智慧型運輸系統添馬力　車載資通訊系統踩油門

車載資通訊早在兩年前就已被廣泛討論，該領域主要有兩部分參與者，一是屬於私部門的車載資通訊服務供應商(TSP)，尤其是歐洲、美國與日本的車廠，車廠發展車載資通訊的目的在於提供娛樂資訊或安全服務，以滿足消費者需求，雖大多應用於特定車款與車型，但蘊含商機相當龐大。另外一部分則指公部門的參與者，也就是智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System, ITS)，此領域發展與各國推動政策息息相關，成為車載資通訊備受關注的一環。  

ITS需求帶動車間通訊應用  

圖1　資策會MIC資深產業分析師何心宇指出，V2V將與眾多通訊技術結合，未來如何處理複雜資訊將是業者最大挑戰。

資策會MIC資深產業分析師何心宇(圖1)指出，在車載資通訊中主要談到的車外通訊(Vehicle to Infrastructure, V2I)與車間通訊(Vehicle to Vehicle, V2V)差異在於車外通訊傳輸速率不強調微秒及秒為單位；主要用途在於交通智能化，透過公共的車載資通訊服務提供者，達到全面性交通控制與預測應用，可靠度較高，技術困難較低，成本方面包含基礎建設費用與主動式車載單元(On-Board Unit, OBU)費用，通常有電信業者加入，因此也包含電信費用，其服務範圍較大。而車間通訊不同於車外通訊蒐集資訊後須透過公部門TSP傳遞資訊耗費數秒時間，強調傳輸速率以微秒或秒為單位應用，適用於緊急用途，而此特性也獲得智慧型運輸系統青睞。  

智慧型運輸系統分成多種面向，如在地上布建感測器或於路燈上加設攝影機，蒐集交通資訊後，利用調頻(FM)副載波傳遞到車載設備中，使導航更為方便安全，然而，此車外通訊技術卻無法迅速回覆會車時遭遇的交通死角，反映交通緊急事件。因此，各國政府開始思考汽車與汽車間的聯繫，而車間通訊的快速傳輸速率、強調緊急用途的特性便成為智慧型運輸系統的理想選擇，相關技術逐漸從車外通訊轉變為車間通訊，更影響了汽車設備及主動式車載單元的發展，其通訊介面也將需要更多通訊技術支援以處理龐大的資訊。  

車間通訊更突顯了車載資通訊的重要性，檢視各國智慧型運輸系統政策，過去日本、美國與歐洲發展政策較傾向於車外通訊，但在現今與未來藍圖規畫中，可以發現其政策都增加了車間通訊的應用，如日本的Smartway，整合電子收費系統(Electronic Toll Collection, ETC)與車輛資訊與通訊系統(Vehicle Information and Communication System, VICS)，且結合車外通訊、車路通訊(Vehicle to Roadside, V2R)及車間通訊，以達到交通智慧化與駕駛安全。  

美國的VII(Vehicle Infrastructure Integration)政策同樣也結合車間通訊與車外通訊，提升交通智慧化，而歐洲相關政策也已增加車間通訊應用。亞洲市場方面，隨著中國大陸汽車逐漸普及，公路建設相繼完成，該國的十二五計畫中也研擬車間通訊的標準，但何心宇表示，中國大陸是否會維持持續性創新，從車外通訊演進為車間通訊技術，或者直接以破壞性創新進階為車間通訊技術，其動態仍值得關注。  

此外，各國在推動車間通訊相關政策時，傳輸技術與頻段的選擇也是制定標準的重要環節。何心宇表示，美國、日本選擇專用短程無線通訊(Dedicated Short Range Communications, DSRC)，頻段以5.8GHz跟5.9GHz為主，但車間通訊還須要加入別的技術才能使其運作完整(表1)，如以藍牙與多媒體播放器(PMP)、MP3播放器、手機可攜式裝置或電子收費系統等設備聯結；或是將汽車雨刷裝設感測器，蒐集雨水資訊，再搭配全球衛星定位系統(GPS)或整體封包無線電服務(GPRS)，提供更完整的應用資訊。何心宇強調，車載資通訊與各種網路、通訊技術結合將是未來趨勢，而如何處理眾多資訊也將是車載資通訊業者的挑戰。

表1　DSRC結合各通訊技術
規格\種類	專注在V2V/V2I通訊應用		行動通訊/無線網路
技術標準	DSRC-Japan	DSRC-USA(IEEE 802.11p)	IEEE 802.11b(WiFi)	WCDMA(3G)	IEEE 802.20(4G)
傳輸速度	1Mbit/s 4Mbit/s	6Mbit/s	11Mbit/s	384Kbit/s	2Mbit/s 130Mbit/s
傳輸距離	30公尺	300公尺	50～100公尺	0.5～20公里	數公里
頻段	5.8GHz	5.9GHz	2.4GHz	0.2W左右	2GHz頻段等
調變方式	ASK π/4DQPSK	OFDM	DSSS	HPSK/QPSK	BPSK/OPSK 8QPSK/12QAM 16QAM/24QAM
耗電量	10毫瓦以下	--	1瓦	0.2瓦左右	--
收費機制	硬體設備費用	硬體設備費用	硬體設備費用 服務費用	硬體設備費用 通信費用 服務費用	硬體設備費用 服務費用
特徵	短距離雙向通訊	短距離雙向通訊 高速移動接收 多頻段	產品價格低廉	優異隱密性	--

資料來源：FCR/MIC(04/2009)

整體而言，智慧運輸系統政策驅動了車載資通訊的應用趨勢，從車外通訊、汽車與可攜式裝置結合，邁向車間通訊技術。而目前各國相關傳輸技術標準更是處於百家爭鳴態勢，何心宇指出，DSRC為多國研發測試重點，也將是廠商可投入領域。此外，無線通訊成為車載資通訊改朝換代的分水嶺，雙向傳輸與整合多種無線通訊技術將是未來重點，有鑑於通訊技術進步，用途也將由純粹交通資訊接收邁向動態導航的商業用途，車載資通訊也可配合新興景點(Points of Interest, POI)建置加值平台，其相關應用不但使既有汽車產業鏈發生變革，也創造了新的價值與商機。  

車外通訊技術漸受重視  

上述可看出車載資通訊市場因智慧運輸系統的帶動有漸入佳境的態勢，而新興市場也是促進車載資通訊發展的重要地區，從Strategy Analytics所做的調查資料顯示，由巴西、俄羅斯、印度及中國組成的金磚四國(BRIC)，於2012年汽車出貨量將超過八千萬台，成為全球主要汽車生產國，相對也帶動車用半導體在各種應用中的高成長性(圖2)。

資料來源：Strategy Analytics，瑞薩整理(04/2009) 圖2　2005～2012年金磚四國車用半導體成長統計

圖3　瑞薩第一課第一營業技術行銷部主任何吉哲表示，瑞薩在車外通訊未來主流WAVE技術的發展上，已開發出兩代的相關產品。

目前車內通訊主要分為四大類，包括安全控制、動力控制、機構系統與故障診斷系統，技術已臻成熟，可架構完整的車內通訊。各國為提升車輛行進中車與車、車與人之間的安全，因此也開始將目光轉到車外通訊架構的建置，瑞薩(Renesas)第一課第一營業技術行銷部主任何吉哲(圖3)表示，目前車外通訊技術包含三種，即都會區域網路(MAN)如全球微波互通存取介面(WiMAX)，個人區域網路(PAN)如超寬頻(UWB)及802.11p，其中802.11p為國際電子電機工程師協會(IEEE)針對車外環境無線接取技術制定的國際標準，包括車用環境無線接取(WAVE)與DSRC，用以接收交通號誌資訊或ETC訊號，而整合車內與車外通訊後，即可實現智慧型運輸系統。  

目前ITS布建最為積極、發展也最快的國家為日本，構成ITS的九個領域包括汽車導航系統、ETC、安全駕駛系統、交通管理最佳化、道路管理效率化、公共交通支援系統、商用車效率化、行人安全系統與緊急車輛行駛系統，其中由於生命財產安全無價，因此安全駕駛系統是各國發展最為積極的部分，行人安全系統目前已有相關業者正在開發車對人的系統，降低事故發生，而緊急車輛行駛系統可透過WAVE控制，亦即當後方救護車要通過時，可先傳送訊息通知前方車輛，屆時道路即可事先淨空，在交通壅塞時也不會因此延誤救援。  

VII促使DSRC成為車外通訊技術一員  

1999年美國聯邦通訊委員會(FCC)釋出5.9GHz頻段予DSRC技術使用，2002年10月VII旗下ASTM委員會選定DSRC作為智慧型運輸系統標準，不過該標準只是美國國內標準，其他如歐洲、日本等汽車工業發達的國家，也針對DSRC所採用的5.9GHz頻段制定自有的ITS標準，何吉哲表示，各國車廠生產的汽車不同，採用的裝置也不同，加上各國DSRC標準不同，將衍生汽車各裝置如引擎、連接器等彼此間不相容的問題，因此IEEE即以各國制定的DSRC標準為基礎，制定共同標準，以克服相容性問題。  

IEEE制定的全球通用DSRC標準，除解決各國DSRC標準所導致的相容性問題外，更具備諸多特色包括只須更換裝置中的射頻(RF)模組即可全球通用；反應速度較無線區域網路(WiFi)快，以達到低延遲；可判斷與安全相關的應用訊號優先傳送的機制與高可靠性等特色，另外在資料傳輸安全上，DSRC也可以防範資料被駭客追蹤或外洩。何吉哲強調，由於DSRC具備諸多特色，因此各國也將DSRC作為車外中短距離通訊技術的首選。  

WAVE系統提供無縫操作服務

WAVE與DSRC皆包含在802.11p技術範疇下，WAVE工作頻段位於美國FCC為智慧型運輸系統所規定授權的5.9GHz頻譜上，也可藉由高速資料傳輸速率，對手機等可攜式裝置進行傳輸。WAVE是指在DSRC此種短程通訊中的一種車用環境無線接取技術，由路測裝置(RSU)與車載主機(OBU)構成最基本的架構，何吉哲表示，要達到無縫的接取，會產生兩大技術挑戰，其一為聯網速度要很快，其二為須進一步做到將訊息分類或判斷是否為有效訊息，然而目前的WiFi無法符合上述需求，舉例而言，德國高速公路並無速度限制，而WiFi在連結車載系統與路測系統時要花上數秒的時間，對駕駛而言，收到警告訊息時，已無足夠的行車距離可反應，而WAVE僅需不到100毫秒，明顯優於WiFi，因此也促使WAVE技術更加受到重視。  

車內通訊應用服務漸增  

由上述可知車外通訊技術正逐漸發展，而發展已臻成熟的車內通訊，也在穩定中持續進步。綜合ABI、MIC與CRM的統計資料顯示，2010年以前，車用資通訊市場成長率約在8～9%間(圖4)，預期2011年市場會有較大幅度的成長，可達45%以上，而且後裝市場將開始超越前裝市場的占有率，意法半導體(STMicroelectronics) 大中華區行銷經理鄧殷敦(圖5)表示，促使汽車資通產業快速發展的原因不外乎汽車聯網技術的快速發展和車載資通訊服務供應商的增加與成熟、國際化及服務內容的多元化。

資料來源：CRM、ABI、MIC，意法半導體整理(04/2009) 圖4　2009～2013年全球車用資通訊市場成長預估

圖5　意法半導體大中華區行銷經理鄧殷敦表示，在大中華區市場，意法半導體車用資通訊解決方案市占率13%，位居首位。

此外，新興國家為未來汽車市場成長的推動力，據iSuppli與CRM的統計資料(圖6)顯示，可發現汽車娛樂，包括汽車音響及車載資通占車用電子產品的絕大多數，鄧殷敦表示，中國在後裝汽車娛樂產品上，80～90%為外銷，其中整合導航系統的產品所占比率仍低，出貨產品仍以音響、DVD播放器及導航系統為主，原因在於其高平均售價(ASP)及高退修率，再加上門檻較其他汽車電子產品，如傳動系統、安全系統等低，所以此類相關產品出貨量占多數。此外，在2008年北京奧運的帶動下，中國車載資通訊市場在車隊管理(Fleet Management)方面已有所發展。

資料來源：iSuppi、CRM 圖6　中國大陸車用電子市場出貨量統計

由於目前車內通訊技術已相當成熟，因此廠商須思考如何強化競爭力，鄧殷敦表示，服務內容即為相當重要的考量，能提供使用者想要並願意付錢的服務，是未來車內通訊的重要競爭因素，如遙控功能、防偷裝置、胎壓偵測、導航等，皆是消費者付費意願較低的服務內容，而諸如即時地圖、定位資訊服務(LBS)、影音串流、收發電子郵件、社交網路、即時地圖與搜尋引擎等，則是使用者較願意付費使用的服務，由上述可歸納出，聯網功能最為關鍵，因為藉由聯網才能達到上述相關服務，例如歐洲將汽車當成一個節點，可與家中網路或室外網路系統連結，使汽車儼然成為行動辦公室，對車用通訊的市場發展也有一定的提升。  

而聯網功能也為廠商帶來新的切入點與挑戰。鄧殷敦表示，包括主要的原始設備製造商(OEM)應開始整合各式具有競爭優勢的功能，在有限的硬體空間中，實現聯網功能。由於消費者希望擁有開放性的資通訊架構，以可量身訂製其所需的各式功能，而不是被既有的系統架構綁死，因此廠商應朝開放性架構努力。且專精於車載資通訊技術發展的廠商將是未來市場最大贏家，因可掌握聯網技術關鍵；而未來能進展至前裝市場的廠商才能握有主導性，台灣廠商也不例外；最後則是車載資通訊服務供應商須將其服務項目擴大至全球通用，如此一來，才可確保使用者在不同地區依然可享受相關服務。  

至於聯網功能帶來的最大挑戰則是寬頻接取的問題，目前行動網路傳輸速度仍不夠快，包括如何使車內聯網功能順暢執行，如何使車輛維持一定的傳輸速率，都是發展車載資通訊的廠商須解決的問題。此外，服務與易用的使用者介面，也是市場決勝關鍵。鄧殷敦表示，何種服務是駕駛者真正所需，以及開發與硬體設備完整結合，並可實現各式服務的使用者或機器介面，都是軟體與硬體廠商須密切配合的部分。若是空有服務，但硬體內建的軟體無法順利執行，則仍無法獲得消費者青睞；反之，即便聯網的服務內容差強人意，只要使用者介面易於讓使用者接受，依然可在市場獲得成功。  

鄧殷敦強調，無論車內車外資通訊系統未來如何發展，殺手級應用與附加價值將是促使車載通訊技術市場發展的重要關鍵，而聯網功能與開放性架構將是消費者願意付費的重點，也是未來車載資通訊系統必要的發展方向。

圖7　於台北國際車用電子展期間舉辦的車載資通訊市場／技術分析研討會議題吸引逾兩百名學員報名參加。