汽車產業正面臨無線化趨勢。隨著NFC、UWB、藍牙、Wi-Fi、行動通訊等無線技術陸續進入數位鑰匙、資訊娛樂系統和車聯網等應用，業者不僅需要掌握相關標準動態、了解技術及應用的特性和需求，也需要透過嚴格測試來確保無線通訊的可靠性。
汽車產業正在經歷前所未有的無線連接整合，透過提高車輛的可及性、安全性、便利性和可靠性來改變駕駛體驗。
車載無線技術大致可根據應用分為三類：安全存取/數位鑰匙、資訊娛樂和車聯網(V2X)。這些技術所支援的功能包括即時交通更新、導航和提供娛樂選項，以及更具體的任務，如輪胎壓力監測、數位鑰匙安全存取和車輛診斷等。
受到基礎設施準備情況、監管環境、消費者偏好以及對新功能的價格敏感度等因素影響，不同地區、製造商和車型對於各式無線標準的採用率存在顯著差異。
汽車連接市場成長
汽車連接市場正持續成長，如表1資料所示。以下分項說明汽車連接技術的三類主要應用，並展望未來的潛力使用案例。
表1 汽車連接市場 (資料來源：Future Market Insights Inc.)
安全存取和數位鑰匙
為汽車提供安全存取是無線技術的主要用例之一。近場通訊(NFC)和超寬頻(UWB)等技術透過使用者就近開門等功能，實現安全的免鑰匙進入，凸顯了連接在提升便利性和安全性方面的雙重作用。
汽車連接聯盟(CCC)的成立，旨在促進汽車連接的互操作性並減少市場分化。聯盟新興的數位鑰匙3.0(Digital Key 3.0)規範是車輛進入和點火方面的重要進展，該規範融合了多種無線技術，以提升安全性、可及性和便利性。
在典型的數位鑰匙應用中，藍牙用於初始連接，UWB用於實際的鎖定/解鎖操作，而NFC則作為備用方案，以備不時之需。即使裝置電池耗盡，NFC仍然可以正常工作，進而確保在幾乎所有情況下都能夠進行存取。數位鑰匙也為可能有多位使用者需要存取汽車的情況(例如租賃車輛和共享汽車)提供了更大的靈活性和便利性。
UWB是數位鑰匙3.0規範的基石，提供了精確、安全且和免持存取控制。透過提供公分級的精度來確定汽車與數位鑰匙裝置(如智慧型手機)之間的距離，UWB確保只有當授權使用者實際和車輛處於近距離範圍內，才能存取或啟動車輛。UWB的極高精度加上強大的內置加密技術，使其能夠藉由減輕中繼攻擊(即未經授權的使用者放大或中繼來自合法鑰匙的訊號以存取車輛)的風險，顯著提高了安全性。
資訊娛樂系統
除了安全存取之外，無線技術在汽車中還有許多其他用途。歸功於駕駛將手機連接到資訊娛樂系統進行音訊傳輸的普遍需求，藍牙技術在車載資訊娛樂系統中已經相當普遍。雖然目前只有高檔汽車配備了Wi-Fi，但最新趨勢顯示，汽車製造商正在將Wi-Fi添加到各類車輛的資訊娛樂系統中。
由於車輛空間狹小，並且存在可能干擾訊號傳播的各種材料，無線通道條件將帶來一些技術挑戰。在交通壅塞的情況下，其他車輛的無線訊號也可能干擾車內傳輸。此外，最重要的是，由於車載Wi-Fi需要透過蜂巢式數據方案來取得網際網路連接，其傳輸速度也將受限於蜂巢式技術的速度。
儘管存在這些技術挑戰，圍繞資訊娛樂應用的車載連接仍不斷發展，消費者強烈渴望在車上享受與家庭和辦公室中同樣的連接和使用者體驗。
V2X的前景與挑戰
車聯網(V2X)有望透過促進汽車、行人、其他道路使用者、網路和周圍基礎設施之間的通訊，徹底為道路安全帶來革命。但V2X技術的廣泛採用面臨諸多挑戰，例如監管障礙、相容性問題和大量基礎設施投資。
儘管存在這些障礙，技術和汽車公司仍積極開發半導體並進行V2X試驗，隨著半自動駕駛功能和包括雷達和LiDAR在內的感測器日益標準化，V2X將有望得到更廣泛的採用。。
有鑑於車輛的汰換週期通常比消費電子產品要長得多，汽車製造商正在優先考慮面向未來的車載無線技術，以避免在下一個購車週期到來之前因為技術過時而遭到淘汰。
在車載無線技術的發展過程中，汽車產業也正在探索類似但相互競爭的無線技術的融合。因此，許多汽車製造商正同步支援基於蜂巢式技術的C-V2X和基於802.11p的專用短程通訊(DSRC)來分散投資風險，截至本文撰寫時，兩個標準尚未爭出勝負。在C-V2X中，除了目前基於LTE的C-V2X，汽車製造商也已經開始為基於5G NR的C-V2X做好準備。
未來使用案例
總體而言，採用率的差異凸顯了一項挑戰：雖然豪華車正逐步將免鑰匙存取(數位鑰匙)和車載Wi-Fi等功能標準化，但整個汽車產業的連接潛力尚未完全實現。對於習慣了汽車產業較為緩慢的步伐和十年購買週期的汽車製造商來說，跟上無線技術的變化是一項挑戰。
無線技術的演進有望帶來更多應用，如自動後備箱開啟/關閉功能，以及兒童存在偵測(CPD)，其為基於UWB的應用，利用運動感測器提醒車主車內是否有兒童或寵物。
隨著產業朝電動車和自動駕駛發展，汽車正不斷產生更多的資料。這些資料都需要被高效地傳輸和監控，而無線標準將逐步取代纜線，這有助於減輕重量和降低成本。
無線測試從未如此重要
汽車連接技術持續增加的多樣性和發展速度，在在強調對汽車無線元件進行嚴格測試的重要性，尤其是為了避免產品召回，確保產品品質至關重要。隨著持續的技術進步重新定義車輛通訊和存取方式，在設計和生產過程中，無線參數測試成為此演進的核心。更複雜的系統高度依賴先進的處理、通訊和控制技術，因此必須進行全面的測試，以確保連接性能完美無瑕。
此外，車輛中多種連接協定的整合日益複雜。這些無線技術必須協同工作而非相互競爭，進而在通訊標準之間實現更高程度的整合。這種整合對於增強功能、改善使用者體驗和確保日益自主的車輛無縫運作至關重要。
LitePoint提供全面的無線測試解決方案，包括V2X、Wi-Fi、藍牙、UWB和NFC，涵蓋CCC數位鑰匙3.0規範中的三項關鍵技術(UWB、藍牙和NFC)。藉由測試確保無線性能，不僅將使汽車能夠與外部裝置和基礎設施更有效地進行通訊，也為駕駛和乘客提供豐富、可客製化的體驗。
(本文作者為LitePoint產品行銷經理)