2020年—2021年车联网行业深度报告课件.pptx
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1、车联网行业深度报告车联网行业深度报告车联网商用加速车联网商用加速 构筑智能驾驶未来构筑智能驾驶未来1什么是车联网什么是车联网22政策政策&技术标准驱动行业加速落地技术标准驱动行业加速落地3两大发展方向网联化、智能化产业链已准备就绪两大发展方向网联化、智能化产业链已准备就绪C-V2XC-V2X产业链关键技术全面突破产业链关键技术全面突破智能化发展拐点,智能化发展拐点,ADASADAS加速突破加速突破4车的车的“渗透率渗透率”和网的和网的“渗透率渗透率”轮流驱动,推动车轮流驱动,推动车联网商用落地联网商用落地目目 录录5风险提示风险提示智能网联汽车行业逻辑智能网联汽车行业逻辑智智能网能网联联汽车汽
2、车加加速落地速落地网联化云综合平台管以C-V2X协议为主的系列 网络端车载终端OBU路测单元RSU智能化感知+定位传感器计算+决策芯片、模组政策政策技术技术3什么是车联网什么是车联网4两大发展趋势两大发展趋势智能智能+网联网联=智能网联汽车智能网联汽车车联网是信息化与工业化深度融合的重要领域,是 5G 垂直应用落地的重点方向。根据华为Cloud BU判断及预测,20世纪末以来,汽车时代从1991-2000年的机械阶段,相继经过电子和通信阶段,走向2009-2014年的网联阶段和2015年至今的智能阶段,2025年后,汽车将会实现认知和自动驾驶。车联网是实现智能驾驶以及自动驾驶的关键前提。5车联
3、网应用发展进程和演进方向示意图目前行业两大发展趋势网络层次包括车内网、车际网、车载移动互联网网络层次包括车内网、车际网、车载移动互联网6资料来源:沙利文研究院,华西证券研究所车联网网络层次示意图 指实现车与车、车与路、车与网、车与人等的互联互通的通信终端 车际网属于车联网的管系统,主要负责车辆自组网及多种异构网络之间的通信 和漫游 指具有车内各设备通信、车与车之间通信、车与各终端之间通信的通信终端;车内网属于车联网的端系统,即汽车的智能传感器、主要负责采集与获取车辆 的智能信息,用于感知行车状态和环境车载移动互车载移动互 联网联网车际网车际网车内网车内网车联网车联网 车载移动互联网属于车联网的
4、云系统,主要用于车辆的数据汇聚、计算、监 控和管理,主要面向的包括ITS、物流、汽修汽配、汽车租赁、移动互联网等网联:网联:“两端一云两端一云”加以路基设施,实现五大通信场景加以路基设施,实现五大通信场景7路基设备路基设备 车车-路通路通信信 车车-车通车通信信 车车-云通云通信信 车车-人通人通信信 车内通信车内通信智能网联汽车内部电子器件之间通过总 线等方式进行信息交互智能网联汽车通过WiFi、蓝牙或蜂窝 移动通信技术与用户的移动智能终端 进行信息传递智能网联汽车通过LTE-V2X、802.11p、射频通信(RFID)等技术与路基设施 进行通信智能网联汽车通过LTE-V2X、802.11p
5、与临近车辆进行信息传递智能网联汽车通过蜂窝网络、卫星通 信等与车联网服务平台通信,传输车 辆数据,接受服务平台下达服务车联网以“两端一云”为主体,以路基设施为补充,实现车-云通信、车-车通信、车-人通信、车-路通信、车内通信五个通信场景,构建 汽车和交通服务新业态,提高了交通效率,改善驾乘体验,为用户 提供智能、舒适、安全、节能、高效的综合服务。智能网联汽车网联化等级智能网联汽车网联化等级8网联化网联化等等级级等级名称等级名称等级定义等级定义典型信息典型信息传输要求传输要求典型场景典型场景车辆控制车辆控制1网联辅助信息交 互基于车-路,车-云通信,实现导航、道 路状态、交通信号灯等辅助信息的获
6、取 以及车辆行驶与驾驶人操作等数据的上 传地图、交通流量、交通标志、油耗、里程等静态信息传输实时 性、可靠 性要求较 低交 通 信 息 提 醒、车 载 信 息 娱 乐 服 务、ecall等人2网联协同感知基于车-车、车-路、车-人、车-云通信,实现获取车辆周边交通环境信息,与车 载传感器的感知信息融合,作为自车决 策与控制系统的输入周边车辆/行人/非 机动车位置、信 号灯相位、道路 预警等动态数字 化信息传输实时 性、可靠 性要求较 高道路湿滑、紧急制动 预警、特 殊车辆避 让等人/自车3网联协同决策与 控制基于车-车、车-路、车-人、车-云通信,实时并可靠获取车辆周边交通环境信息 及车辆决策
7、信息,车-车、车-路等各交 通参与者之间信息进行交互融合,形成 车-车、车-路等各交通参与者之间的协 同决策与控制车-车、车-路、车-云间的协同控制 信息传输实时 性、可靠 性要求较 高列队跟驰 等人/自车/他车/云智能化等级等级名称等级定义控制监视失效 应对典型工况人监控驾驶环境1(DA)驾驶辅助通过环境信息对方向和 加减速 中的一项操作 提供支援,其他驾 驶 操作都由人操作。人与系统人人车道内正常行驶,高 速公路无车道干涉 路 段,泊车工况。2(PA)部分自动驾驶通过环境信息对方向和 加减速 中的多项操作 提供支援,其他驾 驶 操作都由人操作。人与系统人人高速公路及市区无 车 道干涉路段,
8、换 道、环岛绕行、拥堵 跟车 等工况。自动驾驶系统(“系统”)监控驾驶环境系统系统人高速公路正常行驶 工 况,市区无车道干 涉 路段。3(CA)有条件自动驾驶由无人驾驶系统完成所 有驾驶 操作,根据系 统请求,驾驶员需 要 提供适当的干预。4(HA)高度自动驾驶由无人驾驶系统完成所 有驾驶 操作,特定环 境下系统会向驾驶 员 提出响应请求,驾驶员 可以对 系统请求不进 行响应。系统系统系统高速公路全部工况 及 市区有车道干涉 路段。5(FA)完全自动驾驶无人驾驶系统可以完成 驾驶员 能够完成的所 有道路环境下的 操作,不需要驾驶员介入。系统系统系统所有行驶工况。智能网联汽车智能化等级智能网联汽
9、车智能化等级9智能网联汽车智能化等级智能:智能网联汽车技术逻辑主线:智能:智能网联汽车技术逻辑主线:“信息感知信息感知”&“决策控制决策控制”10信息方面信息方面根据信息对驾驶行为的影响和相互关系分为“驾驶相关类信息”和“非驾驶相关类信息”其中,“驾驶相关类信息”包括传感探测类和决策 预警类,“非驾驶相关类信息”主要包括车载娱乐 服务和车载互联网信息服务。传感探测类根据信息 获取方式进一步细分为依靠车辆自身传感器直接探 测所获取的信息(自身探测)和车辆通过车载通信 装置从外部其它节点所接受的信息(信息交互)。;控制方面控制方面根据车辆和驾驶员在车辆控制方面的作用和职责,区分为“辅助控制类”和“
10、自动控制类”,其中 辅助控制类主要指车辆利用各类电子技术辅助驾驶员进 行车辆控制,如横向(方向)控制和纵向(速度)控制 及其组合;自动控制类可分为驾驶辅助(DA)和部分自 动驾驶(PA);自动控制类则根据车辆自主控制以及替 代人进行驾驶的场景和条件进一步细分为有条件自动驾 驶(CA)、高度自动驾驶(HA)和完全自动驾驶(FA)。智能网联汽车技术逻辑结构示意图驾驶员信息非驾驶相关类车载娱乐车载互联网信息驾驶相关类信息辅 导传感探测类信息交互资深探测决策预警类控制辅助驾驶类人类监 控驾驶环境驾驶辅助(DA)横 向或纵向控制横向控制纵向控制部分自动驾驶(PA)横向和纵向控制自动控制类系统监 控驾驶环
11、境有条件自动驾驶(CA)特定条件、全部任务高度自动驾驶(HA)特定条件、全部任 务完全自动驾驶(FA)全部条件、全部任 务技术:标准竞争下的大国博弈,中技术:标准竞争下的大国博弈,中国国 主导主导LTE-V2X后发先至后发先至11目前主流车联网通信技术标准流派:目前主流车联网通信技术标准流派:DSRC&C-V2X12标准体系基本原理目前主流车联网通信技术标准流派目前主流车联网通信技术标准流派:DSRC&C-V2X13标准标准定义定义IEEE 802.11p定义了汽车相关的DSRC物理标准。IEEE 1609定义了网络架构和流程。SAE J2735&SAE J2945定义了消息包中携带的信息,该
12、数据将包括来自汽车上的传感器 信息,例如位置、行进方向、速度和刹车信息。DSRC标准由IEEE(美国电气电子工程师学会)基于WIFI制定,标准化 流程开始于2004年,主要基于IEEE 802.11p,IEEE 1609,SAE J2735 及SAE J2945三套标准。DSRC三套标准DSRC系统包含车载单元(On Board Unit,OBU)与路侧单元(Road Site Unit,RSU)两项重要组件,透过OBU与RSU提供车间与车路间信 息的双向传输,RSU再透过光纤或行动网络将交通信息传送至后端智 能运输系统平台(ITS)DSRC工作原理DSRC(专用短程通信技术)802.11 P
13、HY+MAC(802.11.p)DSRC WAVE MAC(1609.4)IPV6TCP/UDPDSRC WAVE ShotMessage Protocol(1609.3)General DSRC ServicesSafety Message(SAE 2735)DSRC Security(1609.2)基于802.11p车联网标准架构C-V2X由3GPP(移动通信伙伴联盟)通过拓展通信LTE标准制定,包含 LTE-V2X和5G-V2X,从技术演进角度讲,LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演 进。标准化流程开始于2015年,主要从业务需求、系统架构、安全研 究和空口技术4个方面展开标准体系工作
14、模式目前主流车联网通信技术标准流派目前主流车联网通信技术标准流派:DSRC&C-V2X14C-V2X中的LTE-V技术包含集中式(LTE-V-Cell)和分布式(LTE-V-Direct)两种工作模式,针对不同的车辆应用场景和需求。LTE-V-Cell需要基站作为控制中心,实现大带宽、大覆盖通信,而LTE-V-Direct可无需基站作为支撑,可直接实现车辆与车辆,车辆与周边环 境节点的低时延、高可靠通信。C-V2X(基于蜂窝技术的车联网通信)3GPP C-V2X标准研究进展LTE-V的两种工作模式DSRC V.S.C-V2X:C-V2X 5G演化路径清晰,商用部署成本更低演化路径清晰,商用部署
15、成本更低DSRC和C-V2X通信原理和标准制定的不同带来两者在技术和商用等方面的差异。标准竞争的背后是国家利益博弈,美国主推脱胎于Wi-Fi的DSRC标准,中国主推基于电信领域的C-V2X标准,双方在欧洲市场博弈。究DSRCC-V2X产业链产业链产业链产业链相相对成熟对成熟,恩智浦、Autotalk等芯片公司已开发 802.11p商用芯片,CohdaWireless、Savari等已可提供 较成熟的OBU和RSU设备LTE-V2XLTE-V2X 标准标准化完化完成相对成相对较较晚晚,产品成熟度相对落后,但差距正逐 渐缩小,目前大唐已经可以对外提供DMD31商用模组,高通对外提 供9150芯片组
16、,华为可以商用Balong765芯片组,且华为、大唐、星云互联、万集、金溢、Savari、中国移动等基于商用模组和芯片 已可提供OBU和RSU设备通信延迟通信延迟不需要任何附加的基础设施,从而将传输中的通信延迟 最小化,且使用DSRC直接连接不依靠基站,在偏远地区 比较有优势C-V2X 直接通信可提供扩展的通信范围和增强的可靠性,而不依赖 蜂窝网络的协助或覆盖,无需任何蜂窝网络也可使用成为一大优势技术技术基于Wi-Fi改进的DSRC技术太过陈旧,对性能造成很大影 响,在高速场景、高密度场景下可靠性差、时延抖动较 大通信距离在400米到1200米之间,LTE-V2X系统的误码率明显低于 DSRC
17、系统,且C-V2X的通信性能在可靠性和稳定性方面均优于DSRC持续演进持续演进DSRC标准从制定以来,缺乏后续演进能力,直到2018年 底才提出将IEEE 802.11 NGV作为DSRC后续演进版本C-V2XC-V2X具备具备清清晰的晰的向向5G5G的演的演进进能力能力商用商用获得通用、丰田、雷诺、恩智浦、AutoTalks和Kapsch TrafficCom等支持获得福特、宝马、奥迪、戴姆勒、本田、现代、日产、沃尔沃、PSA Group,众多Tier1,运营商移动、联通、AT&T、德国电信、KDDI、DOCOMO、Orange、Vodafone,以及华为、爱立信、大唐、高 通、英特尔、三星
18、等支持商用部署商用部署组网需要新建大量路测单元,新建成本较大,其硬件产 品成本也比较高昂可以通可以通过过结合结合路侧路侧单元单元(RSURSU)和现和现有有的面向的面向网网络通络通信的信的蜂窝基础蜂窝基础 设施,将设施,将V2NV2N、V2IV2I的功能与的功能与4G/5G4G/5G基基础础设设施施及及其其回回传传链路链路相相结结合,合,降低部降低部署署成本成本15DSRC、LTE-V和和5G的技术及商用对比的技术及商用对比16业务类别业务类别DSRCLTE-V UuLTE-V PC55G数据速率数据速率12Mbps,最高27Mpbs500Mpbs12Mpbs1Gbps传输距离传输距离300-
19、500米1000米500-600米1000米适应车速适应车速200km/h500km/h500km/h500km/h时延时延小于50msE2E时延约100ms小于50ms,MODE典型值 15ms1ms网络部署网络部署需部署RSU基于现网基站需部署RSU建设网络基站商业模式商业模式无法闭环,RSU及其服务买 单方不明去运营商投资建议无法闭环,RSU及其服务 买单方不明确运营商投资建议商用节奏商用节奏2017年美国2013年12月中国2020年中国2019年6月中国车联网标准之战重要转折,中车联网标准之战重要转折,中国国LTE-V2X后发先至后发先至17C-V2X有望成为全球智能网联汽车底层通信
20、技术的统一标有望成为全球智能网联汽车底层通信技术的统一标准准国家和国家和 区域区域ITS服务频段服务频段频宽频宽美国美国5.850-5.905GHz5.905-5.925GHz55MHzDSRC标准20MHzC-V2X标准欧盟欧盟5.795-5.805GHz5.855-5.875GHz5.875-5.905GHz5.905-5.925GHz5.470-5.725GHz20MHz车对路系统20MHz非安全类ITS应用30MHz安全类ITS应用20MHz安全类ITS应用拓展255MHz ITS-G5标准(免许可)日本日本755.5-764.5MHz5.770-5.850GHz9MHz安全类ITS应
21、用80MHzDSRC标准,未排除C-V2X韩国韩国5.855-5.925GHz70MHzDSRC标准中国中国5.905-5.925GHz20MHzC-V2X标准1820世纪世纪90年代末年代末美日欧政府基本确定以DSRC技术为V2X核心2015年年LTE V2X概念出现,动摇了DSRC的地位,其中美国原本要通过的在2023年强制安装 DSRC的议案被搁置2019年年全球C-V2X产业链得到高速的发展,根据GSA协会发布的数据,截至2019年9月23日,全球已有25家主流运营商正开展C-V2X试验,已有3款符合3GPP Rel-14规范的C-V2X芯 片,7家供应商发布了8款商用C-V2X模组,
22、13家供应商发布了16款商用C-V2X路侧单元(RSUs),12家供应商发布了14款商用C-V2X车载单元。全球各地进行C-V2X互操作测试及展示的越来越多,包括德国勃兰登堡、美国密西根州 底特律、美国蒙特利尔、美国德克萨斯大学学院、上海、欧洲电信标准化协会。2019年年12月月13日日美国联邦通信委员会一致投票通过美国联邦通信委员会一致投票通过提提案,案,将将原先原先划划分给分给DSRC的的5.9GHz频共频共计计段段 75mHz频段重新分配,将频段重新分配,将5.905-5.925GHz的的20MHz频频段段专用于专用于C-V2X技技术,术,意意味着味着 美国对美国对C-V2X的部署有所推
23、进的部署有所推进,车联车联网网标准标准之之战出战出现现转折。转折。2020年年11月月18日日美国联邦通信委员会正式投票决定美国联邦通信委员会正式投票决定将将5.850-5.925GHz频段频段划划拨拨给给Wi-Fi和和C-V2X使使用,用,其中其中30MHz(5.895-5.925GHz)分分配给配给C-V2X,标标志着志着美美国正国正式式宣布宣布放放弃弃DSRC并转并转 向向C-V2X。国家国家政府部门态度政府部门态度车联网相关厂商态度车联网相关厂商态度美国美国政府倾向部署802.11p技术当地电商运营商、福特等更倾向于LTE-V2X技术欧盟欧盟DG Move(欧盟运输总司)和 DG Co
24、nnect(欧盟信息总司)持有不同意见大众、雷诺和博世支持802.11p技术,奥迪、宝马、标致雪铁龙等国际主流汽车厂商处于自动驾驶技术演进的考虑,支持C-V2X技术日本日本一方面在755.5-764.5MHz专用 频段开展基于802.11p的技术性 能评估另一方面在5770-5850MHz候选频 段采取技术中立,将LTE-V2X作为 另一个备选技术19标准进展:以中国主导的标准进展:以中国主导的C-V2X标准体系初步成型标准体系初步成型2017年成立车联网产业发展专项委员会2018年6月,工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合组织发布国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)等系列文件。建设
25、目标:到2020 年,初步建立能够支撑驾驶辅助及低级别自动驾驶的智能网联汽车标准体系;到2025 年,系统形成能够支撑高级别自动驾驶的标准体系。工信部国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)国家法律、政策、战略国家法律、政策、战略要要求求智能网联汽车标准体系智能网联汽车标准体系电子产品与服务标准体系电子产品与服务标准体系智能交通相关体系智能交通相关体系信息通信标准体系信息通信标准体系车辆智能管理标准体系车辆智能管理标准体系车联网产业标准体系车联网产业标准体系20分类分类标准名称标准名称标准类别标准类别标准组织标准组织升国标建议组织升国标建议组织总体总体基于LTE的车辆网无线通信技术总体技术要
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