HHRI/當地面的車聯網遇見天上的低軌衛星,通訊設備將成為關鍵

【鴻海研究院】
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鴻海董事長劉揚偉日前在股東會透露,鴻海已開始佈局B5G相關衛星通訊的計畫,除投入低軌道衛星(LEO)領域研發,也不排除發射鴻海衛星的計畫,並將由鴻海研究院新世代通訊研究所負責設計及統籌。

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至於車聯網這兩年雖早已是產業界的討論重點,但目前仍未真正落地,所需要的技術標準化、大量資料處理,以及即時通訊品質仍是十分嚴峻的挑戰,需要累積更多技術才能達成。更棘手的是,除了雲端通訊與網路的結合,還牽涉到隱私與保密、AI技術發展等議題。另一方面,雖然目前有些特斯拉車主會將星鏈(Starlink)的接收終端裝在自己的車上,以接收衛星的訊號。這個看起來有趣的應用,是否能對車聯網的發展帶來關鍵幫助,又或者只是個昂貴的玩具呢?

6月6日在鴻海研究院舉辦「NExT Forum」主題論壇上,邀請新加坡科技設計大學教授 Tony Q.S. Quek、國立臺灣大學資訊網路與多媒體研究所所長施吉昇、創未來科技執行長王毓駒等三位代表學界與產業界的來賓,就新世代的新行動通訊,探討當地面的智慧車聯網遇見低軌通訊衛星時,會發生什麼變化?又將帶來什麼樣的挑戰與問題?

車聯網的終極目標是全自駕?AI加上攝影機就是全自駕?

許多人對自駕車有很多想像與願景,例如今年3月初,Google旗下的自駕車Waymo公佈的一段影片中,可以看到他們讓Waymo汽車在舊金山市區上路,這台自駕車已經可以做到很多一般人開車能做的事情,例如超車,或是在路口停等行人或車輛,也可以在沒有號誌的路口,等待對向來車穿越之後再轉彎。

不過,施吉昇認為,目前大眾對於「好的自駕車系統」仍沒有一定標準,而目前的道路使用也不夠有效率,例如為了安全而設計的紅綠燈,常常引發不同的交通狀況。因此,只讓車子智慧化是不夠的,要讓整個交通系統能更有效率的運行。就像極具效率的航空、鐵路,都是需要「協調」的運輸系統,而車跟車若能彼此協調與溝通才是最重要的。

Tony Q.S. Quek表示,汽車不會一下子全部都變成自動駕駛,一定會有不同的階段。因此,車聯網(Vehicle-to-everything,簡稱V2X)所扮演的角色就更重要。另外,自駕車在設計AI模型時,必須要更多考慮駕駛人的行為模式。

在自駕車的藍圖中,若要讓交通系統能夠順暢運行,必須透過車聯網,讓車子之間可以互相溝通,可想而知通訊在整個自駕車領域的重要性。

車聯網究竟是什麼?施吉昇明確定義,「車車要能相連,且相連成網」,不僅需要雙向即時(Two way Real-time),還必須是廣域(Wide-Area)的通訊技術,目前可用的技術包括C-V2X、5G再加上DDS的通訊協議,這些技術將有機會實現車聯網的想法。而低軌道衛星也是一項重要技術,其基礎建設相較於5G或6G更容易被運用,可提供支援讓自駕車開往基礎建設較少的郊區時仍能順暢運作。

施吉昇表示,自駕車的未來發展將在通訊面產生各種不同面向的需求,例如車隊運行時,車跟車之間的短距離即時通訊;或是抵達路口時,需要一個全域的通訊。再放大一點,整個市區的即時通訊也可以透過低軌衛星進行傳輸。未來,不同通訊架構必須要能相輔相成,才能完善自駕車系統。

低軌衛星是個昂貴的玩具嗎?

Tony Q.S. Quek提到,就現行的4G或5G網路架構,都需要建立大量的基地台才能使用;但物聯網設備需要有更高的網路覆蓋率,這也是為何新的5G標準將衛星通訊也納入考量的原因。

接下來幾年,衛星通訊和地面通訊將會平行發展,同時也需要花上一些時間進行整合。但從長遠來看,我們希望的是各個設備,不論是自駕車或是手機,都可以順暢的連結到衛星或是地面網路,這是我們對於未來網路的願景。

王毓駒則從需求的角度出發,他認為自駕車的需求將會驅動車聯網及衛星通訊服務的發展,如果要發展符合安全標準的全自動駕駛車,必須要有充分的圖資及穩定精準的導航,以及可相對應的車聯通訊。

目前既有的車聯技術,在 LEO(Low Earth Orbit)通訊前有兩個部分,一個是DSRC(IEEE 802.11p),另一個是C-V2X(3GPP),二者都較偏重於短範圍的車對車溝通,或是需要基礎設施才能存在。一般來說,需要自駕的狀況大部分是在最無聊的路段,也是缺少5G基礎建設的地方,這就是為什麼需要低軌道衛星(LEO,Low Earth Orbit)的一個重要原因。

對自駕車或車聯網而言,低軌衛星通訊的最大幫助是大幅提升高速通訊的覆蓋率,但這會有一些相對應的挑戰,首先是高速通訊的標準尚未完全確立,其次是地面訊號接收站要能普及使用,且當移動速度快的低軌衛星與地面上的自駕車都在移動的狀況下,地面接收端必須要能追蹤自駕車與衛星軌跡的軌跡。

王毓駒並不認為低軌衛星是個昂貴的玩具,因為他創立公司最核心的任務,就是要讓大家可以負擔得起這個設備,「如果買得起iPhone,就能在車子上裝衛星終端。」

全文轉載自鴻海研究院TECH BLOG

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