一文读懂“LTE-V”与智能网联
2017-03-02 10:44:13 来源：RFsister创客射频空间作者: 评论：0

　　前不久有关智能网联和“LTE-V”的话题，莫过于车联网和LTE-V，这篇文章对目前市场最关心的七大类问题进行了深入的思考与总结。（文章于2016年09月13日发表在“电子发烧友”网站）

　　1、为什么市场当前关注LTE-V？

　　近期车联网与LTE-V的引爆点源自两个事件：

　　1）“2016汽车与信息通信融合发展论坛”7月19日在北京举办，论坛上工业和信息化部装备工业司汽车处处长佘伟珍探讨了新一代信息通信技术影响下的汽车产业生态发展之路，并表示工信部开展的“智能网联汽车发展技术路线图”研究，已基本完成，准备于8月份对外发布。

　　2）3GPP组织将于2016年9月会议完成LTE-VV2V部分的标准制定，2017年3月完成LTE-VV2I部分的标准制定。

　　对于两个事件，我们认为，工信部对于路线图的发布时点之快超出市场预期，它的意义在于：一是作为顶层设计，在过去政策的基础上再次强调汽车的网络化和智能化，明确了智能网联对于未来智能驾驶时代的先行重要意义；同时，技术路线图的推出利于引导行业向规范化和标准化发展，为产业链的发展提供标准化工具。而对于LTE-V2X标准，其进度在3GPP的release13中就已经确定其时间表，市场倒是缺乏对它的足够重视。LTE-V2X将与NB-IOT一起成为3GPP组织引领万物互联时代的两大通信标准利器，带动各自应用领域快速发展。我们判断，车联网作为物联网应用细分行业中，附加值最高和产业链最清晰的方向，将会是最先爆发的子行业，国家宏观政策层面的加速推进和通信标准的支持将加速车联网以及智能汽车的发展。

　　2、当前车联网的技术路径，LTE-V的优劣性？

　　V2X是指包括V2V（车-车）、V2I（车-基础设施）、V2P（车-行人）等方式车联网通信技术，帮助实现车与外界的信息交换。在V2X技术选择上，目前主要是DSRC与LTE-V2X两大流派。

　　DSRC：即DedicatedShortRangeCommunications（专用短程通信技术），基于IEEE802.11p标准开发的，使得汽车间能相互通信，同时汽车也能与周围的智能交通基础设施进行通信。DSRC是一个以IEEE802.11p为基础的标准，是一种高效的无线通信技术，它可以实现小范围内图像、语音和数据的实时，准确和可靠的双向传输，将车辆和道路有机连接。采用美国联邦通讯委员会（FCC）在1999年专门为智慧交通系统（ITS）所分配的专属无线频率：5.9GHz频段内的75MHz频谱。国际上DSRC标准主要有欧、美、日三大阵营：欧洲的ENV系列，美国的900MHz和日本的ARIBSTD-T75标准。发展较为成熟，也是欧美等国车联网的主流技术。

　　图1：DSRC技术图解

　　LTE-V2X：以LTE蜂窝网络作为V2X的基础。LTE-V2X能重复使用现有的蜂巢式基础建设与频谱，营运商不需要布建专用的路侧设备（roadsideunit，RSU）以及提供专用频谱。LTEV2X主要解决交通实体之间的“共享传感”（SensorSharing）问题，可将车载探测系统（如雷达、摄像头）从数十米、视距范围扩展到数百米以上、非视距范围，成倍提高车载AI的效能，实现在相对简单的交通场景下的辅助驾驶。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2：LTE-V技术图解

　　对比小结：DSRC经过十余年，技术趋于成熟，另外标准的完备使得其在推广部署时占据先机，但相对而言DSRC采用的高频段穿透性不如低频信号LTE-V则是提供了更高带宽、更高的传输速率、更大的覆盖范围，并能重复使用现有的蜂巢式基础建设和频谱，车辆实时联网，实时通信，在现有基础设施上搭建V2X体系可以和智能交通管理协同。此外，LTE-V由于其自身的基站调度特性，具有更高的安全可靠性。

　　表1：LTE-V和DSRC技术对比

　　3、不同技术的产业链支持情况如何？

　　DSRC：

　　美国

　　2009年11月8日，美国交通部（DOT）发布了《智能交通系统战略计划：2010-2014》，为未来五年该部的智能交通系统（ITS）研究项目提供战略引导。

　　在2014年2月，DSRC被美国交通部确认为V2V的标准。美国ITS关键的安全性应用领域要求采用5.9GHzDSRC；美国产业发展优先支持5.9GHzDSRC；未来美国主要路段将布设路侧设备，所有销往美国的车辆都必须加装5.9GHzDSRC车载设备。2015年9月，美国交通部拨出4200万美元在美国三个地方开展安全测试，预计到2017年将试装1万辆。这三个地方包括纽约，怀俄明州，TampaBay。通用2016年上市的卡迪拉克CTS将装备DSRC。

　　欧盟

　　欧洲成立了车辆间通信联盟（Car2CarCommunicationConsortium），制定了车路协同标准和规范，并开展了PReVENT、NoW（NetworkonWheels）、CVIS（CooperativeVehicleInfrastructureSystems）等车路协同相关项目的研究。其中CVIS项目是以开发标准化的网络终端以实现车-车、车-基础设施之间的通讯为目标，利用伽利略开发获取增强车辆位置信息和动态地图信息的新技术，采用车载和路侧设备来检测事故、监控路网运行，开发用于辅助驾驶、交通管理、移动信息服务、商务及货运管理的合作性应用系统。该项目已在7个国家进行了许多大规模联合技术试验。

　　日本

　　日本2004年推出了Smartway计划，该计划是由政府与23家企业共同发起。其发展重点是整合日本各项ITS功能及建立车载单元的共同平台，使道路与车辆（车-路）能够由ITS通信双向传输而成为智能道路和智能车辆。

　　LTE-V2X：

　　2014年9月，LG向3GPP提交了LTE在V2X通信应用（RP-141381，ConsiderationofLTE-basedV2XCommunication）的规范草案。同年12月，Ericsson提交了增强LTED2D相近服务（RP-142027，EnhancedLTEDevicetoDeviceProximityServices）的规范草案，随后于2015年2月和6月，3GPP的SA1和RAN1工作组分别设立了专题“StudyonLTESupportforV2XServices（V2XLTE）”和“FeasibilityStudyonLTE-basedV2XServices”，标志着LTE-V技术标准化研究的正式启动。

　　国内主导LTE-V发展的是高通与华为，大唐电信也积极扮演推手。华为、乐金电子（LGE）与中国本地电信设备制造商CATT并共同主导了3GPP研究。中国通信标准化协会（ChineseCommunicationStandardsAssociation，CCSA）已经在中国针对LTEV2X推出了工作项目。

　　此外，由工信部批准的国内首个“国家智能网联汽车（上海）试点示范区”封闭测试区于6月7日在嘉定开园。该测试区可以为无人驾驶汽车提供综合性的测试场地和功能要求。一期测试场地中，建设了1个GPS差分基站、2座LTE-V通讯基站、16套DSRC和4套LTE-V路侧单元、6个智能红绿灯和40个各类摄像头，整个园区道路实现了北斗系统的厘米级定位和WIFI的全覆盖，完成了隧道、林荫道、加油/充电站、地下停车场、十字路口、丁字路口、圆形环岛等模拟交通场景，可以为汽车提供29种场景的测试验证。

　　4、LTE-V2X的发展时间图谱及正式商用的时间预期？

对于LTE-V2X的时间，3GPP把它放在了Release14计划当中，并分步发布标准，预计LTEV2VCorepart将在2016年9月完成冻结，LTEV2XCorepart将在2017年年中完成冻结。

　　图3：LTE-V标准演进路径

　　因此根据3GPP的时间表推算，在标准化之后，通常需要至少半年的时间才有商业化芯片和模组的生产。所以，可以初步推断LTEV2V的芯片及模组在2017年上半年应该就可以推出，2017年底可以开始商业应用试点，2018年有希望全面商用，这与汽车物联网前装市场的发展路径相吻合。

　　图4：LTE-V技术发展时间表

　　5、中国的技术选择，以及选择的理由？

正是由于在中国还未形成V2X的标准，DSRC与LTE-V2X之间的选择成为讨论焦点。我们认为，虽然DSRC发展多年，国外标准已落地并且在过去的时间内成为主流，但在还未形成官方标准的中国市场，LTE-V2X能够凭借自身特点切入市场并获得优势：

　　1）LTE-V2X“背景”强大

　　LTE-V2X基于蜂窝通信系统，不需要布建专用的路侧设备以及专用频谱，能重复使用现有的蜂巢式基础建设，首先简化了基站建设的环节，对于运营商来说有强大的吸引力；同时，在中国，北斗、蜂窝通信等基础设施建设本身投入较大，具备天然优势，在蜂窝通信基础上直接部署并普及LTE-V2X速度跟得上，也是运营商进入车联网的优选方式。

　　2）LTE-V2X适用场景更合适

　　DSRC基于IEEE802.11p，是经过批准的IEEE802.11标准修订，基本上是半套802.11a系统，DSRC基本上可以理解为Wi-Fi类技术，所以它的特点是短距离、时延低。所以，当应用领域不断发展，特别是接入车辆增加，传输距离拉伸时，对覆盖范围和带宽的要求愈加明显，基于蜂窝的LTE-V2X技术在这一方面具有优势。LTE-V2X车联网技术已经成为LTE-AdvancedPro（4.5G）国际标准的重点方向，随着5G的到来，LTE在服务高要求应用领域的能力会进一步提升，未来5G-V2X有望支持更低时延（《10ms）、更高可靠性（99.999%）、更大带宽（支持视频共享）的SensorSharing，并扩展到“点对点”双向应答式通信，实现自动驾驶所需的实时“多车协同”。

　　3）LTE-V2X成本更低

　　LTE-V2X除了重复使用电信营运商的行动网路基础建设，也只需要单一LTE模组，能为车厂降低整合成本，这对芯片商来说也是一大吸引力。

　　4）体现未来方向、数据为王

　　正如我们所看到的一样，车联网已经不在限于最初的Telematics概念，仅仅是反馈和互动概念，也不再是简单提供信息和娱乐服务。车联网将朝着智能化方向发展，含义也随之拓宽。日前，工信部表示8月份将推出智能互联汽车技术线路图，也作为顶层设计消息印证了这一趋势。而在通向智能化的道路上，我们能够想见的一点便是海量数据的采集、传输与分析。在数据爆炸的时代，LTE-V2X将更有用武之地，与覆盖范围较低的DSRC相比，前者更”肚量“更大，有望与大数据和云平台一同为将来的智能化方向出力。

　　6、市场规模有多大？

　　车联网作为物联网浪潮下的典型应用，市场规模具备，并且有着巨大的发展空间。2018年，每年新车出货量可能超过1亿台，而其中60%的新车都会实现联网，到2020年，所有出厂汽车均必须前装前联网模块，目前这一比例为20%。从全球看，GSMA与SBD预计，到2018年，全球车联网的市场总额有望达390亿欧元，互联网连接将成为未来汽车的标配，到2025年100%的汽车将具备移动互联网接入功能。MachinaResearch预计，到2024年，汽车领域连接数将达1.2亿，而BusinessIntelligence的估计更加乐观：2021年，连接的汽车数量将达3.8亿。国内而言，近几年，我国车联网产业规模发展到千亿级别。

　　图5：联网汽车数量预测

　　同时，车联网是物联网行业应用中快速成长的领域。据市场估计，车联网市场每年的复合增长率在28%-32%，接近每三年翻一番的速度。车联网在应急提醒、车载通信、娱乐信息等方面已经得到应用。

　　7、前景分析？

从应用难度上看，LTE-V可以在现有蜂窝通信系统上进行小范围升级补充，不需要再铺设大量的基础设施通信模块，广泛的蜂窝应用基础以及运营商的进入提供保障；从应用范围上看，车联网对通信技术的需求既有低延时短距离方面的，也有更能保证实时联网广覆盖方面的，这对于基于现有蜂窝技术升级的LTE-V更有优势；从产业链推进动力方面，华为大唐及高通等通信巨头是LTE-V的主要推动者，类比NB-IOT，运营商更不会放过具有更高ARPU值的车联网机会，有了通信巨头和国内运营商的大力推进，LTE-V相比DSRC在国内更具实际推动能力；其三，由于工信部由于同时监管通信行业和汽车行业，而且自主知识产权和自主可控的政策导向，使得在我国监管层对于LTE-V的推进可能性更大。

　　综合判断，LTE-V在我国成为车联网通信协议标准的概率较大，将带动芯片、模块、终端、网络等硬件产业链发展，同时，车联网作为物联网应用细分行业中，附加值和产业链最清晰的方向，将会是最先爆发的子行业。

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