《5G背景下智能网联汽车技术发展与应用研究11000字（论文）》

G背景下智能网联汽车技术发展与应用研究摘要：基于5G技术的逐步发展成熟，其在汽车与智能互联领域产生重大影响，本文通过对5G技术的发展、与汽车实际应用案例、智能网联汽车技术、5G关键技术对智能网联汽车的发展分析。结合所查阅文献、书籍等资料总结了智能网联汽车与5G之间的实际状况和5G关键技术对网联汽车发展变化，为智能网联汽车车路协同中的障碍感知提出解决方案，提升交通安全，交通效率。关键词：5G技术；无人驾驶；智能网联汽车；关键技术目录TOC\o"1-3"\f\h\z\u254591绪论 1265451.1研究的背景 1229291.2研究的目的与意义 1213351.3研究的主要内容 1220851.4国内外智能网联汽车行业发展现状 185511.4.1国内现状 156801.4.2国外现状 4326382智能网联汽车的技术路线 5199752.1智能汽车 5242562.2车联网 593462.3智能网联汽车 5257682.4智能网联汽车关键技术 6175092.4.1环境感知技术 618672.4.2无线通信技术

741462.4.3智能互联技术 7227582.4.4车载网络技术 830752.4.5信息融合技术 8257742.4.6信息安全与隐私保护技术 8306202.4.7人机界面技术 8863735G技术在汽车上的应用 10160933.15G技术 1018413.2各个国家5G移动通信技术的发展现状 10300253.2.1中国：全球领先，大部分用户和基站位于中国 1190113.2.2美国：毫米波领域率先实现规模商用 1121923.2.3日本：发展落后于预期计划 11174373.35G关键技术对智能网联汽车的影响 12255303.3.1高频段传输 1237173.3.2新型多天线传输 12122753.3.3全双工通信技术 12271763.3.4D2D 1351793.3.5低延时性 13121233.45G在汽车上的应用案例 13265273.4.1上汽集团MarvelR车型 13247943.4.2广汽埃安LX 1346753.4.3比亚迪汉车型 142384945G智能网联汽车障碍感知解决方案 15316894.1车载系统 1530434.2路侧系统 1566134.3云平台 15283374.4解决方案 1519775总结 1731418参考文献 18绪论研究的背景随着5G发行商业牌以来，5G技术在各行各业都有极大的应用已发展，我国目前所建成的5G网络是全球规模最大的，总共拥有71.8万个5G基站，其中拥有33万个共享共建5G基站，5G用户的总规模已经超过了3.5亿。根据我国三大通讯运营商的月度经营报告数据显示，截至2月底，我国已经拥有3.5亿余位5G套餐用户，5G的移动通信渗透率达到了25%。其中中国移动5G用户最多有1.7亿余户，中国联通5G用户最少有0.8亿户，中国电信的5G用户也已经超过了1亿户。5G信号覆盖全国所有地级以上城市，在5G终端种类和数量增加的过程中，5G的应用更是遍地开花，在媒体、汽车、制造业、能源、卫生等行业形成了5G+智能制造、5G+智慧能源、5G+智慧医疗、5G+车联网。5G正在助力于各行各业从传统行业向数字化转型，为的高质量经济社会发展注入新动力，也时刻改变着我们的生产和生活方式。研究的目的与意义现如今越来越多的汽车可以连接到互联网，并且可以互相连接，实现高级的自动驾驶领域，由于道路状况复杂，自动驾驶车辆不得不依靠自身传感器，或是与其他车辆信息交互，但需要相互合作还存在信息安全问题，而面对大量数据现有的技术无法达到要求。而5G作为下一代移动通信技术可以低延迟、高可靠性和高吞吐量，连接密度。它如何能够满足在下一代互联、自动驾驶、和新移动服务应用，并且识别目前无线技术的局限性，并描述未来为了实现5G汽车所需要开发和探索的关键研发和创新领域。研究的主要内容本次论文研究是以5G技术背景之下对智能联网汽车产生的影响为主线，引入什么是5G技术、5G在国内外发展现状，到智能网联汽车[1]在国内外现状及它与无人驾驶汽车、智能交通系统[2]的相关性进行。并在此基础上进一步探讨信息安全与隐私保护技术、无线通信技术、车载网络技术、信息融合技术等在内的和智能网联汽车关键技术有关的技术的内容，紧接着对国内外智能网联汽车行业发展现状进行了分析，再对5G关键技术对智能网联汽车的影响进行阐述、分析与说明和车路协同障碍感知方案设计。国内外智能网联汽车行业发展现状1.4.1国内现状从REF_Ref71571988\h表1-1中可以看出，智能网联汽车的整体发展历程可以分为三个阶段，当下智能网联汽车行业的发展正处于第二阶段。在这一阶段中，要逐步完成车路协同和车辆联网能力的基本建设，第三阶段开始之前，要基本完成智能交通和高级自动驾驶中的车路协同的全面建设，以此来为第三阶段的智慧出行开一个好头[3]。

表STYLEREF1\s1-SEQ表\*ARABIC\s11智能网联汽车的三阶段阶段第一阶段第二阶段第三阶段功能车载娱乐、定位导航、紧急救援，远程管理高宽带业务、部分自动驾驶、安全预警高密度车辆编队行驶远程遥控驾驶，快速协同变道特点培育用户自动车辆驾驶习惯提升并丰富网联化、智能化业务形态对5G网络高速率低延迟等特点进行进一步的发挥，推动自动驾驶产业的全面发展。联网方式2G、3G、4G等主要有DSRC和LTE-V两类技术5G（C-V2X）在我国，智能网联汽车产业的发展也得到相关部门高度重视，更是发布了一系列的相关政策具体如REF_Ref71572006\h表12所示。表STYLEREF1\s1SEQ表\*ARABIC\s12智能网联汽车产业政策表发布时间发布单位政策名称主要内容2020.04工信部《关于推动5C加快发展的通知》对5G数据的网络安全进行进一步的保护，以5G典型技术应用场景作为核心，展开多种典型应用场景的建设，并且对数据安全管理进行进一步的完善；2019.12交通部《推进综合交通运输大数据发展行动纲（20202025年）》到2025年基本完成综合运输大数据标准体系以及大数据体系的集成建设工作2020.02国家发改委等11部委《智能汽车创新发展战略》提出发展智能汽车的六大任务2019工信部《支持创建江苏（无锡）车联网先导区》车载终端装配达到一定规模并完成重点区域内联网系统的核心改造2018.12工信部《车联网（智能网联汽车）产业发展行动

计划》对包括应用服务基础设施，关键技术在内的各方面保障程度作出进一步的提升，并且在2020年之后逐步实现5G-V2X规模性商用。2018.04工信部、交通部、公安部《智能网联汽车道路测试管理规范》对道路测试的职责分工以及管理要求作出了进一步的细化。有了国家这些政策支持智能网联汽车行业[4]的发展提供了有利的条件，同时也吸引了产业链各方的积极参与，将进一步对网络通信体系进行改进，为智能网联汽车技术发展提供助力。我国绝大多数的汽车制造商目前都开发了属于自己的车载智能信息娱乐系统，并实现了一定规模内的车联网。比如，百度在2014年4月推出了车载的Carnet系统，该系统可以通过语音关键词搜索的方式为用户提供地图位置搜索和其他方面的搜索服务；上汽和电信运营商合作推出了inkaNet智能网络行车系统，该行车系统通过对网上数据进行实时传输的方式，提供移动通讯实时咨询车载电话等在内的各项智能化服务[5]。腾讯在2014年5月推出了“路宝盒子”，该系统以统一的车载自动诊断系统作为收集口，对车辆的行驶数据和基本数据进行收集，系统对收集之后的数据进行分析，最终的分析结果借助手机应用反馈给用户。同时该系统还和保险公司进行了合作，为汽车用户提供及时的车辆维修保养落地服务和车辆救援服务。同时腾讯还通过收购了我国规模最大的数字地图和基础数据供应商，以此来为其车载智能导航系统提供更强的以地理位置作为依据的各项智能化服务。

得益于政策和大行业的发展物联网汽车行业得到极大的发展。到2020年三季度，我国车联网总数量突破6,000万规模，市场总规模突破了2,000亿元人民币，车联网渗透率超过了20%，产业链条上的各节点的市场占比份额也相比上一季度有了一定的提升，比如服务商市场份额占比为61%，服务供应商和硬件厂商市场份额占比分别为12%和17%，通讯运营商的市场份额占比为10%。按照这一发展趋势，预计在2025年底，在5G基础产业和建设产业链条趋于成熟的助力下，汽车市场上的车联网渗透率可能会提高到77%左右，整个市场规模也有可能会突破万亿或接近万亿。（如REF_Ref71572038\h图1-1所示）图STYLEREF1\s1-SEQ图\*ARABIC\s112015-2025中国车联网行业市场规模及渗透率1.4.2国外现状在无人驾驶测试的研发公司中，谷歌无人驾驶公司和通用汽车公司分别以第一和第二的优异成绩拔得头筹。并且这两大公司的无人驾驶道路测试里程已经累计达到58万千米，借助这样频繁的测试获取了大规模可信度较高的无人驾驶动态相关数据。此外，德国戴姆勒企业也构建老人全世界智能网联汽车大数据平台，全自动驾驶发展至L4。日本、韩国政府也先后推出了国家自动驾驶研发计划，即SIP，推动本国在智能网联汽车技术方面的研发和发展，并且使其研究、开发领域更为开阔，选取普通路段作为智能网联汽车所驾驶的被测试道路，使得测验驾驶过程中的目标对象不仅仅局限于高速公路；根据相关数据报道，日、韩已经度过了自动驾驶功能的发展初期阶段[6]。以欧盟为主的汽车制造龙头企业例如奔驰、宝马等公司基于现存的ADAS技术，共同合作开启了C-ITS战略、AdaptIVe研究项目等，预计于2030年，彻底达到完全自动驾驶的目标。从全球整体出发可知，智能网联全球汽车产业链条发展已经实现了一定的发展突破，并初具规模，各个国家的汽车公司相互联合，共同研究、开发新技术，智能网联汽车已经步入了迅速发展时期[7]。智能网联汽车的技术路线智能汽车智能汽车：即普通汽车的基础上，增添摄像头、雷达等部分高科技的控制器、传感器、执行器等各类装置，车辆内部的环境感知系统，以及信息终端的互相联动，成功完成人、车、路等多方彼此间的信息交换，赋予车辆智能环境感知、体验能力，可以对车辆驾驶过程中的是否安全，是否存在危险进行分析和感知，并使得车辆能够满足人所提出的需求，抵达准确的目的地，最后完成无人驾驶的最终目标。作为\t"/item/%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"智能汽车之一无人驾驶汽车，被称之为轮式移动机器人，主要依赖于汽车内部的\t"/item/%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"计算机系统为核心的以来达成智能代替人进行驾驶的最终\t"/item/%E6%97%A0%E4%BA%BA%E9%A9%BE%E9%A9%B6%E6%B1%BD%E8%BD%A6/_blank"目的，主要依靠车载环境感知系统对道路环境进行感知，借助自主规划并辨别驾车路线，并完成对车辆的控制，以完成既定目标的智能汽车。它是借助环境感知系统，对车辆周边的环境进行感知，并依照所获取的道路情况、车辆定位、障碍物数据等等，调控车辆行进的快慢与方向，进而保证车辆其安全性，以及可靠性。车联网IOV，即车联网，是Internet

of

Vehicle的缩写，同样是汽车上转载的设备，借助无线通信技术，对信息网络平台之中全部的车辆动态数据，加以科学、高效的运用，在汽车运转过程之中，给予各类功能的服务。由此可知，车联网展现出不同的特征，例如：车联网可以为车辆彼此间的间距提供保证，减小了车辆之间出现撞击事故的概率；车联网能够为车主提供实时的导航，并借助和其余车辆以及网络系统彼此间的通讯，提升交通运转的效率。车联网技术一般针对的对象是道路交通，向交通管理人员给予决策方面的支持，使得车和车、车和道路之间保持协调性，使得交通参与人员获得相应的信息服务。车联网属于智能交通系统、互联网技术不断发展，互相融合所诞生的产物，同样是智能交通系统其关键构成之一，大部分展现在汽车在实际场景之中的运用，现阶段仅仅处于导航、娱乐体系的基本性功能时期，在自主安全以及节能减排领域的发展还具有极大的前景。智能网联汽车智能网联汽车、车联网、无人驾驶汽车、智能交通系统彼此间具有密切的联系，可是彼此间的界限并不显著，具体的关系内容如REF_Ref69662610\h图2-1所显示。图2-1智能网联汽车概念关系图车联网系统是智能网联汽车、智能汽车的最重要载体，只有充分利用互联技术才能保障智能网联汽车真正拥有充分的智能和互联。智能网联汽车更注重于处理节能、安全、环保等约束产业发展和进步的重要问题。智能网联汽车以及车联网应当协同性发展。智能网联汽车依靠车联网，不但要借助技术创新和互联网进行连接，还可实现V2X之彼此间通过各种形式的信息交换以及共同分享，提升智能网联汽车其驾驶过程中的安全性。智能网联汽车自身就具有主动的环境感知能力，同样是智能交通系统的重要组成之一，并且还是车联网系统之中的重要结点，借助车载信息终端完成和路人、车、路、业务平台彼此间的无线通信，以及信息交换。智能网联汽车其聚焦点都放在了车上，发展核心在于增强汽车安全性，最终的目标就是无人驾驶汽车；但是车联网的聚焦点在于构建一个规模较广的交通体系，核心在于向汽车给予信息服务，最终的目标是实现智能交通系统；无人驾驶汽车还是汽车智能化与车联网的完美结合。智能网联汽车关键技术2.4.1环境感知技术环境感知囊括了车辆自身状态的感知、道路感知、路人感知、交通信号感知、交通标志感知、交通现况感知、周边汽车感知等等，当中汽车自身状态感知还囊括了行驶导向、行驶速度、行驶状况、汽车定位等；道路感知囊括了道路种类的检测、道路标线的辨别、道路现况的判定、是不是偏离预期轨迹等等[8]。（如REF_Ref71576165\h图2-2所示）图STYLEREF1\s图STYLEREF1\s2-2环境感知技术在智能网联汽车上的应用行人感知其主要作用是判定汽车行驶前方是不是存在路人，其中囊括了夜晚、白天、障碍物遮掩的行人识别等等；交通信号感知一般包括主动辨别交叉路口其信号灯、怎样更为高效穿过交叉的路口等；交通标志感知一般指辨别道路两边的各类交通标志，例如弯道、限速等等，在适当得到时间向驾驶员进行提醒，注意周围的情况；交通状况感知一般指辨别道路交通拥堵的状况、是不是有交通事故发生等等，便于汽车能够选出一条更为畅通的行驶路线；周边车辆感知一般是感知车辆前、后、左、右四个方向的汽车情况，防止碰撞事故的发生，其中也囊括了交叉路口因障碍物，而无法看到的车辆。2.4.2无线通信技术

较长距离的无线通信技术一般运用在实时互联网接入方面，以4G/5G技术为主，尤其是5G技术被投入商用之后，就成为了车载长距离无线通信的转型技术。短距离通信技术包括蓝牙、通信技术、Wi-Fi等，其中的通信技术具有重要的意义，且具有极大的发展潜力，它可以完成在指定区域内部，对高速度进行运动状态中的移动目标进行辨别，以及双向的通信，譬如V2V、V2I这类双向通信，即时传送图像、音频、相关数据等等[9]。2.4.3智能互联技术智能网联技术主要面对相距较远的两辆车，或者二者间被障碍物遮挡，二者彼此间没有办法进行通信，因此可借助路侧单元完成信息的传递，构建整体属于自组织的车载自组织网络。具有代表性的应用囊括了交叉路口协调驾驶、行驶安全警示、交通信息公布、以通信为基础的纵向车辆管控，例如下REF_Ref71572059\h图2-2所示。图STYLEREF1\s2-SEQ图\*ARABIC\s12智能互联技术的应用示意图2.4.4车载网络技术现如今车载网络技术主要有CAN、LIN和MOST总线等，不过因为传输速率小，带宽窄，无法完成现如今的大数据处理。但以太网的产生是极大的进步，它采取星形连接架构，每个设备或者每条链路都能够专门享受100M带宽，并且传输速率可以高达万兆级。此外以太网还能够顺应将来汽车产业的发展势态，也就是开放性以及兼容性准则，进而能够极易把现存的应用嵌入到全新的系统之中。2.4.5信息融合技术

信息融合技术，即在指定准则之下，借助计算机技术对于多元化信息剖析和整合，以完成各种应用其分类任务而展开的处理过程。这一技术一般用来针对信息实行搜集、传送、剖析与整合，把各种杂乱数据源依照各种原则完成组合，形成精准、全面、及时、高效的综合信息。智能网联汽车搜集与传递传信息种类繁多、数量大，必须采用信息融合技术才能保障实时性和准确性。2.4.6信息安全与隐私保护技术

智能网联汽车连接网络的过程中，同时也会产生相应的信息安全问题。在运用过程中，每一辆汽车和车主的相关信息都会被及时地传送到网络之中，进而被感知，这类较为公开化的网络之中的信息极易被盗取、干扰，更严重的被修改等等，进而对智能网联汽车体系其安全性产生直接性的影响，所以在智能网联汽车之中，一定要注重信息安全、隐私保护技术方面的研究。2.4.7人机界面技术人机界面技术特别是手势辨别、语音调控、触摸屏技术，将会在将来的国际汽车市场之中大放异彩。譬如奔驰、奥迪、宝马、菲亚特等都在人机界面技术研究投入了大量的资金。各个国家汽车人机界面技术其发展的侧重点也各异，美国、日本注重于远程控制，一般借助呼叫中心完成；德国其侧重点在于汽车中央控制系统，即奥迪其MMI、奔驰其COMMAND、宝马其iDrive。智能网联汽车人机界面其设计，其最后的目的就是向用户提供极佳的体验，提升用户其驾驶乐趣或者驾驶整个过程之中的操作感受。它更为重视驾驶其安全性，这就要求人机界面设计工作一定要积极做好用户体验、安全间的均衡，很大程度上安全始终是第一位的。智能网联汽车人机界面必须以集中功能设置、车辆管控、信息娱乐、导航系统、车载电话等各项功能，便于驾驶者迅速从设置、查询、切换车辆系统其各类信息，进而使得车辆达成最为理想的运转以及操纵状况。将车载信息显示系统和智能手机实行无缝的连接，人机界面所给予的输入手段将存在各种选项，借助理由各类技术准许消费者可以依照各种操作、各种功能之间的随意切换。5G技术在汽车上的应用5G技术从本质上讲，5G仅仅改为了数字蜂窝网络，其余与从前的2G、3G、4G没有差别[10]，5G具有比从前的2G、3G、4G具有更高的传输速度，最大的速度为10Gbit/s，要高于如今的有线网络传输速度，和过去的4GLTE网络相比较，速率提高了100倍。此外，5G还拥有较快的反应速度，小于1ms，过去的4G网络的反应速度为20-70ms，这也意味着更小的网络延迟。因此在汽车智能化，交通智能化有着极大的出色表现。各个国家5G移动通信技术的发展现状移动通信行业每十年就会发生一次变革。21实际20年代将会是全世界的5G技术繁荣发展的年代，依据GSA的数据，到2020年9月为止，全世界提供5G服务的运营商共计101家，分布在44个国家或者地区。据估计，将来会有更多的运营商提供5G服务，以此促进现代社会经济的蓬勃发展。虽然现在已经有诸多的运营商开始关注5G的发展，并在此领域进行投资，然而目前5G技术在全世界范围内的发展状况并不协调。依据2020年11月23日我们国家工信部副部长刘烈宏给出的信息，目前我们国家已经建设了70万个5G信号基站，占全世界5G基站比例的70%，已经有1.8亿用户进行连接。全世界除了我们国家，只有韩国建设了12万个5G信号基站，连接了一千万终端，美国发展500-600万5G用户，表现尚可。因为信号基站的建立并不完善，因此在全世界，与4G相比较，5G并不具备明显优势。依据2020年8月Opensignal给出的研究结果，针对5G网络传输速度的调查，速度最高为506.1Mbps，其运营商为美国的威瑞森电信，这是由于其采用毫米波部署的缘故，速度最低为47.0Mbps，其运营商为美国的T-Mobile，对比各运营商的4G和5G网络，其中威瑞森电信差距最大，达到18.4倍，而T-Mobile仅为1.7倍，难以体现5G网络的优势。另外，根据SpeedTest同期测试，中国移动为318.23Mbps、中国电信是213.74Mbps、中国联通是180.94Mbps，三大运营商的5G传输速度展现了我们国家5G网络建设的成果。（如REF_Ref69662515\hREF_Ref69662515\h图3-1所示）图STYLEREF1\s图STYLEREF1\s3-SEQ图\*ARABIC\s11各大运营商传输速率对比图目前，全世界范围内许多国家和地区都已经颁布了相关法律法规来支持5G技术的发展，电信运营商也不断投资5G技术[11][12]。3.2.1中国：全球领先，大部分用户和基站位于中国依据2020年1月IPLytics发表的研究，在5G技术领域，我们国家已经掌握了全世界34%的重要专利，专利数目居于全世界第一。在5G技术的商用方面，我们国家5G的用户量持续增多，目前已经发展了2亿的用户，基础设施也在不断增加，建设了70万信号基站，都要远远超出其余国家的5G建设水平。并且，依据2021年全国工业和信息化工作会议中提到的数据，我们国家计划在2021年建设60万以上的5G基站，在此基础上保持全世界领先位置。3.2.2美国：毫米波领域率先实现规模商用在5G技术的商用方面，美国并没有公开其建设基站的数量与终端数量等数据，但是，目前只有少量城市被5G技术所覆盖到，根据美媒的估计，约有数百万终端连接；美国5G网络发展特点是全世界第一个建立毫米波频率组网，其中Verizon已经商用，AT&T计划实施，这与美国政府释放更多毫米波频段，用于5G网络相关。3.2.3日本：发展落后于预期计划自从进入5G时代以来，日本便做出了宏大的规划，要在电信行业建立长远的有利形势。因此，在2018年，日本政府制定了“Beyond5G”发展规划，预计在2023年之前在全国范围内建设21万5G信号基站，此外，日本政府提供了110Mhz的频段用来进行5G网络的建设，在这110Mhz中有80Mhz是新增加的，其余为重耕的频段；在无线输电、自动驾驶等前瞻性技术上加大研发；2030年前，在全球率先实现6G商用，并获得全球基础设施30%份额。现在，日本的4家电信运营商都已经推出了5G服务，但是由于新冠疫情和东京奥运会延期等等原因，导致日本5G网络发展速度缓慢。到2020年10与，日本共有5G用户约五百万人，建立了三到四万5G信号基站。5G关键技术对智能网联汽车的影响3.3.1高频段传输5G网络出现以前，电信技术频段分布在25.75GHz之下，这就造成了频谱过载的问题，而5G的频率范围在24.25GHz~52.06GHz内，拥有高宽带，低延迟和高速率的特点，5G宽带到400MHz，是4G的4倍。速率最大可达到10Gpbs整整是4G的10倍[13]，因此相比传统通信技术5G有着极大的突破性。5G在高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱资源丰富，智能网联汽车的频段使用与分配问题得到有效缓解，摆脱频谱资源紧张的现状[14]。3.3.2新型多天线传输以往的天线技术为2D技术，阵列扩充到3D阵列，产生了全新的3D-MIMO技术，这一技术有利于增加无线信号的覆盖能力，通过多终端波束智能赋性来降低终端间的干扰，并且还利用了高频段毫米波的技术。大量天线信道测试结果表明，多个终端空分多址（SDMA）能够实现，这样能够减少发射功率将极大地减少5G与智能网联汽车之间的功率消耗，实现绿色节能的目标。3.3.3全双工通信技术全双工通信具备同时同频的优势，处于同一频谱的两个终端能够在输出信号的同时收到信号，相比于以往的时分双（TD-SCDMA，简称TDD）与频分双工（FrequencyDivisionDuplex，简称FDD），从理论上可使空口频谱效率提高1倍。（全双工通信技术工作原理如REF_Ref71572177\h图3-2所示）图STYLEREF1\s图STYLEREF1\s3-SEQ图\*ARABIC\s12全双工通信技术工作原理图3.3.4D2D设备到设备通信（device-to-devicecommunication,D2D）具有诸多优势，不仅能够增强系统性能，提高用户满意度，减少基站负担，增强频谱效率，并且在传递信号的时候无需通过基站进行传递。但是蜂窝网络依然管理着有关的控制信号，在5G网络中利用D2D通信，也可以达到上述效果，降低基站压力，增加频谱利用率，减少延迟，减少终端发射消耗。并且在基站受损或者没有被覆盖到的地区，利用D2D通信能够实现信号传递，甚至可以连接蜂窝网络。所以，在5G与车联网领域，D2D通信发挥着重要的作用[15]。3.3.5低延时性假设一辆车以50km\h的速度行驶的话，该车的速度节点50ms的紧急制动距离为0.7m，那么1ms的紧急制动距离就是0.014m.若该车在4G的技术条件下车辆节点达到最低延时是50ms，即0.7m就是最短的紧急制动距离，若在5G的技术条件下车辆节点达到最低延时是1ms，即0.014m就是该车紧急制动距离。因此5G的低延时性让智能网联汽车能更加快速的反应，极大提高了汽车安全制动，使得无人驾驶汽车技术得到快速发展[16,17]。5G在汽车上的应用案例3.4.1上汽集团MarvelR车型由上汽集团公告的R汽车的MarvelR车型，已经有国内厂家的车型拿到5G双证，也是全球第一款可以上路的5G汽车即将投入生产。它拥有SRRC（中国无线电管理局）颁发的车规级5G/C-V2X终端产品认证，另一个是中国5G终端电芯设备进网许可证。Marvel

R搭载的5G通讯终端是上汽自旗下的联创汽车电子定制的5G只能网联直连通信车载终端i-BOX，能实现5G-V2X功能的车载终端。i-BOX采用华为的5G巴龙5000芯片和Mobileye

EyeQ4H芯片。可以实现和周围环境的沟通，可以通过5G与道路信息后台获取实时道路信息、红绿灯变化信息，让车辆比驾驶员更早预知到前方道路情况。这一功能后续将会无限扩展，如5G车辆的车对车沟通，车辆和基础设施沟通甚至车辆和人的沟通。简单来说，装备了5G终端的汽车，才能真正实现互联，而不是在黑暗中摸索。3.4.2广汽埃安LX广汽新能源发布的全新车型埃安LX也开启了自驾功能，埃安LX在0-120km/h全速域行驶过程中，无驾驶员干预的自动驾驶。已达到L3级别的自动驾驶，而且搭载了ADiGO3.0自动驾驶系统，采用华为5G巴龙5000芯片由5GT-BOX模组提供百兆的传输速率并采用V2X赋予智能驾驶。这套系统搭载了高精地图+高精雷达+MobileyeEyeQ4摄像头配合巴龙5000对大数据地、车载雷达、摄像头对车辆的是情况进行全方位的定位分析，以实现规划路线，高精地图可以实现车道级别的精准定位，而这些都需要5G的参与。从而做到不偏离车道的自动驾驶，除“三重感知”技术之外，这套系统还配备了驾驶员疲劳监测（DMS）和方向盘脱离预警（HOD）功能，这也进一步保证了在自动驾驶时，车上人员以及车外事物的安全性问题，进一步强化了自动驾驶最需要解决的问题——主动和被动安全，而且为了实现L3技术。3.4.3比亚迪汉车型比亚迪也正式宣布，旗下汉车型搭载了业界首款5G车载模组MH5000。MH5000是业内首款5G-V2X（可以简单地理解为“基于5G通讯的车联网”）车载模块，MH5000最高下行峰值速率达2Gbps，最高上行峰值速率为230Mbps，能够满足汽车5G通讯需求，给车辆数据互通、车路协同以及未来的自动驾驶提供助力。例如DiPilot智能辅助驾驶系统，弯道速度控制系统、FCW前向碰撞预警系统、AEB-CCR自动紧急制动系统、AEB-VRU行人识别/保护系统、EBA紧急制动辅助系统、ESS紧急制动提醒系统、LDWS车道偏离预警系统等等，都可通过5G车载模组进行。5G智能网联汽车障碍感知解决方案对智能网联汽车而言与智能无人驾驶是必然要求，对于车辆对周边的障碍物感知问题是车路协同的关键。车路协同系统包括车载系统、路侧系统、云平台，主要功能包括车辆终端获取、车辆位置数据、姿态数据，如图4-1所示。图4-1车路协同系统原理图车载系统车载系统主要实现车辆GPS定位、车辆姿态数据获取，车辆数据处理、同步，车辆数据广播、推送等功能。车载系统通过V2X通信将车辆数据广播给周围车辆、路侧设备；通过3G/4G/5G移动蜂窝通信将数据上传给云平台，以实现车辆数据调整；同时，车载系统还可以通过车载传感器或V2X通信模块等识别周围交通环境，包括周围车辆、障碍物、行人等。路侧系统路侧系统主要实现交通信息捕捉与的传递，像道路危险状况、交通标牌、交通信号灯以及通过云平台推送的实时交通状况等。路侧设备通过V2I通信将该路段的限速、交通标牌、危险提醒、交通灯状态等广播给周围车辆；在一些V2V信号遮挡的路段转发车辆V2V数据，提高车辆感知范围；同时，接收云平台的交通危险、调度信息通过V2I通信推送到周围车辆，提高驾驶安全和交通效率。云平台云平台主要实现车辆信息的统计，交通危险、调度信息的实时推送；另外，云平台还可以通过路侧设备推送生活推荐服务，既能提高驾驶安全，又能提高驾驶人出行效率。解决方案如REF_Ref71572196\h图4-2所示，车辆的车载系统对周身环境感知检测到障碍物并通过V2X通信将障碍数据传到其他车辆和基站，基站通过光纤通信传输到云平台，云平台将收到车辆实时情况结合路侧系统数据作出避让障碍最优路径规划，并将此路径发给车载系统，让其避让路径前行，而路测系统会对交通信号调整以达到最优效果，从而提高驾驶安全和交通效率。图4-2车路协同障碍感知设计示意图总结1.在领先与世界的5G技术背景下的智能网联汽车是我国在汽车技术市场占领先机的核心点，是国家汽车行业革新优化、逐步增强的突破点，对建设先进的交通运输体系、产业生态、国家创新、增强交通安全、完成实能减排等层面而言，至关重要。而且还有利于人工智能、智能终端、5G、先进传感器等领域的发展。2.智能网联汽车中的核心技术涵盖了信息融合与安全保障、车载网络、辅助驾驶、环境探测、人机界面（HMI）、无线通信、智能互联等等技术。智能网联自动驾驶的汽车、智能交通、系统车联网之间具有紧密联系，并且无需明确划分他们之间相辅相成。3.随着5G在汽车上的逐步发展，汽车不再是传统的简单作为交通工具，而是转变成了一个移动智能终端，拥有着极高的传输速率从而提高各式各样的使用场景。以智能网联汽车为核心的车载娱乐系统、导航系统、人机界面、车联网系统以及自动驾驶都在5G技术的加持下得到进一步发展。4.智能网联汽车在全世界范围内已经进入了快速发展的时期，在全世界汽车行业中已经具备了一定的基础，各个国家的汽车企业都在进行合作，共同研究开发新技术。在5G技术发展上中国全球领先，其余各国也是接踵而来出台一系列5G扶持政策，各运营商亦开始在5G技术领域投资。5.