5G技术在智能交通中的应用研究

5G移动通信技术在智慧交通中的应用

摘要：在进入21世纪的信息时代，移动通信技术飞速发展，创建了一个全新的通信纪元。如今，我们早已从2G、3G、4G迈向5G时代，未来数字化的出行方式正在悄然改变。5G移动通信技术以超高的传输速度、大容量、低延迟和广覆盖的特性，对智慧交通产生了深远影响。

关键词：5G移动通信技术；智慧交通；应用

一、5G移动通信技术对智慧交通的重要作用

智慧交通系统是利用先进的信息技术、数据通信传输技术、电子敏感检测技术、控制技术和计算机技术等，实现交通管理、公交管理、车辆运行、驾驶员和乘客的信息服务等广泛功能的系统。而5G技术作为其中重要的一环，正在带领整个交通行业走向全新篇章。

（一）5G移动通信技术使交通信息更加精确

高速、大容量的特征让5G更好地满足了智慧交通的需求。以往，传统的通信技术在数据传输速度上受到很大的限制，这为实现实时交通信息的获取和传输带来了挑战。而5G技术的出现，解决了这一问题。5G网络的峰值理论速度可达每秒10Gb，是4G网络速度的几十倍之多，极大地提升了交通信息的实时性和精确性。此外，5G的大容量特性也为智慧交通系统处理众多车辆和路况信息提供了便利。

（二）5G移动通信技术使智慧交通响应速度更快

5G的超低延迟性对智慧交通的影响尤为重要。在交通行业，无论是信号灯的切换、车辆的行驶状态、事故的发生，都需要极快的反应速度。5G的低延迟性能大幅度提高了智慧交通的响应速率和处理能力，不仅能更快地响应突发事件，还能预测并优化未来交通状态。 （三）5G移动通信技术使得即时通信成为可能

随着自动驾驶的发展，5G技术在智慧交通中的应用也将越来越广泛和深入。5G高速率、低时延、全连接的特性正是自动驾驶汽车所必需的，可以实现车与车、车与人、车与环境之间的即时通信和反应，大大降低了交通事故的风险。同时，广覆盖则使得5G技术得以覆盖交通的各个角落，包括人迹罕至的农村道路和海拔极高的山区，这无疑增强了智慧交通网络的覆盖面和稳定性，为智慧交通的推广和普及奠定了基础。

龙源期刊网

基于5G技术的自动驾驶的汽车通信系统优化设计

作者：刘华楠

来源：《中国信息化》2018年第02期

一、背景

通信技术发展有着悠久的历史，在古代人们就掌握了飞鸽传书、烽火狼烟、驿马传递等传统的通信手段。

1G：使用模拟通信，只能进行语音通话，不能进行短信、数据上网等业务，使用模拟调试、频分多址技术，频率复用度和系统容量都很低，抗干扰性也很差。

2G：开启了数字通信时代，主要是GSM网络制式，通话质量、系统容量以及功能相比1G得到了极大提升，除了语音通信，还可以进行短消息、上网等活动。当前我们依然在使用2G网络进行通信。2G的主要缺点在于网络速率低，仅支持低速率的网络应用。

3G：开启了移动通信新纪元，在新的频谱上制定了新的标准，能够使用更高的传输速率，视频通话、大量数据传输更为普遍。

4G：LTE（Long Term Evolution，长期演进）引入了正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）等关键技术，显著提升了数据传输速率和频谱效率，也降低了网络部署和维护成本，是当前主流的通信技术。

5G：最新一代的通信技术，目前还处在研究试验阶段。5G通信技术将具备高速率，大连接，低时延，高可靠，低功耗的特点，从而使万物互联成为可能。5G将使我们未来生活的方方面面更加美好和便捷，是不可阻挡的发展趋势。

在汽车生产出来不久，发明家们就已经开始研究自动驾驶技术了，1925年美国一家无线电控制公司展示了一个量无线电控制的无人驾驶车辆，这辆车安装了无线电接收和控制装置，有人在另一辆车上通过无线电遥控操作，这与我们现在理解的自动驾驶不同，但这是人类在自动驾驶领最早的一次尝试，表达了人们想要解放双手，实现无人驾驶的梦想。显然，在各种技术中，通信技术的发展是实现无人驾驶必不可少的环节之一。 龙源期刊网

5G技术在智能交通领域的应用

智能交通，以其高效、智能、安全的特性，近年来得到越来越多的应用和关注。而5G技术的迅猛发展，对于智能交通的应用也具有巨大的推动力，5G技术在智能交通领域的应用不断发展，正在为智慧城市的建设助力。

一、5G技术在智能车联网中的应用

随着5G技术的广泛应用，智能车联网正在变得越来越成熟。在智能车联网中，传感器、云计算、智能车辆等技术将得到广泛应用，而5G技术作为智能车联网的基础设施，将为智能车联网的发展提供强有力的支持。

在智能车联网中，5G技术的应用主要包括以下方面。

1.车联网连接：随着车联网的发展，越来越多的车辆需要进行高速、低时延的连接，而5G技术能够提供 巨大宽带和低时延的连接，为智能车辆提供高标准的网络服务，使车辆之间能够实现实时通信，从而提高车辆之间的协作能力和安全水平。

2.车载传感器：现代汽车中装备了大量的传感器，这些传感器能够检测车辆状态、优化行驶路线、提供智能驾驶等功能，因此，传感器技术的发展也将为智能车辆的发展提供无限的可能性。而5G技术可以提供低延迟、高带宽的网络连接，这将能够让车辆实时地获取传感器数据，从而实现更高效、精准的智能驾驶功能。 3.车载云计算：车载数据管理也是智能车辆领域中的重要问题。而5G技术完美地解决了这个问题。它提供了丰富的网络资源，可以连接众多的服务器和数据中心，这将使车辆更容易得到更新的地图、实时交通和天气信息等数据。此外，在车载云计算中，5G技术的低延迟、高带宽特性还可以用于差分GPS技术、语音识别等，使车辆的导航和沟通更加智能化。

二、5G技术在智能交通系统中的应用

5G技术的优势不仅在于智能车联网，还可用于智能交通系统，5G技术应用于智能交通可以实现车流量控制、智能监控等功能，有利于交通的安全、高效和智能化。

1.车流量控制：城市交通拥堵一直都是大问题，而现在借助5G技术，交通管理部门可以实时监测交通状况，分析道路使用情况，实现智能道路管理。结合实时路况，交通管理部门可以进行快速路线规划和路况预测，实现智能路线选取，减少拥堵。此外，车辆之间的协同也可以通过5G技术实现，当车辆离开，将会立即释放交通拥堵信息，让其他车辆及时掌握交通情况，为其他车辆提供智能路线和交通拥堵的信息。

5G通信技术在城市轨道交通中的应用探讨

随着5G 通信技术深入研究和发展，可以总结出5G 通信技术的一些技术优势和特点，尝试通过分析和比较这些优势和特点，讨论应用5G 技术可能解决城市轨道交通系统中存在的一些瓶頸和潜在问题，这些问题的解决对城市轨道交通系统发展有重要意义。

标签：城市轨道交通；信号系统；第 5 代移动通信技术；长期演进；端对端

0 引言

基于 4G 网络技术的城市轨道交通车地综合通信系统（LTE-M，地铁长期演进系统），由于其移动性高（相对移动速度≥350 km/h）、覆盖范围大、抗干扰能力强、业务优先级调度算法先进，逐渐取代基于无线局域网（WLAN）的车地通信系统。随着 2016 年中国城市轨道交通协会发布《城市轨道交通车地综合通信系统（LTE-M）规范》，LTE-M 系统成为新建城市轨道交通线路的首选车地通信系统。同时，应用 LTE 通信网络在地上和地下城市轨道交通运营线的广泛覆盖，也给乘客上网和视频通话提供了方便。但在实际应用和测试中发现，应用于城市轨道交通的 LTE-M 带宽受频谱资源限制，综合承载能力有限；受 LTE-M

延时影响，基于通信的列车控制（CBTC）系统性能受限。

目前各国正在积极推进第 5 代移动通信（5G）技术的研发和相关标准制定工作。国务院在 2016 年 11 月印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中对 5G 技术已有明确方向：“大力推进第 5 代移动通信（5G）联合研发、试验和预商用试点”，同时对轨道交通行业也提出了明确的要求：“强化轨道交通装备领先地位。推进轨道交通装备产业智能化、绿色化、轻量化、系列化、标准化、平台化发展，加快新技术、新工艺、新材料的应用”。地方企业、科研单位已开始进行关于轨道交通信息化和高速移动下的 5G 研究。北京市科委表示，未来地铁新建线将预留 5G 信号空间[1]。工信部表示，力争 2020 年启动 5G 商用[2-3]。通信系统作为城市轨道交通重要的系统之一，5G 新技术的推进为城市轨道交通发展增加了新的动力。