汽车网联化化中V2X和CV2X技术将逐步成为自动驾驶主流技术

汽车网联化化中V2X和C-V2X技术将逐步成为自动驾驶主流技术（1）V2X带来更加高效安全的自动驾驶智能网联汽车（IntelligentConnectedVehicle，ICV），是指车联网与智能车的有机联合，通过搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与人、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶。自动驾驶智能只能探测视野范围内的物体或人，而车联网则可以探测到视野范围外的物体或人，可以更大程度实现高效和安全驾驶。V2X（VehicletoEverything）作为一种车用无线通信技术，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，X主要包含车（VehicletoVehicle,V2V）、人（VehicletoPedestrian,V2P）、交通路侧基础设施（VehicletoInfrastructure,V2I）和网络（VehicletoNetwork,V2N）。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、节约资源、减少污染、降低交通事故发生率、改善交通管理具有重要意义。图表1：信息和通信技术已全面渗透进如今的移动出行场景资料来源：Ipso图表2：V2X资料来源：Carnavi图表3：车联网定义及功能资料来源：艾瑞根据Ipsos数据，车联网发展过程将分为车内互动和车外连接两步走，在2025年前，主要以车内互动为主，包括基础硬件连接，智能手机支持连接和人车实时互动；2025-2050年间，主要以车外连接为主，包括实时驾驶安全保障，行程整体优化，帮助车辆进行精准路径选择，避免碰撞事故发生。此外，根据Deloitte数据，网联化解决方案将采用“云、管、端”模式，实现数据流动和信息交互。图表4：车联网发展阶段资料来源：Ipsos图表5：车联网产业生态资料来源：Deloitte（2）C-V2X将逐步成为全球车联网主流技术路线目前国际上主流的车联网无线通信技术有DSRC（DedicatedShortRangeCommunicaTIons，专用短程通信技术）和C-V2X（Cellular-V2X，蜂窝车联网）两条技术路线。DSRC基于IEEE802.11p标准进行开发，由IEEE于2010年完成标准化工作，可以实现小范围内图像、语音、数据的实时、准确和可靠的双向传输，将车辆和道路有机连接，采用专属无线频率：5.9GHz频段内的75MHz频谱。全球DSRC标准主要有美国、欧洲、日本三大阵营，分别是美国的900MHz，欧洲的ENV系列，日本的ARIBSTD-T75标准，发展较为成熟，也是欧美日等国家/地区车联网的主流技术。C-V2X是基于蜂窝通信和终端直通通信融合的车联网技术，以4G/5G蜂窝网络为基础，可以实现长距离和更大范围的通信，在技术先进性、性能以及后续演进等方面，比DSRC更有优势。LTEV2X包括集中式（LTE-V-Cell）和分布式（LTE-V-Direct）两种技术，其中LTE-V-Cell以基站为分布中心，LTE-V-Direct则是车车之间的直接通信。图6：DSRC车联网资料来源：5GAA图表7：C-V2X车联网资料来源：5GAA虽然DSRC成立时间早于C-V2X，但是DSRC与C-V2X之间仍有明显差距，主要体现在以下几点：1）DSRC性能不足：在高速环境下，DSRC难以保持良好的通信稳定性。在福特与大唐、高通的联合测试中，当超过一定的通信距离后，基于DSRC技术的产品出现了明显的数据失真，而LTE-V2X能更好地胜任这项任务。2）DSRC占用频谱较多：相较于DSRC，WiFi对于5.9GHz频段的需求更为迫切，因此就需要在WiFi与DSRC的应用频谱上进行权衡，这也是美国从DSRC转向C-V2X的主要原因之一。3）DSRC发展空间有限：就未来发展空间而言，DSRC较为有限，而C-V2X是一项可持续演进的技术。根据C-V2X的发展规划，无论是目前的LTE-V2X还是未来的NR-V2X，都是立足当下、面向未来的出色解决方案。既满足了目前的车联网需求，同时未来的前景也值得期待。C-V2X的优势还体现在大规模部署上的成本控制。虽然在成熟度及产业链的完整性方面，DSRC与C-V2X技术差别不大，但在实现成本上，C-V2X凭借现有的4G/5G通信基站，合理利用资源，可以有效节约建设成本。DSRC的优势则体现在兼容性和互操作性方面。DSRC在设计之初就保证了802.11p和802.11bd之间的互操作性，二者完全兼容。而C-V2X的各个版本互不兼容，Rel.14/Rel.15和Rel.16工作在不同的频段，后续的设备必须支持多个版本以保持与先前设备的兼容性。图表8：DSRC与C-V2X对比资料来源：高通虽然是后起之秀，但由于C-V2X的可靠性和稳定性等均明显优于DSRC，C-V2X已经获得了多个国家及产业界的支持，中国企业主推LTE-V2X技术；美国电信运营商、福特等车企明确表示倾向于LTE-V2X技术；欧洲的宝马、奥迪、标志雪铁龙等车企也已转向支持C-V2X技术；日本ITS-forum宣布技术中立，将LTE-V2X作为备选技术。美国已将5.9G频段5.895-5.925GHz的30MHz分配给C-V2X车联网技术；欧洲也修改了5.9G频段使用，扩展ITS道路安全应用为5875-5925MHz，采用技术中立方式，不限制具体技术。全球车联网技术路线正在向C-V2X聚焦，5GAA（5G汽车协会）也于2020年9月发布了C-V2X通信技术路线图。我们认为，未来在车联网领域，C-V2X将有望得到更广泛的应用。图表9：C-V2X随着驾驶安全性要求提高将得到更广泛的应用资料来源：IEEE图表10：2018-2029年C-V2X通信技术路线图资料来源：5GAA2018年11月，工信部无线电管理局正式发布《车联网（智能网联汽车）直连通信使用5905-5925MHz频段的管理规定（暂行）》，规划5905-5925MHz频段作为基于LTE-V2X技术的车联网（智能网联汽车）直连通信的工作频段，标志着中国LTE-V2X正式进入产业化阶段。随着中国车联网产业化进程逐步加快，目前已围绕LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等为主导的完整产业链生态。图表11：中国C-V2X产业链资料来源：中国通信学会，《C-V2X白皮书》