基于5G技术的智能车联网研究与展望

1、 基于5g技术的智能车联网研究与展望 2中国信息通信研究院 北京市 100191摘要：每一代新兴技术都是在一定的技术基础上，因特定业务和用户的迫切需求而诞生的。汽车在给生活带来便利的同时，也引发了一系列的问题，诸如交通事故、交通拥堵、环境污染、出行效率等1-2。智慧交通系统（intelligenttransportationsystem，its）结合通信、互联网等先进技术，构建起综合交通体系，解决当前及未来要面临的交通安全与运输效率等问题，目前被认为是解决交通系统问题最有效的解决方案。近年来，我国汽车产业迅猛发展，智能汽车在2020年占比将达到50%；同时在通信领域，车联网无线通信网络覆盖率将

2、达到90%，智能汽车联网渗透率将达到22%，将为智慧交通的发展提供坚实基础。关键词：5gv2x；移动边缘计算；网络切片引言车联网产业是汽车、信息通信、道路交通等行业深度融合的新型产业形态，被认为是物联网体系中最有产业潜力、市场需求最明确的方向之一，对促进汽车和信息通信产业创新发展、提升汽车和交通服务能力具有重要意义，已经成为全球新一轮科技创新和产业发展的必争之地。本文中，我们研究车联网的内涵和关键技术发展路线，分析车联网产业总体发展态势，对中国车联网产业状况和政策环境进行剖析，并对车联网产业未来发展形势进行研判。1车联网的概念汽车网络是一种智能车辆，它基于内联网、自主网络和移动车辆互联网，并以

3、特定通信协议和数据传输标准(v2x)与一切(道路、行人、家庭和互联网)联网，从而使交通管理更加智能化，使车辆更加智能化。它还为司机提供动态信息服务1。实施车辆网络需要三个步骤:1)将联网车辆连接到车辆内的网络。2)将车载互联网终端连接到互联网；3)至少每辆联网汽车与道路基础设施之间的互联网(v2v)(例如b .制造红灯，这是每辆联网的汽车都能与行人(v2p)联网的理想选择2。25g技术的智能车联网优势2.1部署成本相对降低由于c-v2x可基于强大的3gpp生态系统和连续完善的蜂窝网络覆盖，可充分利用lte和5g的生态系统，集成lte、v2x，我国具有世界上最大的4g商用网络，未来5g基站的部署

4、规模预计跟目前4g网络差不多，可很大程度上降低车联网的部署成本。2.2有明确的演进路径2017年3gpp发布的r14明确了c-v2x的技术规范，2018年6月发布的r15以及正在制定的r16中，在5g框架下规范了c-v2x向5gv2x的演进路线，未来规划的r17将深化5gv2x技术向成熟发展。基于以上优点，c-v2x被认为是实现5g场景下车联网的关键推动因素之一。随着超密集组网、全双工通信、边缘计算、网络切片等5g新技术的不断完善，5g移动通信技术将与汽车行业深入融合，推动未来交通系统向智能化迈进。3基于5g的车联网通信体系结构随着通信技术的快速发展，业务发展和用户需求越来越大，为了满足多元化

5、多功能体验效果，车联网体系结构将不断变化以适应各项需求。未来5g技术将改变传统车联网通信模式，智能车联网体系结构更加灵活，系统元素更加多样。5g时代，车联网中将存在无线局域网、4g蜂窝通信、卫星通信等多种不同的通信模式，因此5g车联网必将是一个互联互通的大型异构网络，5g车载单元等系统元素可通过多网络接入与融合，多渠道接入互联网。图1 基于lte技术的车联网如图1所示，lte-v为基于lte技术的车联网。d2d通信作为车联网重要通信模式，通过sidelink链路技术，支持车间直连通信方式，满足了高速度、高密度驾驶场景下的通信需求。按照基站对资源的分配方式以及对起始、目的和中继终端节点的控制情况

6、，可具体将d2d通信方式分为4类，包括基站辅助的终端直连、基站辅助的车队通信、基站辅助的中继通信及终端间的直接通信。于此，在未来5g技术的应用场景下，车联网技术将实现车内网、车际网和车载移动互联网的“三网融合”。在车内网中，车辆和5g车载单元实现自行控制链路，进行短距离信息传输，从而降低通信时延；车际网中，当车辆处于通信网络边缘或信号阻塞地带时，各终端间的通信难以保证，车辆可基于单跳或多跳的d2d通信模式建立adhoc网络，实现相邻车辆间自组网来保障实时信息交换；在车载移动互联网中，车辆可通过5g基站或中继快速接入互联网，实现v2n的信息交互。4车联网产业发展技术分析4.15g智能网联无人驾驶

7、技术2019年4月23日，5g智能网联无人驾驶汽车sharing-van在湘湖国家旅游度假区首次亮相。该车依靠5g网络的低时延、大带宽、高可靠性以及边缘计算等特点，以及中国移动设计的“端边缘云”协同的分级立体智慧交通及自动驾驶架构，通过人、车、路、云的信息交互实现了边缘计算、高精度定位、五维时空等能力，为自动驾驶汽车智能决策、协同控制提供信息服务，进而实现不同等级智能驾驶及智慧交通。sharing-van融合移动5g远程驾驶技术，属于l4级自动驾驶汽车。其无前端和尾部造型、无驾驶座、无转向盘、更无油门和制动系统，但是却能够以30km/h的速度在景区里行驶，在遇到紧急状况时，还会根据场景需求，完

8、成自动/远程驾驶实时接管，有效地提高了景区的视频盲区监控能力，帮助景区在安全管理、指挥调度方面能够看得更清晰，响应更快速。4.2v2x技术的应用车联网目前的应用都是基于单车智能的，但是单车智能对于整个智能交通系统而言会存在相对的局限性，因此具备高可靠极低时延性能的v2x的广泛应用就成为人们关注的焦点。3gpp的最新版本16ts22186提出基于5g通信技术下增强v2x场景的服务需求，并将服务分为安全类(如自动驾驶、车辆编队等)和非安全类(移动高数据速率的娱乐、移动热点、动态地图更新等)场景，不同的v2x场景需要传输不同类型的v2x消息。车辆在行驶过程中，v2v技术可实现对行驶在同一车道且构成编

9、队的车辆，进行前向及后向碰撞预测。通过车载传感器感知并计算当前车辆与前车的间隔距离、车速、刹车预警等，从而提前减速或制动可有效避免交通事故，保障车辆行驶的安全性。当车辆行驶至交叉路口时，同样需要v2v技术对其他车辆的行驶意图进行预测，以减少交通事故的发生。在车辆进行转向时，车辆可通过v2v技术实现转向辅助，将当前车辆转向信息发送给前方以及后方车辆，以提醒相应车辆提前采取制动措施。当远端有高优先级的车辆正在行进时，可利用v2v技术告知该车道内车辆，对该优先级高的车辆所行驶的道路进行避让，使该车优先通过，确保紧急任务的顺利执行。设计了基于开放街道地图自动导航(open-street-mapauto

10、matednavigationdirections，osmand)的安卓安全驾驶v2v应用程序，用以实现将带有车辆信息的数据包信息在100ms到900ms之间传送给其他车辆。通过减少v2v排队系统内间隙来提升车辆排队系统性能的延迟和可靠性。结束语“汽车联网”这个词近年来一直是汽车行业的热门词。它是传统汽车产业快速发展与新兴互联网产业的交汇点。它使汽车不再是简单的交通工具，而是可以给人们带来更聪明的驾驶和减少经验和互动经验。随着时代的不断创新和进步，汽车联网必然是下一个行业的风暴。车辆联网作为信息化和工业化深度一体化的重要领域，将实现车辆与人、人与车辆、车辆与车辆、车辆与道路之间的密切联系，提高车辆情报水平，并为用户提供各方面的驾驶经验。今后，智能互联网连接车将开通智能手机、智能家居、智能设施等。，引领着智能交通和城市的发展。参考文献1侯瑞.未来智能汽车的融合创新发展路径j.信息化建设,2018(08):32-33.2董晨煜,贾广涛.车联网及其热点技术分