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高速公路5G智能网联技术方案与应用

摘要：随着信息产业的快速发展，移动通信技术的应用范围早已不局限于单

纯的传递信息，而是深入人们生活中的各个方面，成为社会发展和人们生产、生

活必需的硬件设备。其中，5G技术更是使移动通信技术上升到了一个新的发展高

度。利用5G技术，使多种行业得到了迅速发展，人们的生活正在因为5G技术的

应用而发生重大改变。其中，智能网联自动驾驶技术是研究的重要内容之一，而

高速公路作为交通的典型场景之一是实现5G智能网联自动驾驶技术的关键。

关键词：高速公路；5G智能网联技术；方案

智能网联（车联网）是汽车产业、电子产业、信息产业、交通产业、互联网

产业等多产业融合汇聚点。随着与智能网联相关标准的成熟，智能网联产业化进

程也在加速，尤其是应用在城市场景和城际场景。其中高速公路相对于城区复杂

道路状况，交通环境相对比较封闭和简单，是优先应用智能网联技术和方案的典

型场景之一。

15G概述

5G即第五代移动通信网络，其是移动通信商业化发展的巨大成果，相较于以

往的移动网络，5G通信技术在综合性能发展方面取得了进一步的突破，获取了良

好的成绩，这主要归功于新兴科学技术的不断创新和改革。通信技术的革新为5G

的网络频谱效率创造了更大的提升空间，使得5G拥有了比4G更优越的特点，如

信息传递效率高、信息容量大、信息传递质量高等，并且功耗相对较少，适用范

围更加广泛。这些新特性促使5G技术与4G技术在实践应用中不断突破历史，尤

其是在部分高级业务方面，5G技术已经完成了从尝试、筹备到运用的过渡，逐步

延伸至人们的日常及社会生活中，为移动通信领域的发展壮大提供了更多的机遇

和可能性。

2高速公路5G智能网联技术

2.1标准趋势

C-V2X是基于3GPP的全球统一标准的车联网无线通信技术，其标准化进程通

过3个阶段完成。（1）第1阶段。由中国企业提出并主导的LTE-V2X技术，能

够使汽车在高速行驶中获得可靠性强、时间延迟小、传输速率高的通信能力，采

用LTE蜂窝网和涵盖LTE-D2D点对点的PC5接口作为Uu接口，实现车-车、车-

路边基础设施、车-人之间的通信，利用PC5模式实现人与车之间的通信，工作

频段为5905～5925MHz；利用Uu模式实现网络或云端与车之间的通信，工作频段

为运营商蜂窝网络。（2）第2阶段。LTE技术较为成熟，部分V2X技术在5G技

术的支持下实现增强（LTE-eV2X），对应LTErelease15版本。（3）第3阶段。

该阶段5G技术得到了广泛应用，利用5G技术满足了大部分5G-V2X的增强业务

需求，对应5G-NRrelease16、release17版本。V2X标准演进到第二阶段后，主

要发展技术为辅助驾驶功能，使汽车初步具备智能化水平，将主动安全功能、信

息服务功能、交通效率功能等加入汽车的操作系统中，使汽车在驾驶过程中能对

即将发生的碰撞发出预警、自动判断危险场景并紧急刹车、车速引导等。C-V2X

标准发展到第三个阶段，也就是3GPP5G-V2X标准下，对25种业务场景进行的定

义，主要发展技术为自动驾驶技术，包括编制车队、远程驾驶、扩展传感器、高

级驾驶四个主要功能。国内5G智能网联技术处于世界先进水平，当前已基本完

成与LTE-V2X相关的接入层、消息、网络层、安全等核心技术标准，并且已初步

建立标准体系。

2.2技术能力

依托5G智能网联技术建设智慧公路，需要多种先进技术的支持，搭建完善

的体系，才能保证公路的智能水平。如运营管理和决策分析体系、智能基础设施

体系、信息安全管理体系等。依托5G智能网联技术下建设的智慧公路，应具有

通信技术、计算功能、感知系统三大核心功能，实现将不同功能的技术体系安装

在汽车的不同位置中。通信功能的实现主要依托4G、5G、有线光纤网络的建设。

我国5G网络的部署已趋于完善；C-V2X专网通信中除应用具有商用资质的LTE-

V2X网络，行业内也加大试验5GNR-V2X网络在C-V2X专网中的应用效果；物联网

络中包含广域低功耗的NB-IoT和LoRa，还有多种类型的RFID天线设备；同时包

含公安精度定位基准站。计算功能主要依托云计算单元、路侧边缘计算单位、车

载计算单元来实现，以上三个单元分别安装在数据中心、路测/区域机房和车辆

中，5G智能网联技术所需计算需求通过三个单元的共同协