自动驾驶产业链深度分析！政策、企业、限制、未来【下篇】
自动驾驶产业链深度分析！政策、企业、限制、未来【上篇】
4、通信技术为车联网发展铺设快车道
车联网目前有两大通信标准DSRC 与LTE-V。V2X 是车与外界通信技术的统称，是汽车物联网技术的一部分，包括V2V(车-车)、V2I(车-基础设施)、V2P(车-行人)、V2R(车-路)等方式。车联网通信技术，即车对外界的信息交换，是未来智能交通运输系统的关键技术。HIS Automotive 公司的ADAS 首席分析师预测，V2V 通信可以解决75%以上的交通事故，而V2I 则可以解决剩余大多数事故类型。
DSRC 是基于IEEE802.11p 标准开发的一种高效的无线通信技术，是专用短程无线通信标准，只可以实现小范围内图像、语音和数据的传输如V2V 之间的通信，由于无法解决车车直接通信时出现的拥塞、干扰和覆盖等很多问题，目前并没有赢得市场。
与DSRC 相比，LTE-V 是面向智能交通和车联网应用、基于4G/5GLTE 系统的演进技术(相当于4.5G)。LTE-V 在实现直连，即车与车直接通信的时候，又利用蜂窝网络充当起仲裁的角色，很好地解决了拥塞及干扰等问题。
LTE-V 包括LTE-V-Cell 和LTE-V-Direct 两个工作模式,支持包括V2I、V2V 和V2P 等各类应用。LTE-V-Cell 要借助已有的蜂窝网络，支持大带宽、大覆盖通信，满足Telematics 应用需求;LTE-V-Direct 可以独立于蜂窝网络，实现车辆与周边环境节点低时延、高可靠的直接通信，满足行车安全需求。LTE-V-Direct 模式能够将车辆感知范围扩展到数百米的探测距离，这与目前已有的其它车辆感知系统如雷达、光学摄像头的探测范围相比有很大优势。多种探测手段相结合，借助融合信息处理技术，能够有效提升行车安全和交通效率问题。
C-V2X 提供两种互为独立、相互补充的工作模式:基于PC5 直通模式和基于LTE-Uu 的网络传输模式，分别适用于车辆间邻近和远离的情况。
1、直接通信(PC5 接口)，以LTE 标准中的D2D(Device-To-Device，设备间)邻近通信服务(ProSe)为基础，可以用于实现250Kph 的高速度和成千上万个节点的高密度通信。在无LTE 网络覆盖的环境下，邻近设备可以进行直接通信。
基于PC5 直连的LTE-V2V 关键技术主要有以下几个特征:
1) 为V2V 子帧增加了4 个DMRS 符号，这些符号与500 Kph 以下的速度和智能交通系统(ITS)频段(主要是5.9GHz 频段)相关联，时延较低，可以支持高速信道追踪，解决了高速移动导致的多普勒效应和频率偏移带来的问题。2) 导入了采用半持续调度(Semi Persistent Scheduling)方式的分散型调度技术。一次无线资源分配可以使用多个子帧，减少了频内辐射，可以优化信道的使用，提高传输效率。3) 导入了新调度分配功能。这样便可在车辆多通信节点密度更高的环境下进行恰当的数据资源处理，延迟时间也面向V2V 得到改善。4) 时钟同步，在网络不覆盖的情况下，缺少同步源。V2X 同时支持基站和全球导航卫星系统(GNSS)的时间同步。5) 专业的QoS 技术:V2X 消息可以通过non-GBR 和GBR 承载传输:QCI 3(GBR) 和QCI 79(non-GBR)可以用于V2X 消息的单播传输，QCI 75(GBR)只能用于MBMS 承载的V2X 消息，通过专用的QCI 极大提升了传输的可靠性。
通过PC5 接口新增加的DMRS 符号、新的信道结构以及调度分配功能，使得网络参与到V2V 的通信中，避免了干扰、拥塞等问题的出现，使其具备延迟低、稳定性强等特点，可以极大提升行车时的安全性能。
2、网络通信(Uu 接口)，主要利用V2X 广播技术(MBMS)，采用蜂窝网络频段(如1.8GHz)通过V2X 服务器中转，把信息传送到另一个节点。
综合来看，有蜂窝网络覆盖时可使用Uu 接口进行V2X 通信，高速移动时采用PC5 接口进行通信，两种传输模式互为独立、相互补充，分别适用于车辆间邻近和远离的情况。
LTE-V2X 更具应用前景，技术兼容性和延展性使之属于车联网通信技术的新生力量，是5G 车联网应用的第一阶段(4.5G)，之后将平滑演进至5G
目前我国政府和行业组织正大力推进LTE-V2X 技术研发和产业化发展。
1)工信部于2016 年11 月批复IMT-2020(5G)推进组和车载信息服务产业应用联盟将5.905-5.925GHz(20MHz 带宽)作为LTE-V2X 直接通信技术的测试频段，开展通信性能和互操作测试。
2)工信部通过与北京-河北、重庆、浙江、吉林、湖北地方签署“基于宽带移动互联网的智能汽车、智慧交通应用示范”示范合作框架，与公安部、江苏省政府开展无锡“国家智能交通综合测试基地共建合作”项目，支持上海国际汽车城建立“国家智能网联汽车(上海)试点示范项目”等方式，促进形成了“5+2”车联网示范区格局，开展包括LTE-V2X 在内的V2X 技术兼容性测试实验验证。
3)通过行业组织、联盟协会等推进产业和应用，指导IMT-2020(5G)推进组成立蜂窝车联(C-V2X)工作组开展LTE-V2X 的技术研究、试验验证和产业与应用推广，以及5G-V2X 的业务需求及关键技术研究;指导成立了中国智能网联汽车产业创新联盟，培育智能网联汽车创新中心。
企业和科研单位跨行业合作推进LTE-V2X 应用推广。
1)大唐电信、华为等通信企业积极开展LTE-V2X 终端产品研发。大唐电信于2017 年底发布LTE-V2X 测试芯片，华为于2018 年第一季度发布LTE-V2X 测试芯片
2)汽车厂商、零部件厂商和科研机构布局V2X 上层应用开发与实现。一汽、上汽、长安汽车、北汽、长城等国内自主品牌汽车厂商设计开发了覆盖多种路况、工况的V2X 应用场景，东软、北京星云互联、清华大学、同济大学等零部件及科研机构加快软件协议栈和接口的开发与实现，基于底层LTE-V2X 技术开展研发测试工作。
3)跨行业企业合作开展应用示范。中国移动、上汽、华为等在杭州云栖小镇、上海嘉定开展LTE-V2X 安全预警应用示范;2018 年8 月，重庆i-VISTA 自动驾驶大赛中首次引入具有中国自主知识产权的LTE-V2X 技术应用。
4) 测试验证公共服务平台促进LTE-V2X 技术成熟。中国信息通信研究院联合跨行业企业初步构建了V2X 实验室仿真测试环境，开展LTE-V2X 的应用功能、性能、互联互通和互操作测试。
5、车联网终将演进到 5G-V2X
在智能网联时代，实现车联生态最重要的目的就是提高交通安全，并最终实现无人驾驶，其需求集中体现在:
1)低时延，端到端时延在 5ms 以内;2)高可靠，误包率在 99.999%以下，而且能在车辆发生拥塞，大量节点共享有限频谱资源时，仍能够保证传输的可靠性;3)可能需要支持高速移动，考虑到汽车之间的相对移动，最高相对时速可达500km/h; 4)传输数据包至少能承载1600 字节的信息数据。
这些技术要求与5G 技术的特性有着相当高的吻合度，尤其是5G 特有的低延时(<5ms) 和高可靠性特性，这无论对于DSRC 还是LTE-V 来说，都是无法与之相比拟的。
5G时代定义的URLLC 场景对V2X 的时延要求为20ms 以下，具有超高可靠、超低时延通信的特点，其基于边缘计算、终端直通、帧结构的V2X 关键技术通过与运营商网络结构和业务模式策略紧密配合，能高效支撑庞大且复杂的5G 应用。综合来看，LTE-V2X 终将平滑演进到5G-V2X，并有望在2020 年全面进入商用阶段。
5G 技术将在2020 年全面进入商用阶段，我们认为5G 有可能成为统一的连接技术，满足未来共享汽车、远程操作、自动和协作驾驶等连接要求，替代或者补充现有连接技术。
5.1终端直通D2D技术:有效实现低时延传输，提高通信系统性能
终端直通D2D(Device to Device)技术是指借助Wi-Fi、Bluetooth、LTE-D2D 技术实现终端设备之间的直接通信。在现有的通信系统中，设备之间的通信都是由无线通信运营商的基站进行控制，无法直接进行语音或数据通信。这是因为终端通信设备的能力和无线通信的信道资源都很有限。在5G 系统中，用户处在由D2D 通信用户组成的分布式网络，每个用户节点都能发送和接收信号，并具有自动路由(转发消息)的功能。网络的参与者共享它们所拥有的一部分硬件资源，包括信息处理、存储和网络连接能力等。这些共享资源向网络提供服务和资源，能被其他用户直接访问而不需要经过中间实体。
D2D 是5G 通信系统的一项重要技术，具有低时延业务传输的巨大潜力，特别适合于时延要求很高的V2X 业务，如紧急防撞;从技术层面，D2D 能够通过空分复用和短距离传输的方式大大提高传输速率和无线传输容量，尤其适合于V2X 的广播多播业务; 另外，由于D2D 能够在有网络覆盖和美有网络覆盖的场景下工作，大大提高LTE-V2X 的竞争力，获得与DSRC 技术相对的比较优势。正是因为5G V2X 可以利用LTE Uu 接口协议或增强的D2D 协议来支撑，因此D2D 被视为V2X 的基本支撑技术，将有力促进V2X 在5G 时代的大规模应用。
5.2移动边缘计算MEC技术:毫秒级低时延保证可靠性和精准性
边缘计算作为云计算的一种补充和优化，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务，其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应。移动边缘计算就是利用无线接入网络就近提供电信用户IT 所需服务和云端计算功能，而创造出一个具备高性能、低延迟与高带宽的电信级服务环境。MEC 背后的逻辑非常简单，将网络业务“下沉”到更接近用户的无线接入网侧，降低数据传输时延，缓解网络堵塞。即离源数据处理、分析和存储越近，数据时延越低。
自动驾驶汽车有成百上千个传感器，驾驶过程中每8 个小时会产生40TB 的数据，这些数据中大多数并不重要，而且把这么大体量的数据传到云端进行云计算不切实际。同时，自动驾驶汽车对于数据传输时延极为敏感，数据传输延迟1ms，都可能导致一场惨剧发生。所以为了降低带宽、保证低时延，MEC 便成为了比较适用的网络结构。移动边缘计算服务器对无人驾驶汽车数据实时进行数据处理和分析，并将分析所得结果以极低延迟(通常为ms 级)传送给临近区域内其他联网车辆人，以便车辆做出决策。这种方式比其他处理方式更便捷、更自主、更可靠。此外，MEC 还被用于解决自动驾驶汽车数据缓存问题。
5.3 PDCP层分集传输:实现对单个终端的传输可靠性
5G 时代，3GPP 组织把接入网(5G NR)和核心网(5G Core)拆开要求其独立进入5G 时代，5G 要支持URLLC 场景，要实现超可靠低时延通信，但通常用户行为捉摸不定，无线信号变化莫测，无线信号的质量恶化和基站的拥塞均受制于各种不可控因素，要想实现传输的稳定性和可靠性需要通过载波聚合和多连接技术，使用频率分集的方式来实现对单个终端的传输可靠性。
数据包在PDCP 层处理和复制，并通过每个RLC 层，再通过相关的CC 发送，接收端处理较早到达的数据包，同时抛弃较晚到达的复制的数据包，即在多个无线链路上传输相同的数据的方式，来抵御无线化境恶化带来的影响，保障通信链路的可靠性。
六、展望
智能化已经成为车展的核心内涵，不同于前几年智能化只是噱头亮点，今年厂商的落地预期非常明显。无论是主机厂、零部件厂、互联网公司均能提供多种装机方案，共同演绎汽车未来电动化、智能化、网络化和信息化的发展方向。车展专门设立未来出行展区，展示了车联网、无人驾驶解决方案、激光雷达、芯片、高精定位和地图等跨界融合，各项技术的飞速发展导致了智能化方案的快速落地。此外值得注意的是，一些移动互联网巨头企业如华为、中国移动等也高调出现在上海车展，为与车企及零部件商建立深度的联系打下基础。
从智能化的推进节奏角度看投资机会，应该分三个阶段。
第一阶段2019-2020年，中短期更应关注智能化自下而上的机会，标的集中在基础硬件的提供商。当前ADAS 产品安装比例和价值量确定性提升，对应的产品需求能够保持快速的增长，同时对应标的在下一轮无人驾驶阶段也会具有较大先机。第二阶段2021-2025年，开始看自上而下的投资机会，时点上来看我们认为是ADAS 强制普及的节点。短期无人驾驶受制于政策、伦理、技术等问题无法实现盈利能力，而彼时无人驾驶已有了低端智能化作为硬件和软件支撑，政府个人的接受度提升，打破常规限制才是高等级智能化成为驾驶安全的最终落脚点的时间契机。当前来看已经逐步进入这一阶段，华为、中国移动、阿里、腾讯、百度等都在积极布局第二阶段。第三阶段2025年后，自动驾驶开始在特定场景中实现，基础建设落地，单车价值量提升，智能驾驶实现一年万亿市场的投资机会。
具体来看，当前投资的落地点在于几个层面。传感层的机会在于高精度、高准确度的传感器最终落地，单个车型的传感器价值量不断提升。计算层在于基于国内迅速迭代的算法技术的智能座舱落地，提升车辆驾驶体验。执行层受益于国内的制造基础，ADAS 和新能源的应用加速了执行层落地，催化剂在于政策带来爆发性机会。
网络层、通信层方面，云、管、端的三层架构已经逐步明确，运营商、设备商和主机厂是投资机会。芯片层在于开发更为适用于智能驾驶的芯片，包括图像识别、高速计算和数据传输等各个方面的应用。最后则是电动化这一层，新能源车更加有利于智能设备的安装和推广。
原文来自物联传媒
