5G技術對智能網聯汽車的影響探究

岑少飛 張鳳

摘要：新時代，我國網絡通信技術發展漸趨成熟，隨著5G技術的出現，4G時代已經開始緩緩落下帷幕。近段時間以來，5G商業化推進速度飛快，在一定程度上，也為我國汽車產業帶來了影響，在市場和技術雙重因素的推動下，傳統汽車和新興科技產業都將新能源汽車、智能化汽車和網聯化汽車作為未來發展重點，智能網聯汽車的推出已經成為時代發展的必然。但需要注意的是，當前階段我國智能網聯汽車的發展也存在一定的問題，基于此，有必要科學利用5G技術，協助智能網聯汽車研發和生產企業突破瓶頸。

關鍵詞：智能網聯;影響;發展;汽車;5G技術

中圖分類號：TP319? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0208-02

0? 引言

在5G時代背景下，將5G技術與智能網聯汽車的發展科學相融，能夠為汽車消費者帶來全新的智能科技體驗，基于此，5G技術于智能網聯汽車領域的應用已經成為眾多汽車生產企業的探索焦點?？偨Y來說，5G技術和汽車行業相融合，是時代的進步，也是對人性化用車要求的迎合，基于5G技術，能夠實現車和車之間、車和路之間、車和人之間以及車和服務平臺之間全方位網絡的構建，進而達成車聯萬物的目標。

1? 5G技術基本概念和特點

第五代移動通信技術是最新一代蜂窩移動通信技術，是4G、3G和2G系統后的延伸。從5G技術的性能目標來看，主要是為了滿足降低成本、提高系統容量、降低延遲、高數據速率、大規模設備連接的要求，2019年7月23日，中興通訊首款5G手機開始在京東、天貓等平臺同步開啟預售預定，2019年11月1日，5G商用套餐于我國三大運營商正式上線[1]。

與前幾代移動通信存在明顯的差異，5G技術是移動通信從技術中心向用戶中心過渡的結果，詳細來說，5G技術的網絡特點主要體現于七個層面：一是峰值速率契合Gbit/s標準，符合虛擬現實和高清視頻等較大數據傳輸的要求，二是空中接口延時水平在1ms左右，契合遠程醫療和自動駕駛等實時應用的需求，三是超大網絡容量，5G技術具備滿足物聯網通信和連接千億設備的能力，四是頻譜效率更理想，相比于LTE而言，提升在10倍以上，五是在高移動性和連續廣域覆蓋背景下，5G技術的用戶體驗速率可達100Mbit/s，六是無論是流量密度方面，還是連接數密度方面，5G技術都有較高的提升幅度，七是智能化水平顯著提升，系統更加系統，網絡間的調整也更加自動和靈活[2]。

從5G技術的應用領域來看，自5G技術問世以來，開始嘗試于不同領域應用，并取得了一定的應用成果。首先，應用于車聯網和自動駕駛領域，眾所周知，車聯網技術的發展經歷了有線通信的道路提示牌階段、2G階段、3G階段和4G網絡階段，而5G技術問世后，車聯網也可以以5G技術為依托，向自動駕駛領域發展。從美國、日本和我國的汽車發展規劃內容來看，依托5G技術，2025年自動駕駛汽車即可實現量產。其次，應用于外科手術領域，2019年，我國外科醫生首次應用5G技術實現了遠程外科手術，這也是全球范圍內的首例融合5G技術的手術，該名醫生利用5G技術，操控距福建省約48公里外偏遠地區的機械臂，完成了具體手術操作。在手術階段，操作延時僅有0.1s，該名外科醫生成功切除了實驗動物的肝臟，在一定程度上，為全球范圍內的患者帶來了希望。最后，應用于智能電網領域，基于電網對安全性和覆蓋性要求較高的特點，可以考慮將5G技術融合其中，打造智能電網，進而達成高可靠度、信號平穩和安全工作的基本要求。

2? 智能網聯汽車基本概念

所謂智能網聯汽車，實際上和傳統的汽車存在明顯的差異，智能網聯汽車配備技術先進的控制器、執行器和傳感器等，能夠將網絡技術和現代通信技術深度融合，進而實現人、車、路的智能共享和智能交換。同時，在復雜的行車背景下，智能網聯汽車也能夠在第一時間內作出感知和判斷，在做出智能決策的同時，也能夠正確控制汽車[3]?？偨Y來說，作為新一代汽車雛形，依托5G技術，在確保駕駛人員和乘車人員安全的前提下，智能網絡汽車很可能實現代替人操作、實現自動駕駛的目標。

另外，智能網聯汽車和傳統汽車的不同之處還在于，智能網聯汽車兼具智能化和網聯化特點。在智能化層面，智能網聯汽車以一般汽車為基礎，配備攝像頭和雷達等先進的傳感器裝置，基于車載環境感知，實現車、路、人的信息交換，進而賦予汽車環境感知能力，汽車在自動分析行駛安全和危險狀態的同時，也能夠遵照駕駛人員的指令，代替人操作，安全到達目的地[4]。在網聯化層面，智能網聯汽車基于通信互聯，實現車和車、車和網絡中心、車和智能交通系統等的連接，且隨著5G技術和汽車研發生產技術的進步，還能夠實現車和住宅、車和辦公室以及車和部分公共基礎設施的連接，全面解決人—車—外部環境三者間的信息交流問題。

3? 5G技術對智能網聯汽車發展的價值

2019年，我國相關部門宣布5G商用牌照正式發放，這也意味著我國開始邁入5G商用時代。在最初階段，社會公眾對5G技術的了解甚少，普遍認為5G技術主要應用于通訊領域，但實際上，5G技術不僅可以應用于通訊領域，應用在人和人之間，5G技術還可以應用在物與物之間，也就是被稱為移動狀態的物聯網。在新時期，5G技術的一個重要應用領域就是智能網聯汽車領域，作為移動物聯網的載體，智能網聯汽車已經開始在全國范圍內的各個省市地區進行測試應用，相信假以時日，智能網聯汽車即可全面和社會公眾的生活相融合[5]。

嚴格來說，當前階段智能網聯汽車的發展，尚處于初級階段，智能網聯于汽車內部的應用，普遍在車內生活場景升級、人車語音交互等方面。在5G技術的強力推動下，未來，智能網聯汽車將向著自動駕駛的方向發展，基于5G技術，能夠圓滿解決過往階段下信號接收、信號處理、信號延遲等問題，且能夠在短時間內作出正確的駕駛決策，在提升駕駛安全性的同時，也能夠為駕駛人員提供一定的休閑放松時間。

4? 5G技術和自動駕駛的聯系

提到5G技術，可能大多數的人都會想到傳播速度變快，但實際上，5G技術和4G通信技術的不同之處在于，5G技術在4G技術滿足人和人之間通信需求的基礎上，進一步實現了人和物、物和物之間多重主體的通信和連接。截止日前，5G技術主要包括三個應用場景[6]。

首先，eMBB應用場景，所謂eMBB應用場景，主要針對移動寬帶領域，毫無疑問，應用5G技術的用戶首先在速度層面，就會感受到顯著的變化，相比于4G技術而言，5G技術更快，其體驗速速率0.1-1gpbs，峰值速率達10gbps，流量密度平均10Tbps/km2。其次，超可靠低時延通信應用場景，在超可靠低時延通信應用場景下，端與端的時間延遲可以達到ms級別，可靠性接近100%。最后，mMTC應用場景，也被稱之為海量機器類通信場景，在該場景下，連接數的密度每平方公里可以連接100萬個終端。而5G技術擁有的以上三個應用場景和低延時、超可靠的特點，恰好是無人駕駛的核心需求，現階段，汽車上配備的攝像頭、雷達等感知技術，實際上只是為駕駛人員提供了一項駕駛輔助，并沒有使駕駛人員和汽車實現互動，同時，汽車感知技術還會深受外界環境影響。將5G技術應用于汽車后，基于5G技術的交互式感知，車輛可以對外界環境進行輸出，不僅能夠探測狀態，同時還可進行反饋，滿足自動駕駛協同合作的許多場景。

總結來說，可將5G通信提升自動駕駛感知能力的原因歸納為三個層面：

①基于5G技術，不僅能夠降低時間延遲，同時，也可降低道路參與者的不確定性，實現車與其他車輛、車與其他物體之間的信息交互等。

②基于5G技術，可以解決傳感器受環境和距離限制的問題，以5G技術為依托，駕駛人員能夠獲得非視距信息，優化行車安全[7]。

③基于5G技術，單車智能到協作式智能的演化也顯著縮短。

另外，5G技術的應用也為智能網聯汽車的自動駕駛研發提供了更多的思路和可能，例如：以5G技術為依托，汽車可以實現自主行駛測試任務，且測試結果準確性也會有所提高，同時，在自動駕駛階段，依托5G技術，自動駕駛系統可以在第一時間作出判斷，將信息傳達給遠程駕駛人員，在一定程度上，保障了駕駛的安全性。

5? 智能網聯汽車對5G技術的需求

在未來發展階段，自動駕駛的實現需要高端技術的支撐，需要以交通信息的交互為基礎，需要達成圍繞自動駕駛構建虛擬現實環境的目標，而種種需求的實現都有賴于5G技術，5G技術可以從技術指標層面為智能網聯汽車的發展提供有力條件。

首先，在ICT 技術層面，未來階段，交通融合發展環境將形成，無論是產業生態層面，還是政策環境層面，都逐漸形成了融合推進的格局。其次，在產業層面，截止日前，專業領域以形成了一定的業績和成果，如搭建跨行業創新平臺和產業應用等。同時，近段時間以來，越來越多的企業和機構開始從需求和商業模式出發，開展了相關設計活動和測試工作，在一定程度上，推動了行業間合作的形成和CV2X測試認證評估體系的建立。最后，在政策層面，我國頒布的《國家車聯網產業標準體系建設指南（智能網聯汽車）》為產業發展指明了方向。在示范區建設層面，北京、重慶、上海等地方，從智能化、網聯化、交通應用等層面做了很多相關測試，為推動產業發展提供了基礎平臺。

6? 結束語

總而言之，新時期5G時代的帶來，推動了5G技術與社會各領域和各行業的深度融合，汽車領域亦是如此，在一定程度上，也加快了智能網聯汽車的發展步伐。所謂智能網聯汽車，實際上是汽車、電子、信息、交通、定位導航、網絡通信、互聯網應用等行業領域深度融合的新型產業，而5G時代的來臨，則為汽車智能網聯化發展奠定了強大的技術基礎。以5G技術為依托，智能網聯汽車方能實現萬物互聯目標，無人駕駛汽車才能與社會公眾的生活深度融合。

參考文獻：

[1]田高華，徐曉宇，江傳玉.5G背景下贛州市智能網聯汽車產業研究[J].時代汽車，2020（22）：28-29.

[2]李儼.5G與車聯網——基于移動通信的車聯網技術與智能網聯汽車[J].中國信息化，2019（006）：封3.

[3]黃海峰.大唐移動積極發展智能網聯汽車業務 借5G開啟車聯網新篇章[J].通信世界，2018（018）：30-31.

[4]陳荊花，黃曉彬，李潔.面向智能網聯汽車的V2X通信技術探討[J].電信技術，2016，1（05）：24-27.

[5]劉凱.關于推動智能網聯汽車發展的若干思考——以武漢智能網聯汽車發展為例[J].福建質量管理，2020（003）：255，228.

[6]戴一凡，李克強.智能網聯汽車發展現狀與趨勢分析[J].汽車制造業，2015.

[7]工信部.《2019年智能網聯汽車標準化工作要點》發布[J]. 工程機械，2019.