通訊網(wǎng)絡(luò )在軟件定義汽車(chē)中的關(guān)鍵角色

由于軟件定義汽車(chē)（SDV）主要就是透過(guò)軟件來(lái)管理操作、新增功能并啟用新特性的一種汽車(chē)，它既是一種制造模式，同時(shí)也是一種商業(yè)模式，在制造出廠(chǎng)之初，就已設定了種種與云端連接應用的功能，后續的維護、新服務(wù)，乃至于與其他第三方的系統共構搭配，都得透過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )來(lái)達成。這些通訊網(wǎng)絡(luò )架構與標準是多方面的，也是SDV發(fā)展的關(guān)鍵。
SDV制造模式的通訊要求
SDV可以視為一種融合了制造模式和商業(yè)模式的創(chuàng )新概念。它主要透過(guò)軟件來(lái)控制汽車(chē)的功能和服務(wù)，不僅改變了汽車(chē)的設計和制造過(guò)程，也為汽車(chē)企業(yè)提供了新的商業(yè)機會(huì )和盈利模式。
從制造模式的角度看，軟件定義汽車(chē)強調的是通過(guò)軟件而非傳統硬件來(lái)增加和更新車(chē)輛功能。這要求汽車(chē)在設計時(shí)間就具有高度的軟硬件整合能力，以及在整個(gè)生命周期內透過(guò)軟件更新來(lái)持續提升其性能和功能的靈活性。這些都得透過(guò)以下種種網(wǎng)絡(luò )通訊來(lái)做實(shí)時(shí)的服務(wù)：
1.軟件伺服中心：汽車(chē)功能和服務(wù)主要通過(guò)軟件實(shí)現，使車(chē)輛能夠通過(guò)軟件更新來(lái)進(jìn)行升級和維護。
2.連接性：強大的網(wǎng)絡(luò )連接能力是必要的，以支持OTA（Over-The-Air）更新，即遠程無(wú)線(xiàn)傳輸軟件更新。
3.數據分析能力：能夠收集和分析車(chē)輛數據，用于改進(jìn)車(chē)輛性能、用戶(hù)體驗和開(kāi)發(fā)新服務(wù)。

SDV商業(yè)模式的通訊要求
1.安全和隱私保護：隨著(zhù)車(chē)輛越來(lái)越多地依賴(lài)于軟件和數據，確保數據的安全和用戶(hù)隱私變得尤為重要。如同計算機網(wǎng)絡(luò )上的資安服務(wù)一樣，這些都是可能產(chǎn)生的攻防市場(chǎng)。
2.用戶(hù)體驗焦點(diǎn)：提供可定制化的駕駛體驗，用戶(hù)可以根據個(gè)人偏好調整車(chē)輛設置和功能。有些開(kāi)放的API（軟件開(kāi)發(fā)工具）可以讓其他廠(chǎng)商加入遠程網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，例如提供信息娛樂(lè )服務(wù)，車(chē)主可以通過(guò)連接性播放音樂(lè )、觀(guān)看視頻和瀏覽互聯(lián)網(wǎng)。
3.生態(tài)系統和平臺策略：開(kāi)發(fā)一個(gè)生態(tài)系統，支持第三方開(kāi)發(fā)者和公司在車(chē)輛平臺上創(chuàng )建和提供新應用和服務(wù)。

也就是說(shuō)，軟件定義汽車(chē)代表了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)轉變點(diǎn)，它不僅改變了汽車(chē)的技術(shù)和功能架構，也為汽車(chē)制造商和服務(wù)提供商創(chuàng )造了新的商業(yè)模式和收入來(lái)源。具體來(lái)說(shuō)，可以參考iPhone手機的制造與商業(yè)模式，iPhone等類(lèi)似的智能手機，都強調了軟件、云端網(wǎng)絡(luò )服務(wù)在產(chǎn)品功能、靈活性和用戶(hù)體驗方面的關(guān)鍵作用，并且都依賴(lài)于持續的創(chuàng )新和生態(tài)系統的支持來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求和期望。

各類(lèi)通訊模式的需求與架構
通訊連接性在軟件定義汽車(chē)的概念中包括了汽車(chē)通訊，即車(chē)輛與外部裝置、其他車(chē)輛（車(chē)對車(chē)，V2V）、基礎設施（車(chē)對基礎設施，V2I）、行人（車(chē)對行人，V2P）以及網(wǎng)絡(luò )（車(chē)對網(wǎng)絡(luò )，V2N）的聯(lián)機應用。這些連接性功能是智能交通系統（ITS）和自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，它們使得車(chē)輛能夠收集和共享關(guān)鍵信息，從而提高駕駛安全性、提升交通效率和增加道路容量。
1.車(chē)對車(chē)通訊（V2V）：允許車(chē)輛互相交換位置、速度和路徑等信息，以預防碰撞和提高交通流動(dòng)性。
2.車(chē)對基礎設施通訊（V2I）：車(chē)輛與道路基礎設施（如信號燈、交通標志）交換信息，用于提高交通管理效率和道路安全。
3.車(chē)對行人通訊（V2P）：增強對行人的警示，特別是在視線(xiàn)受阻或夜間條件下，從而提高行人的安全性。
4.車(chē)對網(wǎng)絡(luò )通訊（V2N）：透過(guò)手機網(wǎng)絡(luò )或其他無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與云端服務(wù)連接，支持遠程軟件更新、實(shí)時(shí)交通信息獲取等服務(wù)。
5.車(chē)對云（V2C）：車(chē)輛與云端服務(wù)的直接連接，用于數據分析、軟件更新和增強型導航服務(wù)。

 
圖一 提供SDV通訊組件或解決方案的供貨商

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這些連接性技術(shù)不僅使軟件定義汽車(chē)能夠提供更安全、更高效的駕駛體驗，還為創(chuàng )新的服務(wù)和應用開(kāi)啟了大門(mén)，從而實(shí)現了車(chē)輛的智能化和數據驅動(dòng)的決策。通過(guò)整合這些技術(shù)，軟件定義汽車(chē)正在推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)朝著(zhù)更加互聯(lián)、智能和自動(dòng)化的方向發(fā)展。
在通訊架構上，則可以分為短距與遠程無(wú)線(xiàn)通信的兩種，分別說(shuō)明如下：
1.專(zhuān)用短距離通訊（DSRC）：DSRC是一種基于Wi-Fi技術(shù)的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，專(zhuān)為車(chē)輛通訊設計。它支持高速數據傳輸和低延遲，非常適合支持車(chē)對車(chē)（V2V）和車(chē)對基礎設施（V2I）的安全相關(guān)應用。然而，DSRC的普及和發(fā)展在不同地區進(jìn)展不一，部分原因是由于新興的蜂窩V2X技術(shù)提供了另一種選擇。
2.蜂窩V2X（C-V2X）：蜂窩V2X是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò )的車(chē)輛通訊技術(shù)，它支持直接通訊（車(chē)輛之間、車(chē)輛與行人）和網(wǎng)絡(luò )通訊（通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò )）。C-V2X的優(yōu)勢在于它能夠利用現有的蜂窩網(wǎng)絡(luò )基礎設施，并且隨著(zhù)5G技術(shù)的發(fā)展，其性能和應用范圍將進(jìn)一步擴大。
3.Wi-Fi 6（Wi-Fi 6E）：Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E提供了更高的數據傳輸速率、更低的延遲以及更好的連接密度，這對于滿(mǎn)足車(chē)輛在城市和擁擠環(huán)境中的通訊需求非常重要。這些技術(shù)可用于支持車(chē)輛內部的高速數據傳輸需求，以及車(chē)輛與近距離基礎設施的通訊。

在遠程無(wú)線(xiàn)通信方面，主要就是依靠目前發(fā)展的行動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通訊的架構，也就是LTE和5G網(wǎng)絡(luò )。隨著(zhù)5G和即將到來(lái)的6G技術(shù)的發(fā)展，遠程無(wú)線(xiàn)通信將能夠支持更高的數據傳輸速度和更低的延遲，這對于SDV的實(shí)時(shí)數據處理和決策至關(guān)重要。這些技術(shù)將使得車(chē)輛能夠更有效地與其他車(chē)輛、基礎設施和行人進(jìn)行通信，從而提高道路安全性和交通效率。隨著(zhù)這些技術(shù)的進(jìn)步，我們可以期待在未來(lái)的智能交通系統中看到更多創(chuàng )新的應用。
這些技術(shù)的發(fā)展為軟件定義汽車(chē)的實(shí)現提供了技術(shù)基礎，使得車(chē)輛能夠實(shí)時(shí)連接至互聯(lián)網(wǎng)、更新軟件、分享和接收關(guān)鍵信息。以上這些通訊架構主要還是以都會(huì )區的應用為主，當汽車(chē)在駛在偏遠地區，甚至是想達到全球性覆蓋的通訊能力時(shí)，在遠程無(wú)線(xiàn)通信方面就得依賴(lài)低軌衛星聯(lián)機的發(fā)展應用了。

低軌道衛星通訊系統的應用
低軌道衛星通訊系統，如Starlink等，開(kāi)啟了將衛星通訊技術(shù)應用于軟件定義汽車(chē)（SDV）的可能性。這些系統利用低地球軌道（LEO）衛星網(wǎng)絡(luò )提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入，具有全球覆蓋范圍、低延遲和相對高的數據傳輸速率的特點(diǎn)。這些特性使得低軌道衛星通訊成為軟件定義汽車(chē)中實(shí)現遠程通訊、軟件更新和其他連接性服務(wù)的有力補充，它用于SDV上有三個(gè)特點(diǎn)：
1.全球覆蓋：低軌衛星通訊能夠提供在傳統蜂窩網(wǎng)絡(luò )覆蓋不到的偏遠地區的連接性，這對于保持車(chē)輛在任何地區的連接性至關(guān)重要。
2.增強連接性：在城市峽谷或是由于地形導致的蜂窩網(wǎng)絡(luò )覆蓋不佳的地區，低軌衛星可以提供輔助連接，保證車(chē)輛通訊的持續性和可靠性。
3.遠程軟件更新和維護：衛星通訊可以支持在任何位置對車(chē)輛進(jìn)行遠程軟件更新（OTA updates），確保軟件保持最新?tīng)顟B(tài)。

目前的發(fā)展狀況是，一些汽車(chē)制造商已經(jīng)開(kāi)始探索與低軌衛星通訊服務(wù)提供商合作的可能性。例如特斯拉（Tesla）與SpaceX有關(guān)聯(lián)，存在將Starlink衛星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)整合到其車(chē)輛中的潛力和討論，但其實(shí)施計劃和細節尚未公開(kāi)。
然而低軌道衛星應用在SDV上仍有許多技術(shù)挑戰和成本問(wèn)題，包括如何在車(chē)輛上安裝必要的接收設備（如相對較大的衛星天線(xiàn)）、成本和技術(shù)的復雜性。但也可以預期，隨著(zhù)技術(shù)的成熟和規?；a(chǎn)，這些挑戰可能會(huì )逐漸被克服。
另外，比較困難地方就是要有政策支持，政府和國際組織的政策支持將對低軌衛星通訊技術(shù)的商業(yè)應用至關(guān)重要，包括頻譜分配、跨境服務(wù)提供等方面的規范。
至于低軌道衛星通訊應用于SDV的標準化問(wèn)題，目前可能連紙上作業(yè)都還談不上，而行業(yè)標準化是推動(dòng)低軌衛星通訊在SDV中廣泛應用的關(guān)鍵。透過(guò)制定統一的技術(shù)和服務(wù)標準，可以促進(jìn)不同系統和設備之間的互操作性，從而加快技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。
總的來(lái)說(shuō)，低軌道衛星通訊在軟件定義汽車(chē)領(lǐng)域提供了一個(gè)充滿(mǎn)潛力的補充連接性選項，尤其是對于提高偏遠地區的連接性和車(chē)輛通訊的可靠性。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，預計未來(lái)將看到更多關(guān)于低軌道衛星通訊在軟件定義汽車(chē)（SDV）中應用的探索和實(shí)際應用，因為這些本來(lái)就是汽車(chē)發(fā)展的根本原則與目標。

在法規與社會(huì )發(fā)展上的挑戰
軟件定義汽車(chē)的各項鏈接通訊措施，牽涉到的問(wèn)題遠比軟件定義手機要來(lái)得復雜，影響也更深遠。SDV連接性技術(shù)，雖然帶來(lái)了諸多創(chuàng )新和改善，但在法規、社會(huì )接受度和社會(huì )結構上也面臨著(zhù)一系列挑戰。這些挑戰需要通過(guò)政策制定、技術(shù)創(chuàng )新和公眾教育來(lái)克服，以確保技術(shù)發(fā)展與社會(huì )福祉的平衡。
在法規挑戰方面，一是隱私與數據保護，二是安全標準與規范，三是責任歸屬和保險問(wèn)題。這些所牽涉到的問(wèn)題都比智能手機要嚴重，直接挑戰了生命財產(chǎn)生存上的基本保障。解決之道，不可能只是依靠通訊技術(shù)的改進(jìn)，政府法律的配合制定與基本原則的闡釋?zhuān)拍艽_保正常的運行。
在社會(huì )發(fā)展方面，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)就會(huì )馬上面臨工作市場(chǎng)的變化，就好像iPhone一推出沒(méi)多久，整個(gè)手機產(chǎn)業(yè)就發(fā)生天翻地覆的改變。再者是政府在城鄉建設與交通規劃上的挑戰，需要重新考慮道路設計、交通流量管理和公共交通系統的布局。

結語(yǔ)
通訊網(wǎng)絡(luò )架構在SDV的發(fā)展上，除了必然會(huì )扮演關(guān)鍵性的角色外，也因為其復雜的模式，會(huì )牽涉到更多外圍事物的連動(dòng)，甚至對社會(huì )秩序或生活樣態(tài)都會(huì )有所改變與影響。想想看，智能手機的推行，到現在已經(jīng)是人手一機，改變了多少產(chǎn)業(yè)的樣貌？又創(chuàng )造了多少市場(chǎng)機會(huì )？未來(lái)如果手機加上SDV汽車(chē)的操控連動(dòng)，恐怕也會(huì )有令人意想不到發(fā)展，我們應該說(shuō)就是未來(lái)communication的工具大大不一樣了。