通訊網絡在軟件定義汽車中的關鍵角色

由于軟件定義汽車（SDV）主要就是透過軟件來管理操作、新增功能并啟用新特性的一種汽車，它既是一種制造模式，同時也是一種商業模式，在制造出廠之初，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，乃至于與其他第三方的系統共構搭配，都得透過通訊網絡來達成。這些通訊網絡架構與標準是多方面的，也是SDV發展的關鍵。
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模式的創新概念。它主要透過軟件來控制汽車的功能和服務，不僅改變了汽車的設計和制造過程，也為汽車企業提供了新的商業機會和盈利模式。
從制造模式的角度看，軟件定義汽車強調的是通過軟件而非傳統硬件來增加和更新車輛功能。這要求汽車在設計時間就具有高度的軟硬件整合能力，以及在整個生命周期內透過軟件更新來持續提升其性能和功能的靈活性。這些都得透過以下種種網絡通訊來做實時的服務：
1.軟件伺服中心：汽車功能和服務主要通過軟件實現，使車輛能夠通過軟件更新來進行升級和維護。
2.連接性：強大的網絡連接能力是必要的，以支持OTA（Over-The-Air）更新，即遠程無線傳輸軟件更新。
3.數據分析能力：能夠收集和分析車輛數據，用于改進車輛性能、用戶體驗和開發新服務。

SDV商業模式的通訊要求
1.安全和隱私保護：隨著車輛越來越多地依賴于軟件和數據，確保數據的安全和用戶隱私變得尤為重要。如同計算機網絡上的資安服務一樣，這些都是可能產生的攻防市場。
2.用戶體驗焦點：提供可定制化的駕駛體驗，用戶可以根據個人偏好調整車輛設置和功能。有些開放的API（軟件開發工具）可以讓其他廠商加入遠程網絡服務，例如提供信息娛樂服務，車主可以通過連接性播放音樂、觀看視頻和瀏覽互聯網。
3.生態系統和平臺策略：開發一個生態系統，支持第三方開發者和公司在車輛平臺上創建和提供新應用和服務。

也就是說，軟件定義汽車代表了汽車產業的一個轉變點，它不僅改變了汽車的技術和功能架構，也為汽車制造商和服務提供商創造了新的商業模式和收入來源。具體來說，可以參考iPhone手機的制造與商業模式，iPhone等類似的智能手機，都強調了軟件、云端網絡服務在產品功能、靈活性和用戶體驗方面的關鍵作用，并且都依賴于持續的創新和生態系統的支持來滿足用戶的需求和期望。

各類通訊模式的需求與架構
通訊連接性在軟件定義汽車的概念中包括了汽車通訊，即車輛與外部裝置、其他車輛（車對車，V2V）、基礎設施（車對基礎設施，V2I）、行人（車對行人，V2P）以及網絡（車對網絡，V2N）的聯機應用。這些連接性功能是智能交通系統（ITS）和自動駕駛汽車技術的關鍵組成部分，它們使得車輛能夠收集和共享關鍵信息，從而提高駕駛安全性、提升交通效率和增加道路容量。
1.車對車通訊（V2V）：允許車輛互相交換位置、速度和路徑等信息，以預防碰撞和提高交通流動性。
2.車對基礎設施通訊（V2I）：車輛與道路基礎設施（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.車對行人通訊（V2P）：增強對行人的警示，特別是在視線受阻或夜間條件下，從而提高行人的安全性。
4.車對網絡通訊（V2N）：透過手機網絡或其他無線網絡與云端服務連接，支持遠程軟件更新、實時交通信息獲取等服務。
5.車對云（V2C）：車輛與云端服務的直接連接，用于數據分析、軟件更新和增強型導航服務。

 
圖一 提供SDV通訊組件或解決方案的供貨商

簡單來說，這些連接性技術不僅使軟件定義汽車能夠提供更安全、更高效的駕駛體驗，還為創新的服務和應用開啟了大門，從而實現了車輛的智能化和數據驅動的決策。通過整合這些技術，軟件定義汽車正在推動汽車產業朝著更加互聯、智能和自動化的方向發展。
在通訊架構上，則可以分為短距與遠程無線通信的兩種，分別說明如下：
1.專用短距離通訊（DSRC）：DSRC是一種基于Wi-Fi技術的無線通信協議，專為車輛通訊設計。它支持高速數據傳輸和低延遲，非常適合支持車對車（V2V）和車對基礎設施（V2I）的安全相關應用。然而，DSRC的普及和發展在不同地區進展不一，部分原因是由于新興的蜂窩V2X技術提供了另一種選擇。
2.蜂窩V2X（C-V2X）：蜂窩V2X是基于蜂窩網絡的車輛通訊技術，它支持直接通訊（車輛之間、車輛與行人）和網絡通訊（通過蜂窩網絡）。C-V2X的優勢在于它能夠利用現有的蜂窩網絡基礎設施，并且隨著5G技術的發展，其性能和應用范圍將進一步擴大。
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，這對于滿足車輛在城市和擁擠環境中的通訊需求非常重要。這些技術可用于支持車輛內部的高速數據傳輸需求，以及車輛與近距離基礎設施的通訊。

在遠程無線通信方面，主要就是依靠目前發展的行動網絡通訊的架構，也就是LTE和5G網絡。隨著5G和即將到來的6G技術的發展，遠程無線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的實時數據處理和決策至關重要。這些技術將使得車輛能夠更有效地與其他車輛、基礎設施和行人進行通信，從而提高道路安全性和交通效率。隨著這些技術的進步，我們可以期待在未來的智能交通系統中看到更多創新的應用。
這些技術的發展為軟件定義汽車的實現提供了技術基礎，使得車輛能夠實時連接至互聯網、更新軟件、分享和接收關鍵信息。以上這些通訊架構主要還是以都會區的應用為主，當汽車在駛在偏遠地區，甚至是想達到全球性覆蓋的通訊能力時，在遠程無線通信方面就得依賴低軌衛星聯機的發展應用了。

低軌道衛星通訊系統的應用
低軌道衛星通訊系統，如Starlink等，開啟了將衛星通訊技術應用于軟件定義汽車（SDV）的可能性。這些系統利用低地球軌道（LEO）衛星網絡提供高速互聯網接入，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。這些特性使得低軌道衛星通訊成為軟件定義汽車中實現遠程通訊、軟件更新和其他連接性服務的有力補充，它用于SDV上有三個特點：
1.全球覆蓋：低軌衛星通訊能夠提供在傳統蜂窩網絡覆蓋不到的偏遠地區的連接性，這對于保持車輛在任何地區的連接性至關重要。
2.增強連接性：在城市峽谷或是由于地形導致的蜂窩網絡覆蓋不佳的地區，低軌衛星可以提供輔助連接，保證車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輛進行遠程軟件更新（OTA updates），確保軟件保持最新狀態。

目前的發展狀況是，一些汽車制造商已經開始探索與低軌衛星通訊服務提供商合作的可能性。例如特斯拉（Tesla）與SpaceX有關聯，存在將Starlink衛星互聯網服務整合到其車輛中的潛力和討論，但其實施計劃和細節尚未公開。
然而低軌道衛星應用在SDV上仍有許多技術挑戰和成本問題，包括如何在車輛上安裝必要的接收設備（如相對較大的衛星天線）、成本和技術的復雜性。但也可以預期，隨著技術的成熟和規?；a，這些挑戰可能會逐漸被克服。
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的商業應用至關重要，包括頻譜分配、跨境服務提供等方面的規范。
至于低軌道衛星通訊應用于SDV的標準化問題，目前可能連紙上作業都還談不上，而行業標準化是推動低軌衛星通訊在SDV中廣泛應用的關鍵。透過制定統一的技術和服務標準，可以促進不同系統和設備之間的互操作性，從而加快技術的商業化進程。
總的來說，低軌道衛星通訊在軟件定義汽車領域提供了一個充滿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輛通訊的可靠性。隨著技術的進步和成本的降低，預計未來將看到更多關于低軌道衛星通訊在軟件定義汽車（SDV）中應用的探索和實際應用，因為這些本來就是汽車發展的根本原則與目標。

在法規與社會發展上的挑戰
軟件定義汽車的各項鏈接通訊措施，牽涉到的問題遠比軟件定義手機要來得復雜，影響也更深遠。SDV連接性技術，雖然帶來了諸多創新和改善，但在法規、社會接受度和社會結構上也面臨著一系列挑戰。這些挑戰需要通過政策制定、技術創新和公眾教育來克服，以確保技術發展與社會福祉的平衡。
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題。這些所牽涉到的問題都比智能手機要嚴重，直接挑戰了生命財產生存上的基本保障。解決之道，不可能只是依靠通訊技術的改進，政府法律的配合制定與基本原則的闡釋，才能確保正常的運行。
在社會發展方面，汽車產業就會馬上面臨工作市場的變化，就好像iPhone一推出沒多久，整個手機產業就發生天翻地覆的改變。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
通訊網絡架構在SDV的發展上，除了必然會扮演關鍵性的角色外，也因為其復雜的模式，會牽涉到更多外圍事物的連動，甚至對社會秩序或生活樣態都會有所改變與影響。想想看，智能手機的推行，到現在已經是人手一機，改變了多少產業的樣貌？又創造了多少市場機會？未來如果手機加上SDV汽車的操控連動，恐怕也會有令人意想不到發展，我們應該說就是未來communication的工具大大不一樣了。