5G真的来了 自动驾驶汽车离我们还有多远？

近日，有媒体报道，美国总统特朗普2月22日凌晨罕见地发表了对5G的看法，他呼吁美国能够尽快拥有5G网络，甚至6G移动通讯网络。言下之意，美国必须要做这个行业的领导者。他还表示，美国应该通过竞争、而不是靠阻止目前更加先进的技术来获胜。

笔者认为，5G技术的应用离普通老百姓是越来越近了，尤其是自动驾驶汽车对老百姓而言，不再是一种超前的概念，而是越来越接近日常出行生活了。下面是笔者对5G移动通信关键技术与汽车自动驾驶技术的研究，供同行参考。

一、移动手机在移动技术基础上已经发展到了第5代

通俗地讲，固定座机，叫做有线电话，无线方式打电话，就是移动通信技术。目前大家都在说5G技术，这里的“G”是一代的意思。移动通信技术的发展始于上世纪40年代，而目前移动手机发明于1978年底，大致经历了五个发展阶段，即5代了。

1）现代移动通信起步阶段

上世纪20年代至40年代，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz,可以认为这个阶段的特点是专用系统开发，工作频率较低。

1946年10月，贝尔电话公司启动车载无线电话服务，标志着无线电话与汽车结合在一起了。

2）公用移动通信业务问世

1946年，根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划，贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市系统”。其特点是从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为人工，容量较小。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。

3）自动选择并能够自动接续到公用电话网

上世纪60年代中期至70年代中期，美国推出了改进型移动电话系统(IMTS)，使用150MHz和450MHz频段。其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。

4）第一代手机（1G）诞生

1978年底，美国贝尔试验室成功研制先进的移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。该系统主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术，其特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。第一代移动电话，见图（1）。

5）第二代手机（2G）技术特点

上世纪80年代中期开始，出现以数码语音传输技术为核心，具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格，手机短信SMS（Short message service）在2G的某些规格中能够被执行，但还无法直接传送如电子邮件、软件等信息。2G主要采用数码的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术，与之对应的是GSM和CDMA两种体制。

6）2.5代手机（2.5G）过渡技术

2.5G是介于2G和3G之间的技术，比如HSCSD、WAP、EDGE、蓝牙（Bluetooth）、EPOC等技术都是2.5G技术。2.5G功能通常与GPRS技术有关，GPRS技术是在GSM的基础上的一种过渡技术。

GPRS在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。较2G服务，2.5G无线技术可以提供更高的速率和更多的功能。

7）3G智能手机出现

3G智能手机是第三代手机，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。3G传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，可以无线接入Internet，能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务。目前3G存在四种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX，包括卫星在内的全球覆盖并实现有线和无线以及不同无线网络之间业务的无缝连接。

第三代手机的特点是配有超大的、触摸式的彩色显示屏，触摸显示屏上，可以直接写字、绘图；可以用3G手机直接上网，查看电子邮件或浏览网页；3G手机基本自带摄像头，可以利用手机进行计算机会议。

8）第四代（4G)手机上网更快

4G集3G与WLAN于一体，能够传输高质量视频图像，其图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比目前的拨号上网快2000倍，上传速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。

二、5G移动通信关键技术

5G是基于4G网络技术开发的新技术，通信效果好、保密程度高、能够传输清晰图像、高清视频，尤其是，自动驾驶车辆是最关键的支撑性技术，其关键技术如下：

（a)5G通信服务的关键技术之一：移动云计算

在移动云计算中，移动设施需处理复杂的计算和数据，并将存储的信息由移动设备迁移至云中，进一步降低移动设备能源消耗情况，弥补本地资源短缺问题。能够为用户提供远程安全服务，支持用户无缝运用云服务，且不会出现延迟、抖动的情况；

(b)MIMO技术是无线通信天线技术

MIMO技术是MultipleInput Multiple-Output的简称,是一种无线通信天线技术，也是多路输入多路输出技术。即将基站的单天线换为由多天线构成的天线阵列，然后把要传输的资料分割成多份，通过多重天线同步传送，接收端也会具备多重天线接收信号。

（c)多载波聚合技术

5G能够将10个甚至更多载波聚合在一起，为终端用户提供更快的速率和更高的容量。载波，是指载有数据的特定频率的无线电波，采用多载波技术聚合主要是为用户提供更宽的传输管道，从而实现更快的速率。比如一根水管能够提供100立方/秒的水量，10个聚合在一起将提供1000立方/秒的水量。

三、汽车自动驾驶技术的关键技术之一：高清晰地图

手机上传统电子地图是（见图5.1），人工用于导航的。目前在车上配备了电子地图，供辅助人工驾驶。而高清晰地图（见图5.2)是供自动驾驶用。高清晰地图要求是动态的(见图5.3)，是具备车道及交通流量信息的高精度地图。

具备车道及交通流量信息是随时变化的，跟电影拍摄过程、效果是基本一致。

从图5.2、图5.3可以看出，高清晰实景地图，没有5G技术的支持，是不可能的。5G移动通信关键技术已经可以保障高质量生产高清晰实景地图。

四、5G与汽车自动驾驶技术关系

车联车必须要有V2X支持。V2X是一个概念，目前在国际上有两个路线，一个是5G的路线，一个是DSRC (802.11P)。目前中国有华为公司，其5G已经处于世界先进行列。在中国推广车联车，华为公司5G是必选的。

(a)在V2X概念下，华为公司5G是具体的落地技术；

(b)华为公司5G为中国的车联网推广铺垫了坚实的技术基础；

(c)有华为公司5G技术的支持，中国的5G手机会比较快普及，自动驾驶技术汽车是5G的一部移动通信终端；

(d)中国电动汽车与华为5G技术的结合，是具有中国特色自动驾驶汽车的推广路线。

五、总结

移动通信技术一开始，与汽车就有联系了，即上世纪20年代至40年代，美国底特律市警察使用的车载无线电系统。今天5G技术，与自动驾驶汽车结合到一起是移动通信技术发展的必然趋势。

作者简介

雷洪钧（博士，硕士生导师），扬子江汽车集团高级工程师，工信部人才库智能网联汽车专家，新材料在线^®专栏作家。