?什么是C-V2X?
C-V2X(CellularVehicle-to-Everything,基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù))是中國主推的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是目前全球車聯(lián)網(wǎng)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。通過C-V2X車載終端設(shè)備及智能路側(cè)設(shè)備的多源感知融合,對(duì)道路環(huán)境實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行感知、分析和決策,在可能發(fā)生危險(xiǎn)或碰撞的情況下,智能網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)行提前告警,為車輛出行提供更可靠、安全、實(shí)時(shí)的環(huán)境信息獲取,從而減少交通事故或降低交通致傷亡率,對(duì)于汽車行駛安全有十分重要的意義。
C-V2X與完全自動(dòng)駕駛車輛的發(fā)展緊密耦合,技術(shù)上的共同點(diǎn)是5G。目前,許多主機(jī)廠已經(jīng)承諾將V2X部署在遠(yuǎn)程通信控制單元(TCU)中?;A(chǔ)設(shè)施側(cè)的路邊單元與路燈或停車場(chǎng)通信的設(shè)備也在使用5G無線電。V2X中使用了許多無線通信標(biāo)準(zhǔn),常見的無線通信標(biāo)準(zhǔn)包括Wi-Fi11ax、蜂窩LPWA(LowPower Wide Area)、UWB(UltraWide Band)、毫米波等新興的無線通信標(biāo)準(zhǔn)也開始大量應(yīng)用到汽車市場(chǎng)。
V2X模塊一般分為四類,一類是V2V(Vehicle to Vehicle),可以通過車與車之間傳達(dá)信息(V2V)如車輛位置和車輛之間的速度,以防止汽車碰撞。另一類是V2I(Vehicle to Infrastructure),可以通過車和基礎(chǔ)設(shè)施之間通信(V2I)支持安全駕駛;還有一類是V2N(Vehicle toNet),車與網(wǎng)絡(luò);最后一類是V2P(Vehicleto People),也就是汽車與乘客或駕駛員之間實(shí)現(xiàn)的互動(dòng)。
V2X根據(jù)交互對(duì)象不同可分為四類,來源:蓋世汽車
?C-V2X產(chǎn)業(yè)政策聚焦
C-V2X技術(shù)的商用落地離不開政策和法規(guī)的支持。自2015 年以來,國務(wù)院、國家發(fā)改委、工信部、交通運(yùn)輸部等多部門都陸續(xù)印發(fā)了支持、規(guī)范車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展政策。
2018 年11 月,工信部無線電管理局正式發(fā)布《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)直連通信使用5905-5925MHz 頻段的管理規(guī)定(暫行)》,規(guī)劃 5905-5925MHz 頻段作為基于LTE-V2X 技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)直連通信的工作頻段,標(biāo)志著中國LTE-V2X 正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
2021 年7 月,工信部聯(lián)合十部門發(fā)布《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》,強(qiáng)調(diào)了5G 與車聯(lián)網(wǎng)融合的重要性,C-V2X技術(shù)升級(jí)和相關(guān)通信模塊的部署也是未來三年國家的重要建設(shè)方向之一。各主要地區(qū)也在紛紛建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試示范區(qū),發(fā)放自動(dòng)駕駛道路測(cè)試牌照,各個(gè)省市也都提出了自己的車聯(lián)網(wǎng)“十四五”規(guī)劃。其中,江蘇省提出部署RSU 車聯(lián)網(wǎng)道路2000 公里,河北、江蘇、天津、安徽和湖南省也都提出進(jìn)行先導(dǎo)區(qū)建設(shè)和核心技術(shù)的攻克,重慶和天津均明確提出進(jìn)行V2X 技術(shù)升級(jí),C-V2X 商業(yè)化落地進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。
智能網(wǎng)聯(lián)相關(guān)政策梳理,來源:交通部官網(wǎng)
全球來看,歐美等均持續(xù)推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。美國在加州和密歇根州底特律進(jìn)行C-V2X試驗(yàn),并積極推動(dòng)C-V2X基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);歐盟道路交通研究咨詢委員會(huì)發(fā)布《網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)駕駛路線圖》, 突出智能化與網(wǎng)聯(lián)化的協(xié)同, 強(qiáng)調(diào)自動(dòng)駕駛車輛與道路交通設(shè)施的協(xié)同互聯(lián)。
根據(jù)中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新聯(lián)盟給出的時(shí)間表,2020-2021年仍然處于 C-V2X的導(dǎo)入期,在 2022年之后會(huì)進(jìn)入發(fā)展期。根據(jù)《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時(shí)間表研究白皮書》,2025年國內(nèi)C-V2X車載終端的前裝滲透率將達(dá)到50%;路側(cè)設(shè)施規(guī)劃至2025年實(shí)現(xiàn)在典型城市和高速公路覆蓋范圍的擴(kuò)大。據(jù)5GAA規(guī)劃,2024年基于R16版本的5G-V2X技術(shù)應(yīng)用可基本實(shí)現(xiàn)。
中國C-V2X產(chǎn)業(yè)化時(shí)間表,來源:《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時(shí)間表研究白皮書》
?加快上車,C-V2X量產(chǎn)時(shí)間表?
據(jù)ABIResearch預(yù)測(cè),2024年全球C-V2X模組出貨量有望突破千萬片,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模約3.4億美元,2021-24年CAGR分別達(dá)到172%和146%;以此ASP估計(jì),2025年國內(nèi)乘用車新車50%的搭載量對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模約4.1億美元。
C-V2X模組出貨量預(yù)測(cè)(百萬片),來源:ABIResearch
據(jù)了解,當(dāng)前C-V2X前裝產(chǎn)品包括幾種可能的形態(tài):
(1)T-BOX:如千方科技在乘用車現(xiàn)有4G/5GT-Box平臺(tái)上集成車規(guī)級(jí)ETC模組、C-V2X PC5模組;
(2)V-BOX:將C-V2X單獨(dú)做成一個(gè)BOX,如星云互聯(lián)V2X車載終端系列產(chǎn)品;
(3)智能天線: 高集成的多合一智能天線, 集成GNSS+4G/5G+V2X 等,如一汽紅旗與東軟聯(lián)合開發(fā)的C-V2X智能天線;
(4)網(wǎng)聯(lián)式ADAS:C-V2X與ADAS/自動(dòng)駕駛域控制器整合;
(5)智能網(wǎng)關(guān)。 后裝產(chǎn)品還包括如智能后視鏡等。
在終端量產(chǎn)落地方面,自2019年福特宣布首款C-V2X車型量產(chǎn)以來,各家OEM車廠都在紛紛布局C-V2X 硬件等車聯(lián)網(wǎng)感知產(chǎn)品的落地。根據(jù)佐思汽研的數(shù)據(jù)顯示,2021 年 1-8月,國內(nèi)乘用車新車車聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)裝配率達(dá)到57.1%,同比增加4.6 個(gè)百分點(diǎn),其中自主品牌為59.6%,同比增加1.2 個(gè)百分點(diǎn)。其中,吉利領(lǐng)克、長(zhǎng)城WEY、長(zhǎng)城坦克、上汽R 汽車、東風(fēng)嵐圖、北汽極狐等自主高端品牌車聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)裝配率超過98%。 自 2020年開始, C-V2X硬件開始在多個(gè)量產(chǎn)車型上搭載,如長(zhǎng)城摩卡、廣汽埃安、高合等,車聯(lián)網(wǎng)感知產(chǎn)品的商業(yè)化進(jìn)程加速。
5G與C-V2X逐步開始上車應(yīng)用,來源:各車型官網(wǎng)
從落地車型來看,近段時(shí)間以來,可以看到越來越多的新車型開始搭載5G或C-V2X技術(shù),如上汽MarvelR搭載5G V2Xi-BOX, 集成5G、V2X與高精度定位功能;一汽紅旗E-HS9搭載C-V2X智能天線;蔚來ET7數(shù)字座艙平臺(tái)支持5G/V2X/藍(lán)牙5.2/Wi-Fi6/UWB/NFC等。
?V2X產(chǎn)業(yè)鏈玩家盤點(diǎn)
隨著中國車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程逐步加快,目前已圍繞C-V2X形成包括通信芯片、通信模組、終端設(shè)備、整車制造、運(yùn)營(yíng)服務(wù)、測(cè)試認(rèn)證、高精度定位及地圖服務(wù)等為主導(dǎo)的完整產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。
車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)產(chǎn)業(yè)鏈,來源:信通院, 賽迪智庫, 佐思汽研,各公司官網(wǎng)
C-V2X芯片和模組方面。其中芯片和模組是整個(gè)生態(tài)的基礎(chǔ)。華為在2019 年 1月推出 5G多模終端芯片 Balong5000 和車載模組MH5000,可支持車輛、基礎(chǔ)設(shè)施和行人在全球統(tǒng)一的5.9GHz 智能交通系統(tǒng)頻段中進(jìn)行直接通信。高通發(fā)布驍龍9150CV2X 芯片,支持C-V2X 規(guī)范與5G 兼容。
大唐、華為等芯片企業(yè)都將提供基于各自芯片的通信模組;國內(nèi)通信廠商中興通訊也已經(jīng)于2018 年發(fā)布基于高通芯片的LTE-V2X測(cè)試模組;上海移遠(yuǎn)通信在2020 CES 展會(huì)上針對(duì)5G 車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推出一系列車規(guī)級(jí)無線通信模組,包括5G 新空口(5GNR)Sub-6GHz 模組AG550Q、專用于C-V2X 場(chǎng)景的EAP 模組AG215S 和 Wi-Fi模組 AF50T,推動(dòng)汽車行業(yè)邁向5G 時(shí)代。
在車載網(wǎng)聯(lián)以及C-V2X 領(lǐng)域,高通汽車無線解決方案涵蓋4G、 5G、Wi-Fi/藍(lán)牙、C-V2X 和射頻前端等眾多產(chǎn)品組合。2019 年 2月,高通發(fā)布驍龍汽車4G 平臺(tái)和 5G平臺(tái), 兩大平臺(tái)采用了高通9150 C-V2X 芯片組提供的C-V2X 直接通信技術(shù),并融合了4G/5G 連接、衛(wèi)星定位等技術(shù),為豐富的車載體驗(yàn)提供了強(qiáng)大支持。其中, 驍龍汽車5G 平臺(tái)是汽車行業(yè)首個(gè)宣布的車規(guī)級(jí)5G 雙卡雙通平臺(tái),具備全面且業(yè)界領(lǐng)先的5G 連接能力,也推動(dòng)著網(wǎng)聯(lián)汽車進(jìn)入 5G 時(shí)代。目前,高通汽車無線解決方案包括驍龍汽車 4G和 5G 平臺(tái)、全球首款面向C-V2X 的高通9150 C-V2X 芯片組,以及面向路側(cè)單元和車載單元的完整C-V2X 參考平臺(tái),多家汽車制造商已經(jīng)發(fā)布搭載驍龍汽車5G平臺(tái)的車型,包括長(zhǎng)城汽車、蔚來汽車、華人運(yùn)通、威馬汽車等。
在車載終端與設(shè)備方面,當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)包括大唐、華為、東軟、星云互聯(lián)、千方科技、萬集科技等均可提供支持LTE-V2X 的 OBU和 RSU通信終端產(chǎn)品;東軟提供包括硬件開發(fā)套件、面向量產(chǎn)V2X-ECU、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、SDK、應(yīng)用示例;千方科技提供感知與控制交通設(shè)施數(shù)據(jù)的路側(cè)協(xié)同控制機(jī)、管理服務(wù)平臺(tái)。
在運(yùn)營(yíng)與服務(wù)方面,國內(nèi)三大電信運(yùn)營(yíng)商均大力推進(jìn)C-V2X 業(yè)務(wù)驗(yàn)證示范,同時(shí)各有側(cè)重。中國移動(dòng)實(shí)現(xiàn)了基于LTE-V2X的車車網(wǎng)聯(lián)和車路協(xié)同應(yīng)用包括緊急剎車、超車告警、路口防碰撞、紅綠燈車速引導(dǎo)、路口信息推送到車等;中國聯(lián)通展示了多場(chǎng)景融合的蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(C-V2X)應(yīng)用解決方案,包括面向駕駛安全的Seethrough,車-人防碰撞、車-車防碰撞預(yù)警,面向交通效率的綠波帶通行、自適應(yīng)車隊(duì)等業(yè)務(wù);中國電信則重點(diǎn)開發(fā)了公交優(yōu)先應(yīng)用及停車導(dǎo)引應(yīng)用。
?為何C-V2X將成主流車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)?
全球車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)主要有DSRC 和 C-V2X兩條技術(shù)路線。
(1) DSRC:專用短程通信技術(shù)( Dedicated Short RangeCommunication)由 IEEE提出,主要由歐美主導(dǎo),發(fā)展自上世紀(jì)末,經(jīng)過近二十年的發(fā)展,技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟;
(2) C-V2X:蜂窩車聯(lián)網(wǎng)( Cellular-V2X)由3GPP 提出,由中國主導(dǎo),主要有LTE-V2X 和 5GNR-V2X 兩種。 2020年 11月美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)將5.9GHz頻段劃撥給C-V2X 使用,2020 年 4月,工信部批準(zhǔn)了 7個(gè) V2X 標(biāo)準(zhǔn),C-V2X逐漸成為車聯(lián)網(wǎng)的主流。
DSRC與C-V2X技術(shù)對(duì)比,來源:信通院
2020年11月,F(xiàn)CC將DSRC原保留頻段(5.850-5.925GHz)拆分,其中低45MHz(5.850-5.895GHz))分配給Wi-Fi免授權(quán)設(shè)備,高30MHz((5.895-5.925 GHz)分配給C-V2X。這基本意味著V2X技術(shù)路線之爭(zhēng)落下帷幕,C-V2X有望成為車聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)。而根據(jù)FCC給出的相應(yīng)解釋,DSRC被淘汰主要基于以下原因:
(1)DSRC用于改善交通安全,但攝像頭、 Lidar等技術(shù)在提高行車安全方面發(fā)揮已經(jīng)開始發(fā)揮重要作用,DSRC的重要性下降。
(2)5.9GHz頻段授予DSRC已近20余年,但部署緩慢。 據(jù)FCC主席Pai所言,DSRC在美國僅落地包括6182個(gè)DSRC路側(cè)單元和15506輛搭載了DSRC車載設(shè)備的車輛,相比全美2.74億注冊(cè)車輛相距甚遠(yuǎn)。
(3)C-V2X在技術(shù)指標(biāo)、商用部署難度、 產(chǎn)業(yè)支撐等方面表現(xiàn)更優(yōu)。且C-V2X受到5GAA等產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的支持,涵蓋Tier-1、整車廠、電信運(yùn)營(yíng)商、 電信設(shè)備商及芯片模組廠商等多個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。
2018-2029年 C-V2X通信技術(shù)路線圖,來源:5GAA
此外,C-V2X已經(jīng)獲得了多個(gè)國家及產(chǎn)業(yè)界的支持,中國企業(yè)主推LTE-V2X 技術(shù);美國電信運(yùn)營(yíng)商、福特等車企明確表示傾向于 LTE-V2X技術(shù); 歐洲的寶馬、奧迪、 標(biāo)志雪鐵龍等車企也已轉(zhuǎn)向支持 C-V2X技術(shù);日本 ITS-forum 宣布技術(shù)中立,將LTE-V2X 作為備選技術(shù)。美國已將5.9G 頻段5.895-5.925GHz 的30MHz 分配給C-V2X 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);歐洲也修改了 5.9G 頻段使用,擴(kuò)展ITS道路安全應(yīng)用為5875-5925MHz,采用技術(shù)中立方式,不限制具體技術(shù)。全球車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)線正在向 C-V2X 聚焦,5GAA( 5G汽車協(xié)會(huì))也于 2020年 9 月發(fā)布了C-V2X 通信技術(shù)路線圖。
目前來看,C-V2X有望成為車聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)。
?點(diǎn)評(píng):制約V2X產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸
隨著未來汽車“網(wǎng)聯(lián)化”的發(fā)展,汽車通信流量將快速增加,據(jù)英特爾統(tǒng)計(jì),一輛智能網(wǎng)絡(luò)汽車每天的數(shù)據(jù)量將高達(dá)3.9TB,相當(dāng)于2666名網(wǎng)民每日的數(shù)據(jù)使用量。而汽車通信系統(tǒng)也將愈加復(fù)雜化。
汽車將成為下一個(gè)“移動(dòng)基站”。隨著芯片算力的提升,以及汽車“智能化”的發(fā)展,智能座艙將進(jìn)一步集成和提升V2X功能。5G-V2X也將成為數(shù)字座艙標(biāo)配。V2X可以與 T-BOX融合,也可以與 ADAS或自動(dòng)駕駛平臺(tái)融合,不同的Tier1、主機(jī)廠已在開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品。目前量產(chǎn)車型大多采用V2X 與TBOX融合,集成5G+LTE-V2X+WiFi+GNSS 功能在一個(gè)模組,價(jià)格約2000 元左右,未來有望價(jià)格將進(jìn)一步下降至1000-1500 元左右。
不過盡管如此,制約V2X產(chǎn)業(yè)發(fā)展的除了終端側(cè)外,還包括基建設(shè)備的普及。目前車聯(lián)網(wǎng)基建成本高昂成為當(dāng)前規(guī)模推廣的主要阻礙之一。路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施包括路側(cè)單元(roadside unit, RSU)、 交通信號(hào)機(jī)、 路側(cè)智能感知系統(tǒng)(各類攝像頭、激光雷達(dá)、 毫米波雷達(dá)等)、電子車牌讀寫器、高精度定位地基增強(qiáng)站等設(shè)備的建設(shè)成本高昂。此外,車聯(lián)網(wǎng)基建管理運(yùn)維主體多,投資主體不清晰。未來如果基于C-V2X的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)要加速發(fā)展,需要盡快理順運(yùn)營(yíng)主題,是有運(yùn)營(yíng)商或是由交管部門來進(jìn)行運(yùn)營(yíng)。