味著更小的網(wǎng)絡(luò)延遲。因此在汽車智能化，交通智能化有著極大的出色表現(xiàn)。各個國家5G移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀移動通信行業(yè)每十年就會發(fā)生一次變革。21實(shí)際20年代將會是全世界的5G技術(shù)繁榮發(fā)展的年代，依據(jù)GSA的數(shù)據(jù)，到2020年9月為止，全世界提供5G服務(wù)的運(yùn)營商共計(jì)101家，分布在44個國家或者地區(qū)。據(jù)估計(jì)，將來會有更多的運(yùn)營商提供5G服務(wù)，以此促進(jìn)現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展。雖然現(xiàn)在已經(jīng)有諸多的運(yùn)營商開始關(guān)注5G的發(fā)展，并在此領(lǐng)域進(jìn)行投資，然而目前5G技術(shù)在全世界范圍內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r并不協(xié)調(diào)。依據(jù)2020年11月23日我們國家工信部副部長劉烈宏給出的信息，目前我們國家已經(jīng)建設(shè)了70萬個5G信號基站，占全世界5G基站比例的70%，已經(jīng)有1.8億用戶進(jìn)行連接。全世界除了我們國家，只有韓國建設(shè)了12萬個5G信號基站，連接了一千萬終端，美國發(fā)展500-600萬5G用戶，表現(xiàn)尚可。因?yàn)樾盘柣镜慕⒉⒉煌晟疲虼嗽谌澜?，與4G相比較，5G并不具備明顯優(yōu)勢。依據(jù)2020年8月Opensignal給出的研究結(jié)果，針對5G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的調(diào)查，速度最高為506.1Mbps，其運(yùn)營商為美國的威瑞森電信，這是由于其采用毫米波部署的緣故，速度最低為47.0Mbps，其運(yùn)營商為美國的T-Mobile，對比各運(yùn)營商的4G和5G網(wǎng)絡(luò)，其中威瑞森電信差距最大，達(dá)到18.4倍，而T-Mobile僅為1.7倍，難以體現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。另外，根據(jù)SpeedTest同期測試，中國移動為318.23Mbps、中國電信是213.74Mbps、中國聯(lián)通是180.94Mbps，三大運(yùn)營商的5G傳輸速度展現(xiàn)了我們國家5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成果。（如REF_Ref69662515\hREF_Ref69662515\h圖3-1所示）圖STYLEREF1\s圖STYLEREF1\s3-SEQ圖\*ARABIC\s11各大運(yùn)營商傳輸速率對比圖目前，全世界范圍內(nèi)許多國家和地區(qū)都已經(jīng)頒布了相關(guān)法律法規(guī)來支持5G技術(shù)的發(fā)展，電信運(yùn)營商也不斷投資5G技術(shù)[11][12]。3.2.1中國：全球領(lǐng)先，大部分用戶和基站位于中國依據(jù)2020年1月IPLytics發(fā)表的研究，在5G技術(shù)領(lǐng)域，我們國家已經(jīng)掌握了全世界34%的重要專利，專利數(shù)目居于全世界第一。在5G技術(shù)的商用方面，我們國家5G的用戶量持續(xù)增多，目前已經(jīng)發(fā)展了2億的用戶，基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷增加，建設(shè)了70萬信號基站，都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其余國家的5G建設(shè)水平。并且，依據(jù)2021年全國工業(yè)和信息化工作會議中提到的數(shù)據(jù)，我們國家計(jì)劃在2021年建設(shè)60萬以上的5G基站，在此基礎(chǔ)上保持全世界領(lǐng)先位置。3.2.2美國：毫米波領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用在5G技術(shù)的商用方面，美國并沒有公開其建設(shè)基站的數(shù)量與終端數(shù)量等數(shù)據(jù)，但是，目前只有少量城市被5G技術(shù)所覆蓋到，根據(jù)美媒的估計(jì)，約有數(shù)百萬終端連接；美國5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展特點(diǎn)是全世界第一個建立毫米波頻率組網(wǎng)，其中Verizon已經(jīng)商用，AT&T計(jì)劃實(shí)施，這與美國政府釋放更多毫米波頻段，用于5G網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。3.2.3日本：發(fā)展落后于預(yù)期計(jì)劃自從進(jìn)入5G時代以來，日本便做出了宏大的規(guī)劃，要在電信行業(yè)建立長遠(yuǎn)的有利形勢。因此，在2018年，日本政府制定了“Beyond5G”發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)在2023年之前在全國范圍內(nèi)建設(shè)21萬5G信號基站，此外，日本政府提供了110Mhz的頻段用來進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，在這110Mhz中有80Mhz是新增加的，其余為重耕的頻段；在無線輸電、自動駕駛等前瞻性技術(shù)上加大研發(fā)；2030年前，在全球率先實(shí)現(xiàn)6G商用，并獲得全球基礎(chǔ)設(shè)施30%份額?，F(xiàn)在，日本的4家電信運(yùn)營商都已經(jīng)推出了5G服務(wù)，但是由于新冠疫情和東京奧運(yùn)會延期等等原因，導(dǎo)致日本5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展速度緩慢。到2020年10與，日本共有5G用戶約五百萬人，建立了三到四萬5G信號基站。5G關(guān)鍵技術(shù)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的影響3.3.1高頻段傳輸5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以前，電信技術(shù)頻段分布在25.75GHz之下，這就造成了頻譜過載的問題，而5G的頻率范圍在24.25GHz~52.06GHz內(nèi)，擁有高寬帶，低延遲和高速率的特點(diǎn)，5G寬帶到400MHz，是4G的4倍。速率最大可達(dá)到10Gpbs整整是4G的10倍[13]，因此相比傳統(tǒng)通信技術(shù)5G有著極大的突破性。5G在高頻段（如毫米波、厘米波頻段）可用頻譜資源豐富，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的頻段使用與分配問題得到有效緩解，擺脫頻譜資源緊張的現(xiàn)狀[14]。3.3.2新型多天線傳輸以往的天線技術(shù)為2D技術(shù)，陣列擴(kuò)充到3D陣列，產(chǎn)生了全新的3D-MIMO技術(shù)，這一技術(shù)有利于增加無線信號的覆蓋能力，通過多終端波束智能賦性來降低終端間的干擾，并且還利用了高頻段毫米波的技術(shù)。大量天線信道測試結(jié)果表明，多個終端空分多址（SDMA）能夠?qū)崿F(xiàn)，這樣能夠減少發(fā)射功率將極大地減少5G與智能網(wǎng)聯(lián)汽車之間的功率消耗，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能的目標(biāo)。3.3.3全雙工通信技術(shù)全雙工通信具備同時同頻的優(yōu)勢，處于同一頻譜的兩個終端能夠在輸出信號的同時收到信號，相比于以往的時分雙（TD-SCDMA，簡稱TDD）與頻分雙工（FrequencyDivisionDuplex，簡稱FDD），從理論上可使空口頻譜效率提高1倍。（全雙工通信技術(shù)工作原理如REF_Ref71572177\h圖3-2所示）圖STYLEREF1\s圖STYLEREF1\s3-SEQ圖\*ARABIC\s12全雙工通信技術(shù)工作原理圖3.3.4D2D設(shè)備到設(shè)備通信（device-to-devicecommunication,D2D）具有諸多優(yōu)勢，不僅能夠增強(qiáng)系統(tǒng)性能，提高用戶滿意度，減少基站負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)頻譜效率，并且在傳遞信號的時候無需通過基站進(jìn)行傳遞。但是蜂窩網(wǎng)絡(luò)依然管理著有關(guān)的控制信號，在5G網(wǎng)絡(luò)中利用D2D通信，也可以達(dá)到上述效果，降低基站壓力，增加頻譜利用率，減少延遲，減少終端發(fā)射消耗。并且在基站受損或者沒有被覆蓋到的地區(qū)，利用D2D通信能夠?qū)崿F(xiàn)信號傳遞，甚至可以連接蜂窩網(wǎng)絡(luò)。所以，在5G與車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，D2D通信發(fā)揮著重要的作用[15]。3.3.5低延時性假設(shè)一輛車以50km\h的速度行駛的話，該車的速度節(jié)點(diǎn)50ms的緊急制動距離為0.7m，那么1ms的緊急制動距離就是0.014m.若該車在4G的技術(shù)條件下車輛節(jié)點(diǎn)達(dá)到最低延時是50ms，即0.7m就是最短的緊急制動距離，若在5G的技術(shù)條件下車輛節(jié)點(diǎn)達(dá)到最低延時是1ms，即0.014m就是該車緊急制動距離。因此5G的低延時性讓智能網(wǎng)聯(lián)汽車能更加快速的反應(yīng)，極大提高了汽車安全制動，使得無人駕駛汽車技術(shù)得到快速發(fā)展[16,17]。5G在汽車上的應(yīng)用案例3.4.1上汽集團(tuán)MarvelR車型由上汽集團(tuán)公告的R汽車的MarvelR車型，已經(jīng)有國內(nèi)廠家的車型拿到5G雙證，也是全球第一款可以上路的5G汽車即將投入生產(chǎn)。它擁有SRRC（中國無線電管理局）頒發(fā)的車規(guī)級5G/C-V2X終端產(chǎn)品認(rèn)證，另一個是中國5G終端電芯設(shè)備進(jìn)網(wǎng)許可證。Marvel

R搭載的5G通訊終端是上汽自旗下的聯(lián)創(chuàng)汽車電子定制的5G只能網(wǎng)聯(lián)直連通信車載終端i-BOX，能實(shí)現(xiàn)5G-V2X功能的車載終端。i-BOX采用華為的5G巴龍5000芯片和Mobileye

EyeQ4H芯片?？梢詫?shí)現(xiàn)和周圍環(huán)境的溝通，可以通過5G與道路信息后臺獲取實(shí)時道路信息、紅綠燈變化信息，讓車輛比駕駛員更早預(yù)知到前方道路情況。這一功能后續(xù)將會無限擴(kuò)展，如5G車輛的車對車溝通，車輛和基礎(chǔ)設(shè)施溝通甚至車輛和人的溝通。簡單來說，裝備了5G終端的汽車，才能真正實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，而不是在黑暗中摸索。3.4.2廣汽埃安LX廣汽新能源發(fā)布的全新車型埃安LX也開啟了自駕功能，埃安LX在0-120km/h全速域行駛過程中，無駕駛員干預(yù)的自動駕駛。已達(dá)到L3級別的自動駕駛，而且搭載了ADiGO3.0自動駕駛系統(tǒng)，采用華為5G巴龍5000芯片由5GT-BOX模組提供百兆的傳輸速率并采用V2X賦予智能駕駛。這套系統(tǒng)搭載了高精地圖+高精雷達(dá)+MobileyeEyeQ4攝像頭配合巴龍5000對大數(shù)據(jù)地、車載雷達(dá)、攝像頭對車輛的是情況進(jìn)行全方位的定位分析，以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃路線，高精地圖可以實(shí)現(xiàn)車道級別的精準(zhǔn)定位，而這些都需要5G的參與。從而做到不偏離車道的自動駕駛，除“三重感知”技術(shù)之外，這套系統(tǒng)還配備了駕駛員疲勞監(jiān)測（DMS）和方向盤脫離預(yù)警（HOD）功能，這也進(jìn)一步保證了在自動駕駛時，車上人員以及車外事物的安全性問題，進(jìn)一步強(qiáng)化了自動駕駛最需要解決的問題——主動和被動安全，而且為了實(shí)現(xiàn)L3技術(shù)。3.4.3比亞迪漢車型比亞迪也正式宣布，旗下漢車型搭載了業(yè)界首款5G車載模組MH5000。MH5000是業(yè)內(nèi)首款5G-V2X（可以簡單地理解為“基于5G通訊的車聯(lián)網(wǎng)”）車載模塊，MH5000最高下行峰值速率達(dá)2Gbps，最高上行峰值速率為230Mbps，能夠滿足汽車5G通訊需求，給車輛數(shù)據(jù)互通、車路協(xié)同以及未來的自動駕駛提供助力。例如DiPilot智能輔助駕駛系統(tǒng)，彎道速度控制系統(tǒng)、FCW前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)、AEB-CCR自動緊急制動系統(tǒng)、AEB-VRU行人識別/保護(hù)系統(tǒng)、EBA緊急制動輔助系統(tǒng)、ESS緊急制動提醒系統(tǒng)、LDWS車道偏離預(yù)警系統(tǒng)等等，都可通過5G車載模組進(jìn)行。5G智能網(wǎng)聯(lián)汽車障礙感知解決方案對智能網(wǎng)聯(lián)汽車而言與智能無人駕駛是必然要求，對于車輛對周邊的障礙物感知問題是車路協(xié)同的關(guān)鍵。車路協(xié)同系統(tǒng)包括車載系統(tǒng)、路側(cè)系統(tǒng)、云平臺，主要功能包括車輛終端獲取、車輛位置數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)，如圖4-1所示。圖4-1車路協(xié)同系統(tǒng)原理圖車載系統(tǒng)車載系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)車輛GPS定位、車輛姿態(tài)數(shù)據(jù)獲取，車輛數(shù)據(jù)處理、同步，車輛數(shù)據(jù)廣播、推送等功能。車載系統(tǒng)通過V2X通信將車輛數(shù)據(jù)廣播給周圍車輛、路側(cè)設(shè)備；通過3G/4G/5G移動蜂窩通信將數(shù)據(jù)上傳給云平臺，以實(shí)現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)調(diào)整；同時，車載系統(tǒng)還可以通過車載傳感器或V2X通信模塊等識別周圍交通環(huán)境，包括周圍車輛、障礙物、行人等。路側(cè)系統(tǒng)路側(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)交通信息捕捉與的傳遞，像道路危險(xiǎn)狀況、交通標(biāo)牌、交通信號燈以及通過云平臺推送的實(shí)時交通狀況等。路側(cè)設(shè)備通過V2I通信將該路段的限速、交通標(biāo)牌、危險(xiǎn)提醒、交通燈狀態(tài)等廣播給周圍車輛；在一些V2V信號遮擋的路段轉(zhuǎn)發(fā)車輛V2V數(shù)據(jù)，提高車輛感知范圍；同時，接收云平臺的交通危險(xiǎn)、調(diào)度信息通過V2I通信推送到周圍車輛，提高駕駛安全和交通效率。云平臺云平臺主要實(shí)現(xiàn)車輛信息的統(tǒng)計(jì)，交通危險(xiǎn)、調(diào)度信息的實(shí)時推送；另外，云平臺還可以通過路側(cè)設(shè)備推送生活推薦服務(wù)，既能提高駕駛安全，又能提高駕駛?cè)顺鲂行省＝鉀Q方案如REF_Ref71572196\h圖4-2所示，車輛的車載系統(tǒng)對周身環(huán)境感知檢測到障礙物并通過V2X通信將障礙數(shù)據(jù)傳到其他車輛和基站，基站通過光纖通信傳輸?shù)皆破脚_，云平臺將收到車輛實(shí)時情況結(jié)合路側(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)作出避讓障礙最優(yōu)路徑規(guī)劃，并將此路徑發(fā)給車載系統(tǒng)，讓其避讓路徑前行，而路測系統(tǒng)會對交通信號調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)效果，從而提高駕駛安全和交通效率。圖4-2車路協(xié)同障礙感知設(shè)計(jì)示意圖總結(jié)1.在領(lǐng)先與世界的5G技術(shù)背景下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車是我國在汽車技術(shù)市場占領(lǐng)先機(jī)的核心點(diǎn)，是國家汽車行業(yè)革新優(yōu)化、逐步增強(qiáng)的突破點(diǎn)，對建設(shè)先進(jìn)的交通運(yùn)輸體系、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、國家創(chuàng)新、增強(qiáng)交通安全、完成實(shí)能減排等層面而言，至關(guān)重要。而且還有利于人工智能、智能終端、5G、先進(jìn)傳感器等領(lǐng)域的發(fā)展。2.智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的核心技術(shù)涵蓋了信息融合與安全保障、車載網(wǎng)絡(luò)、輔助駕駛、環(huán)境探測、人機(jī)界面（HMI）、無線通信、智能互聯(lián)等等技術(shù)。智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛的汽車、智能交通、系統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)之間具有緊密聯(lián)系，并且無需明確劃分他們之間相輔相成。3.隨著5G在汽車上的逐步發(fā)展，汽車不再是傳統(tǒng)的簡單作為交通工具，而是轉(zhuǎn)變成了一個移動智能終端，擁有著極高的傳輸速率從而提高各式各樣的使用場景。以智能網(wǎng)聯(lián)汽車為核心的車載娛樂系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、人機(jī)界面、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以及自動駕駛都在5G技術(shù)的加持下得到進(jìn)一步發(fā)展。4.智能網(wǎng)聯(lián)汽車在全世界范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展的時期，在全世界汽車行業(yè)中已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)，各個國家的汽車企業(yè)都在進(jìn)行合作，共同研究開發(fā)新技術(shù)。在5G技術(shù)發(fā)展上中國全球領(lǐng)先，其余各國也是接踵而來出臺一系列5G扶持政策，各運(yùn)營商亦開始在5G技術(shù)領(lǐng)域投資。5.