《5G背景下智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展探究》10000字（論文）

5G背景下智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展研究工程技術(shù)學(xué)院汽車服務(wù)工程171楊雙虎指導(dǎo)教師：傅瑜杭摘要：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)用案列、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，為路線規(guī)劃，提升出行效率，緩解日趨加劇的交通擁堵問題提供幫助。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\u108591緒論 5107321.1研究的背景 5124821.2研究的目的與意義 5190411.3研究的主要內(nèi)容 5308611.4國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 5114261.4.1國內(nèi)現(xiàn)狀 514201.4.2國外現(xiàn)狀 8202132智能網(wǎng)聯(lián)汽車的技術(shù)路線 9256732.1智能汽車 997792.2車聯(lián)網(wǎng) 999732.3智能網(wǎng)聯(lián)汽車關(guān)鍵技術(shù) 9114232.2.1環(huán)境感知技術(shù) 9126752.3.2無線通信技術(shù)

1061802.3.3智能互聯(lián)技術(shù) 1080732.3.4車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 11179022.3.5信息融合技術(shù) 1145272.3.6信息安全與隱私保護(hù)技術(shù) 11213902.3.7人機(jī)界面技術(shù) 111452535G技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 12312893.15G技術(shù) 12200633.2各個(gè)國家5G移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 1243063.2.1中國：全球領(lǐng)先，大部分用戶和基站位于中國 13170303.2.2美國：毫米波領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用 13166523.2.3日本：發(fā)展落后于預(yù)期計(jì)劃 1347423.35G關(guān)鍵技術(shù)對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的影響 13243573.3.1高頻段傳輸 13321493.3.2新型多天線傳輸 14325213.3.3全雙工通信技術(shù) 14264503.3.4D2D 1481243.3.5低延時(shí)性 15156493.45G在汽車上的應(yīng)用案列 1543845G車路協(xié)同智能網(wǎng)聯(lián)解決方案 15193584.11.車載系統(tǒng) 1674554.22.路側(cè)系統(tǒng) 16308184.33.云平臺 1679265總結(jié) 1719217參考文獻(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(gè)5G基站，其中擁有33萬個(gè)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(shí)刻改變著我們的生產(chǎn)和生活方式。研究的目的與意義隨著人們生活水平的提高自駕車出行已成為常態(tài)路上車輛也越來越多，對于選擇規(guī)劃行駛路線、時(shí)間等最優(yōu)策略，提升出行效率，交通擁堵等問題以成為常態(tài)，通過研究與分析希望本文對此有幫助。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。國內(nèi)外智能網(wǎng)聯(lián)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀從REF_Ref71571988\h表11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(gè)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3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3階段的智慧出行開一個(gè)好頭[3]。

表STYLEREF1\s1SEQ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(shí)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)的各方面保障程度做出進(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)分工以及管理要求做出了進(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)[5]的發(fā)展提供了有利的條件，同時(shí)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(shí)傳輸?shù)姆绞?，提供移動通訊?shí)時(shí)咨詢車載電話等在內(nèi)的各項(xiàng)智能化服務(wù)[6]

。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(shí)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(shí)的車輛維修保養(yǎng)落地服務(wù)和車輛救援服務(wù)。同時(shí)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(gè)市場規(guī)模也有可能會突破萬億或接近萬億。（如REF_Ref71572038\h圖11所示）圖STYLEREF1\s1SEQ圖\*ARABIC\s112015-2025中國車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模及滲透率國外現(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)?？尚哦容^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[7]。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(gè)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(shí)期[8]。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)。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(shí)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(shí)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)汽車關(guān)鍵技術(shù)環(huán)境感知技術(shù)圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11環(huán)境感知技術(shù)在智能網(wǎng)聯(lián)汽車上的應(yīng)用環(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[9]

。（如REF_Ref71572038\h圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s11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(shí)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(gè)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。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(shí)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(shí)傳送圖像、音頻、相關(guān)數(shù)據(jù)等等[10]。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22所示。圖STYLEREF1\s2SEQ圖\*ARABIC\s12智能互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用示意圖車載網(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?，帶寬窄，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(gè)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。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(shí)、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(shí)性和準(zhǔn)確性。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(shí)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(shí)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。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(gè)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(gè)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[8]，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被。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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11各大運(yùn)營商傳輸速率對比圖圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11各大運(yùn)營商傳輸速率對比圖因?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21所示）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]。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。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(gè)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)。日本：發(fā)展落后于預(yù)期計(jì)劃自從進(jìn)入5G時(shí)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，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]。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(gè)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)。全雙工通信技術(shù)全雙工通信具備同時(shí)同頻的優(yōu)勢，處于同一頻譜的兩個(gè)終端能夠在輸出信號的同時(shí)收到信號，相比于以往的時(shí)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32所示）圖圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12全雙工通信技術(shù)工作原理圖D2D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(shí)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]。低延時(shí)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(shí)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(shí)是1ms，即0.014m就是該車緊急制動距離。因此5G的低延時(shí)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)用案列由上汽集團(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(gè)是中國5G終端電芯設(shè)備進(jìn)網(wǎng)許可證。有了這兩個(gè)認(rèn)證，這款產(chǎn)品就可以在境內(nèi)合法使用5G無線電發(fā)射設(shè)備。車型獲得了5G“雙證”后，才能成為真正可以上路的5G汽車。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，目前這款產(chǎn)品是唯一能實(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。搭載了5G終端的Marvel

R，完全擺脫了以前智能汽車只是一個(gè)大單機(jī)的尷尬局面。當(dāng)前量產(chǎn)的所謂智能汽車，只能通過攝像頭和雷達(dá)去摸索汽車、道路、路標(biāo)等周圍環(huán)境。與互聯(lián)網(wǎng)的交互也只能通過4G獲取非實(shí)時(shí)信息。而Marvel

R可以實(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(shí)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。5G車路協(xié)同智能網(wǎng)聯(lián)解決方案車路協(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)，并通過V2X通信廣播車輛信息和4G/5G通信上傳車輛數(shù)據(jù)到云平臺，實(shí)現(xiàn)車輛防撞預(yù)警提醒功能；路側(cè)設(shè)備通過V2X通信方式推送交通信息、轉(zhuǎn)發(fā)車輛V2V消息以及交通管理；云平臺獲取車載終端發(fā)送的車輛數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)推送道路提醒、交通信息到相應(yīng)的路側(cè)設(shè)備。如REF_Ref71572196\h圖41所示。圖圖STYLEREF1\s4SEQ圖\*ARABIC\s11車路協(xié)同系統(tǒng)原理圖1.車載系統(tǒng)車載終端主要實(shí)現(xiàn)車輛GPS/BD位置數(shù)據(jù)、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，防撞預(yù)警等功能。車載終端通過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)統(tǒng)計(jì)、調(diào)度；同時(shí)，車載終端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。2.路側(cè)系統(tǒng)路側(cè)設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)交通信息的推送，包括該路段的道路危險(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(shí)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(shí)，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。3.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(shí)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?。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(gè)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(shí)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(gè)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.全雙工通信技術(shù)、段傳輸、新型多天線傳輸、D2D、低延時(shí)性分別對智能網(wǎng)聯(lián)汽車的頻段使用與分