5G 通感一体化在智慧交通与车联网中的融合应用研究

1.5G 通感一体化技术概述

1.1 核心原理

5G 通感一体化技术的核心在于利用 5G 基站或车载终端发射的射频信号，同时实现通信数据传输与环境目标感知功能。从技术原理来看，该技术主要基于信号的双重特性：一方面，射频信号可作为载体携带语音、数据、图像等通信信息，通过调制解调、编码解码等过程实现终端间的信息交互；另一方面，射频信号在传播过程中会与周围目标发生反射、散射等现象，通过对回波信号的幅度、相位、时延等参数进行分析处理，可实现对目标的距离、速度、方位等信息的感知与测量。

在具体实现过程中，5G 通感一体化技术主要采用两种模式，一种是通感共基站模式，即通过对现有 5G 基站的硬件设备和软件算法进行升级改造，使其具备感知功能，无需额外部署专用感知设备，降低了网络建设成本；另一种是通感协同模式，即通过 5G 通信网络实现感知设备与终端设备之间的数据交互与协同调度，提升感知数据的传输效率与应用价值。

1.2 技术优势

与传统的分离式通信与感知技术相比，5G 通感一体化技术具有以下优势：

1. 资源利用率高，该技术无需为通信与感知分别建设独立的网络设施，可共享 5G 网络的频谱资源、基站资源和算力资源，大幅提升了网络资源的利用效率，降低了基础设施的建设与运营成本。

2. 性能协同优化，通信与感知功能基于同一信号实现，可通过协同调度算法对信号的发射功率、带宽、调制方式等参数进行优化，避免了两种技术在资源占用上的冲突，同时提升了通信的可靠性与感知的精准性。

3. 覆盖范围广，依托 5G 网络广泛的基站覆盖，5G 通感一体化技术的感知范围可达到数公里，远大于传统车载感知设备，能够实现对大范围交通环境的实时监测与管控。

4. 实时性强，5G 网络的端到端时延可低至 1ms，确保了感知数据能够快速传输至控制中心或车辆终端，为智慧交通中的实时决策，如紧急制动、路径规划提供了有力支撑。

2.5G 通感一体化在智慧交通与车联网中的融合应用场景

2.1 车车协同与安全预警

5G 通感一体化技术可实现车辆之间的实时通信与环境感知共享，有效解决传统车车通信中感知盲区的问题。车辆通过自身搭载的 5G 通感终端感知到前方道路存在障碍物时，可将障碍物的位置、大小、距离等感知数据通过 5G 通信网络实时传输给周围车辆。周围车辆在接收到该信息后，可结合自身感知到的交通环境数据，提前调整行车速度与方向，避免发生追尾或碰撞事故。此外，在恶劣天气条件下，传统视觉感知设备的性能会大幅下降，而 5G 通感一体化技术基于射频信号的感知特性，受天气影响较小，能够稳定地提供环境感知数据，为车辆在恶劣天气下的安全行驶提供保障。

2.2 智能交通调度与管理

在智慧交通领域，5G 通感一体化技术可实现对交通流量、车辆行驶状态、道路状况的实时监测与精准调控，提升交通调度的效率与智能化水平。部署在道路沿线的5G 通感基站可实时感知过往车辆的数量、

速度、车型等信息，并将这些数据传输至交通控制中心。交通控制中心通过对数据的分析处理，可准确判断当前路段的交通拥堵情况，并根据拥堵程度实时调整交通信号灯的时长、发布交通诱导信息。

2.3 自动驾驶支撑

自动驾驶是车联网发展的终极目标，而高精度的环境感知与低时延的信息传输是实现自动驾驶的核心前提。5G 通感一体化技术能够为自动驾驶车辆提供全方位、高精度、低时延的感知与通信服务，有效弥补自动驾驶车辆自身感知设备的不足。一方面，自动驾驶车辆通过自身搭载的 5G 通感终端，可实时感知周围车辆、行人、障碍物的位置与运动状态，同时接收来自 5G 基站的大范围交通环境感知数据，实现局部感知 + 全局感知的融合，提升自动驾驶决策的准确性与安全性。另一方面，5G 通感一体化技术可确保自动驾驶车辆与控制中心、其他车辆之间的信息交互实时同步，避免因信息传输延迟导致的决策失误。

3.5G 通感一体化在智慧交通与车联网中应用的优化策略

3.1 产业与标准协同策略

建立产业协同机制，加强通信、交通、汽车等行业之间的合作与交流，建立跨行业的产业协同机制，推动产业链各环节的技术融合与资源共享。积极参与全球 5G 通感一体化技术标准的制定工作，加强与国际标准化组织的沟通与合作，推动在频谱资源分配、感知参数定义、数据交互协议等方面达成统一标准。

3.2 网络安全防护能力提升

加强 5G 通感一体化网络的安全防护能力建设，研发先进的网络安全防护技术，如入侵检测与防御技术、网络切片安全防护技术、终端安全认证技术，构建全方位的网络安全防护体系。例如入侵检测与防御技术可实时监测网络中的异常行为，及时发现并阻止网络攻击；网络切片安全防护技术可对不同的网络切片进行隔离与防护，防止某一切片的安全事件影响其他切片的正常运行。

结论

5G 通感一体化技术作为推动智慧交通与车联网深度融合的关键技术，具有资源利用率高、性能协同优化、覆盖范围广、实时性强等显著优势，在车车协同与安全预警、智能交通调度与管理、自动驾驶支撑等场景中具有广阔的应用前景。然而，当前 5G 通感一体化技术在智慧交通与车联网中的应用仍面临技术、产业与标准、安全与隐私等多方面的挑战，需要通过技术优化、产业协同、标准建设、安全防护等措施加以解决。

参考文献：

[1] 高鹏尊 . 通感一体化车联网无线资源管理技术研究 [D]. 北京邮电大学 ,2025.

[2] 杜艳艳 , 姚敏祺 , 陈文祺 . 基于 5G/5G-A 的全要素车联网行业综合应用实践 [J]. 信息通信技术与政策 ,2024,50(06):62-69.

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