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：南京審計大學）

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，網(wǎng)絡無處不在，我們生活的所有方面都與它息息相關?；ヂ?lián)網(wǎng)已然成為了推動世界經(jīng)濟快速發(fā)展的核心引擎。隨著科技的不斷發(fā)展，"快"、"準"、"穩(wěn)"始終是互聯(lián)網(wǎng)通信的終極追求目標。5G 作為新一代移動通信技術，與4G 相比，是一次技術上的巨大變革，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 的運用將為大數(shù)據(jù)分析帶提供更好的技術支持，也將會使得用戶的網(wǎng)絡體驗更加舒適，實現(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，到時候5G 必將成為開啟互聯(lián)網(wǎng)歷史新時代的大門。

從2009 年中國華為相關研究小組對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)合應用方向發(fā)展。當前，在全球的共同努力之下，5G 的技術性指標已基本達標并逐漸走向成熟，這昭示著5G 的時代顯然已經(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5G 基站，中國移動將投入100 億建設3 萬個至5 萬個，中國電信投入90 億預算增加到2 萬個，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，5G 仍缺乏一系列相關的標準與準則，這使得5G 的大規(guī)模推出得不到制度保障。除此之外，新技術應用所需的成本太大，全球通信標準一直得不到統(tǒng)一，5G商用后可能產(chǎn)生的高額流量費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，具有節(jié)點特性、移動特性以及數(shù)據(jù)流特性。它之所以能在物聯(lián)網(wǎng)的浪潮中爭當開路先鋒，不僅僅是因為其普遍性，更是其對于交互科技的可包容性。事實上，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，日本研究團隊己完成Level2 的市場部署，并還在陸續(xù)研發(fā)V2X，計劃將于2020 年前實現(xiàn)V2X 的市場化；2015 年底美國交通運輸部發(fā)布的《2015-2019 ITS 戰(zhàn)略計劃》也意在實施相關政策鼓勵交通領域與"互聯(lián)網(wǎng)+"有效結(jié)合，并且也將運用通信技術來推動車聯(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)的重點布局。車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在交通系統(tǒng)領域的具有創(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)預測，車聯(lián)網(wǎng)的應用可以使交通擁堵減少約60%，使短途運輸效率提高將近70%，使現(xiàn)有道路網(wǎng)的能力提高2～3 倍。

在技術發(fā)展的歷程中，C-V2X（cellular vehicle to everything）作為車聯(lián)網(wǎng)的基礎通信平臺，它持續(xù)在技術與信息上的結(jié)合上進行了更新，先后演化出現(xiàn)了LTE-V2X和5G-V2X。5G-V2X 正是基于5G 基礎下的車聯(lián)網(wǎng)通信技術。同時，這也強調(diào)了5G技術與車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的互補性，證實5G 技術在車聯(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密切相關，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)信息要素進行合理匹配與適應的問題。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)所需要的技術要求太高，且受制于5G 通信技術與傳統(tǒng)汽車結(jié)合的一定難度，5G-V2X 中的很多技術并未突破現(xiàn)有老技術，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)運用比例會更提高，但是離大規(guī)模商用還是需要更多的時間，因此也較難真正實現(xiàn)5G 與車聯(lián)網(wǎng)的實質(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、基礎設施、網(wǎng)絡、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)實生活。可為什么車聯(lián)網(wǎng)一直得不到突破性的進展，其中很大一部分原因便是其缺少相關的技術支撐，目前我們的4G 網(wǎng)絡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，要實現(xiàn)車與外界各物的通訊，這對通信技術有很高的要求。在4G 通信技術下，我國車聯(lián)網(wǎng)的通訊主要依賴以LTE 蜂窩網(wǎng)絡為基礎的LTE-V技術。LTE-V 技術包括集中式（LTE-V-Cell）和分布式（LTE-V-Direct）兩個工作模式。LTE-V-Cell 需要基站作為控制中心，實現(xiàn)大帶寬、大覆蓋通信，而LTE-V-Direct 可以無需基站作為支撐，可直接實現(xiàn)車輛與車輛，車輛與周邊環(huán)境節(jié)點的可靠通信。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)在未來可以應用到更多的場景。

LTE-V 技術源于蜂窩移動通信，而在移動通信技術并不成熟的時代，車聯(lián)網(wǎng)的通信技術標準采用的是專用短程通信（DSRC）技術。DSRC 技術是1992 年由美國材料試驗學會針對ETC 業(yè)務而提出的，這種通訊技術的最大特點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。進入4G 時代后，LTE-V 的技術發(fā)展趨于成熟，并成為車聯(lián)網(wǎng)通信技術標準，但現(xiàn)在還是存在一些國家以DSRC 技術為主要標準。這兩種技術都各有優(yōu)缺點，DSRC 技術除了距離的缺陷以外，還需要大量配置通信設備，成本較高。而LTE-V技術存在的著時延的缺陷。雖然LTE-V 技術的平均時延小于100 毫秒，但車輛在高速移動的過程中，時延往往能造成非常嚴重的后果。車聯(lián)網(wǎng)要實現(xiàn)自動駕駛（遠程駕駛），要求時延必須在個位數(shù)的毫秒級之內(nèi)。5G 時代的到來就為LTE-V 技術解決了這一缺陷。5G 可以達到1 毫秒的時延，可以達到車聯(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 技術的成熟，LTE-V 技術也會被新的技術代替。除了時延，5G 還具有高寬帶、高速度、高可靠性等很多LTE-V 技術不具備的優(yōu)點。

互聯(lián)網(wǎng)技術是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展基石，車聯(lián)網(wǎng)實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)通信技術得以完成。物聯(lián)網(wǎng)中的大量終端連接和實時控制等技術是需要高速率通信技術的支持。可預見的是，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)展機遇。

由此可見，5G 技術與車聯(lián)網(wǎng)可以說是相輔相成。5G 技術和車聯(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?；?G 技術的高可靠性，車聯(lián)網(wǎng)的安全性能得到了基礎的保障。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、智能的服務在5G 技術的不斷發(fā)展和完善下指日可待。車聯(lián)網(wǎng)需求推動著5G 技術的應用市場不斷擴大、衍生，5G 技術車最重要的應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)是一個不斷增長的物理設備網(wǎng)絡，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、時延的要求也會較為嚴苛的要求，需要有高效網(wǎng)絡的支持才能充分發(fā)揮其潛力。相比較4G，5G 有著速率高、延遲低的優(yōu)點，還具有大容量和廣覆蓋的優(yōu)點，可以達到車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求。很多處于理論或者試點階段的物聯(lián)網(wǎng)應用在5G 的幫助下可以實現(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

在這個被大數(shù)據(jù)包圍的時代，隨著網(wǎng)絡的發(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，世界萬物都應該構(gòu)建互聯(lián)的網(wǎng)絡。當5G 覆蓋著人們的生活，當車聯(lián)網(wǎng)逐漸被人們所接受甚至控制，我們相信技術會發(fā)展的越來越好。試想，很久之前，沒有手機，沒有網(wǎng)絡，直到現(xiàn)在的4G 網(wǎng)絡，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)技術也可以在現(xiàn)代社會發(fā)展的很好。當5G通信技術的逐漸發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)將會迎來的它的關鍵期，此時車聯(lián)網(wǎng)的競爭十分激烈。5G 技術的未來發(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)絡的支撐下，車聯(lián)網(wǎng)即將成為一個價值空間很大的可構(gòu)建一個龐大的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，我們應該相信車聯(lián)網(wǎng)在結(jié)合5G 通信技術后將開辟一個全新的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱點領域。從另外一個角度來看，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)應用的一個重要方面，5G 為其提供了穩(wěn)定的信號來源以及數(shù)據(jù)輸入，而來實現(xiàn)了車與周圍事物的即時交互聯(lián)系，相當于讓汽車有了一雙可以自己看路的"眼睛"，加強了物體之間的互聯(lián)性。從歷史信息可以看出，車聯(lián)網(wǎng)以前的發(fā)展進程并不是特別的順利，進行的相對緩慢，由于各方面技術條件的限制，可以說車聯(lián)網(wǎng)當時的發(fā)展到達了一個瓶頸，始終沒有達到一個突破點。而近兩年，隨著汽車行業(yè)重點的轉(zhuǎn)型以及5G 技術的日漸成熟，車聯(lián)網(wǎng)技術被各大汽車廠家認定為今后汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。

5G 網(wǎng)絡有效解決了車聯(lián)網(wǎng)的各方面問題，而且5G 技術的眾多特性也可以達到車聯(lián)網(wǎng)的在未來發(fā)展的更高要求。車聯(lián)網(wǎng)在5G 通信技術的基礎上將會有以下發(fā)展趨勢：1.標準體系持續(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.應用場景更為豐富。

5G 現(xiàn)在正是處于發(fā)展的關鍵時候，備受全球矚目。許多國家相繼開始了5G 技術的研究，我國也不例外。我國積極推動5G 的技術研究，并為其營造良好的研究氛圍，促進它在各行業(yè)的商業(yè)化。充分了解行業(yè)需要是5G 技術在發(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，也將直接造成每個人都不愿意看到的嚴重后果。因此，在5G 技術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)的舒適生活進階，人們對新事物、新產(chǎn)品會更加接受，人們對于智能設備的需要也會大大提高。因此，智能設備需要滿足人們在在各個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，實時路況檢測等等。5G 為車主提供高級體驗。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 的低延時性和高速性促進了車聯(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突破，促進了智能技術的快速發(fā)展。我們舉一個關于車聯(lián)網(wǎng)使用的場景的例子：大家應該都有過這種經(jīng)歷，當開著汽車出去逛街時，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，這樣當你逛完街打算去開車回家的時候，你就會發(fā)現(xiàn)此時汽車里的溫度格外的高，甚至連方向盤都是燙手的，你只能在高溫的汽車里發(fā)動汽車，打開空調(diào)，焦急的等著車內(nèi)溫度慢慢降低，這真的是一個煎熬的等待過程。而如果實現(xiàn)了車聯(lián)網(wǎng)，當你準備去開車的時候，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，這樣當車主到達車輛的時候，車內(nèi)的溫度就達到了適宜的溫度，不用再經(jīng)歷那個煎熬的等待過程，實現(xiàn)了即開即用。除此之外，當你在車上需要處理緊急事務時，這時對于網(wǎng)絡的要求就提高了，而5G 可以解決這些問題，為車主提供高級體驗。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，在這個發(fā)展的社會，在這個科技發(fā)達的社會，一切都在隨著技術的進步不斷的發(fā)展以及不斷的更新，從一個層面到達另一個更高的層面。在4G 的層面上升至5G 的層面，最后與車聯(lián)網(wǎng)結(jié)合到達全新的層面。從改革開放直到現(xiàn)在，技術不斷發(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。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。