5G 對車聯(lián)網(wǎng)的影響研究

◎黃家佳 孫藝嘉 居思為 牟丹妮 李淑杰

（作者單位：南京審計(jì)大學(xué)）

一、5G 和車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.5G 的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨困境。

在21 世紀(jì)，網(wǎng)絡(luò)無處不在，我們生活的所有方面都與它息息相關(guān)?；ヂ?lián)網(wǎng)已然成為了推動世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的核心引擎。隨著科技的不斷發(fā)展，"快"、"準(zhǔn)"、"穩(wěn)"始終是互聯(lián)網(wǎng)通信的終極追求目標(biāo)。5G 作為新一代移動通信技術(shù)，與4G 相比，是一次技術(shù)上的巨大變革，它擁有著更快的速度，更安全的可靠性以及更小的延遲性。5G 的運(yùn)用將為大數(shù)據(jù)分析帶提供更好的技術(shù)支持，也將會使得用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)更加舒適，實(shí)現(xiàn)真正的信息交互，資源共享。在未來不斷的更新發(fā)展下，許多曾經(jīng)難以想象的事情將會變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，到時(shí)候5G 必將成為開啟互聯(lián)網(wǎng)歷史新時(shí)代的大門。

從2009 年中國華為相關(guān)研究小組對5G 展開的研究以來，一直到2020 年，在各國專業(yè)人員的研究下，5G 技術(shù)一直在不斷地發(fā)展并向著大規(guī)模商用以及與各行業(yè)的聯(lián)合應(yīng)用方向發(fā)展。當(dāng)前，在全球的共同努力之下，5G 的技術(shù)性指標(biāo)已基本達(dá)標(biāo)并逐漸走向成熟，這昭示著5G 的時(shí)代顯然已經(jīng)提前來臨。從2019 年開始，5G 就已經(jīng)開始了商業(yè)運(yùn)用，在2020 年這新的一年5G 無疑將迎來大規(guī)模的商用。目前，中國三大通信公司已加大投入建設(shè)5G 基站，中國移動將投入100 億建設(shè)3 萬個(gè)至5 萬個(gè)，中國電信投入90 億預(yù)算增加到2 萬個(gè)，中國聯(lián)通也將投入60 億左右在5G 組網(wǎng)方面。5G不僅僅是一種新的通信技術(shù)的發(fā)展，它的輻射范圍極廣，將會垂直性地對金融，醫(yī)療，人工智能，物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)帶來新的可能性，新的玩法以及新的平臺。

雖然經(jīng)過數(shù)年的研究與發(fā)展，5G 商用的曙光來臨，但不可否認(rèn)的是目前5G 還尚且處于初步規(guī)劃階段，由于新事物的產(chǎn)生效應(yīng)，5G 仍缺乏一系列相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則，這使得5G 的大規(guī)模推出得不到制度保障。除此之外，新技術(shù)應(yīng)用所需的成本太大，全球通信標(biāo)準(zhǔn)一直得不到統(tǒng)一，5G商用后可能產(chǎn)生的高額流量費(fèi)用問題以及不同行業(yè)之間存在著不可抵觸的行業(yè)壁壘……這些種種現(xiàn)存在的問題與瓶頸都將使5G 的進(jìn)一步發(fā)展與普及面臨著前所未有的全新挑戰(zhàn)。

2.車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與面臨困境。

所謂車聯(lián)網(wǎng)，即是由車輛位置、速度和路線等信息構(gòu)成的巨大交互網(wǎng)絡(luò)，具有節(jié)點(diǎn)特性、移動特性以及數(shù)據(jù)流特性。它之所以能在物聯(lián)網(wǎng)的浪潮中爭當(dāng)開路先鋒，不僅僅是因?yàn)槠淦毡樾裕瞧鋵τ诮换タ萍嫉目砂菪浴Ｊ聦?shí)上，在世界范圍內(nèi)，早在2003 年車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)就已經(jīng)開始初露頭角。目前，日本研究團(tuán)隊(duì)己完成Level2 的市場部署，并還在陸續(xù)研發(fā)V2X，計(jì)劃將于2020 年前實(shí)現(xiàn)V2X 的市場化；2015 年底美國交通運(yùn)輸部發(fā)布的《2015-2019 ITS 戰(zhàn)略計(jì)劃》也意在實(shí)施相關(guān)政策鼓勵(lì)交通領(lǐng)域與"互聯(lián)網(wǎng)+"有效結(jié)合，并且也將運(yùn)用通信技術(shù)來推動車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。中國近十年來也在不斷地嘗試車聯(lián)網(wǎng)研究，推出了一系列的扶持政策以期望推動車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并于2009 年著重開始對車聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)布局。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的具有創(chuàng)新的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，它意味著汽車產(chǎn)業(yè)在未來發(fā)展的必然趨勢。

車聯(lián)網(wǎng)最大的價(jià)值在于處理信息，而且能夠以最有效的方式解決交通擁堵問題。據(jù)預(yù)測，車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以使交通擁堵減少約60%，使短途運(yùn)輸效率提高將近70%，使現(xiàn)有道路網(wǎng)的能力提高2～3 倍。

在技術(shù)發(fā)展的歷程中，C-V2X（cellular vehicle to everything）作為車聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)通信平臺，它持續(xù)在技術(shù)與信息上的結(jié)合上進(jìn)行了更新，先后演化出現(xiàn)了LTE-V2X和5G-V2X。5G-V2X 正是基于5G 基礎(chǔ)下的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。同時(shí)，這也強(qiáng)調(diào)了5G技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的互補(bǔ)性，證實(shí)5G 技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的不可或缺。車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與新一代的信息與通信技術(shù)密切相關(guān)，二者的結(jié)合會使得車與車，車與人，以及車與互聯(lián)網(wǎng)之間連接更加充分，更加全方位，從而解決交通系統(tǒng)信息要素進(jìn)行合理匹配與適應(yīng)的問題。但是，現(xiàn)在車聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)研究還是處于它發(fā)展的初級階段。車聯(lián)網(wǎng)所需要的技術(shù)要求太高，且受制于5G 通信技術(shù)與傳統(tǒng)汽車結(jié)合的一定難度，5G-V2X 中的很多技術(shù)并未突破現(xiàn)有老技術(shù)，且表現(xiàn)得尚且不成熟。由此觀之，即使在2020 年，車聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)運(yùn)用比例會更提高，但是離大規(guī)模商用還是需要更多的時(shí)間，因此也較難真正實(shí)現(xiàn)5G 與車聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)結(jié)合。

二、5G 與車聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系

說起車聯(lián)網(wǎng)（V2X），大部人即使不能說的頭頭是道，但是都或許對它有一定的了解。車與車、行人、路、基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)、云等等，這些大家熟知的車聯(lián)網(wǎng)概念早已融入了我們的現(xiàn)實(shí)生活。可為什么車聯(lián)網(wǎng)一直得不到突破性的進(jìn)展，其中很大一部分原因便是其缺少相關(guān)的技術(shù)支撐，目前我們的4G 網(wǎng)絡(luò)難以承載如此龐大的數(shù)據(jù)量，使得車輛對外聯(lián)系的能力不高，有提升空間。車內(nèi)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)車內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸，但車輛在高速移動的過程中，要實(shí)現(xiàn)車與外界各物的通訊，這對通信技術(shù)有很高的要求。在4G 通信技術(shù)下，我國車聯(lián)網(wǎng)的通訊主要依賴以LTE 蜂窩網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的LTE-V技術(shù)。LTE-V 技術(shù)包括集中式（LTE-V-Cell）和分布式（LTE-V-Direct）兩個(gè)工作模式。LTE-V-Cell 需要基站作為控制中心，實(shí)現(xiàn)大帶寬、大覆蓋通信，而LTE-V-Direct 可以無需基站作為支撐，可直接實(shí)現(xiàn)車輛與車輛，車輛與周邊環(huán)境節(jié)點(diǎn)的可靠通信。這樣一來，車聯(lián)網(wǎng)的對外通訊有望得到很好的解決，所以LTE-V 技術(shù)也為車聯(lián)網(wǎng)提供了更多的可能性，使得車聯(lián)網(wǎng)在未來可以應(yīng)用到更多的場景。

LTE-V 技術(shù)源于蜂窩移動通信，而在移動通信技術(shù)并不成熟的時(shí)代，車聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用的是專用短程通信（DSRC）技術(shù)。DSRC 技術(shù)是1992 年由美國材料試驗(yàn)學(xué)會針對ETC 業(yè)務(wù)而提出的，這種通訊技術(shù)的最大特點(diǎn)就是適合短程范圍的通信，對于較長距離的通信就容易出現(xiàn)問題。進(jìn)入4G 時(shí)代后，LTE-V 的技術(shù)發(fā)展趨于成熟，并成為車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)在還是存在一些國家以DSRC 技術(shù)為主要標(biāo)準(zhǔn)。這兩種技術(shù)都各有優(yōu)缺點(diǎn)，DSRC 技術(shù)除了距離的缺陷以外，還需要大量配置通信設(shè)備，成本較高。而LTE-V技術(shù)存在的著時(shí)延的缺陷。雖然LTE-V 技術(shù)的平均時(shí)延小于100 毫秒，但車輛在高速移動的過程中，時(shí)延往往能造成非常嚴(yán)重的后果。車聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)自動駕駛（遠(yuǎn)程駕駛），要求時(shí)延必須在個(gè)位數(shù)的毫秒級之內(nèi)。5G 時(shí)代的到來就為LTE-V 技術(shù)解決了這一缺陷。5G 可以達(dá)到1 毫秒的時(shí)延，可以達(dá)到車聯(lián)網(wǎng)的要求，也使得車聯(lián)網(wǎng)能夠有更大的發(fā)展空間。隨著5G 技術(shù)的成熟，LTE-V 技術(shù)也會被新的技術(shù)代替。除了時(shí)延，5G 還具有高寬帶、高速度、高可靠性等很多LTE-V 技術(shù)不具備的優(yōu)點(diǎn)。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基石，車聯(lián)網(wǎng)實(shí)施過程中的信息交換和通訊也要借助高速率的互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)得以完成。物聯(lián)網(wǎng)中的大量終端連接和實(shí)時(shí)控制等技術(shù)是需要高速率通信技術(shù)的支持?？深A(yù)見的是，5G 與車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是密切的，5G 通信技術(shù)的成熟與大規(guī)模商用也將帶來車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展機(jī)遇。

由此可見，5G 技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)可以說是相輔相成。5G 技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，使得車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展取得突破，特別是在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性上。基于5G 技術(shù)的高可靠性，車聯(lián)網(wǎng)的安全性能得到了基礎(chǔ)的保障。除了安全方面，車聯(lián)網(wǎng)也想著智能化方面發(fā)展。這些更加高級、智能的服務(wù)在5G 技術(shù)的不斷發(fā)展和完善下指日可待。車聯(lián)網(wǎng)需求推動著5G 技術(shù)的應(yīng)用市場不斷擴(kuò)大、衍生，5G 技術(shù)車最重要的應(yīng)用場景之一就是車聯(lián)網(wǎng)。簡而言之，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展離不開5G，5G 的商用不能缺少車聯(lián)網(wǎng)。

除了車聯(lián)網(wǎng)，其他物聯(lián)網(wǎng)對5G 也有很多的需求。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)不斷增長的物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，它可以輕松連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可以互相連接，具有收集和共享大量信息、數(shù)據(jù)的能力。在不同的連接場景下，對速率、時(shí)延的要求也會較為嚴(yán)苛的要求，需要有高效網(wǎng)絡(luò)的支持才能充分發(fā)揮其潛力。相比較4G，5G 有著速率高、延遲低的優(yōu)點(diǎn)，還具有大容量和廣覆蓋的優(yōu)點(diǎn)，可以達(dá)到車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。很多處于理論或者試點(diǎn)階段的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在5G 的幫助下可以實(shí)現(xiàn)，還能得到更好的推廣和普及。

三、5G 與車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

在這個(gè)被大數(shù)據(jù)包圍的時(shí)代，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，似乎一切都在更加緊密地結(jié)合著向前奔跑。溝通聯(lián)系不再是人類的特有技能，世界萬物都應(yīng)該構(gòu)建互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)5G 覆蓋著人們的生活，當(dāng)車聯(lián)網(wǎng)逐漸被人們所接受甚至控制，我們相信技術(shù)會發(fā)展的越來越好。試想，很久之前，沒有手機(jī)，沒有網(wǎng)絡(luò)，直到現(xiàn)在的4G 網(wǎng)絡(luò)，從2G到4G，新的和好的事物總是更加容易吸引人們的注意，可想而知，5G 的發(fā)展前途是不可限量的。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展會使得人們在出行等方面更加便利，對于人們而言，能夠讓自己的生活變得更方便更簡單的東西何嘗不去嘗試一番，人們的智慧才會讓許多東西被發(fā)明，由此可見，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以在現(xiàn)代社會發(fā)展的很好。當(dāng)5G通信技術(shù)的逐漸發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)將會迎來的它的關(guān)鍵期，此時(shí)車聯(lián)網(wǎng)的競爭十分激烈。5G 技術(shù)的未來發(fā)展，會使得車聯(lián)網(wǎng)擁有更多選擇和更好的通信支持。我們有理由相信5G 與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的前景將會是一片光明。

首先，從大的發(fā)展趨勢下觀察可看出，車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景總的來說還是比較廣闊的，在5G 網(wǎng)絡(luò)的支撐下，車聯(lián)網(wǎng)即將成為一個(gè)價(jià)值空間很大的可構(gòu)建一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，我們應(yīng)該相信車聯(lián)網(wǎng)在結(jié)合5G 通信技術(shù)后將開辟一個(gè)全新的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱點(diǎn)領(lǐng)域。從另外一個(gè)角度來看，車聯(lián)網(wǎng)有著很大的發(fā)展空間。通俗來說，更加貼近人們生活的就是自動駕駛，而自動駕駛也是車聯(lián)網(wǎng)商業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要方面，5G 為其提供了穩(wěn)定的信號來源以及數(shù)據(jù)輸入，而來實(shí)現(xiàn)了車與周圍事物的即時(shí)交互聯(lián)系，相當(dāng)于讓汽車有了一雙可以自己看路的"眼睛"，加強(qiáng)了物體之間的互聯(lián)性。從歷史信息可以看出，車聯(lián)網(wǎng)以前的發(fā)展進(jìn)程并不是特別的順利，進(jìn)行的相對緩慢，由于各方面技術(shù)條件的限制，可以說車聯(lián)網(wǎng)當(dāng)時(shí)的發(fā)展到達(dá)了一個(gè)瓶頸，始終沒有達(dá)到一個(gè)突破點(diǎn)。而近兩年，隨著汽車行業(yè)重點(diǎn)的轉(zhuǎn)型以及5G 技術(shù)的日漸成熟，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被各大汽車廠家認(rèn)定為今后汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。

5G 網(wǎng)絡(luò)有效解決了車聯(lián)網(wǎng)的各方面問題，而且5G 技術(shù)的眾多特性也可以達(dá)到車聯(lián)網(wǎng)的在未來發(fā)展的更高要求。車聯(lián)網(wǎng)在5G 通信技術(shù)的基礎(chǔ)上將會有以下發(fā)展趨勢：1.標(biāo)準(zhǔn)體系持續(xù)完善。2.企業(yè)結(jié)盟漸成常態(tài)。3.商業(yè)部署不斷加快。4.人車交互迎來突破。5.應(yīng)用場景更為豐富。

5G 現(xiàn)在正是處于發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)候，備受全球矚目。許多國家相繼開始了5G 技術(shù)的研究，我國也不例外。我國積極推動5G 的技術(shù)研究，并為其營造良好的研究氛圍，促進(jìn)它在各行業(yè)的商業(yè)化。充分了解行業(yè)需要是5G 技術(shù)在發(fā)展的需要考慮的重要因素。

需要我們注意的是車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的保密性和可支配性，若是車輛信息被不法分子竊取，從而產(chǎn)生未被授權(quán)的跟蹤或是惡意操控，正如《速度與激情》里的那段混亂車戲，這不僅僅會侵害他人的隱私，也將直接造成每個(gè)人都不愿意看到的嚴(yán)重后果。因此，在5G 技術(shù)幫我們解決了信息通訊的問題之后，信息安全必須得到極大的重視，車聯(lián)網(wǎng)的防火墻必須盡快筑成。

隨著社會發(fā)展，現(xiàn)在人們的生活逐漸從吃飽穿暖向著高品質(zhì)的舒適生活進(jìn)階，人們對新事物、新產(chǎn)品會更加接受，人們對于智能設(shè)備的需要也會大大提高。因此，智能設(shè)備需要滿足人們在在各個(gè)方面的形形色色的需求。車聯(lián)網(wǎng)在人們出行這方面滿足了人們的需要，比如緊急信息通告，實(shí)時(shí)路況檢測等等。5G 為車主提供高級體驗(yàn)。這些舉例只是說明在未來5G 與車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會讓人們的生活變得更加方便。5G 的低延時(shí)性和高速性促進(jìn)了車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展瓶頸，使得車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展向更高層面有一個(gè)突破，促進(jìn)了智能技術(shù)的快速發(fā)展。我們舉一個(gè)關(guān)于車聯(lián)網(wǎng)使用的場景的例子：大家應(yīng)該都有過這種經(jīng)歷，當(dāng)開著汽車出去逛街時(shí)，必定會將車停在停車位上，若剛好是炎熱的夏天，停車位又是露天，這樣當(dāng)你逛完街打算去開車回家的時(shí)候，你就會發(fā)現(xiàn)此時(shí)汽車?yán)锏臏囟雀裢獾母?，甚至連方向盤都是燙手的，你只能在高溫的汽車?yán)锇l(fā)動汽車，打開空調(diào)，焦急的等著車內(nèi)溫度慢慢降低，這真的是一個(gè)煎熬的等待過程。而如果實(shí)現(xiàn)了車聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)你準(zhǔn)備去開車的時(shí)候，你可以選擇在乘車前就控制汽車的啟動從而打開空調(diào)使車內(nèi)的溫度降低，這樣當(dāng)車主到達(dá)車輛的時(shí)候，車內(nèi)的溫度就達(dá)到了適宜的溫度，不用再經(jīng)歷那個(gè)煎熬的等待過程，實(shí)現(xiàn)了即開即用。除此之外，當(dāng)你在車上需要處理緊急事務(wù)時(shí)，這時(shí)對于網(wǎng)絡(luò)的要求就提高了，而5G 可以解決這些問題，為車主提供高級體驗(yàn)。這些舉例只是說明在未來5G 與車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會讓人們的生活變得更加方便。

總而言之，在這個(gè)發(fā)展的社會，在這個(gè)科技發(fā)達(dá)的社會，一切都在隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷的發(fā)展以及不斷的更新，從一個(gè)層面到達(dá)另一個(gè)更高的層面。在4G 的層面上升至5G 的層面，最后與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合到達(dá)全新的層面。從改革開放直到現(xiàn)在，技術(shù)不斷發(fā)展更新，以這樣的趨勢下去，5G 與車聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合將會成為最新的發(fā)展，成為最有潛力的商業(yè)技術(shù)。相信在未來的生活中，擁有了5G 的車聯(lián)網(wǎng)，便會如同跨上了赤兔的將軍，迅速而穩(wěn)步地發(fā)展，在人類的發(fā)展史上成為巨大的飛躍。