王琪 王廣娜

摘要：本文主要研究了5G的各項組成技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)架原理。通過對比前代技術(shù)總結(jié)5G技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，分析了在5G時代下車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，通過舉例，結(jié)合兩者先進(jìn)技術(shù)在智慧運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，了解智慧運(yùn)輸系統(tǒng)的功能，感受在5G技術(shù)支持下智能交通在未來人民生活中發(fā)揮的作用。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);車聯(lián)網(wǎng);智能交通

0? 引言

隨著國家工信部提出將于2020年將5G技術(shù)正式商用化，5G技術(shù)對于交通行業(yè)發(fā)展將會是巨大的，未來的城市交通將會把汽車和互聯(lián)網(wǎng)緊密相連起來，這將幫助車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)能夠幫助實現(xiàn)人、車、路、云、計算機(jī)的五者協(xié)同，能夠大幅提升人們的行車安全、舒適度以及環(huán)境的保護(hù)，實現(xiàn)未來城市人性化的智慧運(yùn)輸。

1? 5G技術(shù)

1.1 5G的定義

5G也稱為第五代移動通信技術(shù)，與前幾代通信技術(shù)不同的是，5G沒有對通信技術(shù)進(jìn)行大革新，而是改進(jìn)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，D2D、M2M通信技術(shù)等，并且加入新的無線接入技術(shù)進(jìn)行輔助。形成具有低延遲、高帶寬、傳輸速度快、穩(wěn)定性好、安全性高的5G網(wǎng)絡(luò)。

1.2 5G的關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 毫米波技術(shù)

現(xiàn)在使用的4G，其使用的頻率是3～30GHz，這一波段穿透能力較弱而且?guī)捫∪菀桩a(chǎn)生頻道之間的干擾，這是我們在人多的建筑場所手機(jī)信號差以及網(wǎng)速延遲的原因。5G使用了高頻的毫米波，頻率在30～300GHz，大大提升了帶寬，使之具有了高速率、低延時的優(yōu)點(diǎn)。

1.2.2 微基站

微基站是一群微基站組成的基站群，可以將宏無線網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到微無線網(wǎng)絡(luò)上，并且在各個微小基站之間傳輸。因為基站天線的尺寸與電磁波的波長在一個數(shù)量級，所以天線的長度也就可以進(jìn)一步縮小到毫米級別，因此基站也可以縮小到很小。相比于4G的宏基站，5G大規(guī)模的微基站成本小而且耗能低而且可以大范圍的覆蓋。

1.2.3 大規(guī)模的MIMO（多入多出技術(shù)）

如今常見的基站一側(cè)使用的天線數(shù)量約為2～8根，但是5G大規(guī)模MIMO技術(shù)下基站側(cè)的天線數(shù)將會增加到最多256根，MIMO技術(shù)將天線用大規(guī)模的陣列方式集中放置，充分利用空間資源實現(xiàn)多根天線的同時收發(fā)，顯著提升信號的傳輸質(zhì)量以及系統(tǒng)的可靠性。

1.2.4 波束成形技術(shù)

當(dāng)大量的天線同時傳輸信息時會產(chǎn)生相互之間的信號干擾，所以需要一個“信號控制器”來幫助信號進(jìn)行定向傳輸。混合波束成形技術(shù)可以很好的平衡復(fù)雜度以及擁有高性能，通過對射頻信號的控制，可以使信號變窄并且指向我們使用的移動設(shè)備，并且在設(shè)備移動過程也進(jìn)行信號跟蹤。此外因為信號變窄，手機(jī)也可以獲得更加精準(zhǔn)的定位。

1.2.5 全雙工技術(shù)

5G時代的產(chǎn)生的數(shù)據(jù)極多，為了處理如此龐大的數(shù)據(jù)就需要用到全雙工技術(shù)，傳統(tǒng)的信息傳輸是在單信號通道上進(jìn)行的，這樣使數(shù)據(jù)需要等一方傳輸完另一方才可以上傳數(shù)據(jù)，不可以雙方同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。全雙工技術(shù)微處理器與外圍設(shè)備之間采用發(fā)送線和接收線各自獨(dú)立的方式，可以使數(shù)據(jù)雙向進(jìn)行，將會極大的提升數(shù)據(jù)的傳輸速度。

2? 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

2.1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的意義

隨著人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷開拓，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)越發(fā)火熱。車聯(lián)網(wǎng)是在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上衍生而出的新技術(shù)，全稱“汽車移動互聯(lián)網(wǎng)”，是構(gòu)成未來城市智慧交通關(guān)鍵的一環(huán)。在5G技術(shù)的支持下車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合了汽車與人、車、路、環(huán)境、互聯(lián)網(wǎng)、云端形成一種V2X連接技術(shù)，代表了全新的智能人機(jī)交互模式。車輛行駛的大數(shù)據(jù)會上傳到云端，獲取的數(shù)據(jù)可以用來優(yōu)化道路擁擠問題，處理交通事故，輔助車路協(xié)同。

2.2 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)工作原理

車聯(lián)網(wǎng)是行駛在道路上所有車和云端網(wǎng)絡(luò)形成的一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，在道路上行駛?cè)魏屋v車都可以成為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，另外借助路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行一些設(shè)備的布置，形成一個完備的的網(wǎng)絡(luò)體系。信息的獲取是車聯(lián)網(wǎng)的第一步，車聯(lián)網(wǎng)中的每輛車都將配備有高精度的傳感器，能夠及時收集數(shù)據(jù)。隨后就是車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最重要的RFID（射頻識別技術(shù)），它可以對地面物體自動識別并且通過射頻技術(shù)獲取信息。而且射頻技術(shù)不易受到外界因素的干擾，能夠在惡劣的天氣環(huán)境下工作。隨后是云計算功能，通過射頻技術(shù)獲得海量的數(shù)據(jù)需要一個強(qiáng)大的對接口，而云計算恰巧能夠提供這一數(shù)據(jù)處理功能，通過資源共享，將大量的計算工具放置于一個“池子”中，可以根據(jù)用戶上傳的數(shù)據(jù)大小來有針對性的提供“云端服務(wù)”。這些技術(shù)構(gòu)成了一個初步的車聯(lián)網(wǎng)框架。

3? 未來智能交通的發(fā)展趨勢

3.1 基于云計算的智慧運(yùn)輸系統(tǒng)

在交通運(yùn)輸過程中，信息的收集、最優(yōu)路徑規(guī)劃、實時路況、車輛安全及車身硬件狀態(tài)等數(shù)據(jù)的分析是目前運(yùn)輸過程中需要關(guān)注的點(diǎn)。但是目前的數(shù)據(jù)傳輸存在嚴(yán)重滯后等問題，而5G可以通過全雙工技術(shù)和多入多出技術(shù)及智能運(yùn)輸云系統(tǒng)可以處理這些信息。

云計算技術(shù)收集信息面廣，可以通過機(jī)場，地鐵，汽車等公共場所的監(jiān)控，卡口以及電子警察等來獲得大量的車輛交通信息，對車流量、路面、噪聲、天氣、位置、溫度等進(jìn)行監(jiān)控。然后利用大數(shù)據(jù)的分析，借助圖像識別，視頻識別以及混合定位系統(tǒng)等生成可以誘導(dǎo)交通能力的信息。在未來的貨物運(yùn)輸中高智能的機(jī)器人將作為主導(dǎo)，云計算平臺將作為機(jī)器人的“大腦”對其發(fā)號施令。運(yùn)輸過程將變得可視化、規(guī)范化，整個運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的信息都會被傳回云端保存以供分析，能夠優(yōu)化運(yùn)輸途徑來減少成本的損耗。

3.2 基于無人駕駛的智慧生活

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，更加高精度的傳感器和智能云計算系統(tǒng)能夠應(yīng)用在無人駕駛中，可以實現(xiàn)車內(nèi)網(wǎng)和車外網(wǎng)的對接。在行駛過程中通過自動細(xì)微調(diào)整，形成車輛的跟蹤，來保證良好的路況視野。行駛過程中通過前后車的監(jiān)測可以保證車輛的安全距離，當(dāng)即將發(fā)生事故時，車內(nèi)的安全系統(tǒng)就會提前制動以保護(hù)乘客安全。另外，汽車將不再僅僅是代步工具，將成為兼具娛樂辦公等多項功能的一個特殊載體。當(dāng)自動駕駛技術(shù)完全成熟時，人們只需要花將近20%的時間專注于駕駛，剩余的80%時間可以用于自由支配。第三，可以很好地解決停車難的問題。未來當(dāng)自動泊車系統(tǒng)完善時汽車可以自動尋找車位，完全釋放駕駛員的雙手，將會進(jìn)一步提升人們的出行效率。

4? 結(jié)論

目前城市道路交通仍然存在著許多問題，5G和車聯(lián)網(wǎng)就是打破這些問題瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)。在車聯(lián)網(wǎng)的幫助下，運(yùn)輸管理部門可以智能監(jiān)控各個地區(qū)的交通狀況，并且智慧運(yùn)輸系統(tǒng)會給出自我調(diào)度，平衡城市道路壓力。在云端的幫助基礎(chǔ)之下，車與車之間也會構(gòu)架成密集的網(wǎng)絡(luò)，輔以先進(jìn)的GPS技術(shù)和感知技術(shù)互通實時信息，從云端和地面同時引導(dǎo)車輛，提升車輛駕駛的安全性以及舒適性，汽車會更加的人性化智能化，車與路形成智慧的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)，未來的城市智能交通一定會在全新的5G和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下開辟出一片“藍(lán)?！薄?/p>

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