Allion Labs / Cache Her

過往Wi-Fi技術純熟地運用於各項電子裝置,隨著使用者對於智能生活品質要求提升,現在車用連線也開始加入Wi-Fi技術,提升乘客的乘車和娛樂的便利性,例如:

  1. 無線影像投放
  2. Car Play與Android Auto
  3. 車內各種IoT設備
  4. 提供乘車無線網路連線功能

本篇主要針對車機所能提供的無線網路服務來做介紹。最早在十年前車子裡面就可以裝置SIM卡,主要目的是做汽車定位、行車資料回傳與緊急救援服務等,並沒有針對車主和乘客提供網路服務使用;但隨著電信與網路服務的快速發展。現在車內可以提供的服務也更加多元化例如線上聽歌、導航與地圖查詢甚至提供無線網路服務讓乘客使用等等。車機加上一張4G/5G的SIM卡 (或e-SIM) 就是一個小型的無線網路服務站提供車內IoT裝置與乘客使用,尤其在長時間駕車的環境中更是提供大家一個上網排解無聊的管道。

目前交通工具網路熱點實際應用上還是比較偏大眾運輸上的使用,譬如高鐵或長途巴士上面就有提供無線網路讓乘客作商務以及上網娛樂等使用,目前已陸續有幾家車廠商在自家的車機上導入無線網路的服務,逐漸的讓自用車的無線網路正在普及於市場。

車機無線網路連線功能與效能挑戰

車用無線在軟硬體的設計上還是有種種困難需要去克服,例如支援的頻段(2.4G/5G)、裝置連線的數量多寡、傳輸的速度快不快、同時上傳與下載的能力好不好、多人同時使用時的效能佳不佳、網路傳輸的延遲、其他設備的干擾影響大不大、使用應用程式的效能與延遲還有與各式連線裝置的相容性等問題。

百佳泰實測:車機無線效能比較

百佳泰找了兩款支援無線網路分享功能的車機並測試其無線網路的效能,如下圖模擬在一個5人座房車裡面,每個座位上都有模擬有乘客在透過行動裝置(如手機、平板或筆記型電腦)使用車機分享無線網路的效能。

車用無線效能測試項目:

  1. 最大同時連線時的穩定度
  2. 最大傳輸速度
  3. 無線網路時間公平性測試
  4. 距離與傳輸速度的效能
  5. 車內各位置的傳輸公平性
  6. 多設備同時使用效能
  7. 連續連線/斷線情境下的穩定性
  8. 長時間使用下的穩定性
  9. 無線訊號共存性下的效能

連線設備:

為了不讓使用不同終端機而對測試結果產生誤差,因此統一用Google Pixel 4手機來當此測試的終端設備

測試結果比較:

A. 最大同時連線時的穩定度

Model A 與 Model B 在多設備同時連線時都很穩定並且維持在我們設定的流量 (2Mbps),另外Model B的封包錯誤率在上傳與下載方面都維持在0%表現良好,但是Model A 在下載時的封包錯誤率在每一台終端設備上竟然高達14%~18%不等,下載仍有很大的改善空間;而上傳部分並沒有這樣的問題。

B. 最大傳輸速度

對於一般的無線路由器而言,傳輸速度結果應為其連線速率(Link rate or Physical rate)的70%〜80%左右。但是其測試結果顯示,Model B傳輸速度為45.3,達到連線速率(65Mbps)的70%左右在正常的範圍裏面;反觀Model A的傳輸速度只有39.9,為連線速率(65Mbps)的60%左右表現略差,這部分是還有改善空間的。

c. 無線網路時間公平性測試

這個測試目的是確認兩台終端在不同距離下使用,被分配到的時間與流量是否公平,從實驗數據可知Model B整體的傳輸速度優於Model A。雖然Model A和Model B的傳輸速度變化在15%以內但是Model B的變化差異比Model A更穩定。

D. 距離與傳輸速度的效能

由於汽車中的每個位置距離差異不是很大(小於2公尺),因此Wi-Fi信號的衰減也不會太大。 Model A和Model B在每個位置上的傳輸速度來看都是可以接受的 (以觀看1080P線上串流影片為評判標準約10Mbps)。另外Model B每個位置的下行/上行傳輸速度性能均優於Model A

E. 車內各位置的傳輸公平性

由上面實驗數據可知在車子裡面的各位子Model B的下行與上行的傳輸速度均優於Model A。且Model B的變化差異也比Model A更好且更穩定。

F. 多設備同時使用效能

本測試目的是以多人同時連線使用下的傳輸速度比較,根據測試結果Model A和Model B的整體效能比單獨一個使用者使用時的傳輸速度表現較差,最低的傳輸速度僅為7.11Mbps和8.2Mbps。這樣的流量使用一般語音通訊與觀看普通品質的影片串流是沒問題的。但是如果有多個使用者同時觀看影片串流或是一個使用者觀看高清影片(1080P) 那這樣的數字就可能會有延遲或不順的現象發生。

G. 連續連線/斷線情境下的穩定性

根據測試結果,可以看出Model A 與Model B的Wi-Fi性能在連續連線/斷線情境下的環境中保持穩定。Model B的性能幾乎是0%,優於Model A。

H. 長時間使用下的穩定性

測試結果表示,在長時間(12H)連線情況下進行監視Model A和Model B的Wi-Fi性能都是穩定的,且所有的封包錯誤率均小於0.1%。

I. 無線訊號共存性下的效能

對於無線路由器來說環境的干擾 (同頻與鄰頻干擾)對於效能影響是極大的,無干擾和有干擾的環境之間的差異應小於60%。但是實驗中Model A和Model B在有同頻信號干擾的情況下傳輸速度有落差,分別為91.8%和85%。換句話說只剩下原來的速度的10%~15%。這意味著在外來無線訊號存在的情況下,Model A和Model B的Wi-Fi性能急劇下降,會導致使用者在車內使用時會感到不順暢或延遲的情況發生。

由上面的幾項測試數據為了方便比較我們整理成一個總表如下,各項比較下來Model B 的效能都比Model A 優秀,這顯示出Model B廠商的產品品質的是比較優秀的。

Item                                  Product Model A Model B
Maximum Connection Test Worse Better
Maximum Throughput Test Worse Better
Airtime Fairness Test Worse Better
Range Versus Rate Test Worse Better
Spatial Consistency Test Worse Better
Multiple STAs Performance Test Worse Better
Multiple Association/Disassociation Stability Test Worse Better
Long Term Stability Test Same Same
AP Coexistence Test Same Same

 

百佳泰車機驗證解決方案

除了上面所提到的效能測試之外,百佳泰也為車機娛樂裝置提供一站式的完整服務方案如下:

  1. 訊號量測
  • 高速訊號與低速訊號
  • 電源訊號
  • 無線天線與場型
  • 客製化治具購買
  1. 認證服務
  • Carplay / Alexa
  • HDMI / USB / Wi-Fi / Bluetooth/ SD / MMC
  1. 無線相容性測試 (藍牙與Wi-Fi)
  • 手機、平板、筆記型電腦、行車紀錄器、導航裝置等等
  • 不同無線模組晶片(Qualcomm, Broadcom, MTK…etc.)
  • 不同作業系統 (Windows, Android, iOS…etc.) 

  1. 無線效能測試
  • 最大設備連線數
  • 多設備同時使用效能
  • 最大無線傳輸速度 (上傳、下載、上傳加下載同時)
  • 距離與傳輸速度的效能
  • 空間域中Wi-Fi訊號的一致性
  • 長時間使用下的穩定性

  1. 無線場域的干擾
  • 同頻段與鄰接頻段的干擾
  • 不同背景流量的干擾
  • 其他裝置訊號的干擾

  1. 功能性測試
  • 電源管理
  • 連接/ 斷開
  • 多用戶連接
  • 語音/ 影音串流與遙控
  • 免持電話功能與控制
  • 訊息操作
  1. 使用者情境
  • 多個應用程式互相切換
    • 影片類 (愛奇藝 / 騰訊 / 優酷 / Youtube / Netflix)
    • 音訊類 (Radio / AUX / QQ / Spotify)
  • 多個設備互相切換
  • 播放操作 / 各種影片格式播放
  • 傳入事件切換(電話 / 簡訊)
  • 超出連線範圍
  • 其他客戶化使用情境規劃

在一個旅程中除了駕駛以外其他乘客接觸最多的就是車用娛樂系統(IVI),因此一個能夠提供高效能且穩定車機系統,可以確保最重要的安全性以及舒適的娛樂性

百佳泰可以成為完美品質的守門員,若您對於車機系統生態圈有驗證需求,或想諮詢相關服務,請來信至service@allion.com。