车用信息娱乐系统扩展智能驾驶应用 无线网通方案左右用户体验

整合蓝牙、Wi-Fi的SoC无线通讯解决方案，已经成为车用多媒体影音的加值应用网通方案首选。Cypress Semiconductor

在汽车智能化潮流下，车用娱乐系统的地位越来越受到重视，IVI不再只是作为娱乐媒介，未来也将成为智能化汽车主／被动安全功能的控制中枢，所提供的各种无线／有线传输方案更左右了车载娱乐／安全系统的使用体验…
 
车用智能加值应用提升  车载娱乐装置已成载智能中枢需求

随着车用电子技术持续精进，以往在科幻电影中才能看到的智能系统人机交互情境，如生物体徵识别、语音识别／语音控制、穿戴式智能设备连线操作等，在新一代中／高端车型已相继列入标准配备，或许现有设计在整合度未能如科幻电影般超现实，但实际上，智能IVI系统实用性与便利性已经达到现有智能用车的基本需求。

例如，车主使用设置车内的摄影机进行驾驶的身份识别、对应自动调校电动座椅取得最舒适的乘坐设定、娱乐系统偏好设定等，或是透过穿戴式电子产品进行车主身份识别、启动车辆运作等。

而在车用多媒体终端的技术整合方面，使用触控式屏幕取代常规的机械按键操控也成为主流，触控屏幕有越做越大趋势，甚至连原有机械结构为主的仪表板(速度表／转速表)等关键车用仪表，在高端车型中，改用液晶屏幕呈现也成重点设计，或透过更多元变化、可个性化设置的车用仪表，满足不同车主喜好与特殊个性化设计的使用期待。

在各种电子科技相继导入用车情境的潮流下，对于车用娱乐系统(In-Vehicle Infotainment system；IVI system)的系统扩展性、连结性要求也越来越高，传统IVI系统条件会较关注车用环境的稳定性、耐用度等，在操控需求会以机械式控制作为用户主要界面，为求系统稳定性在系统扩展与连结性能因此受限。

新一代嵌入式智能运算技术导入用车情境后，对IVI系统的要求除在原有车用电子的高稳定性、耐用度条件外，对外部多媒体娱乐资源、联网资源、AI智能互动资源的需求增加，设计难度更高。
 
车载IVI整合娱乐、智能应用、控制中枢

现有车载IVI系统整合，如前述，已逐步成为车用电子系统的人机界面中枢，能处理的应用不光光仅有多媒体娱乐资源展现用途，像是车室内空调、灯光、功能性的视觉化调整设定，到关乎安全的各项主／被动安全控制与运作状态，用车环境的主动系统诊断状态回报，随时掌控车辆的车况条件、进一步主动分析用车情境与相关如油料与区域加油站座标、路线建议等，让用车条件与IVI系统做进阶整合，透过联网资源使智能系统善用外部联网信息源达到最佳化汽车智能化的目标。

为了实现IVI系统作为车载资／通讯环境的处理中枢目标，IVI系统的联网能力即成为整合智能用车功能的关键，许多车厂也开始觉察到IVI系统在发展智能车的重要性，而不同车厂的IVI平台整合型式不同，也会因为设计风格、开发方向的差异也会有不同设计方向，例如，新一代电动车如Tesla系列车型，即刻意将IVI系统搭配大型LCD触控屏幕整合，其余主流车厂则习惯仍以8~10寸显示屏处理IVI系统的显示或触控人机界面需求。

透过无线传输技术  扩展IVI联网与数据撷取加值应用

除了显示、触控人机界面设计外，IVI系统另一个整合重点即在车用联网环境设计，例如，为了让车主双手释出不再因为操作手机IVI提供近场蓝牙网络，让手机能与车上的IVI系统交换信息，甚至投映相片、传输查询定位的座标点、多媒体影音数据传递等，几乎每一只手机都有设置的近场蓝牙传输模块，在车室空间仅3？5m区域下已有不错的网通环境连接效果，而IVI系统若无设置4G/3G网通数据连接模块，也能透过蓝牙的网络连接机制，将智能手机的网通服务提供给车用IVI系统接取。

虽说蓝牙近场无线传输应用，在用车情境下仅有3？5m传输距离应用上绰绰有余，但实际上蓝牙无线传输环境受限低功耗设计限制，在Bluetooth 4.2版传输效能可达到1.5Mb/s，传输应用的重点仍放在省电效能方面，至于新一代Bluetooth 5.0版技术方案，在传输效能、传输范围距离都有所提升。

Bluetooth仍是近场低功耗要求最佳车用网通方案

若检视Bluetooth 5.0版近场无线通讯技术方案规格，Bluetooth 5.0的有效传输距离已可达到4.2LE版本至少4倍表现，理论传输距离可以达300m，传输速度也是4.2LE版本的2倍，传输效能极致有可能达到24Mb/s，其余Bluetooth 5.0还有针对未来IoT物联网其他产品的扩展应用，也因此奠定了IVI系统优先整合蓝牙近场网通技术方案的位置。

即便新一代Bluetooth近场无线通讯极具优势，但实际上在其传输效能仍是远远落后Wi-Fi无线通讯技术，因为，Bluetooth通讯技术方案的重点仍以「省电」表现优先考量，若对于如高清视频、无损音乐等新一代IVI娱乐系统的重点应用，现有的蓝牙无线传输技术在传输效能表现可能就会出现力有未逮状况，而在众多无线网通方案中，目前以Wi-Fi无线通讯技术在效能与节能条件最为平衡。

新一代Wi-Fi与MIMO方案  仍是车内高速无线传输首选
 
目前Wi-Fi(802.11x)网通技术方案中，在高速传输表现方面以IEEE802.11x应用最普及，以目前相对普及的IEEE802.11n、IEEE802.11ac来说，前者为使用2.4G/5GHz频段传输的无线技术方案，传输效能最高可达到150Mb/s，可搭配MIMO(Multi-input Multi-output)天线技术配置提升传输效能表现，至于IEEE802.11ac采行5GHz频段进行传输，传输效能在新的Wave 2规格下，最大的提升在于支持160MHz带宽。

由于可使用的带宽倍增，无线传输速度也能达到翻倍飙涨，在Wave2另一提升视支持MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)多用户的多天线收发技术，也就是说原有仅多天线收发用户抢带宽的问题，运用新天线技术方案获得大幅改善，但目前车用娱乐环境使用的需求较单纯，顶多作为手机投映画面至IVI屏幕呈现使用的无线网通方案，一般采行IEEE802.11n搭配单篇线方案其实就相当够用，对投映屏幕的传输数据量也算能满足用户体验绰绰有余。

在车内的高效传输的近场无线传输需求应用中，众多无线网通方案依旧还是IEEE802.11x的Wi-Fi方案最有效益，不仅在网通模块、手机支持性、传输效能等，都是目前没有其他方案可以抗衡，加上车载环境在电力供应的部分限制不大，高速无线传输的应用条件并不会有太大问题。

至于更新一代的IEEE802.11ad(Wireless Gigabit Alliance；WiGig)无线通讯方案，为使用60GHz无须执照的频带运行，技术号称可以达到1Gb/s传输，或是500Mb/s单一连线传输效能，虽然规格亮眼，但在一般家用、商用场域受限新方案仅有10m距离(基于beamforming传输条件)，导致市场应用能见度相对较低，相关模块制造／验证成本较高，车载应用几乎没有厂商导入。

另一个IVI系统的网通介接思路，就是导入如3G/4G无线数据传输方案，3G执照目前处于退场机制，主流商用无线网络接取都会优先使用4G传输方案，对于车载应用来说，导入如4G Lte(Long Term Evolution)无线数据传输方案若不考虑连接资费问题，其实实用性相当高，以LTE带来的好处其实即是移动数据接取会比现行 3G/3.5G更快，搭配载波聚合(Carrier Aggregation；CA)功能，4G Lte无线通讯技在串流影音娱乐内容、或是接取区域道路设施网通服务都足以满足车用路应用需求。