一、5G 時代下車聯網應用發展趨勢 (一)國際車聯網應用發展路徑
車聯網是車輛與外部環境之連結(圖 3.1)，係聚焦於車與週遭環境間的通 訊技術，包括車間通訊（Vehicle to Vehicle, V2V）、車與路側基礎設施通訊(Vehicle to Infrastructure, V2I）、車與行人通訊( Vehicle to Person, V2P）、車與核心網路通訊 (Vehicle to Network, V2N）等的互聯與互通，統稱 V2X (Vehicle to Everything, V2X）。
資 料 來 源: 5G Automotive Association, pioneering digital transformation in the automotive industry 2020/03
圖3.1 車聯網架構
1.Vehicle-to-Vehicle（V2V）車與車間通訊，又稱車間通訊
以廣播為主要傳送方式，在不同車載裝置間，交換 V2V 相關應用資訊。讓車 輛之間能即時互傳訊息，了解彼此動態，以避免發生碰撞，例如前方碰撞預警應 用方面，透過前車週期性地廣播自身的位置、速度、加速度、行車方向等資訊，
並經計算周遭車輛行車資訊後，將結果反應在廣播訊息中；後車接收到前車廣播 警示訊息後，提醒駕駛者採取相對應之措施，避免發生緊急煞車甚或追撞之情事。
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2.Vehicle-to-Infrastructure（V2I）車與交通基礎設施間通訊
支援V2I 應用的車上單元與路側單元，互相傳送應用層資訊。V2I 係以車及 路側裝置之通訊設備，作為點對點網路中的通訊節點，互相傳遞即時且與交通安 全有關之訊息，例如號誌之燈號訊息及車輛臨近週遭危險事故等有關之訊息，達 成提升行車安全與效能之目的。
3.Vehicle-to-Network （V2N）車與核心網路間通訊：
指車上單元與服務實體彼此透過 LTE 網路互相溝通。V2N 之相關應用係將 相關資料傳輸至核心網路的後台，應用伺服器進行資料儲存、使用與交換。
4.Vehicle-to-Pedestrian （V2P）車與行人間通訊：
支援V2X 服務的車輛對行人提供廣播警示，或由行人端支援 V2X 服務之使 用者單元以向路過車輛廣播警示。車輛與行人間支援 V2X 服務的相關設備單元，
應可直接交換 V2P 相關應用資訊；兩設備單元間倘因傳輸距離或通訊屏障之限 制，導致無法直接連通時，則可透過支援 V2X 服務的基礎設協施協助達成互傳資 訊之功能。例如當一輛支援 V2X 服務的汽車即將穿越人行道或交叉路口，車上單 元週期性的傳送 V2P 通訊訊息，訊息中提供了該車輛的速度及方向等行車資訊。
行人單元接收到附近車輛所傳送的 V2X 訊息後，得知周遭車輛之存在情況，並計 算碰撞風險後以視覺、聽覺或震動等方式，提供行人必要之警示，使穿越路口的 行人可以採取預防措施，提前避開可能發生之傷害。
5G 汽車協會（5G Automotive Association, 5GAA）在 2019 年 6 月發表的車聯 網白皮書裡，將車聯網應用情境分為七大類別(圖 3.2)，依序是：(1)交通安全 (Safety);(2) 車 輛 營 運 管 理 (Vehicle Operations Management);(3) 交 通 便 利 性 (Convenience）;(4)自動駕駛(Autonomous Driving);(5)車隊管理(Platooning）);(6)交 通效率與友善環境(Traffic Efficiency and Environmental Friendliness);(7)社會與社 區(Society and Community);
57 資料來源：整理自5GAA Jun, 2019
圖3.2 車聯網應用情境類別
5GAA 於 2020 年 9 月 9 日發布「聯網技術與無線電頻譜需求之先進駕駛案 例願景路徑圖」（A Visionary Roadmap for Advanced Driving Use Cases, Connectivity Technologies, and Radio Spectrum Needs），更具體確定車聯網先進應用案例，並描 繪大規模部署 V2X 案例的預期時間表，提供車聯網技術與產業利害關係人對於 未來願景之綜整觀點。依據案例的複雜性及技術要求，該時間表可分為四個階段，
第一個階段透過分享交通資訊提升效率，第二個階段透過車聯網改善交通安全，
第三、四個階段為先進交通安全自動駕駛應用。
在具體的技術案例發展期程方面，預期自 2020 年起，透過車聯網技術提供 危險路段(Local Hazard)提醒及交通資訊(Traffic Information)，奠定改善交通安全 及提升效率之基礎；自2022 年起，自駕車危險訊息(Hazard Information)共享，以 及透過光達(LIDAR)與其它的高精偵測設備(HD Sensor)蒐集的環境資訊共享至高 精地圖(HD Map)，此類先進應用將逐漸為自動駕駛應用做出貢獻。當前先進的 V2X 初期應用，已發展到例如通訊操作駕駛(Tele-Operated Driving)與自動停車 (Automated Valet Parking)，而現況是已可在目前之通訊技術及受控環境下(例如私 人園區)運作，5GAA 預計 2025/26 年這些應用可以擴展到更複雜之環境與場景中 實施，例如開放的道路及停車場(如圖 3.3)。此外，車聯網短期內預計應有幾項創
58 新應用：
(1) 協同操作（Cooperative Maneuvers）及偵測器共享(Sensor Sharing)已可達到車 隊協同感知(Cooperative Perception)之水準，此將是自動駕駛之基本功能。
(2) 依據 5GAA 官方預測，自 2026 年開始，所有新的自動駕駛車輛將配備 5G-V2X 設備，以因應市場需求。
(3) 預計於 2027 年，在複雜路口運作中，車輛與弱勢用路人(Vulnerable Road User ,VRU)之間可以通過手機進行車聯網通訊。
(4) 基於 5G-V2X 之高精偵測器資訊共享(High-Definition Sensor Sharing)，預計將 於 2026 進行示範運行，並預計 2029 年在高速公路及都市區域的特定範圍內，
試 運 行 動 態 車 流 協 控(Dynamic Cooperative Traffic Flow) 及動態路口管理 (Dynamic Intersection Management)。
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資料來源：A visionary roadmap for advanced driving use cases, connectivity technologies, and radio spectrum needs 2020/09
圖3.3 大規模部署 C-V2X 案例之預期時間表
60 (二)我國車聯網應用推動方向
當今各先進國家之智慧型運輸系統發展趨勢，係朝結合物聯網概念之「協同 智慧型運輸系統(Cooperative ITS, C-ITS)」的方向邁進，因此智慧運輸服務與車聯 網應用之推動乃息息相關。我國車聯網應用及相關政策的訂定係由交通部主導之
61 可變資訊標誌(Changeable Message Sign, CMS)閃爍警示畫面提醒行人，避免車輛 間或行人與車輛的碰撞。另安裝18 輛 OBU 車用系統於 651 路線公車上，透過車 用車輛偵測器（Vehicle Detector, VD）收集車輛位置，並配合輕軌時相資料，以路 側可變資訊標誌 CMS 顯示來車警示資訊提醒用路人，以及透過車上 OBU 顯示安 全警示之方式提醒輕軌車輛駕駛員。
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本試驗場域成立初期係著重在聯網車（Connected Vehicle, CV）相關應用領域 的測試與檢驗，項目涵蓋路側端的號誌、感測器、車聯網路側設備、及車側端的 車載資通訊設備。為利系統與設備之測試與檢驗，訂定與國際標準接軌的相關標 準規範有其必要性，故本計畫亦訂定車聯網的相關路側設備端及車輛設備端之先 期資通訊標準，其中「號誌控制器與車聯網路側設施間資通訊標準 V1.0」(Traffic Controller to Roadside Open Standards, TCROS)於 110 年 11 月公告，有利於我國既 有號誌通訊協定與國際車聯網通訊協定有效銜接。 (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)，以及制定全球行動通訊標 準的第三代合作夥伴計畫(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)，都有進行中 的車聯網通訊相關標準。以車載通訊標準而言，目前國際主流上之技術分為 WiFi-based 與 Cellular-WiFi-based 兩大陣營，前者是基於 802.11p 的 WAVE/DSRC（Wireless Access in Vehicular Environments / Dedicated Short Range Communications，車用環 境無線存取/專用短距離）通訊技術，由 IEEE 主導；後者為基於第四代行動通訊 技術(The 4th Generation of mobile phone mobile communication technology standards, 4G)長期演進技術(Long Term Evolution, LTE)蜂窩網路與第五代行動通訊技術（5th Generation mobile networks 或 5th Generation wireless systems，5G）等蜂窩網路的 C-V2X（Cellular-Vehicle-to-Everything，蜂巢式車聯網）通訊技術，主要由 3GPP
63 IEEE 工作組(Working Group, WG)多項標準文件。但後續在 DSRC 的推廣中，美 國卻未重視，並於2020 年 11 月 18 日由聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission, FCC)正式投票決定將 5.9GHz 之頻段(5.850~5.925GHz)正式劃分給無 線相容認證(Wireless Fidelity, WiFi)以及 C-V2X 使用。根據此新規定，美國由原先 發展的 DSRC 技術轉變為支持 C-V2X 通訊技術，而此舉將對後續國際間發展之 通訊技術領域有著重要的影響。此過程顯示 DSRC 通訊技術已屬於成熟技術階 段，但 V2X 應用卻無法像 C-V2X 通訊技術持續不斷演進。因此，2018 年 IEEE 成立了 IEEE 802.11 Next Generation V2X Amendment(NGV)的研究組，旨在改進 IEEE 標準以增強 V2X 通訊技術，基於原本 802.11p 系列標準，提出 IEEE 802.11bd 作為DSRC 演進的版本，其具有先前版本的回溯相容性，目標是提升頻譜效率、
擴展範圍與增強可靠度。本標準於 2021 年 12 月完成。
歐盟方面，DSRC 通訊技術也透過歐盟委員會(European Commission, EC)官 方認可的歐洲電信標準化協會(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)進行制定，自 1988 年成立以來，來自全球共有 800 多名會員參加，其中 ETSI TC ITS（Intelligent Transportation System，智慧運輸系統）主要發展道路運輸架構 相關標準，並由5 個工作組所組成，同時歐洲亦會透過互通性測試活動以驗證場 域測試情境。在2019 年初歐盟委員會宣布推動歐洲道路上布署 C-ITS（Cooperative Intelligent Transport Systems，智慧交通協作系統），而 C-ITS 之無線通訊技術中，
歐盟原先決定採用 ITS-G5，即為 DSRC 通訊技術，雖歐盟採用 DSRC 技術進行 進行C-V2X 標準化工作，並於 2018 年完成 Release 15 LTE-eV2X 技術規範，2019 年 3 月完成 Release 16 NR-V2X 的研究報告，並於 2019 年 12 月的技術規範組會 議中批准最新的時程表，預計 2022 年發布 5G Broadcast 等 C-V2X 在車聯網通訊 中的核心項目。其 上述相關詳細資訊 可藉由台灣資通產 業標準協會(Taiwan Association of Information and Communication Standards, TAICS)於 2021 年 4 月出
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版之「車聯網通訊介面標準研究報告v2」深入了解各技術領域之內容。
日本從 2011 年採用 760 MHz 頻段作為 ITS 專用，而非現在各國採用的 5.9 GHz 頻段，主要藉由日本電波產業會(Association of Radio Industries and Business, ARIB)標準組織制定，主要標準為 ARIB std-T109，透過其國家特有頻段發展車聯 網通訊標準，本版本於 2017 年進行改版，內容新增路側通訊以及現有的路側車 輛之車間通訊內容，來使道路交通訊息可大範圍傳播與發展ITS 基礎設施。此標 準組織中有日本電信商、日本車廠，以及國際晶片廠商等共70 幾家廠商參與，透 過這幾年投入參與標準組織，目前日本除原本760 HMz 之車間通訊持續發展以弱 勢用路人為主之警示應用標準制定外，亦開始關注 C-V2X 的通訊發展，於 2016 年成立 Cellular 系統技術組(Technical Group, TG)來關注此技術之國際發展趨勢，
並於2020 年度發表 Cellular 通訊技術應用於自動駕駛之課題研究報告，以提供日 本各廠商參考。
透過各國車聯網通訊標準組織發布近況，以及正在布建中的大規模實證場域 觀察，可掌握各國政府的支持度以及國際標準提案走向，然尚需持續關注國際車 聯網通訊標準發展及國際間動向趨勢，才能精準布局並發展商機。
(二)國際車聯網應用層通訊協定標準
當前國際上主流之車聯網 V2I 通訊標準為美國 SAE J2735，該標準自 2006 年 發布，最初是為WAVE/DSRC 通訊技術之應用情境而設計，歷經 5 次修訂，目前 最新版本(2020 年 7 月)已不侷限於 WAVE/DSRC 通訊技術，並提供所有車聯網
當前國際上主流之車聯網 V2I 通訊標準為美國 SAE J2735，該標準自 2006 年 發布，最初是為WAVE/DSRC 通訊技術之應用情境而設計，歷經 5 次修訂，目前 最新版本(2020 年 7 月)已不侷限於 WAVE/DSRC 通訊技術，並提供所有車聯網