Allion Labs / Cache Her

过往Wi-Fi技术纯熟地运用于各项电子装置,随着用户对于智能生活质量要求提升,现在车用连线也开始加入Wi-Fi技术,提升乘客的乘车和娱乐的便利性,例如:

  1. 无线影像投放
  2. Car Play 与Android Auto
  3. 车内各种IoT 设备
  4. 提供乘车无线网络连线功能

本篇主要针对车机所能提供的无线网络服务来做介绍。最早在十年前车子里面就可以装置SIM卡,主要目的是做汽车定位、行车数据回传与紧急救援服务等,并没有针对车主和乘客提供网络服务使用;但随着电信与网络服务的快速发展。现在车内可以提供的服务也更加多元化例如在线听歌、导航与地图查询甚至提供无线网络服务让乘客使用等等。车机加上一张4G/5G的SIM卡 (或e-SIM) 就是一个小型的无线网络服务站提供车内IoT装置与乘客使用,尤其在长时间驾车的环境中更是提供大家一个上网排解无聊的管道。

目前交通工具网络热点实际应用上还是比较偏大众运输上的使用,譬如高铁或长途巴士上面就有提供无线网络让乘客作商务以及上网娱乐等使用,目前已陆续有几家车厂商在自家的车机上导入无线网络的服务,逐渐的让自用车的无线网络正在普及于市场。

车机无线网络连线功能与效能挑战

车用无线在软硬件的设计上还是有种种困难需要去克服,例如支持的频段(2.4G/5G)、装置连线的数量多寡、传输的速度快不快、同时上传与下载的能力好不好、多人同时使用时的效能佳不佳、网络传输的延迟、其他设备的干扰影响大不大、使用应用程序的效能与延迟还有与各式连线装置的兼容系等问题。

百佳泰实测:车机无线效能比较

百佳泰找了两款支持无线网络分享功能的车机并测试其无线网络的效能,如下图模拟在一个5人座房车里面,每个座位上都有模拟有乘客在透过行动装置(如手机、平板或笔记本电脑)使用车机分享无线网络的效能。

车用无线效能测试项目:

  1. 最大同时连线时的稳定度
  2. 最大传输速度
  3. 无线网络时间公平性测试
  4. 距离与传输速度的效能
  5. 车内各位置的传输公平性
  6. 多设备同时使用效能
  7. 连续连线/断线情境下的稳定性
  8. 长时间使用下的稳定性
  9. 无线讯号共存性下的效能

连线设备:

为了不让使用不同终端机而对测试结果产生误差,因此统一用Google Pixel 4手机来当此测试的终端设备

测试结果比较:

A. 最大同时连线时的稳定度

Model A 与 Model B 在多设备同时连线时都很稳定并且维持在我们设定的流量 (2Mbps),另外Model B的封包错误率在上传与下载方面都维持在0%表现良好,但是Model A 在下载时的封包错误率在每一台终端设备上竟然高达14%~18%不等,下载仍有很大的改善空间;而上传部分并没有这样的问题。

B. 最大传输速度

对于一般的无线路由器而言,传输速度结果应为其连线速率(Link rate or Physical rate)的70%〜80%左右。但是其测试结果显示,Model B传输速度为45.3,达到连线速率(65Mbps)的70%左右在正常的范围里面;反观Model A的传输速度只有39.9,为连线速率(65Mbps)的60%左右表现略差,这部分是还有改善空间的。

C. 无线网络时间公平性测试

这个测试目的是确认两台终端在不同距离下使用,被分配到的时间与流量是否公平,从实验数据可知Model B整体的传输速度优于Model A。虽然Model A和Model B的传输速度变化在15%以内但是Model B的变化差异比Model A更稳定。

D. 距离与传输速度的效能

由于汽车中的每个位置距离差异不是很大(小于2公尺),因此Wi-Fi信号的衰减也不会太大。 Model A和Model B在每个位置上的传输速度来看都是可以接受的 (以观看1080P在线串流影片为评判标准约10Mbps)。另外Model B每个位置的下行/上行传输速度性能均优于Model A

E. 车内各位置的传输公平性

由上面实验数据可知在车子里面的各位子Model B的下行与上行的传输速度均优于Model A。且Model B的变化差异也比Model A更好且更稳定。

F. 多设备同时使用效能

本测试目的是以多人同时连线使用下的传输速度比较,根据测试结果Model A和Model B的整体效能比单独一个用户使用时的传输速度表现较差,最低的传输速度仅为7.11Mbps和8.2Mbps。这样的流量使用一般语音通讯与观看普通质量的影片串流是没问题的。但是如果有多个使用者同时观看影片串流或是一个使用者观看高清影片(1080P) 那这样的数字就可能会有延迟或不顺的现象发生。

G. 连续连线/断线情境下的稳定性

根据测试结果,可以看出Model A 与Model B的Wi-Fi性能在连续连线/断线情境下的环境中保持稳定。Model B的性能几乎是0%,优于Model A。

H. 长时间使用下的稳定性

测试结果表示,在长时间(12H)连线情况下进行监视Model A和Model B的Wi-Fi性能都是稳定的,且所有的封包错误率均小于0.1%。

I. 无线讯号共存性下的效能

对于无线路由器来说环境的干扰 (同频与邻频干扰)对于效能影响是极大的,无干扰和有干扰的环境之间的差异应小于60%。但是实验中Model A和Model B在有同频信号干扰的情况下传输速度有落差,分别为91.8%和85%。换句话说只剩下原来的速度的10%~15%。这意味着在外来无线讯号存在的情况下,Model A和Model B的Wi-Fi性能急剧下降,会导致使用者在车内使用时会感到不顺畅或延迟的情况发生。

由上面的几项测试数据为了方便比较我们整理成一个总表如下,各项比较下来Model B 的效能都比Model A 优秀,这显示出Model B厂商的产品质量的是比较优秀的。

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

 

百佳泰车机验证解决方案

除了上面所提到的效能测试之外,百佳泰也为车机娱乐装置提供一站式的完整服务方案如下:

  1. 讯号量测
  • 高速讯号与低速讯号
  • 电源讯号
  • 无线天线与场型
  • 客制化治具购买
  1. 认证服务
  • Carplay USB SI / Alexa
  • HDMI / USB / Wi-Fi / Bluetooth/ SD/MMC
  1. 无线兼容性测试 (蓝芽与Wi-Fi)
  • 手机、平板、笔记本电脑、行车纪录器、导航装置等等
  • 不同无线模块芯片(Qualcomm, Broadcom, MTK…etc.)
  • 不同操作系统 (Windows, Android, iOS…etc.) 

  1. 无线效能测试
  • 最大设备连线数
  • 多设备同时使用效能
  • 最大无线传输速度 (上传、下载、上传加下载同时)
  • 距离与传输速度的效能
  • 空间域中Wi-Fi讯号的一致性
  • 长时间使用下的稳定性

  1. 无线场域的干扰
  • 同频段与邻接频段的干扰
  • 不同背景流量的干扰
  • 其他装置讯号的干扰

  1. 功能性测试
  • 电源管理
  • 连接/ 断开
  • 多用户连接
  • 语音/ 影音串流与遥控
  • 免持电话功能与控制
  • 讯息操作
  1. 使用者情境
  • 多个应用程序互相切换
    • 影片类 (爱奇艺/腾讯/优酷/Youtube/Netflix)
    • 音讯类 (Radio / AUX / QQ / Spotify)
  • 多个设备互相切换
  • 播放操作 / 各种影片格式播放
  • 传入事件切换(电话/简讯)
  • 超出连线范围
  • 其他客户化使用情境规划

在一个旅程中除了驾驶以外其他乘客接触最多的就是车用娱乐系统(IVI),因此一个能够提供高效能且稳定车机系统,可以确保最重要的安全性以及舒适的娱乐性

百佳泰可以成为完美质量的守门员,若您对于车机系统生态圈有验证需求,或想咨询相关服务,请来信至cn_service@allion.com.cn。