結合全球行動通訊系統(GSM)和全球衛星定位系統(GPS)技術的歐洲緊急呼叫系統eCall，在歐盟境內支援自動化車輛緊急救援服務。其目標是為在歐盟境內任何地方發生車禍的汽車駕駛提供快速的協助(圖1)。此系統已正式被命名為「泛歐盟自動化車內緊急呼叫系統」。
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| 圖1 歐洲eCall系統可為意外的交通事故自動提供協助，預計2014年前在歐盟展開部署。 |
大部分歐盟國家、歐盟汽車協會和許多汽車製造商都已經簽署支援eCall的了解意向書。此服務預計2014年開始建置，未來所有在歐盟銷售的新車款與輕型車輛都必須支援eCall功能。
eCall系統將監控車內感測器，當氣囊打開等情況發生時，可透過GSM緊急行動服務「112」將詳細的位置資料傳送出去並要求協助。「112」是歐盟和瑞士採用的通用緊急救援服務電話號碼。
歐盟力推eCall
降低交通事故損失
當eCall系統啟動時，車載系統(IVS)能自動產生語音和資料(包括GPS位置資訊)的緊急呼叫，並直接傳送到最近的112公共安全回應點(Public Safety Answering Point, PSAP)，以決定是否應該派出救援服務至出事地點。
eCall的推廣目的是希望能降低歐洲道路交通意外所造成的重大損失。據2007年迄今的歐盟統計數字顯示，4萬人因車禍喪生，超過120萬人受傷；道路交通意外造成的經濟損失，達每年1,600億歐元。
eCall的核心功能是要在每台車輛中安裝能持續監控撞擊感測器和GPS接收器的嵌入式系統，以便能在緊急情況下透過專屬的GSM數據機發出自動的資料和全雙工語音呼叫(圖2)。
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| 圖2 歐盟的eCall概念 |
未來，從新車的初次安裝到安裝於既有車輛(透過售後維修裝置)，所有歐盟的汽車都必須配備這套硬體系統。
eCall系統的某些重要技術需求包括以下四點：首先，數據和語音呼叫必須採用相同的實體語音通道。由於延遲和缺乏優先等級，簡訊服務(SMS)通道並不適合，而通用封包無線服務技術(GPRS)的優先順序較語音為低，而且不一定每個地方都能用。其次，必須快速、可靠；語音通道設定確認(來電答鈴接收)必須在呼叫發出後4秒內回應。第三，能夠毋須修改就可使用現有的蜂巢式網路架構。第四，最小140位元組的關鍵任務資料(Mission-critical Data, MSD)(包括時間、位置和車輛描述)，以及全雙工語音通訊通道，必須支援相同的通道。
建置同步數據機(In-band Modem)的GSM收發器，讓資料可透過語音通道傳輸，來滿足以上這些需求，這與傳真機透過電話網路運作的方式類似。
第三代合作夥伴計畫(3GPP)已為eCall數據傳送用的同步數據機解決方案展開標準化作業(3GPP TS 26.267：「eCall數據傳輸；同步數據機解決方案；概述」)，以及相關參考軟體(3GPP TS 26.268：「eCall數據傳輸；同步數據機解決方案；ANSI-C參考程式碼」)。此解決方案包括一組eCall同步數據機，通常被稱為IVS eIM(IVS eCall同步數據機、eCall數據發送器)和PSAP eIM(PSAP eCall同步數據機、eCall數據接收器)。
GPS/GSM子系統設計要求各異
在GPS子系統方面，針對IVS裝置，須要用到汽車品質等級的(AEC-Q100、ISO/TS 16949)獨立式GPS接收器晶片。此外，GPS接收器模組則能用於售後維修的IVS裝置上。理想上，與被動元件高度整合的GPS接收器模組，由於能將外部材料清單(BOM)降至最低，是最具吸引力的解決方案。
為了與GSM數據機互通，並取得最佳的GPS效能，能直接與GSM數據機相連的GPS接收器，是更方便的設計特性。
在GSM子系統方面，IVS中的嵌入式GSM數據機，至少必須遵循汽車標準(AEC-Q100、ISO/TS 16949)。而為了在歐盟既有的2G行動電話網路中支援eCall系統，依照3GPP TS 26.267規範，GSM數據機中必須整合同步數據機。在GSM語音通道上傳輸eCall數據是一項強制性要求。
另一個最佳化GPS效能的重要考量是，在GSM數據機中嵌入輔助式GPS客戶端程式。這有助於提供更可靠的定位效能，特別是在GPS衛星訊號被遮蔽或衰減的地區：可利用與輔助型GPS(A-GPS)伺服器無線連接的方式，以衛星星曆來提供資料。
在eCall完全部署以前，其協定規範仍可能改變，因此，GSM數據機也要能支援空中介面韌體更新(FOTA)，這能讓軟體更新在空中進行，以配合演進中的eCall規範。
事前測試保證運作無礙
為了在eCall基礎建設確實部署前推動IVS設計的設計與評估，對IVS原始設備製造商(OEM)來說，能夠促進整體同步通訊和客戶eCall裝置開發的完整測試環境是一個重要需求。
此測試環境必須能讓IVS採用其同步數據機功能，以在實際的GSM網路上送出語音呼叫。
包含MSD的數位音訊串流是由IVS透過同步數據機傳送，並透過PSAP模擬器接收。然後，再由PSAP將MSD解碼。圖3所示為eCall IVS/PSAP測試環境配置。
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| 圖3 eCall IVS/PSAP測試環境配置 |
IVS/PSAP模擬器便於測試
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| 圖4 u-blox的EVK-G20H LEON-G100汽車評估套件 |
筆記型電腦可透過標準AT指令與EVK-G20 LEON-G100評估套件(圖4)通訊，套件中安裝一個具有嵌入式同步數據機功能的LEON GSM模組及一個NEO-6Q GPS接收器模組。此評估套件可提供全部所需的周邊和軟體，可與筆記型電腦和空中介面輕鬆連接。
在PSAP模擬器的硬體部分，則包含一台執行u-blox m-center無線評估軟體的個人電腦或筆記型電腦。PSAP模擬器中內建的m-center能負責IVS(LEON)與接收裝置(具備LISA模組的EVK-U1x評估套件)間的同步化作業、音訊線管理及MDS解碼。
GSM數據機須通過認證
GSM模組必須通過各國政府的審核。此外，也可能須要取得每個國家電信業者的特定認證。若沒有這些認證，以此模組為基礎的IVS裝置將無法在該國或某電信業者的行動網路上執行。
因此，具備預先認證的無線模組是最具吸引力的最佳解決方案。如果能夠事先取得模組級的認證，因而省略許多程序，那麼在終端裝置的認證作業將會變得非常簡單。除此之外，無法通過最終認證的風險也會降至最低，因為模組中發生潛在設計缺陷的可能性已經被消除。
eCall IVS參考設計加速開發
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| 圖5 車載資訊系統參考設計 |
為加速IVS終端裝置的上市時程，具備整合式表面黏著製程(SMT)天線的GPS和GSM參考設計已經就緒。如圖5的參考設計即可用於開發eCall、車隊管理、失竊車輛與資產追蹤、道路收費和安全/監控等車載資訊系統應用。
正確選擇元件 贏在起跑點
隨著eCall系統的即將部署，IVS終端裝置的開發工作正如火如荼的進行中。是否選用正確的元件，會對上市時程產生重大影響。考量的重要因素包括供應商的專業知識、具備支援GPS和GSM子系統設計需求的能力、完備的軟體支援、通過認證的GSM模組、與未來技術的向前相容性，以及具備提供大量高品質汽車級元件的能力。
(本文作者分別為u-blox通訊經理、產品經理)