5月19日，2023年第七届世界智能大会-车联网先导应用创新发展国际高峰论坛在天津召开。

随着人工智能、5G、大数据等新一代信息技术的迅猛发展，汽车产业正迎来新一轮的科技革命和产业变革。车联网可以显著提高交通效率，改善驾乘体验，更好地保障生命安全。

车联网是汽车、电子、信息通信、道路交通运输等行业深度融合的新型产业形态。目前，汽车技术在朝着更智能的方向发展，车联网技术也驱动汽车、科技、通信行业向“智能交通出行”演进。中国车联网产业渐入佳境，迈入汽车智能化、网联化发展的新征程。

“世界都把目光投向中国，中国成了世界新能源汽车和智能网联汽车的中心。”天津市政协党组成员赵海山称，未来智能网联汽车才是真正革命性的更新换代的产业。

随着当前技术的快速迭代以及产业的加速布局，智能网联汽车需要探索新的商业模式与之配合，才能取得更多实质性的成果。自动驾驶的发展也还面临着巨大的安全性挑战，包括信息安全、测试安全、功能安全等诸多方面。

车联网关键技术

车联网通信技术是指在交通环境中，实现车辆内部、路侧单元、行人、云端服务之间的信息交互和协同的技术。根据连接范围的不同，在此将车联网通信技术分为三类讨论，分别是：车内互联、车际互联和车云互联。

车云互联

车云互联是指将汽车和云端服务器连接起来，这样就可以实现对车辆状态、位置、行驶数据等信息的采集和传输，并提供基于云端计算和大数据分析的各种信息服务。

与云端互联之后，车辆就可以实现很多丰富的功能。比如：

车辆远程控制：通过手机可以远程控制车辆启动、开门、空调、音响等功能，可查看车辆实时状态、故障诊断等功能

互联导航：通过云端的地图数据和路况信息，可以为驾驶者提供最优的导航路线，也可以根据驾驶者的偏好和出行场景，推荐附近的停车场、加油站、餐厅等服务点

内容下载：通过连接云端服务器，可以将音乐、视频、新闻 、游戏等内容，下载到本地

车辆智能升级：通过蜂窝网络，可以实现对车辆的软件和固件的远程升级，提高车辆的性能和安全性，也可以根据车主的需求，定制个性化的功能和设置

智能交通/智能城市管理：通过将车辆连接至云端，就可以实现城市车辆的统一管理，实现更好的资源配置以及交通智能优化

与云端互联有诸多好处，也成为车联网必须实现的功能之一。目前车联网主要是通过与蜂窝网络的连接，实现与云端服务器的互联，实现数据传输。

蜂窝网络是一种利用蜂窝状的小区覆盖服务区域，实现移动通信的网络技术。由于网络覆盖的形状像蜂窝的一个个小格子，所以由此得名。英文称之为Cellular Network（细胞网络），也是因为整个巨大的网络像由一个个小的“细胞”构成。

我们熟悉的5G手机就是典型的蜂窝技术代表，而经常提到的2G/3G/4G/5G的通信制式演进，指的也是全球的蜂窝通信技术。蜂窝网络的主要特点是：

蜂窝结构：通过将服务区域划分为多个相邻的正六边形小区，可以简化网络规划和管理，降低干扰和成本

移动性管理：通过在小区之间进行切换，可以保持移动用户与网络之间的通信连接，实现无缝漫游

频率复用：通过将同一组频率在不同的小区中重复使用，可以提高频谱利用率和系统容量

蜂窝通信所用到的基站一般只覆盖几百米或数公里，通过全球数千万个这样的基站，就可以实现整个地球上主要地区的全球通信。基站不动，手机只要连接到任何一个基站，都相当于连接到了整个世界。蜂窝通信是全球人类共同的大工程。

正是因为以上特点，自从1983年诞生以来，蜂窝通信快速迭代发展，经过40多年的发展，目前已经演进至第五代，也就是5G蜂窝通信网络。这张网络连接了全球人口，根据全球电信联盟的统计和预测，2022年全球智能手机在网数已达到64亿，而到2030年，这一数字将达到90亿。

在4G之前，蜂窝网络主要给“人”用，其重要的通信载体是手机。但这一现象在5G到来之后迎来改变，5G的网络定义将“物”的使用也考虑进来，力争实现万物互联的网络。

对于车云互联，最简单的方法就是让汽车可以接入蜂窝网络。根据ABI的统计，2020年全球出售的新车中，41%的汽车具备联网功能[2]。这些车辆的联网功能基本均是由蜂窝网络接入车云互联来实现的。

车际互联

尽管蜂窝网络覆盖范围广、产业链成熟，是汽车实现最初联网功能的首选通信技术。但蜂窝网络用作车际互联使用的时候也有一些弊端。比如：

连接蜂窝网络必须要基于基站建设，这就限制在车辆只能在有基站的地方使用

所有汽车都连接蜂窝网络（接入网-核心网）进行通信，导致更大的时延

车辆直接互联的创新场景，如车队编队、路侧感知等功能无法有效实现

于是，业界就开始开发专门给汽车使用通信技术，这其中的代表技术就是3GPP组织所推动的C-V2X技术。C-V2X是一种为车辆设计的专门网络，C-V2X的特点是：

C-V2X可以让车辆与其他车辆、路侧基础设施和行人直接通信，从而提高道路安全和交通效率

C-V2X不依赖于网络覆盖，可以在没有基站的情况下实现低时延、高可靠的直接通信

C-V2X可以利用5G技术提供更高的速度、更低的时延和更大的容量，从而支持更多的创新场景，如自动驾驶、车队编队、扩展传感器、远程驾驶等

C-V2X可以与现有的蜂窝网络和生态系统兼容，降低部署成本和复杂度

和传统蜂窝技术相比，C-V2X实现自组网的原因是引入了短距离接口，一般称之为PC5接口，或者Side-link接口。称之为Side-link的原因是因为这个连接只负责和旁边（Side）物体连接（Link），又称为PC5的原因是因为短距离互联所需要的功率等级比较低，天线口为20dBm，是3GPP所定义的第5功率等级（Power Class 5）。

Uu接口与车云互联中提到的蜂窝网络互联无异，因为连接的是用户终端（User Equipment），这个连接在LTE时代的一些标准定义被称为Uu，这个接口名称也在C-V2X中被沿用下来。这个接口的技术规格与3GPP所定义的手机规格一致，并没有新的特性。

PC5是为汽车等需要进行自组网互联的物体所定义的通信规格，这是3GPP首次开始定义自组网网络，通信规格对于3GPP来说是全新且充满挑战的。国内一些厂商在规格制定上也贡献出自己的力量。

如C-V2X名称所示，C-V2X期待实现基于蜂窝网络的汽车与任何物体的互联（Cellular- Vehicle-to-everything），这里大家可能会有疑问，如果车与人要互连，来感受车旁边的人的话，那是不是每个人都需要带一个支持C-V2X的手机？如果没有这部手机，是不是车辆就感受不到了呢？

其实在实现上，并不需要道路周边所有设备都加装C-V2X功能。汽车与道路周边万物的互联可以通过路侧的C-V2X路侧单元（RSU，Road Side Unit）实现。而路侧单元中可以加装人体识别、热感应、光学雷达等设备，用于感知道路周边的环境情况，再通过C-V2X中的PC5接口告诉车辆，这样就可以实现车辆对周边环境的感知。RSU与RSU之间，RSU与蜂窝基站之间，可以通过光纤或蜂窝网络连接。

以上汽车与路侧单元共同实现车辆对环境感知的方式叫“车路协同”。车路协同是C-V2X一大优势，通过车路协同，汽车不再是一个单独的个体，通过与路侧的协同、感知、控制，可以完成更智能、更安全、更可控的网联汽车。

目前C-V2X产业正在快速发展中，根据佐思汽研发布的报告，2022年已有20余款乘用车搭载C-V2X，包括蔚来ET7、别克GL8 Avenir、广汽Aion V、北汽ARCFOX等车型。2022年1-6月，搭载C-V2X技术量产的乘用车约4.6万辆，这一数字在2026年将超过200万辆。未来五年实现数十倍的增长。

车内互联

车内互联技术主要实现汽车与车内物体的互联，比如：手机、车钥匙、临时接入的国内平板电脑、笔记本电脑等。所使用到的通信技术一般为近距离的无线通信技术。

目前车内所使用到的近距离无线通信技术主要有：

Wi-Fi (Wireless Fidelity，无线保真) 技术：Wi-Fi技术是一种基于IEEE 802.11系列协议标准实现的无线通信技术，该通信协议于1996年由澳洲的研究机构CSIRO提出，Wi-Fi 凭借其独特的技术优势，是目前最为主流的无线局域网接入技术标准（蜂窝通信为广域网通信标准）。Wi-Fi技术主要使用2.4GHz或5GHz的无线电频段，支持多种网络标准和安全协议，具有传输速度快、覆盖范围广、兼容性强等特点，所以被广泛应用于家庭、办公、公共场所等各种场景；

蓝牙 (Bluetooth) ：蓝牙技术也是一种短距离无线通信技术，它可以在2.4GHz的ISM频段上实现设备之间的数据和语音传输。蓝牙技术由爱立信公司于1998年创立。相比于Wi-Fi技术，蓝牙技术的特点是低功耗、低成本、低复杂度、高安全性和高可靠性，同时蓝牙的数据传输速度也低于Wi-Fi。蓝牙技术的应用领域非常广泛，包括汽车、工业、医疗、消费电子、智能家居等；

NFC (Near Field Communication，近场通信) ：NFC技术是一种近距离无线通信技术，它可以实现电子设备之间的非接触式点对点数据传输。NFC技术由RFID（非接触式射频识别）演变而来，NFC采用电磁耦合感应技术，电磁场频率是13.56MHz。NFC技术有很多应用场景，例如移动支付、公交卡、门禁卡等。NFC技术的优点是方便快捷、安全可靠、低功耗、低成本等，其缺点是传输距离短、传输速率低、受干扰影响大等；

UWB（Ultra-Wide Band，超宽带）：UWB技术的基本原理是通过发送和接收极短的脉冲信号来进行无线通信。由于采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很大，其频谱范围一般是在3.1GHz~10.6GHz频率范围内的500MHz信号。UWB技术目前的应用主要是在高精度定位中。由于UWB的高定位精度特性，未来可能应用于对安全有高需求的定向通信场景中。

在车内互联上，一般采用多种通信技术灵活互联的方式进行，可以根据场景的传输速率、成本、距离等，综合选取最为合适的传输技术。另外，也可以使用多种技术相结合。

车联网未来发展的趋势

（1）5G关键技术与车联网技术深度融合。

2019年6月，中国正式进入5G时代，车联网技术也在5G技术的推动下迎来了发展的黄金时代。DSRC技术已经相对成熟，但因其固有的短程通信特点以及对路侧单元等基础设施的依赖而在应用中受限，其在V2V场景表现出的低时延、高可靠特点赋予车辆超高的环境感知力。

目前基于蜂窝网的V2X技术占据世界车联网技术发展趋势的主流地位，但C-V2X尚未成熟，技术标准尚在不停的修改和完善之中，应用实例也不多见，使得车联网技术的发展又一次受到限制。5G网络“更高”“更快”的技术特点正好满足车联网中用户需求多样性、数据传输高速率、信号时延低的要求，解决了车联网的核心问题。同时5G的关键技术，如SDN、MEC以及网络虚拟化技术将更好地运用在车联网中，解决DSRC技术与C-V2X技术交相融合后版本不兼容的问题。在5G移动通信技术的助力下，车联网生态系统将变得更加智能、更具弹性。

（2）车车/车路协同控制与驾驶辅助系统结合更加紧密。

当前智能汽车不仅在网联方面发展迅速，而且单车关键技术也在不断改革之中。例如，自动泊车技术、自适应巡航系统都在实际生活中运用广泛。但未来自动驾驶场景的实现，单一的网联技术需要传感技术、定位技术的数据辅助作为支撑，毫无联系的车辆需要网联技术将它们联络起来，形成实时交互的信息网。车联网单车关键技术必须与网联关键技术紧密结合、有效衔接，结合汽车本身特点，研究生产两种技术相结合的一体化汽车产品，才能真正达到车路协同控制与驾驶辅助系统的完美融合，智能网联汽车才能更具温度、更加智慧。

从数据趋势来看，全球车联网市场规模逐年上升，车联网发展势头较好，未来市场潜力巨大。据恒州博智调研统计，2021年全球商用车车联网市场规模达到110.62亿美元，预计2028年将达到433.28亿美元，年复合增长率(CAGR)为23.5%。中国市场在过去几年发展较快，2021年市场规模为19.14亿美元，约占全球的17.3%，预计2028年将达到99.03亿美元，届时全球占比将达到22.8%。

文章来源： 中国青年报，信息安全与通信保密，慧智微电子