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摘要:随着我国网络通信技术的飞速发展,4G时代正逐渐落下帷幕,5G时代已经正式来临。伴随5G商业化的步伐加速,5G技术与汽车产业的融合备受瞩目,在市场和技术的双重推动下,无论是传统汽车行业,还是新兴科技企业,都将未来发展的重点放在了汽车电动化、网联化、智能化方面。
关键词:5G技术;智能网联汽车;影响
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合,能够为汽车消费者带来全新的智能科技体验,基于此,5G技术在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云平台之间全方位网络的构建,进而达成车联万物的目標。
一.智能网联汽车的概念
所谓智能网联汽车,是在普通汽车的基础上,配备技术先进的传感器、控制器和执行器等,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。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。在网联化层面,智能网联汽车基于通信互联,实现车和车、车和云平台、车和智慧交通系统等的连接,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。
二. 5G技术对智能网联汽车的影响
1. 5G和自动驾驶之间的关系
一提到5G,相信大众对其的第一反应就是速度变快,但实际上,5G的创新与突破在于,其在原来4G满足人与人之间通信的基础上,实现了人与物以及物与物之间的多重主体通信和连接。目前,5G主要是由以下三个应用场景组成,第一个应用场景是eMBB,eMBB主要针对的是移动宽带领域,使用5G的用户会在速度上面获得非常显著的感受变化,5G的体验速速率在0.1—1gpbs,峰值速率可达10gbps。第二个应用场景是超可靠低时延通信,主要的指标是端到端的时间延迟为ms级别,可靠性接近100%。第三个应用场景是mMTC,即海量机器类通信,其重要指标是连接数的密度,每平方公里可以连接100万个终端。5G技术所拥有的低延时和超可靠性的特点,正是无人驾驶的核心需求。现有的感知技术,如雷达、摄像头等实际上只给车提供了一个看的能力,没有办法跟车实现互动,而且这种看的能力会受到外界环境的影响,有了5G技术的交互式的感知,车就可以对外界环境做一个输出,不仅能探测到状态,还可以做出反馈。自动驾驶的协同合作的许多场景,比如自动超车、车路协同、车辆编队都对可靠性和时延性提出了要求,都需要5G技术的支持。其中,关于5G通信对自动驾驶感知能力提升作用的原因总结:第一,5G技术不仅有效降低了时间的迟延,而且也在很大程度上降低了道路参与者的不确定性,如车与其他车辆以及其他物体之间的距离、位置关系,车辆状态的交互,车辆运行轨迹交互。第二,5G技术有效弥补了传感器受到距离和环境的约束,如获得非视距信息、受外界环境因素的影响小。第三,5G技术促进从单车智能到协作式智能演化。除此之外,5G技术的出现和应用也给智能网联汽车的自动驾驶运营提供了更多新的可能性。比如:应用5G技术,在正常情况下汽车完全可以实现自主行驶测试任务,不需要再安排专业人员参与测试任务,而且测试结果的准确性更高。如果实现了自动驾驶,那么远程驾驶人员便可以同时对多辆汽车进行操控。还有,如果在自动驾驶的过程中,遇到一些不能自主处理的情况,L3级别上的自动驾驶系统可以在第一时间作出判断,并且将信息传达给远程驾驶人员,远程驾驶人员可以进行远程介入,大大提高了驾驶的安全性。
2. 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。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。
3.智能网联汽车通信的核心网络
为满足智能网联汽车数据信号输入/输出的需求,设置5G通信的LTE-V核心网、接入网两部分,其中核心网包括横向层级、纵向数据域的网络编排模式。核心网横向层级中存在虚拟资源层、运营管理层等层级,虚拟资源层内的虚拟组件,可以为不同虚拟化功能的实现提供网络通信、数据资源交换、物理计算与存储等服务,而运营管理层则主要具有网络策略调度、业务功能管理等作用。而网络纵向数据域包含网络组件层、业务域组件管理等结构,利用5G蜂窝系统频段、网络切片技术,对智能车联网络做出物理硬件资源调配、组件分层,随着不同时间段交通状况、车辆密度的变化,进行多种5G网络频段配置、使用,加强纵向业务域的网络编排与管理。特别在车辆超高速移动、带宽需求高情况下,合理配置系统容量、空口资源,实现移动驾驶中各类业务的正常运转。第一虚拟服务器NFV/MANO的弹性资源分配。采用SLAs服务等级协议、MANO技术,构建VNF共享服务器的网元层级,对多种网络业务功能的逻辑实现,进行灵活的通信组网、资源动态配置,按需对5G无线网络、业务路由做出自动编排,保证不同网联汽车业务场景的网络需求。第二控制与转发分离。智能网联汽车的虚拟组件层级,通常包括业务控制组件、媒体功能组件、增值功能组件等,其中控制面组件,负责对车联网系统中的多种连接设备,进行连接授权/鉴权、信息传输管理;转发面组件则用于不同网络服务器(CDN)控制、报文数据的转发,以及移动终端的分开部署,通过分布式数据处理,快速分流带宽内存在的大量数据信息、服务请求,该层级支持D2D、M-MIMO等无线异构通信传输,可以实现ICV车辆信号的无缝切换、实时传递,从而解决多站点传输过程中,面临信道拥堵、网络延时问题。
结语
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。
参考文献:
[1]田高华,徐晓宇,江传玉.5G背景下赣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,2019(018):30-31.
关键词:5G技术;智能网联汽车;影响
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合,能够为汽车消费者带来全新的智能科技体验,基于此,5G技术在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云平台之间全方位网络的构建,进而达成车联万物的目標。
一.智能网联汽车的概念
所谓智能网联汽车,是在普通汽车的基础上,配备技术先进的传感器、控制器和执行器等,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。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。在网联化层面,智能网联汽车基于通信互联,实现车和车、车和云平台、车和智慧交通系统等的连接,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。
二. 5G技术对智能网联汽车的影响
1. 5G和自动驾驶之间的关系
一提到5G,相信大众对其的第一反应就是速度变快,但实际上,5G的创新与突破在于,其在原来4G满足人与人之间通信的基础上,实现了人与物以及物与物之间的多重主体通信和连接。目前,5G主要是由以下三个应用场景组成,第一个应用场景是eMBB,eMBB主要针对的是移动宽带领域,使用5G的用户会在速度上面获得非常显著的感受变化,5G的体验速速率在0.1—1gpbs,峰值速率可达10gbps。第二个应用场景是超可靠低时延通信,主要的指标是端到端的时间延迟为ms级别,可靠性接近100%。第三个应用场景是mMTC,即海量机器类通信,其重要指标是连接数的密度,每平方公里可以连接100万个终端。5G技术所拥有的低延时和超可靠性的特点,正是无人驾驶的核心需求。现有的感知技术,如雷达、摄像头等实际上只给车提供了一个看的能力,没有办法跟车实现互动,而且这种看的能力会受到外界环境的影响,有了5G技术的交互式的感知,车就可以对外界环境做一个输出,不仅能探测到状态,还可以做出反馈。自动驾驶的协同合作的许多场景,比如自动超车、车路协同、车辆编队都对可靠性和时延性提出了要求,都需要5G技术的支持。其中,关于5G通信对自动驾驶感知能力提升作用的原因总结:第一,5G技术不仅有效降低了时间的迟延,而且也在很大程度上降低了道路参与者的不确定性,如车与其他车辆以及其他物体之间的距离、位置关系,车辆状态的交互,车辆运行轨迹交互。第二,5G技术有效弥补了传感器受到距离和环境的约束,如获得非视距信息、受外界环境因素的影响小。第三,5G技术促进从单车智能到协作式智能演化。除此之外,5G技术的出现和应用也给智能网联汽车的自动驾驶运营提供了更多新的可能性。比如:应用5G技术,在正常情况下汽车完全可以实现自主行驶测试任务,不需要再安排专业人员参与测试任务,而且测试结果的准确性更高。如果实现了自动驾驶,那么远程驾驶人员便可以同时对多辆汽车进行操控。还有,如果在自动驾驶的过程中,遇到一些不能自主处理的情况,L3级别上的自动驾驶系统可以在第一时间作出判断,并且将信息传达给远程驾驶人员,远程驾驶人员可以进行远程介入,大大提高了驾驶的安全性。
2. 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。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。
3.智能网联汽车通信的核心网络
为满足智能网联汽车数据信号输入/输出的需求,设置5G通信的LTE-V核心网、接入网两部分,其中核心网包括横向层级、纵向数据域的网络编排模式。核心网横向层级中存在虚拟资源层、运营管理层等层级,虚拟资源层内的虚拟组件,可以为不同虚拟化功能的实现提供网络通信、数据资源交换、物理计算与存储等服务,而运营管理层则主要具有网络策略调度、业务功能管理等作用。而网络纵向数据域包含网络组件层、业务域组件管理等结构,利用5G蜂窝系统频段、网络切片技术,对智能车联网络做出物理硬件资源调配、组件分层,随着不同时间段交通状况、车辆密度的变化,进行多种5G网络频段配置、使用,加强纵向业务域的网络编排与管理。特别在车辆超高速移动、带宽需求高情况下,合理配置系统容量、空口资源,实现移动驾驶中各类业务的正常运转。第一虚拟服务器NFV/MANO的弹性资源分配。采用SLAs服务等级协议、MANO技术,构建VNF共享服务器的网元层级,对多种网络业务功能的逻辑实现,进行灵活的通信组网、资源动态配置,按需对5G无线网络、业务路由做出自动编排,保证不同网联汽车业务场景的网络需求。第二控制与转发分离。智能网联汽车的虚拟组件层级,通常包括业务控制组件、媒体功能组件、增值功能组件等,其中控制面组件,负责对车联网系统中的多种连接设备,进行连接授权/鉴权、信息传输管理;转发面组件则用于不同网络服务器(CDN)控制、报文数据的转发,以及移动终端的分开部署,通过分布式数据处理,快速分流带宽内存在的大量数据信息、服务请求,该层级支持D2D、M-MIMO等无线异构通信传输,可以实现ICV车辆信号的无缝切换、实时传递,从而解决多站点传输过程中,面临信道拥堵、网络延时问题。
结语
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。
参考文献:
[1]田高华,徐晓宇,江传玉.5G背景下赣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,2019(018):30-31.