前不久有關智能網聯和“LTE-V”的話題,莫過于車聯網和LTE-V,這篇文章對目前市場最關心的七大類問題進行了深入的思考與總結。
1、為什么市場當前關注LTE-V?
近期車聯網與LTE-V的引爆點源自兩個事件:
1)“2016汽車與信息通信融合發展論壇”7月19日在北京舉辦,論壇上工業和信息化部裝備工業司汽車處處長佘偉珍探討了新一代信息通信技術影響下的汽車產業生態發展之路,并表示工信部開展的“智能網聯汽車發展技術路線圖”研究,已基本完成,準備于8月份對外發布。
2) 3GPP組織將于2016年9月會議完成LTE-V V2V部分的標準制定,2017年3月完成LTE-V V2I部分的標準制定。
對于兩個事件,我們認為,工信部對于路線圖的發布時點之快超出市場預期,它的意義在于:一是作為頂層設計,在過去政策的基礎上再次強調汽車的網絡化和智能化,明確了智能網聯對于未來智能駕駛時代的先行重要意義;同時,技術路線圖的推出利于引導行業向規范化和標準化發展,為產業鏈的發展提供標準化工具。而對于LTE-V2X標準,其進度在3GPP 的release 13中就已經確定其時間表,市場倒是缺乏對它的足夠重視。LTE-V2X將與NB-IOT一起成為3GPP組織引領萬物互聯時代的兩大通信標準利器,帶動各自應用領域快速發展。我們判斷,車聯網作為物聯網應用細分行業中,附加值最高和產業鏈最清晰的方向,將會是最先爆發的子行業,國家宏觀政策層面的加速推進和通信標準的支持將加速車聯網以及智能汽車的發展。
2、當前車聯網的技術路徑,LTE-V的優劣性?
V2X是指包括V2V(車-車)、V2I(車-基礎設施)、V2P(車-行人)等方式車聯網通信技術,幫助實現車與外界的信息交換。在V2X技術選擇上,目前主要是DSRC與LTE-V2X兩大流派。
DSRC:即Dedicated Short Range Communications(專用短程通信技術),基于 IEEE802.11p標準開發的,使得汽車間能相互通信,同時汽車也能與周圍的智能交通基礎設施進行通信。DSRC 是一個以IEEE 802.11p為基礎的標準,是一種高效的無線通信技術,它可以實現小范圍內圖像、語音和數據的實時,準確和可靠的雙向傳輸,將車輛和道路有機連接。采用美國聯邦通訊委員會(FCC)在1999年專門為智慧交通系統(ITS)所分配的專屬無線頻率:5.9GHz頻段內的75MHz頻譜。國際上DSRC標準主要有歐、美、日三大陣營:歐洲的ENV系列,美國的900MHz和日本的ARIBSTD-T75標準。發展較為成熟,也是歐美等國車聯網的主流技術。
圖 1:DSRC技術圖解
LTE-V2X:以LTE蜂窩網絡作為V2X的基礎。LTE-V2X能重復使用現有的蜂巢式基礎建設與頻譜,營運商不需要布建專用的路側設備(road side unit,RSU)以及提供專用頻譜。LTE V2X主要解決交通實體之間的“共享傳感”(Sensor Sharing)問題,可將車載探測系統(如雷達、攝像頭)從數十米、視距范圍擴展到數百米以上、非視距范圍,成倍提高車載AI的效能,實現在相對簡單的交通場景下的輔助駕駛。LTE V2X包括集中式(LTE-V-Cell)和分布式(LTE-V-Direct)兩種技術。其中LTE-V-Cell以基站為分布中心,LTE-V-Direct則是車車之間的直接通信。
圖 2:LTE-V技術圖解
對比小結:DSRC經過十余年,技術趨于成熟,另外標準的完備使得其在推廣部署時占據先機,但相對而言DSRC采用的高頻段穿透性不如低頻信號LTE-V則是提供了更高帶寬、更高的傳輸速率、更大的覆蓋范圍,并能重復使用現有的蜂巢式基礎建設和頻譜,車輛實時聯網,實時通信,在現有基礎設施上搭建V2X體系可以和智能交通管理協同。此外,LTE-V由于其自身的基站調度特性,具有更高的安全可靠性。
表 1:LTE-V和DSRC技術對比
3、不同技術的產業鏈支持情況如何?
DSRC:
美國
2009年11月8日,美國交通部(DOT)發布了《智能交通系統戰略計劃:2010-2014》,為未來五年該部的智能交通系統(ITS)研究項目提供戰略引導。
在2014年2月,DSRC被美國交通部確認為V2V的標準。美國ITS關鍵的安全性應用領域要求采用5.9GHz DSRC;美國產業發展優先支持5.9GHz DSRC;未來美國主要路段將布設路側設備,所有銷往美國的車輛都必須加裝5.9GHz DSRC車載設備。2015年9月,美國交通部撥出4200萬美元在美國三個地方開展安全測試,預計到2017年將試裝1萬輛。這三個地方包括紐約,懷俄明州,Tampa Bay。通用2016年上市的卡迪拉克CTS將裝備DSRC。
歐盟
歐洲成立了車輛間通信聯盟(Car2Car Communication Consortium),制定了車路協同標準和規范,并開展了PReVENT、NoW(Network on Wheels)、CVIS(Cooperative Vehicle Infrastructure Systems)等車路協同相關項目的研究。其中CVIS項目是以開發標準化的網絡終端以實現車-車、車-基礎設施之間的通訊為目標,利用伽利略開發獲取增強車輛位置信息和動態地圖信息的新技術,采用車載和路側設備來檢測事故、監控路網運行,開發用于輔助駕駛、交通管理、移動信息服務、商務及貨運管理的合作性應用系統。該項目已在7個國家進行了許多大規模聯合技術試驗。
日本
日本2004年推出了Smartway計劃,該計劃是由政府與23家企業共同發起。其發展重點是整合日本各項ITS功能及建立車載單元的共同平臺,使道路與車輛(車-路)能夠由ITS通信雙向傳輸而成為智能道路和智能車輛。
LTE-V2X:
2014年9月,LG向3GPP提交了LTE在V2X通信應用(RP-141381,Consideration of LTE-based V2X Communication)的規范草案。同年12月,Ericsson提交了增強LTE D2D相近服務(RP-142027,Enhanced LTE Device to Device Proximity Services)的規范草案,隨后于2015年2月和6月,3GPP的SA1和RAN1工作組分別設立了專題“Study on LTE Support for V2X Services(V2XLTE)”和“Feasibility Study on LTE-based V2X Services”,標志著LTE-V技術標準化研究的正式啟動。
國內主導LTE-V發展的是高通與華為,大唐電信也積極扮演推手。華為、樂金電子(LGE)與中國本地電信設備制造商CATT并共同主導了3GPP研究。中國通信標準化協會(Chinese Communication Standards Association,CCSA)已經在中國針對LTE V2X推出了工作項目。
此外,由工信部批準的國內首個“國家智能網聯汽車(上海)試點示范區”封閉測試區于6月7日在嘉定開園。該測試區可以為無人駕駛汽車提供綜合性的測試場地和功能要求。一期測試場地中,建設了1個GPS差分基站、2座LTE-V通訊基站、16套DSRC和4套LTE-V路側單元、6個智能紅綠燈和40個各類攝像頭,整個園區道路實現了北斗系統的厘米級定位和WIFI的全覆蓋,完成了隧道、林蔭道、加油/充電站、地下停車場、十字路口、丁字路口、圓形環島等模擬交通場景,可以為汽車提供29種場景的測試驗證。
4、LTE-V2X的發展時間圖譜及正式商用的時間預期?對于LTE-V2X的時間,3GPP把它放在了Release 14計劃當中,并分步發布標準,預計LTE V2V Core part將在2016年9月完成凍結,LTE V2X Core part將在2017年年中完成凍結。
圖 3:LTE-V標準演進路徑
因此根據3GPP的時間表推算,在標準化之后,通常需要至少半年的時間才有商業化芯片和模組的生產。所以,可以初步推斷LTE V2V的芯片及模組在2017年上半年應該就可以推出,2017年底可以開始商業應用試點,2018年有希望全面商用,這與汽車物聯網前裝市場的發展路徑相吻合。
圖 4:LTE-V技術發展時間表
5、中國的技術選擇,以及選擇的理由?正是由于在中國還未形成V2X的標準,DSRC與LTE-V2X之間的選擇成為討論焦點。我們認為,雖然DSRC發展多年,國外標準已落地并且在過去的時間內成為主流,但在還未形成官方標準的中國市場,LTE-V2X能夠憑借自身特點切入市場并獲得優勢:
1) LTE-V2X“背景”強大
LTE-V2X基于蜂窩通信系統,不需要布建專用的路側設備以及專用頻譜,能重復使用現有的蜂巢式基礎建設,首先簡化了基站建設的環節,對于運營商來說有強大的吸引力;同時,在中國,北斗、蜂窩通信等基礎設施建設本身投入較大,具備天然優勢,在蜂窩通信基礎上直接部署并普及LTE-V2X速度跟得上,也是運營商進入車聯網的優選方式。
2) LTE-V2X適用場景更合適
DSRC基于IEEE 802.11p,是經過批準的IEEE 802.11標準修訂,基本上是半套802.11a系統,DSRC基本上可以理解為Wi-Fi類技術,所以它的特點是短距離、時延低。所以,當應用領域不斷發展,特別是接入車輛增加,傳輸距離拉伸時,對覆蓋范圍和帶寬的要求愈加明顯,基于蜂窩的LTE-V2X技術在這一方面具有優勢。LTE-V2X車聯網技術已經成為LTE-Advanced Pro(4.5G)國際標準的重點方向,隨著5G的到來,LTE在服務高要求應用領域的能力會進一步提升,未來5G-V2X有望支持更低時延(《10ms)、更高可靠性(99.999%)、更大帶寬(支持視頻共享)的Sensor Sharing,并擴展到“點對點”雙向應答式通信,實現自動駕駛所需的實時“多車協同”。
3) LTE-V2X成本更低
LTE-V2X除了重復使用電信營運商的行動網路基礎建設,也只需要單一LTE模組,能為車廠降低整合成本,這對芯片商來說也是一大吸引力。
4) 體現未來方向、數據為王
正如我們所看到的一樣,車聯網已經不在限于最初的Telematics概念,僅僅是反饋和互動概念,也不再是簡單提供信息和娛樂服務。車聯網將朝著智能化方向發展,含義也隨之拓寬。日前,工信部表示8月份將推出智能互聯汽車技術線路圖,也作為頂層設計消息印證了這一趨勢。而在通向智能化的道路上,我們能夠想見的一點便是海量數據的采集、傳輸與分析。在數據爆炸的時代,LTE-V2X將更有用武之地,與覆蓋范圍較低的DSRC相比,前者更”肚量“更大,有望與大數據和云平臺一同為將來的智能化方向出力。
6、市場規模有多大?
車聯網作為物聯網浪潮下的典型應用,市場規模具備,并且有著巨大的發展空間。2018年,每年新車出貨量可能超過1億臺,而其中60%的新車都會實現聯網,到2020年,所有出廠汽車均必須前裝前聯網模塊,目前這一比例為20%。從全球看,GSMA與SBD預計,到2018年,全球車聯網的市場總額有望達390億歐元,互聯網連接將成為未來汽車的標配,到2025 年100%的汽車將具備移動互聯網接入功能。Machina Research預計,到2024年,汽車領域連接數將達1.2億,而Business Intelligence 的估計更加樂觀:2021年,連接的汽車數量將達3.8億。國內而言,近幾年,我國車聯網產業規模發展到千億級別。
圖 5:聯網汽車數量預測
同時,車聯網是物聯網行業應用中快速成長的領域。據市場估計,車聯網市場每年的復合增長率在28%-32%,接近每三年翻一番的速度。車聯網在應急提醒、車載通信、娛樂信息等方面已經得到應用。
7、前景分析?從應用難度上看,LTE-V可以在現有蜂窩通信系統上進行小范圍升級補充,不需要再鋪設大量的基礎設施通信模塊,廣泛的蜂窩應用基礎以及運營商的進入提供保障;從應用范圍上看,車聯網對通信技術的需求既有低延時短距離方面的,也有更能保證實時聯網廣覆蓋方面的,這對于基于現有蜂窩技術升級的LTE-V更有優勢;從產業鏈推進動力方面,華為大唐及高通等通信巨頭是LTE-V的主要推動者,類比NB-IOT,運營商更不會放過具有更高ARPU值的車聯網機會,有了通信巨頭和國內運營商的大力推進,LTE-V相比DSRC在國內更具實際推動能力;其三,由于工信部由于同時監管通信行業和汽車行業,而且自主知識產權和自主可控的政策導向,使得在我國監管層對于LTE-V的推進可能性更大。
綜合判斷,LTE-V在我國成為車聯網通信協議標準的概率較大,將帶動芯片、模塊、終端、網絡等硬件產業鏈發展,同時,車聯網作為物聯網應用細分行業中,附加值和產業鏈最清晰的方向,將會是最先爆發的子行業。
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