車聯網應用簡介及關鍵量測技術

車聯網增進車輛間及基礎設施之智慧連結。

車聯網(Connected Car或通稱V2X)、先進駕駛輔助系統(ADAS)、自駕車(Autonomous Cars)是近來汽車電子產業火紅之議題，相關軟硬體廠商無不傾出洪荒之力開發最新方案搶市。對汽車市場長期關注且擁有完整測試解決方案的儀器大廠是德科技(Keysight Technologies)表示，以應用面來說大致可分為以下：

一、V2D：以Bluetooth、Wi-Fi、LTE等既有技術與週邊裝置的實體層互通，無鑰匙遙控(Remote Keyless Entry；RKE)、導航等皆是常見的應用；但車商在採用時，不免還是會有採用標準規格或獨規的考量。

二、V2H：為智慧家庭或物聯網規劃一環，利用 ZigBee 及執行緒(Thread)技術，將車輛的「五油三水」概況傳送至消費者手中，方便隨時監控；唯因消費者未必有維修專業支撐，且有其他替代方案，此項功能相對較無導入的迫切性。

三、V2I：與基礎設施互通，可收集更多交通資訊，落實智慧城市之交通管理；不過，現階段相關應用並不完善，車商能否開創新的應用價值是關鍵。

四、V2V：應用於預警等主動安全機制，美國擬於2017年立法強制新車安裝V2V設備，但不同廠牌、不同款式車輛之間的互通相容性是最大問題；目前IEEE 802.11p通訊標準雖是業界共識，但對於由誰進行認證仍有爭識。

五、V2R：在沿線道路設置專屬基地台並設立行控中心，若能進一步為大眾交通系統劃出專屬頻段，更能加速反應時間、更快發現異常，可為自動駕駛或無人駕駛鋪路。因牽涉到土地、頻譜等公有資產，須仰賴政府公部門協調及主導。

後兩項若能同步部署，除了增進車輛間及基礎設施之智慧連結外，對辨識車籍及車主身分亦頗有幫助，在查捕贓車等犯罪防治方面將貢獻良多。此外，車聯網未來還有一塊很大的應用就是：與金流的結合，將可進一步實現無人控管環境，並簡化管理及付費平台。無論哪種通訊技術協定，Keysight是德科技都能提供全方位的量測解決方案。

而推升這一波浪潮之關鍵推手包含了相關之無線通訊技術及先進的雷達科技。車聯網相關之無線通訊技術諸如Wi-Fi、Bluetooth、LTE-A/V、VoLTE、802.11p、GNSS、NFC、eCall、bCall、無線充電等，族繁不及備載在此不一一詳述。

其中一項802.11p(Wireless Access in the Vehicular Environment；WAVE)，是一個由IEEE 802.11標準擴充的通訊協定，這個通訊協定主要被運用在基於5.855GHz？5.925GHz的車載通訊(或稱專用短距通訊，Dedicated Short Range Communications；DSRC)系統中，應用範圍涵蓋汽車對汽車V2V、汽車對基礎設施V2I等，可利用最新向量訊號分析軟體Keysight N9077A及彈性的向量訊號產生軟體Signal Studio N7617B，搭配量測儀器，可實現OBU(On-Board Unit)及RSU(Road-Side Unit)的通訊訊號量測。

頻率調變連續波雷達(Frequency Modulated Continuous Waveform Radar；FMCW Radar)正適合汽車主動安全系統的需求，因為它們體積小、近程測量準確度高、對雜波靈敏度低，以及易於整合的特性，因此FMCW雷達已經被廣泛應在汽車行業中先進汽車駕駛輔助系統(ADAS)。其應用愈來愈多元，如主動車距控制巡航系統(adaptive cruise control；ACC)。

一個FMCW系統的發射器發送高頻和大頻寬的線性調頻(chirp signal)訊號，所發射的訊號到達目標，並被反射回到接收器，其時間延遲(time delay)和頻率偏移(frequency shift)則取決於和目標之間的距離及相對的速度。藉由混和發送和接收到的訊號，時間延遲響應到差頻(frequency difference)產生一個拍頻(beat frequency)，這能對目標距離進行非常精確和可靠的估計，有關汽車雷達從設計評估、信號處理(產生及分析)、元件測試、目標模擬到最後的功能產測，可查詢www.keysight.com.tw 網站，以獲取最新資訊。(本文由是德科技提供，李佳玲整理)