何不让您的爱车变得更聪明-汽车电子的英特网整合趋势

何不让您的爱车变得更聪明_汽车电子的英特网整合趋势我几乎可以从任何一个国际机场连上英特网，也能就近登入附近的几个无线网络，甚至还可以在咖啡店和餐厅等这些热点（hotspots）上网，但为什么就是不能在我自己的车内上网呢？到底是什么技术因素让我无法在公路上全速奔驰时也能放心地浏览网站？我的车子为什么不能让我连接上附近道路旁的网络？本篇文章将探讨长途移动所带来的移动平台问题、一些可能解决这项问题的无线标准，以及车用环境会面临的独特限制的问题，这些问题都可能是汽车内部功能无法大幅提升的障碍。首先，车内英特网这样的想法似乎不太安全，许多地方的法令规定开车时看电视或影片是违法的行为，更别提比看影片更需要用到视觉与互动操作的上网动作。既然如此，在车内上网有什么意义？车内上网有没有意义?对驾驶人来说应该没有，但从经济观点来看可能就有。由CNWMarketingResearch在2006年9月所做的一份调查报告中指出，30岁以下预备购车的人当中，有14%的人希望车内配备收发电子邮件与上网的功能。这个数据比2004年的调查结果高出2倍之多。事实上，驱动这个市场成长的动力并非驾驶本身；目前车内影片及信息娱乐系统的主要用户大多数是车内乘客，所以他们才是on-road英特网的目标群众。图1.蜂巢式与卫星技术结合而成铁路通信网路架构另一个目标则是汽车设备。许多汽车已内建WindowsCE或WindowsMobile的计算机，能执行全球定位系统（GPS），并提供其它车内服务，例如从英特网更新实时的道路交通信息。通过英特网，GPS可多方且实时地更新这些数据内容以符合顾客的需求。许多城市中的停车场都会用显着的告示牌标示剩余车位，这些信息都已更新储存在计算机中，只要将这些信息上线就可以传送到您的GPS上，甚至可以用您的GPS预约停车位或进行议价。这就是英特网的好处之一――创造全新的商业模式。另外，在不会把个人速度数据泄漏给警方的前提下，您的GPS甚至也可以上传您的所在位置与速度数据作为路况回报。而广告也是另一个潜在的商机，因为您可以在车内接收到你所需要的产品或服务广告。试想，当您的汽车计算机侦测到换机油的需求时，它能够立即告诉您附近有哪些汽车保养厂可以为您提供实时的服务。可是当您在高速公路上快速奔驰时，到底会面临什么技术上的问题让您无法安心地上网呢？有许多技术正在这项领域中开始发展。事实上，在铁路系统中已有一些先期的研究成果。铁路系统可说是一套相当理想的测试平台模型，因为车辆移动路径和速度都可预知及控制。图1所示是由蜂巢式（cellular）、卫星、甚至是Wi-Fi等系统为基础所构成的混合通信网路架构。在这个情况下，某一个中枢地面站（hubearthstation）负责提供从骨干网络，经由卫星，直接联机至火车的天线。而铁路沿线所架设的手机基地台也可为火车与可用网络之间的GPRS与Wi-Fi联机提供服务。至于在车厢内，Wi-Fi可提供乘客实时上网的方便服务。移动通信网路的标准之争但对消费者而言，真正的价值在于通信范围可以不受移动区域的限制。要达到此目的，系统就必须成为卫星或是移动通信网路的一部分。卫星架构的系统在这部分的市场并无太多发展，因为所有提供全移动式（fully-mobile）服务的电信业者均是使用现有地面网络架构的手机电信业者。CDMA与GSM技术阵营都标榜高速传输，也都是3G手机系列产品的一部份。CDMA有所谓EV-DO，也就是EvolutionDataOnly/EvolutionDataOptimized（或称1xEV-DO）的规格。1xEV-DO可直接提供便携式设备（如laptop）或其它主机系统快速无线宽带存取（如3G）英特网的服务，这些主机系统可能是已存在您仪表板上的GPS计算机。EV-DO的Rev.0版本提供移动设备的无线接口最高可达2.4Mb/s的传输速度（平均数据传输率为300~600kbps）。而电信业者已经开始布建EV-DOrevA的规格，协助原先的2.4Mb/s的最高下行链路（downlink）数据传输速率提升至3.1Mb/s；而上行链路(uplink)传输速率也由150Kbits/sec提升至1.8Mbits/sec。这样的传输速率足以让您在车内的网络存取速度可与许多DSL服务媲美。到了2005年底，全球将有16个商业网络，包括VerizonWireless、SprintPCS(现在是Sprint/Nextel)、SKTelecomKorea、KDDIJapan等等，可支持超过1290万个EV-DO的用户。然而，在几乎所有无线标准相互竞争的态势下，已经有许多网络为其客户提供另一种技术服务。澳洲的Telstra已经宣布终止EV-DO网络服务，转而开始提供客户更快速的“高速下行链路封包存取”（High-SpeedDownlinkPacketAccess；HSDPA）网络。南韩的KTF与SKTelecom都已停止在CDMA2000网络的投资，从2007年初将开始转为提供客户新的HSDPA技术。表1：各大通信协议之比较图。3.5GHSDPA协定胜出HSDPA是一种3.5G移动电话通信协议，为UMTS架构的3G网络提供一种进阶规格，进一步提升支持更高数据传输速率。目前HSDPA的布建支持1.8Mbit/s或3.6MB/s的下行链路传输，并计划在不久的将来迈向14.4Mb/s以上的传输环境。HSDPA是UMTS标准的演进规格，借助新的W-CDMA信道，提升数据传输速率。此新的通道为高速下行链路共享通道（high-speeddownlinksharedchannel），主要是针对移动设备的下行链路通信，在运作上有别于现有W-CDMA的通道。高通（Qualcomm）就展示了EV-DO一些令人印象深刻的功能，例如：一位参加视频会议的人员从时速60英里（96公里）的车上进行联机。另一位与会者则是从时速超过150英里（240公里）的子弹列车上拨打VoIP电话。但目前的网络Blog对于EV-DO系统都没有很高的评价。我们在一些Blog中都可以看到类似以下的留言（2006年7月）：“今天我打电话取消了现有的‘EV-DO系统的服务’，而且明天就要去退网络卡…依照我使用的经验，未来几年内我不会想再用EV-DO相关服务了。”由此可见，EV-DO在使用者经验方面似乎尚待改进。表1展示了各大通信协议之比较。使用者经验无法具备的其中一项问题就是“联机质量”。在EV-DO的网络系统中，移动用户的联机可能会面临一些实际的问题，例如：若用户在移动时由EV-DO网络跨入仅有CDMA20001x服务的网络时就会造成断线。这种情形当用户所在的地区只提供部分EV-DO的通信范围时最有可能发生。当移动用户进入CDMA20001x的通信范围时，EV-DO信号会逐渐变小，最后会使数据联机中断（见图2）。由于两个网络间的数据传输通常是由封包数据服务节点（PacketDataServingNode；PDSN）负责处理，而这类设备无法支持移动用户的设备handoff进入1x网络的持续数据联机。缺乏handoff机制会造成原拨通的联机在进入新的网络覆盖区后需再重拨，容易产生负面的使用者经验。Wi-Fi成为市区车上连网的核心网络如果我身处密集都会区，随处都有802.11网络可用。但我的车子要如何免费使用这些网络呢？移动用户面临的几项挑战其中是合法性。许多公众网络会要求联机的使用者先同意它们的使用条款。或许您已经由于太常点选无线登入网页的“我同意”的按钮而养成不自觉的条件反射行为。因为这些登入画面都不相同，且每个网站有不同的使用条款，使用者必须合法地同意每个网站的使用者条款。即使条款内容都一样，但每个网站同意的程序却都不尽相同。许多Wi-Fi网络无意间都成了开放式的网络，因为许多Wi-Fi路由器的默认值都会把安全项目关闭。虽然有些人不介意路过的车辆偶尔用一下他们的网络，但有些人可能会将其视为入侵的行为。当您使用这些网络时，也表示您信任这些开放网络的安全性，可是像这样的系统中会有多少病毒潜伏呢？而像T-Mobile这类的营运商应有能力解决这个问题，因为它们在全国皆设有安全防护的802.11热点网络以及移动电话数据网络。图2.不同的网络技术会造成数据联机维持上的问题USB担纲主要接口一旦您的仪表板中的计算机开始联机，它就会需要与其它车内设备通信，此处采用两种接口以符合车内计算机的各种需求(如图3)：车内的802.11可为计算机建立近端热点环境；而USB则提供移动电话的数据传输与充电，或是连接其它标准USB周边设备。这些设备中所采用的USB主机控制器与一般标准计算机中所用的不同。许多系统如GPS、全功能立体音响、内建诊断系统等，都采用专为该消费性电子所设计的内建嵌入式主控集成电路的处理器。一些较简单的系统，如基本立体音响和移动电话免持听筒则不需要太多运算处理能力，因此可以选择使用基本的嵌入式微处理器。在这些情形中，利用独立的嵌入式主控集成电路就可新增一个嵌入式主机(如图4)。在信息娱乐系统中内建USB主机时，其应用与使用模式会决定所需的频宽。对大多数车辆应用来说，12MbpsUSB（全速模式）的传输速率就足以支持所有标准的应用。举例来说，MP3的平均数据传输率为128Kbps，至于高质量MP3数据所需的320Kbps传输速率仍远低于全速USB模式支持的10Mbps传输速率。即使是CD内的无压缩WAV档案串流传输所需的1.5Mbps最大数据传输速率，用全速USB模式依然游刃有余。可是若要使用内建GPS、或音乐储存量较大时，就必须采用高速模式的USB。因为如果只用全速模式，要同步传送1GB的数据就得花上20分钟以上的时间。内建的车内运算系统会面临的挑战之一就是车用信息娱乐系统必须要能在极端的温度范围中运作。为了确保车用设备在所有环境条件下都能正常运作，汽车电子协会（AutomotiveElectronicsCouncil，AEC）所制定的AECQ100规范中，明订汽车组件必需能在摄氏-40℃～150℃之间的任何温度变化情形下正常运作。因此，许