《智能网联汽车技术概论》课件---第七章-智能网联汽车通信技术

No.10008授课教师：智能网联汽车技术概述◣第七章智能网联汽车通信技术No.10008目录第一章-智能网联汽车技术综述第二章-视觉传感器在智能网联汽车中的应用第三章-雷达在智能网联汽车中的应用第四章-高精度定位与导航系统第五章-智能网联汽车路径规划与决策控制第六章-汽车总线及车载网络技术第七章-智能网联汽车通信技术第八章-ADAS与智能网联汽车的应用第九章-智能网联汽车的操作系统与应用平台简介No.10008学习目录1熟悉智能网联汽车的V2X含义和功能2熟悉智能网联汽车V2X的实现方式3了解移动网络通信技术的发展4熟悉5G网络的关键技术及其在V2X中的应用5熟悉几种常见的物联网无线通信技术及其在V2X中的应用No.10008•V2X01学习目录1熟悉智能网联汽车的V2X含义和功能2熟悉智能网联汽车V2X的实现方式3了解移动网络通信技术的发展4熟悉5G网络的关键技术及其在V2X中的应用5熟悉几种常见的物联网无线通信技术及其在V2X中的应用•V2X01V2X综述•V2X是VehicletoEverything的英文缩写，即车辆自身和外界事物之间的信息交换。V2X作为智能网联汽车通信技术的核心，车辆自身主要与以下外界事物进行信息交换。•请说说V2X有哪些关键技术组成？V2X综述•1.V2V•V2V是VehicletoVehicle的英文缩写，即车辆自身与其它车辆之间的信息交换，如图7-1所示。•车辆自身与外界车辆之间的信息交换内容，主要包括以下几点：•①当前本体车辆的行驶速度与附近范围内车辆的行驶速度进行信息内容的交换；•②当前本体车辆的行驶方向与附近范围内车辆的行驶方向进行信息内容的交换；•③当前本体车辆紧急状况与附近范围内车辆的行驶状况进行信息内容的交换。V2X综述•2.V2I•V2I是VehicletoInfrastructure的英文缩写，即车辆自身与基础设施之间的信息交换。•基础设施主要包括红绿灯、公交站台、交通指示牌、立交桥、隧道、停车场等。车辆自身与基础设施之间的信息交换内容，主要包括以下几点：•①车辆的行驶状态与前方红绿灯的实际状况进行信息内容的交换；•②车辆的行驶状态与途经公交站台的实际情况进行信息内容的交换；•③车辆当前行驶的方向和速度与前方交通标志牌所提示的内容进行信息上的交换；•④车辆的行驶状态与前方立交桥或隧道的监控情况进行信息内容的交换；•⑤车辆的导航目的地与停车场空位情况进行信息内容的交换。•3.V2P•V2P是VehicletoPedestrian的英文缩写，即车辆自身与外界行人之间的信息交换，如图7-3所示。•车辆自身与外界行人之间的信息交换内容，主要包括以下几点：•①车辆自身的行驶速度与行人当前位置进行信息内容的交换；•②车辆自身的行驶方向与行人当前位置进行信息内容的交换。V2X综述•4.V2R•V2R是VehicletoRoad的英文缩写，即车辆自身与道路之间的信息交换。按照道路的特殊性而言，V2R又可分为两大类型，一类是车辆自身与城市道路之间的信息交换，另一类是车辆自身与高速道路之间的信息交换车辆自身与道路之间的信息交换内容，主要包括以下几点：•①车辆自身的行驶路线与道路当前路况进行信息内容的交换；•②车辆自身的行驶方向与前方道路发生的事故进行信息内容的交换；•③车辆行驶的导航信息与道路前方的路标牌进行信息内容的交换。V2X综述•5.V2N•V2N是VehicletoNetwork的英文缩写，即车辆自身或驾驶人与互联网之间的信息交换。车辆驾驶人与互联网之间的信息交换，主要包括：车辆驾驶人通过车载终端系统向互联网发送需求，从而进行诸如娱乐应用、新闻资讯、车载通信等；车辆驾驶人通过应用软件可及时从互联网上获取车辆的防盗信息。•车辆自身与互联网之间的信息交换，主要包括一下几点：•①车辆自身的行驶信息和传感器数据与互联网分析的大数据结果进行信息内容的交换；•②车辆终端系统与互联网上的资源进行信息内容的交换；•③车辆自身的故障系统与互联网远程求助系统进行信息内容的交换。V2X综述•智能网联汽车V2X功能的实现条件是必须首先实现车辆自身的智能化，车辆的智能化主要包括车载传感器的感知功能、汽车数据通信处理能力以及数据分析后的决策功能。只有在实现了车辆智能化的基础上，才能利用网络通信技术实现智能网联汽车V2X的功能，•目前，实现智能网联汽车V2X功能的网络通信技术主要有移动网络通信技术和物联网无线通信技术。•V2X视频演示•移动网络通信技术02移动网络通信技术的发展•移动网络通信技术是一种综合技术的应用，它是由有线通信技术和无线通信技术融合而成，具体是指通过移动网络信号系统，作为主体的人或设备可在不受位置约束的条件下，与固定位置或正在发生位移的另一方的主体人或设备进行通信的方式。移动网络信号系统主要由空间系统（如卫星等）、地面系统（如地面基站、交换中心等）两大部分组成。No.10008移动网络通信技术的发展技术名称出现年份最高传输速率第一代移动通信网络（1G）1980年2.4Kbit/s第二代移动通信网络（1G）1990年150Kbit/s第三代移动通信网络（3G）2000年6Mbit/s第四代移动通信网络（4G）2010年100Mbit/s第五代移动通信网络（5G）预计2020年至少1Gbit/s移动网络通信技术发展No.10008移动网络通信技术的发展•1.1G网络•1G网络是第一代移动网络通信技术，它采用了模拟信号技术，在蜂窝基站的作用下，可将网络信号在邻近的各个基站之间进行相互的传递。最终实现了移动电话的语音通话功能，最为典型的应用案例就是——大哥大。No.10008移动网络通信技术的发展•2.2G网络•2G网络是第二代移动网络通信技术，它舍弃了1G网络时代的模拟信号传输技术，转而采用数字信号进行网络通信，这样大大提高了通话质量和通信系统的存储容量，最为典型的应用案例就是短信和手机铃声。No.10008移动网络通信技术的发展•3.3G网络•为移动网络技术的规范化发展，国际电信联盟（ITU）针对第三代移动网络技术，颁发了《国际移动通信2000标准》。在2000年5月，国际电信联盟，最终确定了四大标准，分别为CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WIMAX的无线接口标准。在我国国内仅支持3个标准：中国联通的WCDMA、中国电信的CDMA2000、中国移动的TD-SCDMA。No.10008移动网络通信技术的发展•4.4G网络•WLAN是英文WirelessLocalAreaNetworks的缩写，即无线局域网络。WLAN遵循由国际电气和电子工程学会（IEEE,InstituteofElectricalandElectronicEngineers）所定义的无线网络通信IEEE802.11标准。•4G网络将3G网络技术和WLAN技术有效的融合在一起，使网络传输速率和传输质量较之前相比，得到了大幅度的提高。目前4G网络制式共有两种，LTE-FDD和LTE-TDD。No.10008移动网络通信技术的发展•5.5G网络•5G网络即为第五代移动通信网络，其传输速率可达4G网络的百倍之多。5G网络的出现，使得物联网能够获得更加广泛的应用，包括了诸如智能网联汽车、机器人、智慧城市、智慧农场等No.10008移动网络通信技术的发展•5G的网络架构包含有独立的独立组网模式SA和与4G网络相结合的非独立组网模式NSA两种：•5G网络标准分为独立组网模式（SA）和非独立组网模式（NSA）两大类。•独立组网模式是指需要全新打造5G网络环境，如5G基站、5G核心网等。•非独立组网模式是指在现有的4G硬件设施基础上，实施5G网络的部署工作。No.10008移动网络通信技术的发展•3GPP还定义了5G网络的三大应用场景，请说说哪三大场景的应用？No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•1.5G网络的关键技术•（1）设备到设备的通信•D2D是DevicetoDevice的英文缩写，即设备到设备的通信。D2D通信是指在一定距离范围内，设备之间的直接通信。No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•请说说5G网络环境下使用D2D通信所具有的优势有哪些？No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•（2）大规模输入输出技术•5G网络环境下的大规模输入输出技术是指通过大规模天线阵列进行信号的发射和接收。No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•（3）高频段传输•由于2G、3G、4G网络通信频率都在3GHz以下，导致低频率的可用频段资源极为有限。所以5G网络的建设分为两大频谱，分别为低频段和高频段。低频段是指在3GHz以上且小于6GHz的频段，而高频段是指大于30GHz频段的毫米波移动通信技术。No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•（4）高密集组网•由于高频段导致网络覆盖面积减少，所以为了增加网络的覆盖范围，需要采用高密集度的组网建设方式。No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•2.5G网络在V2X中的应用•利用增加的数据传输能力，可以提高车辆运输的安全性，这包括在智能网联汽车之间共享传感器数据，使用宽带支持改善定位，以及为自动驾驶共享高精三维地图等。•基于D2D技术的5G网络将实现车辆与车辆之间、车辆与道路、车辆与行人、车辆与公共设施之间的多通道通信。5G通信技术在智能网联汽车上的应用上将解决目前网络资源有限的问题。•5G大容量传输可用于采集海量的道路环境数据或车辆与云端之间的环境感知数据传输。低延迟直接连接可以实现V2X车辆与车辆、车辆与道路、车辆与人、人与道路的协同通信，解决通信数据安全和用户隐私信息保护问题，提高V2X通信的利用率。No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•在车辆组网应用场景中，车辆终端通过感知无线通信环境获取当前的频谱信息，快速接入空闲频谱，并与其他终端进行有效通信。动态频谱接入提高了频谱资源的利用率。•5G通信网络预计将具有超庞大的网络容量，为每个用户提供每秒千兆数据的速率。5G网络下V2V通信的最大距离约为1000米，为V2X通信提供高速下行和上行数据传输速率，以便提高车辆之间数据传输的及时性和准确性。No.100085G网络的关键技术及在V2X中的应用•智能网联汽车结合了大数据和通信技术，通过5G网络可实现车辆本身与外界物体的通信功能。车辆本身在实现智能化的前提下，可自动激活识别和被识别功能，主要包括自动开启环境感知功能、自动开启数据处理的决策功能、自动开启车辆的控制功能。•智能网联汽车技术真正的难点是安全问题，5G技术应用的真正目的其实就是解决车辆安全驾驶的问题，以达到最大限度地减少或减免交通事故的出现，保护车辆数据安全，收集数据，集成数据，实现最大化的安全策略。No.10008•华为5G视频演示No.10008•物联网无线通信技术03No.10008短距离无线通信技术•物联网无线通信技术是指车辆、硬件设备、家用电器、公共设施与电子产品、应用软件、控制器、传感器，分别连接到互联网当中，并通过无线网络技术进行信息交换No.10008短距离无线通信技术•无线网络通信是在移动网络通信技术的基础上建立而成的，无线网络与移动网络之间的关系。无线网络通信技术按照连接方式，大致可以分为两类：一类是设备之间可以直接进行通信，不需要借助任何的中间设备进行连接，如蓝牙通信技术和红外线通信技术等。另一类是设备之间进行通信时，需要借助中间设备进行连接，如Wi-Fi通信技术等。•根据不同的需求，物联网无线通信技术大致可分为两类，短距离无线通信技术和低功耗广域网通信技术。No.10008短距离无线通信技术•1.Wi-Fi通信技术•请说说什么是Wi-Fi通信技术？有哪些特征？No.10008短距离无线通信技术•2.蓝牙通信技术•请说说什么是蓝牙通信技术？有哪些优点与不足？No.10008短距离无线通信技术•3.射频识别通信技术•RFID通信由电子标签、读写器和应用软件三部分构成。•请说说什么是射频识别通信技术？有