车载模组技术发展白皮书 2023.docx

1 概述11.1 发展现状11.2 发展趋势22 应用场景2.1 数据传输类场景 32.1.1 车辆数据采集32.1.2 OTA 升级42.2 智能座舱类场景42.2.1 超高清视频场景42.2.2 沉浸式场景52.3 智能驾驶类场景52.3.1 出行服务类场景62.3.2 交通管理类场景62.3.3 安全预警类场景62.3.4 监控遥控类场景72.3.5 协作通行类场景73 关键技术和能力83.1 通信技术83.1.1 Uu蜂窝通信技术83.1.2 PC5直连通信技术83.1.3 网络质量保障93.1.4 通信安全93.2 业务能力103.2.1 计算能力103.2.2 定位能力113.2.3 双机互联123.3 硬件接口 123关键技术和能力3.1 通信技术车联网通信技术包含Uu蜂窝通信技术和PC5直连通信技术。Uu蜂窝通信技 术主要指借助于运营商的4G和5G网络实现智能网联和智能驾驶的能力，其具有 部署成本低、覆盖广等优势。PC5直连通信技术是通过广播等方式实现的通信 方式，相比Uu蜂窝通信技术，在车车之间通信具有低时延等特点。3.1.1 Uu蜂窝通信技术Uu蜂窝通信技术从1G发展到现在的5G,经历了从语音业务到高速宽带数据 业务的飞跃式发展。当前Uu蜂窝通信技术主要指4G和5G,目前5G网络已基本 实现全国主要地区的覆盖。同时，5G具有高速率、低时延、广覆盖、低成本等 优势，可以更好满足智能网联汽车的数据传输、智能座舱及智能驾驶的需求。5G网络切片具有“网络功能按需定制、自动化、业务安全隔离”的典型特 征，能够将物理网络切割成多个虚拟的端到端网络，每个虚拟网络切片都可以 获得独立的网络资源，且各切片之间相互隔离。为满足车联网和智能网联汽车 的多种业务场景的差异化需求，在车联网应用中引入5G切片技术，提供更智能 的网络资源和更可靠的安全隔离，适配不同的车联网应用。随着5G商用的发展，5G车载模组日渐成熟，目前已在部分高端车型应用。 随着5G模组产业的发展，5G车载模组将占据越来越高的比重，发挥更大的作用。3.1.2 PC5直连通信技术PC5直连通信技术包括基于LTE的LTE-V2X直连通信技术以及基于5G的NR-V2X直连通信技术。目前LTE-V2X直连通信技术已集成在部分车载模组中,但产业界尚无支持NR-V2X直连通信的芯片。LTE-V2X直连通信技术通过广播的方式实现车车、车路之间的低时延通信。根据资源分配方式，LTE-V2X直连通信分为基站资源分配模式（Mode3）和用 户设备自主资源选择模式（Mode4）。在Mode3中，基站集中调度UE的数据传 输资源，由于基站可以获得比UE感知范围更广的资源占用信息，可以很好地避 免资源冲突问题。此外，通过基站的集中调度，数据传输的可靠性和效率也可 以得到提升。在Mode4中，UE自主分配数据传输资源，不通过基站调度，避免 了基站调度的信令开销，满足车联网业务低时延的需求。3.1.3 网络质量保障车联网具有高移动性、业务类型多、业务连续性要求高等特点，对通信网 络的服务质量保障有较高需求。对车联网用户来说，网络质量保障是提供高质 量网络服务的基础，在车联网应用落地和规模商用中发挥关键作用。为了满足 车联网业务网络质量的需求，业界加紧研究端到端的网络质量保障方案，为用 户提供更好的服务。车联网网络质量保障通常包括“感知/监测、分析、决策、执行”等流程。 在“感知/监测”流程中，可以在车侧引入网络质量探针，采集车载终端的设备 状态、网络状态、业务质量等关键指标，对端侧数据和网络侧数据进行联合处 理，使面向用户感知的网络质量保障更为完善。在“分析”和“决策”流程中, 可以引入轻量化运维等技术，以网络质量探针数据为核心， 辅以随流监测、业 务模拟拨测、分段拨测等方案，实现网络健康度评估、终端掉线以及网络/业务 质量差等常见故障的粗定界和初定位，加快网络故障响应的速度。在“执行” 流程中，面向车联网业务在时延、带宽和确定性等方面的差异化网络需求，引 入网络切片、QoS保障等关键技术，实现低时延、大带宽、高可靠性的网络性 能保障。3.1.4 通信安全当前，车辆通信安全风险日益突出，主要存在假冒网络、假冒终端、数据窃听、信息伪造/篡改/重放、隐私泄露等安全风险。Uu蜂窝通信技术采用3Gpp 定义的安全架构与机制，安全性主要通过蜂窝网的现有安全机制来保障。PC5 直连通信以广播方式发送交互的消息，保证消息的安全性是安全实现车联网应 用的基本前提。为了确保PC5直连通信中消息的真实性、内容的完整性，目前国内外标准 组织普遍采用数字证书通过数字签名/验签的方式，对消息进行保护。为了实现 上述机制，车载模组中通常预置HSM （硬件安全模块），或利用现有的USIM卡 作为存储介质，以安全的方式完成密码公私钥对、数字证书等敏感参数的初始 配置，并存储于HSM或USIM中。该过程对设备的生产环境有着较为严格的安全 要求，给车企或车载模组生产厂家带来了挑战。GBA （通用认证机制）是3Gpp组织定义的一种网络安全标准解决方案，己 被5GAA（5G汽车协会）标准组织采纳，成为安全数据初始配置方案之一。基于 GBA的车联网数字证书在线申请和下载，是基于USIM卡中的根密钥以及蜂窝网 对外提供的GBA安全认证能力，与CA服务平台对接，在设备与CA服务平台之 间建立起最为初始的安全关联及安全通信通道，实现数字证书等安全数据的在 线申请及下载，并存储于HSM或USIM卡中。基于GBA的解决方案能够有效降 低车企或模组生产企业对生产环境的安全改造成本，是现有基于生产线安全预 配置方案的有效补充，满足部分车企或供应商快速部署实现生产安全性的需要。3.2 业务能力3.2.1 计算能力随着人工智能技术在汽车智能驾驶与智能座舱的感知、交互等应用逐渐丰 富，车载算力成为整车技术与产品智能化的核心驱动之一。车载模组计算能力 逐步提升，未来有望承担车载计算平台的角色，为智能驾舱提供算力基础。面 向域集中式甚至整车集中式EE架构，车载模组的算力主要应用于视觉建模、自 然语言处理、传感器数据感知、智能交互、机器学习等算法，同时提供简单易 用的神经网络优化算子，并通过蜂窝网络高速率传输，与云端相结合，打造更 好的情景感知、更高层级的自然交互与更个性化的驾乘体验。目前车载模组的综合算力已超过14TopS,伴随智能网联汽车的持续迭代升 级，车载模组算力需求将持续增长。存算一体等技术是突破算力瓶颈的关键技 术，未来有望引入车载芯片和模组中，提升计算效率、降低功耗，满足智能网 联汽车日益增长的算力需求。3.2.2 定位能力定位技术是支撑车联网应用的关键技术之一，多数车联网应用需依赖车辆 的定位信息，定位准确度会直接影响应用呈现的效果，如高等级智能驾驶，较 大定位误差甚至会影响行车安全。车辆定位技术的重要性与日俱增。车辆定位 通常包含GNSS （全球导航卫星系统）、惯性导航等技术，通过卫星可以提供全 局定位信息，惯性导航则可以提供不依赖于环境的定位信息。两者取长补短、 互相配合，共同构成车联网定位系统。现阶段，大部分车载模组支持卫星定位 技术，部分模组支持惯性导航技术。在卫星定位方面，传统卫星定位实现简单且成本低，但其精度受到诸多因 素的影响，如卫星信号穿过对流层、电离层时发生的折射，遇到建筑物时的反 射等。目前常用差分定位法来提升定位精度，其中最常用的为RTK （实时动态 差分）技术，对覆盖在一定范围内的多个基准站的同步观测数据进行处理，生 成差分数据并通过通信网络播发，该区域内的车辆接收卫星信号和差分信号， 实现实时动态定位。RTK定位精度可达到厘米级，满足大多数智能驾驶类场景 的定位需求。在惯性导航方面，当车辆进入隧道或停车场时，室内环境下卫星信号急速 衰弱甚至丢失，无法为车辆提供高可靠、高精度的定位信息，因此需要具有高 精度、高效率、高准确度的室内定位系统。惯性导航系统是一种不依赖外部信 息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，利用加速度计、陀螺仪等惯性传 感器测量载体的比力及角速度信息，结合给定的初始条件，与卫星定位等系统 融合，实现车辆速度、位置、姿态等参数的动态连续更新， 为车辆提供室内定 位导航信息。3.2.3 双机互联汽车逐渐成为人们工作生活中的“第三空间”，用户对车机各类功能、车 内文娱体验的要求越来越高，智能座舱的业务场景越来越丰富。同时，人们工 作生活中对手机的粘性越来越高，”手机分离焦虑”等问题日益凸显。如何为 用户驾驶中提供安全、便捷的手机和车内终端交互体验，成为产业界的关注焦 点。双机互联指在汽车内部实现车机终端与手机终端互联互通的一种技术方案。 双机互联有助于连接智能座舱中各类终端，以支持更加丰富的车载娱乐服务， 如手机屏、中控屏、副驾屏、后驾屏等不同屏幕之间的实时交互、全车音视频 内容的协同连接等。由于车机和手机的生态系统存在差异，两者的协议适配、 便捷互通、数据安全等方面一直是业界关注的热点。如果将用户手机SIM卡与 车机SIM卡进行绑定，依托手机及车机终端OS层标识、车内短距通信参考标识 及第三方APP服务标识等数据，提供一种安全的双机互联鉴权认证能力，可以 便捷支持车机终端与手机终端的导航、音视频、游戏娱乐、社交等第三方APP 的协同登录，进而实现人车账号统一，进一步优化用户体验，实现不同生态下 的手机与车机的协同操作。3.3 硬件接口为解决不同厂家、不同通信制式、不同芯片平台之间的兼容性问题，业界 逐渐对车载模组硬件进行标准化设计， 通过统一封装、统一对外接口，统一模 组核心器件质量标准，缩小硬件尺寸， 降低模组供应、质量、安全等风险。例 如，目前车载模组通常采用LGA (栅格阵列封装)封装方式，此封装形式可满 足汽车应用解决方案对高可靠性及狭小空间的需求。同时，车载模组具有丰富的标准接口，包括VBAT、SPI、USB、UART、 HC、GPIO等。在此基础上，车载模组还可以提供CSI、DSI等接口，用于外接 触摸屏、摄像头等设备，实现图像显示与多路高清图像采集等功能。3.4 软件架构汽车软件在整车中占比逐步提升，软件定义汽车成为产业共识。车载模组 承载的软件功能不断演进，软件架构逐渐向分层化、模块化的方向发展，使车 联网应用能够快速在不同车型、不同硬件平台上复用，实现快速迭代升级。典型的车载模组软件架构分为四层，即虚拟化、操作系统、中间件、应用 服务，如图3-1所示。其中虚拟化、操作系统、中间件集成在车载智能或全能模 组中，应用服务由车企或终端厂商实现。应用务：乍知模锐 （ 上校SOC芯片.内存.存储空间.X络送配外设等）图3-1车载模组软件架构3.4.1 操作系统在智能网联汽车软件架构中，操作系统属于系统软件的一部分，负责管理 系统的进程、内存、时钟、中断、设备驱动程序、文件和网络等。从系统架构 上，一般可以将操作系统分为宏内核和微内核两类。宏内核架构操作系统在智能驾驶和智能座舱领域有大量应用。宏内核的特 点是将所有传统的操作系统服务全部在内核态运行，从而能够直接操控硬件， 系统服务间的内部调用效率相对较高。宏内核可以实现用户程序和内核的安全 隔离保护，采用合适的进程调度机制时，能够满足车用领域的硬实时性任务要 求，并能支持虚拟化等新技术。为了保证内核的稳定性，微内核架构主张将宏内核的功能进行解耦，为这 些剥离到用户态的服务提供各种通信机制，即使单个服务出错或者被攻破，也 不会导致内核崩溃或者出现系统安全问题。微内核“最小内核”和“机制与策 略分离”的设计原则不仅提高了安全性，而且有利于硬实时系统的调度。目前 微内核架构系统在汽车、工业等高实时、高可靠和高安全领域得到了广泛应用。在智能座舱领域，大部分业务属于软实时业务，且对功能安全等级要求比 安全车控和智能驾驶应用要低，宏内核系统和微内核系统都可以胜任此类应用。 在中控和仪表分离的智能座舱解决方案中，功能安全等级要求较高的虚拟仪表 主要选择QNX系统，而中控娱乐系统则选择Android较多；在虚拟仪表和中控一 体化的解决方案当中，QNX系统占多数，也有少数方案选择Linux宏内核。在智能驾驶领域，能够满足高功能安全(ASIL-D)和高性能要求的微内核 实时操作系统将被广泛应用。与此同时，为满足机器学习和视觉AI算法的操作 系统层接口要求，基于宏内核的安全操作系统也可能被引入。此外，宏内核系 统也在一直不断进行内核的裁剪优化，以满足高功能安全等级和高可靠性的智 能驾驶场景要求。3.4.2 虚拟化技术在汽车电子电气架构集中化发展的趋势下，智能驾驶、智能座舱、车身等 功能域呈现计算平台融合的趋势。但不同功能的业务具有不同的技术需求，如 座舱域IVI业务强调交互体验、应用生态，通常选用Android操作系统；仪表盘、 辅助驾驶有实时性、可靠性要求，则更倾向于QNX、RTLinux操作系统；智驾 域强调大算力融合感知、推演规划，也有实时性、可靠性要求，RTLinux则更为 合适。为了保证关键业务的安全可靠，虚拟化技术可以对车载模组主控SoC芯 片的资源进行切分并安全隔离，并发运行多种操作系统。虚拟化技术处于SoC硬件平台之上，将实体资源转换为虚拟资源，按需分 配给每个虚拟机，允许它们独立地访问已授权的虚拟资源。虚拟化技术实现了 硬件资源的安全隔离，使应用程序依托不同的内核环境和驱动运行，从而满足 汽车领域多元化应用场景的需求。未来，虚拟化技术将持续向轻量高效、安全可靠、边界适配等方向发展。3.4.3 中间件模组的上层应用与底层操作系统之间存在大量的交互需求，底层操作系统 的多样化则给这些交互带来了诸多不变。车载模组中间件位于上层应用软件和 底层操作系统之间，向下适配不同操作系统，屏蔽底层复杂性的功能，向上提 供统一的标准接口，负责各类应用软件之间的通信以及底层系统资源的调度， 为上层应用屏蔽复杂的底层，使开发人员能在不同平台上实现上层应用和算法 的快速迭代。未来随着汽车架构的进一步发展，车载模组将集成更强的算力，中间件的 功能也将更加丰富，车载模组能力将进一步拓展。车载模组中间件除传统功能 外，还将包括部分智能驾驶、车载娱乐系统等功能，并将逐步向操作系统、配 置工具和解决方案等领域拓展，满足汽车智能化发展的要求。4测试认证不同于消费级和工业级电子产品的制造工艺要求，汽车对车载模组的环境 适应性、可靠性、安全性和使用寿命等提出了更高的要求， 需满足车规级电子 对温度、湿度、震动、粉尘等要求，如车身工作环境需要满足-40至85°。的温 度，排气口附近则需满足105的高温，故障率往往要求百万分之一（PPM） 十亿分之一（PPB）,甚至追求零PPM的故障率，使用寿命往往要求长达十年 以上，供货周期达15年以上。同时车规级模组需要充分考虑各种边界情况，通过冗余设计，避免运行过 程出错，确保功能和网络安全。因此车载模组在研发过程中需兼顾可靠性与安 全性要求，满足车规级认证需求。品质管理系统认证IATF 16949质重官理体系A-SPICE（APQP、FEMA、MSA、PPAP、SPC） 可靠性验证AEC-Q100/104/200ISO 16750车企规范安全性认证ISO 26262道路车辆-功能ISO 21434道路车辆-网络图4-1车规级模组认证要求为满足严苛的车规级要求，车载模组需遵循IATF 16949规范、A-SPICE . ISO-26262 > ISO-21434等多个标准规范，达到AEC-Q104测试标准要求，同时 满足车企、Tierl （汽车零部件一级供应商）等厂商针对具体车型的特定技术指 标要求。IATF 16949质量管理体系，主要针对生产制造环节，定义了汽车相关产品 的设计和开发、生产、装配、安装以及相关服务的质量管理体系要求。A- SPICE,即汽车软件过程改进及能力评定，主要针对汽车软件开发环节，其目 的是为了指导汽车零部件厂商的软件开发流程，保证开发过程的质量以及持续 优化，确保最终交付的产品质量。AEC-Q系列标准是针对车规级元器件的通用测试标准，其中AEC-Q104是专 门针对车载模组的测试标准，定义了车载模组可靠性的最低要求以及测试条件, 包括加速环境应力测试、加速寿命模拟测试、封装组合完整性测试、芯片晶元 可靠度测试、电气特性确认测试等八大类测试。ISO 26262是一种功能安全标准，用于规范开发功能安全的汽车电子系统。 它规定了创建、验证和维护电子系统、软件和硬件的过程，并确保其能够在发 生故障的情况下以安全的方式运行。ISO 21434标准则从网络安全方面定义了网 络安全认证标准，其目的在于保护汽车电子系统免受黑客攻击、非法访问、非 授权控制、病毒感染等网络安全风险。5总结与展望车载模组作为智能网联汽车重要的组成部分，发挥着推动汽车电动化、智 能化、网联化发展的重要作用。随着智能网联汽车的发展和智能驾驶业务的普 及，车载模组将汇聚车辆的感知、通信、计算、智能、控制等能力，不仅可以 实现汽车的车辆基本信息、传感器等数据的采集与计算，更能支持人-车-路-网- 云-图的全方位协同，其价值将日益显著。本白皮书在深入分析智能网联汽车市场、产业、技术发展趋势的基础上， 提出了车载通信模组、车载智能模组、车载全能模组的概念，结合车联网的应 用场景需求，探索模组通信技术、业务能力、硬件接口、软件架构、测试认证 等关键技术和能力。中国移动愿携手产业各方，加速推进车载模组相关标准研制，深入开展车 载模组的技术创新、产品研发和推广、应用拓展等，凝聚共识，形成合力，共 同推进车载模组产业发展，助力我国智能驾驶、智慧交通的高质量发展。3.4软件架构133.4.1 操作系统133.4.2 虚拟化技术143.4.3 中间件154 测试认证155 总结与展望16缩略语列表18参考文献20参编单位及人员22缩略语列表缩略语英文全名中文解释APIApplication Programming Interface应用编程接口APNAccess Point Name接入点APQPAdvanced product quality planning产品质量先期策划ARAugmented Reality增强现实AR-HUDAugmented Reality-Head Up Display增强现实抬头显示ASILAutomotive Safety Integration Level汽车安全完整性等级COTAConfiguration-over-the-air配置在线升级CTCommunication Technology通信技术ECUElectronic Control Unit电子控制单元EEAElectrical Electronic Architecture电子电气架构FEMAFailure mode and effects analysis失效模式及后果分析FOTAFirmware over the air固件在线升级GBAGeneral Bootstrapping Architecture通用认证机制GNSSGlobal Navigation Satellite System卫星定位系统GSMAGSM AssociationGSM协会HSMHardware Security Module硬件安全模块HUDHead Up Display平视显示器IMSIP Multimedia SubsystemIP多媒体子系统ITInformation Technology信息技术IVIIn-Vehicle Infotainment车载信息娱乐LGALand Grid Array栅格阵列封装LTELong Term Evolution长期演进MSAMeasurement Systems Analysis测量系统分析OTAOver The Air空中下载（技术）PPAPProduction part approval process生产件批准程序QoSQuality of Service业务质量RCSRich Communication Suite（新型）通信套件RTKReal-time Kinematic实时动态差分RTOSReal Time Operating System实时操作系统SDKSoftware Development Kit软件开发工具包SMSShort Message Service短信服务SOTASoftware over the air软件在线升级SPCStatistical Process Control统计过程控制TCUTelematics Control Unit远程信息控制单元UEUser Equipment用户设备USIMUni versal Subscriber Identity Module全球用户识别卡VRVirtual Reality虚拟现实V2XVehicle-to-Everything车与外界的互联5GAA5G Automotive Association5G汽车协会1概述车载模组是将芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，并提供标 准接口的功能模块。车载模组作为汽车的关键底层硬件之一，是连接智能网联 汽车感知层与应用层的关键环节。近年来，随着车联网行业的快速发展，智能 网联汽车渗透率快速增长，车载模组需求加速释放，市场规模迅速上升。在汽 车EEA （电子电气架构）升级和芯片技术进步的驱动下，车载模组由原来的单 一通信模组，向智能化、融合化发展， 以满足车联网数据传输、智能座舱、智 能驾驶等应用需求。1.1 发展现状车联网是实现智能网联汽车、智能交通系统的核心技术之一。当前，车联 网行业加速发展，智能网联汽车渗透率快速增长。据中国汽车工业协会数据,2022年，中国汽车产销量分别为2702.1万辆和2686.4万辆，其中新增网联汽车超 1600万台，网联率超60%。320030002800260024002200图2-1中国汽车销量及网联率情况预测智能网联汽车的发展，推动车载模组需求加速释放，市场快速增长。据中 信证券统计数据，全球前装车载蜂窝通信模组市场规模，2021年约为98亿元， 2025年将达到293亿元；中国前装车载蜂窝通信模组市场规模，2021年约为34亿 元，2025年将达到153亿元。2022年起，5G车载模组成为了车载蜂窝通信市场 增长的主要驱动力。一图2-2中国及全球车载模组市场规模（亿元）在产业方面，国际车载模组厂商起步早，曾经占据全球车载模组市场的主 导地位。近年来，国内模组厂商快速崛起，技术实力不断提升，市场份额持续 扩大。移远、广和通、高新兴、美格智能、芯讯通、中信科智联、中兴通讯、 阿尔卑斯阿尔派等模组厂商结合自身优势，匹配不同业务需求，陆续推出车载 通信模组、车载智能模组，逐渐被汽车企业选择。车载模组市场分为前装市场和后装市场。前装市场中， 自2020年开始，基 于Uu和PC5通信技术的量产车型陆续推出，以支持智能驾驶、智能座舱等应用。 从通信模式上看，虽然4G车载模组仍是车企选择的主流，但其目前主要应用于 中低端车型；自2020年起5G车载模组逐渐起量，市场份额有望持续提升。后装 市场方面，基于Uu车载模组的智能后视镜等后装车载产品，可支持地图、导航、 红绿灯信息推送、交通事件提醒等车联网应用，有效提高了车联网的渗透率。1.2 发展趋势伴随汽车电动化、网联化、智能化的发展，汽车电子电气架构由分布式向 域集中甚至高度集成的整车集中式架构演进，智能驾驶、座舱、车身等功能域 呈现计算平台融合的发展趋势。作为车载平台核心之一的车载模组，正逐步向 融合化、智能化方向演进，逐渐出现车载通信模组、车载智能模组、车载全能 模组等形态，以满足汽车行业的不同需求。车载通信模组主要提供通信连接服务，可应用于T-Box、V-Box、车载网关、OBU、OBD等车载终端。车载智能模组，除具备基本通信能力外，还集成了主 控芯片和存储等单元，支持Android、Linux等操作系统，拥有较强大的处理能 力、计算能力和丰富的接口，具备高分辨率显示屏驱动、摄像头驱动等娱乐中 控一体化能力，可支持多屏异显、车机互联、沉浸式导航等应用。车载全能模 组，主要面向未来的域集中、整车集中式EE架构，基于多SoC甚至单SoC芯片 方案，进一步提升车载模组的处理能力及计算能力，具备支持智能网联汽车数 据的感知、通信、计算等全方位能力，实现智能座舱和智能驾驶等一体化应用。2应用场景当前，智能化和电动化颠覆了汽车的固有形态，网联化则帮助汽车获得交 通信息，更好地融入交通系统。汽车的变革衍生出车载娱乐、智能驾驶等新的 应用场景。按照服务对象和服务内容的不同，我们将智能网联汽车应用场景分 为面向车企的数据传输类场景，以及面向个人的智能座舱类和智能驾驶类场景。 三类场景对车载模组的通信、算力、安全、定位等需求各有不同。2.1 数据传输类场景2.1.1 车辆数据采集智能网联汽车数据包含车辆的状态信息、用户行为以及各种应用场景相关 的特征数据，这些特征数据从车辆采集后上传至云端，以便由汽车企业为用户 提供车辆状态检测、监测、故障分析等服务；同时随着高级别自动驾驶车辆的 出现，更多脱敏数据(如服务接口数据、结构化数据、非结构化传感器原始数 据等)有望被采集，用作大数据分析、自动驾驶功能训练等用途。车辆数据采集的能力需求如表2-1所示。表2-1汽车数据采集的能力需求业务应用主要场景端到端时延 (ms)可靠性 (%)定位精度 (m)车辆数据采集远程车辆状态监 控(故障信息)30,000>99.991.52.1.2 OTA升级0TA升级通过无线网络下载远程服务器上的升级包，从而对汽车系统或应 用进行升级的技术。一般来说，OTA分为三类，一种是FOTA （固件在线升级）， 指的是给一个车辆设备、ECU （电子控制单元）闪存下载完整的固件镜像，或 者修补现有固件、更新闪存。第二种是SOTA （软件在线升级），指的是对操作 系统、地图等应用程序进行更新升级。第三类是COTA （配置在线升级）,付 费购买服务后，通过OTA方式打开军辆上某项功能权限。0TA升级的通信需求如表2-2所示。表2-2 OTA升级的通信需求业务应用主要场景网络带宽（Mbps/单用户）端到端时 延（ms）可靠性 （%）OTA升级娱乐系统升 级、智能驾 驶功能升级上行带宽：2200Mbps100>90下行带宽:2 500Mbps（信息更新 200Mbps+地图更新 300Mbps）2.2 智能座舱类场景智能座舱主要包括座舱内饰和座舱电子领域，以及HMI （人机交互）系统。 智能座舱对图像、语音等数据进行采集，上传至云端进行处理、计算，为用户 提供场景化服务，增加座舱的安全性、娱乐性和实用性。智能座舱的终极形态， 将是通过语音交互、机器视觉、触觉监控等多模态交互方案，实现车内感知计 算，成为集家庭、娱乐、工作、社交为一体的“智能移动空间”。典型的智能 座舱类场景包括超高清视频、沉浸式场景等。2.2.1 超高清视频场景超高清视频指分辨率在4K （3840*2160）以上的视频。画面帧率、抽样比、 压缩比、码率均会影响到用户的体验，如色彩丰富性、画面生动性等。超高清视频场景的通信需求如表2-3所示。表2-3超高清视频的通信需求业务应用主要场景网络带宽（Mbps/单用户）端到端时延 （ms）可靠性 （%）超高清视频超高清视 频50<150902.2.2 沉浸式场景沉浸式交互方式能够让用户更深入地与虚拟世界进行交互，并通过视觉、 听觉等多种感官感受丰富的虚拟内容，更好地体验数字化带来的变化。典型的 沉浸式交互方式包括AR （增强现实）、VR （虚拟现实）等。目前在汽车领域, 以AR-HUD （增强现实抬头显示）为代表的AR技术最为成熟，已经在多家车企 的智能座舱中落地应用。AR-HUD采用投影的方式，融合虚拟图像与现实环境, 实现HUD虚像与道路实景相结合，在驾驶员视野前方显示导航、路线、速度， 以及充电站等环境位置信息，帮助驾驶员在安全驾驶的前提下获取丰富的信息, 提升驾驶体验。与AR技术作为驾驶辅助技术不同，目前VR在智能座舱领域的应用更多是 作为一种娱乐方式，更好地满足乘客的娱乐需求。VR可以让乘客在车辆行驶时 享受完全跟随车辆移动的VR娱乐内容，为乘客带来全新的娱乐体验。沉浸式场景的通信需求如表2-4所示。表2-4 AR/VR的通信需求业务应用王要必乐网络带宽 （Mbps/单用户）端到端时延 （ms）可靠性 （%）AR业务AR-HUD>60<2099VR业务VR （8K高清视频）>250<20992.3 智能驾驶类场景智能驾驶不仅能提升用户驾驶体验，有效减少人类驾驶员因疲劳驾驶等引 起的事故，而且还为人类出行与智慧交通带来极大的变化。目前，无锡、上海、 苏州等地已实现部分开放道路、封闭/半封闭园区的智能化升级改造，配备高精 度地图和北斗高精度定位系统，搭建数字交通平台，构建完善的集车、路、网、 云、图于一体的生态体系，实现出行服务、交通管理、安全预警、监控遥控等智能驾驶类场景。2.3.1 出行服务类场景出行服务类场景为用户的智能出行提供交通信息、路面信息等服务，帮助 用户获得更好的出行体验。典型的出行服务类场景包括闯红灯预警、道路危险 状况提示、限速预警等交通信息提醒服务。出行服务类场景的业务需求如表2-5所示。表2-5出行服务类场景的业务需求业务 应用十诙M旦 主要初用车速范围 (km/h)通信距离 (m)数据更新频率 (Hz)端到端时延 (ms)定位精度 (m)出行 服务闯红灯预警0-7021505<100WL5道路危险状 况提示0-13023005W100WL5限速预警0-13023001W100WL52.3.2 交通管理类场景交通管理类场景为城市交通管理者提供交通管理辅助信息和管理建议，帮 助提升城市交通通行安全及效率。典型的交通管理类场景包括浮动车数据采集、 动态车道管理、基于大数据的红绿灯配时优化等。交通管理类场景的业务需求如表2-6所示。表2-6交通管理类场景的业务需求业务应用主要场景车速范围 (km/h)端到端时延 (ms)通信范围 (H1)定位精度 (m)交通管理浮动车数据采集0-120<5002200WL5动态车道管理070W1002200WL5基于大数据的红 绿灯配时优化0-120<100一W1.52.3.3 安全预警类场景安全预警类场景主要借助车联网帮助智能驾驶车辆提前获取安全预警信息, 提高驾驶员及车辆对危险的感知能力，降低发生事故的风险。典型的安全预警 类场景包括交叉路口碰撞预警、左转辅助等。安全预警类场景的业务需求如表2-7所示。表2-7安全预警类场景的业务需求业务应用主要场景端到端时延 (ms)可靠性 (%)通信范围 (m)定位精度 (m)安全预警交叉路口碰撞预警100299.92150WL5左转辅助W100299.92150WL52.3.4 监控遥控类场景监控遥控类场景主要借助车联网实现对车辆状态等的监控以及对车辆的远 程控制。典型的监控遥控场景包括病患乘车监控、远程遥控驾驶等。监控遥控类场景的业务需求如表2-8所示。表2-8监控遥控的业务需求业务 应用主要场景网络带宽 (Mbps/单用户)端到端时 延(ms)可靠性 (%)定位精 度(m)监控 遥控病患乘车 监控15 Mbps (视频)64 kbps (语音)1 Mbps (病人监测数据)W150视频/语音：99 数据：99.999远程遥控 驾驶上行带宽：60-64Mbps (4路视频+目标信息)上行：100上行：99W0.1下行带宽：400 kbps下行：20下行：99.9992.3.5 协作通行类场景协作通行类场景主要借助车辆与车辆间、车辆与路侧设施之间的协作实现 安全通行。典型的协作通行场景包括协作式变道、协作式汇入、协作式交叉口 通行等。协作通行类场景的业务需求如表2-9所示。表2-9协作通行类场景的业务需求业务 应用主要场景车速范围 (km/h)通信距离 (m)数据通信 频率(Hz)端到端时延 (ms)侧向精 度(m)移动方向 精度(m)作行 协通协作式变道0-1202200210W50W0.5协作式车辆 汇入0-1202300210W50W0.5协作式交叉 口同行0702200210W50