5G在汽车领域上的应用研究

【摘要】    随着我国5G技术的逐步推进，将其应用到汽车领域更是大势所趋。为进一步实现汽车领域的智能化、网联化发展，相关部门应进一步加强对5G技术应用途径的研究，从而实现其快速发展成熟。基于此，本文对5G技术在汽车领域内的应用展开研究，从5G技术的发展背景出发，对汽车领域的改革趋势加以分析，并在此基础上进一步探讨了相关技术的具体应用途径，从而有效为汽车领域的智慧发展打下坚实基础。

【关键词】    5G    汽车领域    云端大数据

引言：

在我国经济水平不断提升的环境下，汽车领域的创新发展得到了越来越多的关注，特别是在5G通信技术应用的环境下，汽车行业的发展获得了更多的技术支持，从而也为大数据、互联网、人工智能、云计算等技术的深度融合提供了更广阔的发展空间。现阶段，我国“新基建”战略的提出使得汽车领域数字化建设进一步获得多重利好，因此在未来发展当中，应继续深入探究5G技术同汽车发展领域的内部关联。

一、5G通信技术概述

5G技术是为满足移动通信需求而发展出来的新一代移动通信技术，相较于之前的4G网络，5G技术在数据传输速率方面实现了明显的提升。与此同时，5G技术还凭借其低网络延迟、大规模连接以及可靠性较高等优势得到了社会各个行业广泛地认可与应用。在1G到4G技术的发展过程中，更多是为了满足“人与人”之间的交流需求，而5G技术的出现则更多是实现“人与物”以及“物与物”之间的通信。[1]随着5G技术发展步伐的加快，用户对于数据速率、连接密度、流量密度等指标提出了更高的要求，同时在5G商用领域当中也更加注重用户的体验感。结合当前的发展趋势来看，5G技术已经进入到汽车领域以及智能交通领域，并进一步推动其在有关基础设施建设领域的应用。现阶段，5G技术的应用使得汽车领域智慧技术创新与协同系统研发等方面面临着全新的格局，同时还为云端大数据体系的构建奠定了坚实基础。由此也可以进一步看出，5G技术在汽车交通领域的广泛应用已经成为不可逆转的趋势，并逐步为智能汽车系统的优化升级贡献出强大力量。

二、5G技术应用下汽车领域的改革趋势

可以看出，5G技术的三个应用场景在汽车领域的落实中，影响最为突出的仍是大数据，也就是相关技术的应用可以极大缩减车联网获取数据的成本。就以往的数据传输过程来说，对于一定量的数据信息往往也需要相应的时长完成传输，若想提升速率势必也会带来应用成本方面的提升。例如在车内完成对行车记录仪的安装，在对数据信息进行收集以后通过无线通信回到后台。

而随着5G技术的应用，大带宽、低资费等特点为汽车领域数据信息收集提供了更多的可能性，进一步提升了数据的传输量与传输效率，进而逐步带动“万物互联”在汽车产业当中引发革命性的变化。与此同时，由4G场景向5G场景的转变还带来了低迟延高可靠性的服务模式，同时这种通信模式在汽车领域的作用也得到了行业内外的广泛讨论。中国信息通讯研究院发布的《MEC与C-V2X融合应用场景》白皮书中对于5G技术的应用特点展开了进一步叙述，而将“短迟延、万物互联、大容量”等应用特点代入到汽车领域当中则可以推动边缘云的搭载，这是相较于中心云所提出的概念，旨在通过5G计算来促进云服务响应速度与通讯可靠性的显著提升。值得注意的是，现阶段的5G技术仍然具有一定的发展空间，各方面的技术标准还有待完善，只有进一步实现5G高可靠性、低迟延的应用特点，才可以实现对汽车领域的革命性改变。站在云端大数据的角度来说，当前最关键的任务在于对于5G技术如何真正实现云端控制车辆的讨论，同时对于5G技术应用的讨论也需要更加全面化与完善化，确保可以将“短迟延、万物互联、大容量”等应用场景有效落实于汽车领域发展当中，为其不断朝向智能化、网联化、共享化的趋势发展打下坚实基础。[2]

二、5G技术在汽车领域的具体应用

（一）云端大数据与汽车互联

1.汽车互联技术

当前车载互联技术的应用范围越来越广泛，人们驾车可选择使用的技术种类也越来越多;另一方面，车载互联技术也为交通管理人员的工作带来了一定便利性提升。交通管理人员可以通过汽车互联技术对汽车的实时驾驶状态进行监测，并以此为依据实现交通状况的全面管理。但同时，汽车互联技术的数据信息传输量过大，交通管理人员很可能无法直接完成全面分析，因此汽车互联技术的应用仍然存在一定问题。基于这一现象，当前在研究汽车互联技术时，通常会将其与交通行业大数据应用共同研究，以提高该技术的应用水平。当前越来越多的汽车开始配备远程通信技术，这种技术一定程度上可以提高交通信息流动的全面性与简便性。

以V2X技术为例，该技术主要包括V2V汽车到汽车通信和V2I汽车到基础设施的通信，能够极大程度地提高汽车互联信息的含量。同时，高水平的蜂窝技术也可以提升汽车互联技术的数据吞吐量。当前有大量的汽車厂商都在汽车互联技术当中使用了全新的通信技术，互联技术水平有所提高。

2.云系统的应用

5G网络利用云计算技术逐步实现网络云化的准变，进而从封闭走向开放，并实现了云系统的构建。[3]云系统也是汽车当中5G技术应用的重要体现和保障。在汽车贴身服务中，云技术可以得到比较广泛的应用。当汽车与云系统相连接后，由于云系统容量无限大、计算能力无限强，因此可以提供多种服务，充分满足汽车驾驶者的多种要求。根据相关专家预测，通过发挥云系统的快速计算功能，不仅可以为驾驶员实时提供路况，还能为交通管理人员即时提供位置信息，方便交通管理人员实现安排工作。例如，一旦发生交通事故，交通管理人员就能立刻通过云系统了解交通事故发生位置、该位置的路段情况等，以科学地配置人员、有效解决交通问题。当前，有部分企业已经开发了收集车辆的控制器局域网络系统总线（CAN bus）数据的技术，通过对该类数据实时分析，可以破解车辆加速度计的数据，进而明确车辆所在位置的道路状况。云系统在汽车智能化当中发挥了十分重要的作用，能够提高汽车中5G技术的应用水平，是汽车智能系统中重要的组成部分，该系统能够在多方面得到应用，同时有效提升汽车驾驶员的驾驶体验。

3.大数据环境下的挑战

在大数据环境下，汽车当中应用的一系列5G智能技术能够提升汽车使用的便捷性，但同时也会为汽车智能化发展带来一定挑战。当前在汽车智能化发展过程中最大的问题就是数据管理问题，据相关研究表明，当前的汽车互联大数据含量中，十秒钟产生的大数据含量大概可以达到10TB，较高的数据含量可以涵盖更多信息内容，但也为数据处理和利用带来更大的负担。当前在世界范围，道路交通管理工作都对大数据技术做到了一定应用，并通过使用此技术提升了道路交通管理工作的水平，例如可以利用大数据提前发现部分交通事故的发生趋势。如上文提到的，交通管理人员可以运用大量数据获取有效的信息，降低自身工作负担;但他们并不能保证对所有的有效信息进行提取和利用，现阶段的技术条件和其他条件仍然会对数据的处理和利用造成一定制约。总的来说，在大数据环境下，汽车当中的5G技术使用仍然存在一定局限性，想要保证该技术的发展，就需要解决这些问题与挑战。

（二）车联网的搭建

1.车联网的应用概念

车联网主要指的是，将汽车作为整体的联结对象，同时在无线通信技术的影响下，搭建相应的网络平台来实现车、人、路、云平台之间的信息有效传递与共享。结合现阶段的发展情况来看，车联网包括车内网、车际网以及车载移动互联网，实现从车内互联向车外互联的有效转变。在实际应用的过程中，车联网可以对车辆进行智能化控制，同时有效提供智能动态信息服务实现智能化的交通管理。由此可见，车联网建立的目的不仅是提升汽车的智能化、网联化水平，同时还可以进一步为用户提供更加安全、高效、智能的行驶体验。若按照通讯对象进行分类可以将车联网分为三类，车辆与车辆之间的通讯（V2V）、车辆与道路之间的通讯（V2R）以及车辆与后台之间的通讯（V2I），进而在上述V2X模式的影响影响下实现汽车智能网联的逐步升级。[4]结合车联网的发展实际来看，其总体的发展流程主要可以分为三个阶段：第一阶段属于相对早期的车载信息服务系统，其主要任务是提供相应的娱乐项目;第二阶段也就是当前所处的智能网联汽车阶段，在汽车的互联探索方面投入更多资源，同时也进一步提升了对路侧基础设施的重视程度;第三阶段也就是2025年以后，车联网的发展将会更多受到5G技术升级以及行业深度协同的影响，开始进入到认知和高级别自动驾驶阶段。众所周知，车联网的运行对于实时性和安全性等方面提出了较高的要求，上一代4G网络在运行过程中并不能保证其高可靠性与低时延，因此只能完成较为基础的交互功能。随着5G技术的兴起，边缘计算下沉、数据上云等新一代技术的应用使得车辆峰值速率可以得到显著提升，同时其所展示出来的超低时延特点也可以使联网车辆在短时间内做出相应的判断与决策，提升驾驶的安全性与稳定性。

总的来说，V2X技术是5G技术网络全面化覆盖的重要基础，不仅可以为车联网提供相应的标准运行协议，还可以推动其智能化和网联化的发展，因此其大规模应用也成为不可逆转的发展趋势。

2.车联网的應用场景

现阶段，在5G技术持续发展的背景下，车联网已经探索出越来越多的应用场景，旨在为用户提供更多的便利。当前，较为常见的车联网应用场景主要涉及以下几种：

第一，无人驾驶。随着信息技术水平的提升，无人驾驶的相关概念已经逐渐被人所熟知，而5C网络技术的应用可以进一步让无人驾驶成为现实。考虑到5G技术应用过程中具有低时延、高可靠性的特点，同时还可以与车辆形成互动，也正是凭借这样的交互式感知来为无人驾驶的实现提供支持。当前，在车联网的控制下，车龄自动驾驶可以实现自动超车、躲避碰撞、以及车辆编队等动作，这在很大程度上是基于5G技术来完成的。

第二，道路交通情况的管理与优化。5C技术在应用过程中还具有高传输速率的特点，凭借这一优势，可以有效实现对实时路况的播报，进而实现道路交通环境的优化。与此同时，5G技术还可以实现对收费口、监控点等位置的智能化管理，这样不仅可以将对应的人力资源解放出来，同时还可以大大降低错误概率。而且在车联网的控制下，车辆还可以进一步实现天气和路况信息的收集，并有效在数据信息交互的过程中完成对科学路段的选择，最大限度地减少出现拥堵问题以及交通事故的概率。

第三，车载系统功能的丰富。车载系统是用户完成信息获取、交换等过程的重要途径，对于车联网的运行也将会起到十分关键的作用。特别是在5G网络的支持下，车载系统可以提供更为丰富的功能与应用，提供给用户更为完善的服务。5G技术的高带宽、低时延等特点有助于带给用户更好的使用体验，并带动车辆运行效率的提升。

第四，提升应急救援系统的完善程度。通常情况下，实现车联网的车上都会具备定位以及相应的操作功能，在这样的情况下，一旦出现紧急情况就可以第一时间通过车联网来进行信息交互，并作出后续应对。与此同时，通过5C技术还可以及时将相关信息通过云端传递给救援中心，并帮助救援中心对是事故现场进行定位。

值得注意的是，通过5G技术可以实现对道路情况的具体具体分析，从而最大限度地节约救援时间，减少事故损失。第五，对于自然灾害的应急与处理。结合当前的运行情况来看，部分基础通信设施会受到外界自然因素的影响，特别是在灾害天气下，设备设施也会遭受损坏。这样不仅会导致通信服务的中断，同时还会提升事故概率。然而在5G技术与车联网的应用下，即使基础设施被破坏也可以通过车载单元完成信息交互，将相关信息及时传递给用户，保证可以在短时间内完成撤离，并进一步降低自然灾害所造成的损失。

三、结束语

综上所述，5G技术的发展为汽车领域注入新的活力。在当前的发展背景下，为更好地满足用户的互联要求，5G技术逐步深入到汽车领域中的各个环节，并呈现出良好的应用效果。就当前的发展水平来看，云端大数据的引入使得汽车互联水平逐步提升，同时进一步为云系统的应用打下良好基础。此外，车联网作为有关技术的重要应用途径，也在很大程度上为满足需求提供便利，促进汽车产业发展水平的提升。

作者单位：徐晓璐    辽宁邮电规划设计院有限公司

参  考  文  献

[1]张春光.5G技术在智能交通领域的应用[J].城市道桥与防洪，2021（10）：213-215+23-24.

[2]刘涵昱，时瑞浩，蒋建辉.5G通信时代汽车智能座舱发展趋势探讨[J].广东交通职业技术学院学报，2021，20（01）：33-37.

[3]陈云斌，王全，冯定东，等.基于5G云网融合的车联网应用技术探讨[J].移动通信， 2021，45（06）：2-6.

[4]黄丽娜.5G行业应用的探讨[J].江西通信科技，2021（04）：30-31.