车联网需求渐起,这项技术成为车联网主要通信方式

通信小金 2023-12-21
2884 字丨阅读本文需 7 分钟

12月12日,韩联社发布消息称,韩国新一代智能交通系统(C-ITS)决定使用以移动通信技术为基础的“LTE-V2X”作为唯一车联网通信方式。

2013年5月17日(世界电信和信息社会日大会),陈山枝博士(时任大唐电信集团副总裁)首次在国际上提出LTE-V2X车联网概念及关键技术,奠定了蜂窝车联网(C-V2X)系统架构和技术原理;中国信科(原大唐)在C-V2X技术、标准和应用领域持续引领和深耕,还联合合作伙伴积极推动C-V2X 的国际标准化及其演进,并持续开展C-V2X产品开发及其在智能交通和智能网联汽车领域的应用研究、测试验证和商用实践,对行业发展具有重要贡献。陈博士团队是全球C-V2X学术界和工业界最具影响力的团队之一。

除韩国外,美国联邦通信委员会(FCC)也于2023年4月24日批准各州机构、一些汽车制造商、大学和其他机构的请求,以使用V2X(Vehicle-to-Everything)技术来部署互联汽车技术,防止碰撞事故,特别是在十字路口。

什么是V2X通信技术?

车用无线通信技术(Vehicle to Everything, V2X)是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术,其中V代表车辆,X代表任何与车交互信息的对象,当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络。V2X交互的信息模式包括:车与车之间(Vehicle to Vehicle,V2V)、车与路之间(Vehicle to Infrastructure,V2I)、车与人之间(Vehicle to Pedestrian, V2P)、车与网络之间(Vehicle to Network, V2N)的交互。

V2V是指通过车载终端进行车辆间的通信。车载终端可以实时获取周围车辆的车速、位置、行车情况等信息,车辆间也可以构成一个互动的平台,实时交换文字、图片和视频等信息。V2V通信主要应用于避免或减少交通事故、车辆监督管理等。

V2I是指车载设备与路侧基础设施(如红绿灯、交通摄像头、路侧单元等)进行通信,路侧基础设施也可以获取附近区域车辆的信息并发布各种实时信息。V2I通信主要应用于实时信息服务、车辆监控管理、不停车收费等。V2P是指弱势交通群体(包括行人、骑行者等)使用用户设备(如手机、笔记本电脑等)与车载设备进行通信。

V2P通信主要应用于避免或减少交通事故、信息服务等。

V2N是指车载设备通过接入网/核心网与云平台连接,云平台与车辆之间进行数据交互,并对获取的数据进行存储和处理,提供车辆所需要的各类应用服务。V2N通信主要应用于车辆导航、车辆远程监控、紧急救援、信息娱乐服务等。

因此,V2X将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起,不仅可以支撑车辆获得比单车感知更多的信息,促进自动驾驶技术创新和应用;还有利于构建一个智慧的交通体系,促进汽车和交通服务的新模式新业态发展,对提高交通效率、节省资源、减少污染、降低事故发生率、改善交通管理具有重要意义。

C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术,包含LTE-V2X和5G-V2X,LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进。LTE-V2X 主要用于支持辅助驾驶及部分低要求的自动驾驶应用,而5G-V2X 则用于面向自动驾驶的高级应用。

车联网市场增长趋势明显,5G 下游应用黄金赛道

随着 5G 网络为车联网提供标准协议,智能化和网联化的颠覆式技术创新使得 汽车本身成为新时代的移动计算基础设施,这其中孕育着巨大商业价值。就全球范 围内来说,由于 5G 和 C-V2X 技术的驱动,车联网市场增长迅速。根据 Machina Research 的预测,全球车联网市场将在 2026 年达到 2730 亿美金。

车联网产业涉及整车厂、用户、5G 产业链政策制定方等各个环节,其中主要 包括通信芯片、通信模组、设备和终端、整车、平台运营、高精度地图、导航等模 块。对于车联网市场规模的分析,大体可以分为三个部分:网联汽车、车路协同需 要进行智能化改造的道路,以及为了满足车联网应用而建设的电信基础设施。另 外,远期来看,以高精度地图和导航为主的相关服务市场也会受益,“汽车上云” 的未来趋势会带动云计算和边缘计算产业。

国内汽车市场享亿级存量,产销量连续居全球第一。整体汽车市场规模方面, 截至 2019 年我国汽车保有量达 2.6 亿辆,其中每年新增新注册登记汽车 2500 余万 辆,简单推测到 2030 年我国汽车保有量将破 4 亿辆,这将提高车联网所用 OBU 市场规模到千亿左右。此外,还要附加自动驾驶车辆领域的市场规模,据中国产业 信息网的保守估计,到 2030 年我国自动驾驶车辆占比将达车辆保有量中的 20%, 年销售自动驾驶车辆约 500 余万辆,十年间自动驾驶产业规模将达 707 亿美元, 车联网下整体“网联汽车”概念市场规模将达 1246 亿美元左右。

智能交通基础设施改造空间巨大。据交通部发布的公报,截至 2018 年末全国 公路总里程 484 万公里,其中高速公路里程 14.26 万公里。如果不考虑建设成本以 及车路协同落地成本的情况下,预计单公里高速公路及城市道路改造成本50万元, 保守假设 2030 年全国高速公路总里程为 15 万公里、城市实有道路历程为 44 万公 里,则 2020-2030 年智能道路合计落地成本约为 2950 亿元。

电信网络基础设施规模仍然很大。我们做一个简单的推测,至 2030 年全国高 速公路、城市道路及城市交叉路口均完成车联网改造。车路协同的落地成本预计 只占到高速公路建设成本的 1%。当前高速公路单公里建设成本约为 1-4 亿元,保守假设全国平均 1.5 亿元,则单公里高速公路车路协同落地成本为 150 万元。此 外,假设单公里城市道路以及单路口车路协同落地成本分别为 100 和 70 万元,据 此测算 2020-2030 年因车联网需要新增的网络设施落地总量约为 7630 亿元。

C-V2X 释放巨大市场增量,车联网从车内走向广域互联

20 年前,汽车是一个相对被动和孤立的交通工具,驾驶员需要人为地去控制它。 在过往 3 到 10 年中,汽车行业已经引入了许多创新技术来减轻驾驶员负担,改善连接 性并提高安全性。尤其在过往的 2 到 3 年,汽车“电动化、智能化、网联化”三大技 术趋势的加速,车联网从汽车内部互联、车与人的交互,延伸到车与车、车与路边单 元、车与电信设施之间的信息交互,尤其以 C-V2X(蜂窝车联网)为代表的前沿技术 成为车联网行业关注的热点和重点。

车联网车内互联的方式目前已较为丰富,未来的增量在 C-V2X。在过往几年的汽车电 子化进程中,主要集中在汽车内部,如胎压监测 TMPS,无钥匙进入 RKE,FM、蓝牙、 WiFi 等无线连接,GNSS 导航定位,ETC 车辆身份标识,以及通过 NFC 对驾驶员进行 的身份认证等。

之前存在对于 DSRC 和 C-V2X 的对比和技术路线讨论,因为我们国家采取 C-V2X 的 技术路线,所以接下来讨论的 V2X 车联网技术都指的是 C-V2X 蜂窝车联网技术。CV2X 为了实现在无基站辅助下的应用场景过渡,在前期会以 PC5 空口,无基站协同的 V2V 应用场景会率先落地。后期在 5G 网络大规模部署后,同时支持 PC5 和 uu 空口的 业务会得到快速发展。

目前全球范围内也都倾向于分配 5.9GHz 附近的无线电频段作为车联网的工作频段。 2018 年 11 月,工业和信息化部印发了《车联网(智能网联汽车)直连通信使用 59055925MHz 频段管理规定(暂行)》。规划了 5905-5925MHz 频段共 20MHz 带宽的专用频 率资源,用于基于 LTE(第四代移动通信技术)演进形成的 V2X(车与车、车与人、 车与路之间的直连通信)智能网联汽车的直连通信技术。该文件的发布对于促进我国 智能网联汽车产品研发、标准制定及产业链成熟将起到重要先导作用。

对于狭义的 C-V2X 产业链,主要包括了车载单元 OBT,路测单元 RSU、RSS(信 息采集和边缘计算),云端的数据中心,车路协同运维服务、网络安全等部分,及其相 关的上下游产业。按照华为的预测,2020 年,全球车联网 V2X 市场规模会突破 6140 亿,其中中国市场将达到 2000 亿元。

对于路测初步测算,覆盖全国高速公路和城区快速道路,预计需要至少 140 万站 RSU 的规模,投资预计在 1000 亿以上。按照 C-V2X 产业化时间表,2025 年车联网应 用进行成熟阶段。对于 C-V2X 车侧的测算,假设 2025 年乘用车与商用车作为整体来 看,车载 OBU 渗透率达到 40%,约新车 1100 万辆,3.5 亿存量汽车,车载终端渗透率 5%,总计约 2750 万辆车,每个 OBU 的价值按照 3500 块假设,未来每年车侧 962 亿的 市场规模。对于导航和高精度地图,到2025年约3.5亿的汽车存量,新车渗透率为70%, 存量每年渗透率提升 5%每辆车年收费 50 元,则相关产业每年可以贡献 15.8 亿的市场 规模。

文章来源: 电信科学,般若看盘,未来智库

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