5G技术对智能网联汽车的影响探究

岑少飞 张凤

摘要：新时代，我国网络通信技术发展渐趋成熟，随着5G技术的出现，4G时代已经开始缓缓落下帷幕。近段时间以来，5G商业化推进速度飞快，在一定程度上，也为我国汽车产业带来了影响，在市场和技术双重因素的推动下，传统汽车和新兴科技产业都将新能源汽车、智能化汽车和网联化汽车作为未来发展重点，智能网联汽车的推出已经成为时代发展的必然。但需要注意的是，当前阶段我国智能网联汽车的发展也存在一定的问题，基于此，有必要科学利用5G技术，协助智能网联汽车研发和生产企业突破瓶颈。

关键词：智能网联;影响;发展;汽车;5G技术

中图分类号：TP319                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）11-0208-02

0  引言

在5G时代背景下，将5G技术与智能网联汽车的发展科学相融，能够为汽车消费者带来全新的智能科技体验，基于此，5G技术于智能网联汽车领域的应用已经成为众多汽车生产企业的探索焦点。总结来说，5G技术和汽车行业相融合，是时代的进步，也是对人性化用车要求的迎合，基于5G技术，能够实现车和车之间、车和路之间、车和人之间以及车和服务平台之间全方位网络的构建，进而达成车联万物的目标。

1  5G技术基本概念和特点

第五代移动通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术，是4G、3G和2G系统后的延伸。从5G技术的性能目标来看，主要是为了满足降低成本、提高系统容量、降低延迟、高数据速率、大规模设备连接的要求，2019年7月23日，中兴通讯首款5G手机开始在京东、天猫等平台同步开启预售预定，2019年11月1日，5G商用套餐于我国三大运营商正式上线[1]。

与前几代移动通信存在明显的差异，5G技术是移动通信从技术中心向用户中心过渡的结果，详细来说，5G技术的网络特点主要体现于七个层面：一是峰值速率契合Gbit/s标准，符合虚拟现实和高清视频等较大数据传输的要求，二是空中接口延时水平在1ms左右，契合远程医疗和自动驾驶等实时应用的需求，三是超大网络容量，5G技术具备满足物联网通信和连接千亿设备的能力，四是频谱效率更理想，相比于LTE而言，提升在10倍以上，五是在高移動性和连续广域覆盖背景下，5G技术的用户体验速率可达100Mbit/s，六是无论是流量密度方面，还是连接数密度方面，5G技术都有较高的提升幅度，七是智能化水平显著提升，系统更加系统，网络间的调整也更加自动和灵活[2]。

从5G技术的应用领域来看，自5G技术问世以来，开始尝试于不同领域应用，并取得了一定的应用成果。首先，应用于车联网和自动驾驶领域，众所周知，车联网技术的发展经历了有线通信的道路提示牌阶段、2G阶段、3G阶段和4G网络阶段，而5G技术问世后，车联网也可以以5G技术为依托，向自动驾驶领域发展。从美国、日本和我国的汽车发展规划内容来看，依托5G技术，2025年自动驾驶汽车即可实现量产。其次，应用于外科手术领域，2019年，我国外科医生首次应用5G技术实现了远程外科手术，这也是全球范围内的首例融合5G技术的手术，该名医生利用5G技术，操控距福建省约48公里外偏远地区的机械臂，完成了具体手术操作。在手术阶段，操作延时仅有0.1s，该名外科医生成功切除了实验动物的肝脏，在一定程度上，为全球范围内的患者带来了希望。最后，应用于智能电网领域，基于电网对安全性和覆盖性要求较高的特点，可以考虑将5G技术融合其中，打造智能电网，进而达成高可靠度、信号平稳和安全工作的基本要求。

2  智能网联汽车基本概念

所谓智能网联汽车，实际上和传统的汽车存在明显的差异，智能网联汽车配备技术先进的控制器、执行器和传感器等，能够将网络技术和现代通信技术深度融合，进而实现人、车、路的智能共享和智能交换。同时，在复杂的行车背景下，智能网联汽车也能够在第一时间内作出感知和判断，在做出智能决策的同时，也能够正确控制汽车[3]。总结来说，作为新一代汽车雏形，依托5G技术，在确保驾驶人员和乘车人员安全的前提下，智能网络汽车很可能实现代替人操作、实现自动驾驶的目标。

另外，智能网联汽车和传统汽车的不同之处还在于，智能网联汽车兼具智能化和网联化特点。在智能化层面，智能网联汽车以一般汽车为基础，配备摄像头和雷达等先进的传感器装置，基于车载环境感知，实现车、路、人的信息交换，进而赋予汽车环境感知能力，汽车在自动分析行驶安全和危险状态的同时，也能够遵照驾驶人员的指令，代替人操作，安全到达目的地[4]。在网联化层面，智能网联汽车基于通信互联，实现车和车、车和网络中心、车和智能交通系统等的连接，且随着5G技术和汽车研发生产技术的进步，还能够实现车和住宅、车和办公室以及车和部分公共基础设施的连接，全面解决人—车—外部环境三者间的信息交流问题。

3  5G技术对智能网联汽车发展的价值

2019年，我国相关部门宣布5G商用牌照正式发放，这也意味着我国开始迈入5G商用时代。在最初阶段，社会公众对5G技术的了解甚少，普遍认为5G技术主要应用于通讯领域，但实际上，5G技术不仅可以应用于通讯领域，应用在人和人之间，5G技术还可以应用在物与物之间，也就是被称为移动状态的物联网。在新时期，5G技术的一个重要应用领域就是智能网联汽车领域，作为移动物联网的载体，智能网联汽车已经开始在全国范围内的各个省市地区进行测试应用，相信假以时日，智能网联汽车即可全面和社会公众的生活相融合[5]。

严格来说，当前阶段智能网联汽车的发展，尚处于初级阶段，智能网联于汽车内部的应用，普遍在车内生活场景升级、人车语音交互等方面。在5G技术的强力推动下，未来，智能网联汽车将向着自动驾驶的方向发展，基于5G技术，能够圆满解决过往阶段下信号接收、信号处理、信号延迟等问题，且能够在短时间内作出正确的驾驶决策，在提升驾驶安全性的同时，也能够为驾驶人员提供一定的休闲放松时间。

4  5G技术和自动驾驶的联系

提到5G技术，可能大多数的人都会想到传播速度变快，但实际上，5G技术和4G通信技术的不同之处在于，5G技术在4G技术满足人和人之间通信需求的基础上，进一步实现了人和物、物和物之间多重主体的通信和连接。截止日前，5G技术主要包括三个应用场景[6]。

首先，eMBB应用场景，所谓eMBB应用场景，主要针对移动宽带领域，毫无疑问，应用5G技术的用户首先在速度层面，就会感受到显著的变化，相比于4G技术而言，5G技术更快，其体验速速率0.1-1gpbs，峰值速率达10gbps，流量密度平均10Tbps/km2。其次，超可靠低时延通信应用场景，在超可靠低时延通信应用场景下，端与端的时间延迟可以达到ms级别，可靠性接近100%。最后，mMTC应用场景，也被称之为海量机器类通信场景，在该场景下，连接数的密度每平方公里可以连接100万个终端。而5G技术拥有的以上三个应用场景和低延时、超可靠的特点，恰好是无人驾驶的核心需求，现阶段，汽车上配备的摄像头、雷达等感知技术，实际上只是为驾驶人员提供了一项驾驶辅助，并没有使驾驶人员和汽车实现互动，同时，汽车感知技术还会深受外界环境影响。将5G技术应用于汽车后，基于5G技术的交互式感知，车辆可以对外界环境进行输出，不仅能够探测状态，同时还可进行反馈，满足自动驾驶协同合作的许多场景。

总结来说，可将5G通信提升自动驾驶感知能力的原因归纳为三个层面：

①基于5G技术，不仅能够降低时间延迟，同时，也可降低道路参与者的不确定性，实现车与其他车辆、车与其他物体之间的信息交互等。

②基于5G技术，可以解决传感器受环境和距离限制的问题，以5G技术为依托，驾驶人员能够获得非视距信息，优化行车安全[7]。

③基于5G技术，单车智能到协作式智能的演化也显著缩短。

另外，5G技术的应用也为智能网联汽车的自动驾驶研发提供了更多的思路和可能，例如：以5G技术为依托，汽车可以实现自主行驶测试任务，且测试结果准确性也会有所提高，同时，在自动驾驶阶段，依托5G技术，自动驾驶系统可以在第一时间作出判断，将信息传达给远程驾驶人员，在一定程度上，保障了驾驶的安全性。

5  智能网联汽车对5G技术的需求

在未来发展阶段，自动驾驶的实现需要高端技术的支撑，需要以交通信息的交互为基础，需要达成围绕自动驾驶构建虚拟现实环境的目标，而种种需求的实现都有赖于5G技术，5G技术可以从技术指标层面为智能网联汽车的发展提供有力条件。

首先，在ICT 技术层面，未来阶段，交通融合发展环境将形成，无论是产业生态层面，还是政策环境层面，都逐渐形成了融合推进的格局。其次，在产业层面，截止日前，专业领域以形成了一定的业绩和成果，如搭建跨行业创新平台和产业应用等。同时，近段时间以来，越来越多的企业和机构开始从需求和商业模式出发，开展了相关设计活动和测试工作，在一定程度上，推动了行业间合作的形成和CV2X测试认证评估体系的建立。最后，在政策层面，我国颁布的《国家车联网产业标准体系建设指南（智能网联汽车）》为产业发展指明了方向。在示范区建设层面，北京、重庆、上海等地方，从智能化、网联化、交通应用等层面做了很多相关测试，为推动产业发展提供了基础平台。

6  结束语

总而言之，新时期5G时代的带来，推动了5G技术与社会各领域和各行业的深度融合，汽车领域亦是如此，在一定程度上，也加快了智能网联汽车的发展步伐。所谓智能网联汽车，实际上是汽车、电子、信息、交通、定位导航、网络通信、互联网应用等行业领域深度融合的新型产业，而5G时代的来临，则为汽车智能网联化发展奠定了强大的技术基础。以5G技术为依托，智能网联汽车方能实现万物互联目标，无人驾驶汽车才能与社会公众的生活深度融合。

参考文献：

[1]田高华，徐晓宇，江传玉.5G背景下贛州市智能网联汽车产业研究[J].时代汽车，2020（22）：28-29.

[2]李俨.5G与车联网——基于移动通信的车联网技术与智能网联汽车[J].中国信息化，2019（006）：封3.

[3]黄海峰.大唐移动积极发展智能网联汽车业务 借5G开启车联网新篇章[J].通信世界，2018（018）：30-31.

[4]陈荆花，黄晓彬，李洁.面向智能网联汽车的V2X通信技术探讨[J].电信技术，2016，1（05）：24-27.

[5]刘凯.关于推动智能网联汽车发展的若干思考——以武汉智能网联汽车发展为例[J].福建质量管理，2020（003）：255，228.

[6]戴一凡，李克强.智能网联汽车发展现状与趋势分析[J].汽车制造业，2015.

[7]工信部.《2019年智能网联汽车标准化工作要点》发布[J]. 工程机械，2019.