通讯网络在软件定义汽车中的关键角色

由于软件定义汽车（SDV）主要就是透过软件来管理操作、新增功能并启用新特性的一种汽车，它既是一种制造模式，同时也是一种商业模式，在制造出厂之初，就已设定了种种与云端连接应用的功能，后续的维护、新服务，乃至于与其他第三方的系统共构搭配，都得透过通讯网络来达成。这些通讯网络架构与标准是多方面的，也是SDV发展的关键。
SDV制造模式的通讯要求
SDV可以视为一种融合了制造模式和商业模式的创新概念。它主要透过软件来控制汽车的功能和服务，不仅改变了汽车的设计和制造过程，也为汽车企业提供了新的商业机会和盈利模式。
从制造模式的角度看，软件定义汽车强调的是通过软件而非传统硬件来增加和更新车辆功能。这要求汽车在设计时间就具有高度的软硬件整合能力，以及在整个生命周期内透过软件更新来持续提升其性能和功能的灵活性。这些都得透过以下种种网络通讯来做实时的服务：
1.软件伺服中心：汽车功能和服务主要通过软件实现，使车辆能够通过软件更新来进行升级和维护。
2.连接性：强大的网络连接能力是必要的，以支持OTA（Over-The-Air）更新，即远程无线传输软件更新。
3.数据分析能力：能够收集和分析车辆数据，用于改进车辆性能、用户体验和开发新服务。

SDV商业模式的通讯要求
1.安全和隐私保护：随着车辆越来越多地依赖于软件和数据，确保数据的安全和用户隐私变得尤为重要。如同计算机网络上的资安服务一样，这些都是可能产生的攻防市场。
2.用户体验焦点：提供可定制化的驾驶体验，用户可以根据个人偏好调整车辆设置和功能。有些开放的API（软件开发工具）可以让其他厂商加入远程网络服务，例如提供信息娱乐服务，车主可以通过连接性播放音乐、观看视频和浏览互联网。
3.生态系统和平台策略：开发一个生态系统，支持第三方开发者和公司在车辆平台上创建和提供新应用和服务。

也就是说，软件定义汽车代表了汽车产业的一个转变点，它不仅改变了汽车的技术和功能架构，也为汽车制造商和服务提供商创造了新的商业模式和收入来源。具体来说，可以参考iPhone手机的制造与商业模式，iPhone等类似的智能手机，都强调了软件、云端网络服务在产品功能、灵活性和用户体验方面的关键作用，并且都依赖于持续的创新和生态系统的支持来满足用户的需求和期望。

各类通讯模式的需求与架构
通讯连接性在软件定义汽车的概念中包括了汽车通讯，即车辆与外部装置、其他车辆（车对车，V2V）、基础设施（车对基础设施，V2I）、行人（车对行人，V2P）以及网络（车对网络，V2N）的联机应用。这些连接性功能是智能交通系统（ITS）和自动驾驶汽车技术的关键组成部分，它们使得车辆能够收集和共享关键信息，从而提高驾驶安全性、提升交通效率和增加道路容量。
1.车对车通讯（V2V）：允许车辆互相交换位置、速度和路径等信息，以预防碰撞和提高交通流动性。
2.车对基础设施通讯（V2I）：车辆与道路基础设施（如信号灯、交通标志）交换信息，用于提高交通管理效率和道路安全。
3.车对行人通讯（V2P）：增强对行人的警示，特别是在视线受阻或夜间条件下，从而提高行人的安全性。
4.车对网络通讯（V2N）：透过手机网络或其他无线网络与云端服务连接，支持远程软件更新、实时交通信息获取等服务。
5.车对云（V2C）：车辆与云端服务的直接连接，用于数据分析、软件更新和增强型导航服务。


图一 提供SDV通讯组件或解决方案的供货商

简单来说，这些连接性技术不仅使软件定义汽车能够提供更安全、更高效的驾驶体验，还为创新的服务和应用开启了大门，从而实现了车辆的智能化和数据驱动的决策。通过整合这些技术，软件定义汽车正在推动汽车产业朝着更加互联、智能和自动化的方向发展。
在通讯架构上，则可以分为短距与远程无线通信的两种，分别说明如下：
1.专用短距离通讯（DSRC）：DSRC是一种基于Wi-Fi技术的无线通信协议，专为车辆通讯设计。它支持高速数据传输和低延迟，非常适合支持车对车（V2V）和车对基础设施（V2I）的安全相关应用。然而，DSRC的普及和发展在不同地区进展不一，部分原因是由于新兴的蜂窝V2X技术提供了另一种选择。
2.蜂窝V2X（C-V2X）：蜂窝V2X是基于蜂窝网络的车辆通讯技术，它支持直接通讯（车辆之间、车辆与行人）和网络通讯（通过蜂窝网络）。C-V2X的优势在于它能够利用现有的蜂窝网络基础设施，并且随着5G技术的发展，其性能和应用范围将进一步扩大。
3.Wi-Fi 6（Wi-Fi 6E）：Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E提供了更高的数据传输速率、更低的延迟以及更好的连接密度，这对于满足车辆在城市和拥挤环境中的通讯需求非常重要。这些技术可用于支持车辆内部的高速数据传输需求，以及车辆与近距离基础设施的通讯。

在远程无线通信方面，主要就是依靠目前发展的行动网络通讯的架构，也就是LTE和5G网络。随着5G和即将到来的6G技术的发展，远程无线通信将能够支持更高的数据传输速度和更低的延迟，这对于SDV的实时数据处理和决策至关重要。这些技术将使得车辆能够更有效地与其他车辆、基础设施和行人进行通信，从而提高道路安全性和交通效率。随着这些技术的进步，我们可以期待在未来的智能交通系统中看到更多创新的应用。
这些技术的发展为软件定义汽车的实现提供了技术基础，使得车辆能够实时连接至互联网、更新软件、分享和接收关键信息。以上这些通讯架构主要还是以都会区的应用为主，当汽车在驶在偏远地区，甚至是想达到全球性覆盖的通讯能力时，在远程无线通信方面就得依赖低轨卫星联机的发展应用了。

低轨道卫星通讯系统的应用
低轨道卫星通讯系统，如Starlink等，开启了将卫星通讯技术应用于软件定义汽车（SDV）的可能性。这些系统利用低地球轨道（LEO）卫星网络提供高速互联网接入，具有全球覆盖范围、低延迟和相对高的数据传输速率的特点。这些特性使得低轨道卫星通讯成为软件定义汽车中实现远程通讯、软件更新和其他连接性服务的有力补充，它用于SDV上有三个特点：
1.全球覆盖：低轨卫星通讯能够提供在传统蜂窝网络覆盖不到的偏远地区的连接性，这对于保持车辆在任何地区的连接性至关重要。
2.增强连接性：在城市峡谷或是由于地形导致的蜂窝网络覆盖不佳的地区，低轨卫星可以提供辅助连接，保证车辆通讯的持续性和可靠性。
3.远程软件更新和维护：卫星通讯可以支持在任何位置对车辆进行远程软件更新（OTA updates），确保软件保持最新状态。

目前的发展状况是，一些汽车制造商已经开始探索与低轨卫星通讯服务提供商合作的可能性。例如特斯拉（Tesla）与SpaceX有关联，存在将Starlink卫星互联网服务整合到其车辆中的潜力和讨论，但其实施计划和细节尚未公开。
然而低轨道卫星应用在SDV上仍有许多技术挑战和成本问题，包括如何在车辆上安装必要的接收设备（如相对较大的卫星天线）、成本和技术的复杂性。但也可以预期，随着技术的成熟和规模化生产，这些挑战可能会逐渐被克服。
另外，比较困难地方就是要有政策支持，政府和国际组织的政策支持将对低轨卫星通讯技术的商业应用至关重要，包括频谱分配、跨境服务提供等方面的规范。
至于低轨道卫星通讯应用于SDV的标准化问题，目前可能连纸上作业都还谈不上，而行业标准化是推动低轨卫星通讯在SDV中广泛应用的关键。透过制定统一的技术和服务标准，可以促进不同系统和设备之间的互操作性，从而加快技术的商业化进程。
总的来说，低轨道卫星通讯在软件定义汽车领域提供了一个充满潜力的补充连接性选项，尤其是对于提高偏远地区的连接性和车辆通讯的可靠性。随着技术的进步和成本的降低，预计未来将看到更多关于低轨道卫星通讯在软件定义汽车（SDV）中应用的探索和实际应用，因为这些本来就是汽车发展的根本原则与目标。

在法规与社会发展上的挑战
软件定义汽车的各项链接通讯措施，牵涉到的问题远比软件定义手机要来得复杂，影响也更深远。SDV连接性技术，虽然带来了诸多创新和改善，但在法规、社会接受度和社会结构上也面临着一系列挑战。这些挑战需要通过政策制定、技术创新和公众教育来克服，以确保技术发展与社会福祉的平衡。
在法规挑战方面，一是隐私与数据保护，二是安全标准与规范，三是责任归属和保险问题。这些所牵涉到的问题都比智能手机要严重，直接挑战了生命财产生存上的基本保障。解决之道，不可能只是依靠通讯技术的改进，政府法律的配合制定与基本原则的阐释，才能确保正常的运行。
在社会发展方面，汽车产业就会马上面临工作市场的变化，就好像iPhone一推出没多久，整个手机产业就发生天翻地覆的改变。再者是政府在城乡建设与交通规划上的挑战，需要重新考虑道路设计、交通流量管理和公共交通系统的布局。

结语
通讯网络架构在SDV的发展上，除了必然会扮演关键性的角色外，也因为其复杂的模式，会牵涉到更多外围事物的连动，甚至对社会秩序或生活样态都会有所改变与影响。想想看，智能手机的推行，到现在已经是人手一机，改变了多少产业的样貌？又创造了多少市场机会？未来如果手机加上SDV汽车的操控连动，恐怕也会有令人意想不到发展，我们应该说就是未来communication的工具大大不一样了。