智能网络汽车中的无线技术

本文介绍了智能网联汽车发展过程中将涉及到的一些无线技术，提出了智能网联汽车的发展为无线电管理带来的新的挑战。...





1 引言

随着无线技术的高速发展，无线技术与传统产业的深度融合趋势日益明显，这其中以无线技术与传统汽车行业的融合表现的尤为突出。在《中国制造2025》中明确指出“掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术”，而未来汽车低碳化、信息化、智能化的发展趋势均与无线技术密不可分

2智能网联汽车的概念

在普通汽车的基础上增加先进的传感器（雷达、摄像等）、控制器、执行器等装置，通过车载传感系统和信息终端实现车与X（人、车、路、云等）智能信息交换，具备智能的环境感知能力，能够自动地分析汽车行驶的安全及危险状态，按照人的意志到达目的地，最终实现替代人来操作的新一代汽车。

3 智能网联汽车中的无线技术

3.1无线充电技术

实现汽车低碳化的重要方式是新能源技术，目前最为主流新能源汽车就是电动汽车，其目前的主要充电方式为有线充电。但有线充电桩的设置需要占用大量的用地，且同时充电的车辆数量有限，暴露在外部的充电线缆也比较容易受到侵蚀，因此传统的有线充电方式大大制约了电动汽车的发展。

为了解决这一问题，无线充电技术应运而生。无线充电的基本方式有三种：

（1）电磁感应式。初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端。

（2）磁场共振。由能量发送装置和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。[1]

（3）无线电波式。主要由微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的“蚊型”接收器。

目前，我国的电动汽车无线充电以电磁感应式充电技术的研究为主，而国外的部分厂家则聚焦在磁场共振方面。

3.2自动驾驶技术

自动驾驶技术通过视频摄像头、雷达传感器、激光测距器、蓝牙、WIFI及其他无线技术等来了解周围的交通状况，并通过一个详尽的地图对前方的道路进行导航，从而实现汽车的自动行驶。

目前，汽车行业根据自动化水平的高低划分了四个无人驾驶的阶段：

（1）驾驶辅助系统（DAS）：目的是为驾驶者提供协助，包括提供重要或有益的驾驶相关信息，以及在形势开始变得危急的时候发出明确而简洁的警告。如“车道偏离警告”（LDW）系统等。

（2）部分自动化系统：在驾驶者收到警告却未能及时采取相应行动时能够自动进行干预的系统，如“自动紧急制动”（AEB）系统和“应急车道辅助”（ELA）系统等。

（3）高度自动化系统：能够在或长或短的时间段内代替驾驶者承担操控车辆的职责，但是仍需驾驶者对驾驶活动进行监控的系统。

（4）完全自动化系统：可无人驾驶车辆、允许车内所有乘员从事其他活动且无需进行监控的系统。

实现自动驾驶技术离不开雷达、2G/3G/4G、蓝牙等无线技术的应用，下面将一些使用较多的无线技术列举如下。具体参见表1。

设备类型

频段

主要功能

电子启动钥匙

125kHz，135kHz

汽车无线点火启动

车载MP3无线传声

87-108  MHz

MP3无线传输至汽车收音机并播放

车载蓝牙电话

2.4-2.4835GHz

免提拨打接听电话，音乐播放

车辆测距雷达

76-77GHz

汽车前端主动防撞雷达、定速巡航

车载防撞雷达

24.00-24.25GHz

车辆侧后方变道辅助系统和盲点监测系统

24GHz车载雷达

24.25-26.65GHz

车辆侧后方变道辅助系统和盲点监测系统

GPS导航

1575.42±10MHz

车辆定位和导航

3.3车联网技术

车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车-X（X：车、路、行人及互联网等）之间，进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络。目前业界在车联网无线通信方面的研究主要聚焦在LTE-V和专用短程通信技术（DSRC）技术上。我国目前尚未对车辆网技术进行相应的频谱划分。

3.3.1 LTE-V

LTE-V技术包括两种模式：一种是基于现在蜂窝技术的扩展，主要可以得益于当前蜂窝的普及应用，可以快速推进车联网的发展；另外是分布式直通技术，主要是满足终端安全低时延、高可靠的要求，能够实现车车之间的直接通信。该技术能够满足车联网是多样化的需求，并且能够提供高可靠、低时延，并且可以灵活使用的接入技术，安全可信的信息传输，可以灵活支持可扩展的系统架构。

目前，我国的大多数企业都在积极开展LTE-V技术的研究和推广工作。

3.3.2 DSRC

DSRC是一种高效的无线通信技术，它可以实现在特定小区域内（通常为数十米）对高速运动下的移动目标的识别和双向通信，例如车辆的“车-路”、“车-车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。

DSRC技术发展较早，目前在欧美、日本等国家相继使用。

4结束语

智能网联汽车中无线应用技术日益增多，相应的频谱需求也日益增加，我国的无线电管理部门应积极开展智能网联汽车的频谱研究，做好应对智能网联汽车频谱需求量暴增、电磁环境日趋复杂等挑战的准备，维护良好的电波秩序，从源头为智能网联汽车的发展提供保证。

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