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5G毫米波TCU實現車載體驗全新可能
on 28.01.2021
從警示行車安全的解決方案，到將車內變成演唱會的娛樂功能，聯網汽車技術即將大放異彩。然而要享受豐富的體驗，須先加裝車載行動資通訊控制器（TCU），以幫助車內資料快速流通。
隨著TCU技術的進展，許多車載功能得以成真，為更快傳輸大量資料，通訊技術亦日趨關鍵。三星電子繼2019年發表全球首款支援5G的TCU後，將重心逐漸轉向5G毫米波。若需即時提供駕駛大量行車資訊，並執行聯網汽車相關服務，可高速傳輸大量資料的5G毫米波至關重要。
以下，三星新聞中心將深入介紹三星如何發揮創新實力，將車載5G毫米波TCU（Automotive mmWave 5G TCU）成功運用在車輛中。
為聯網汽車導入超高速、超低延遲與超強連結能力
支援5G的TCU可提供駕駛行車資訊，並利用高速網路顯示高品質內容。5G毫米波可將資料傳輸延遲降至最低，並同時涵蓋數量眾多的車輛。在研發5G TCU時，三星發現5G毫米波是汽車、行人與基礎架構間得以即時溝通的關鍵。
5G毫米波的頻寬範圍為100MHz至1GHz，而目前基於sub-6GHz頻段的無線通訊解決方案主要為5MHz至100MHz，兩者相差逾10倍。三星於研發初期即洞悉毫米波具備無窮潛力，在2009年率先研究超高頻率下的高速數位傳輸，長期致力落實5G應用。
三星經過多年努力，成功利用毫米波的大頻寬，將大量資料加速傳輸，讓使用者可順暢瀏覽即時行車資訊並進行車對車通訊。然而，為實現穩定的通訊品質，此技術需仰賴特別的天線定位與TCU設計，以克服5G毫米波高穿透損失、高傳輸損失與訊號容易被障礙物阻擋的問題。
毫米波與波束成形技術實現大規模資料傳輸
為了有效傳輸、接收並應用5G毫米波，三星採用天線陣列波束成形技術，此項技術將天線波束往特定方向集中，以提升傳輸能量；亦可將外部干擾降至最低，同時擴大傳輸覆蓋範圍，並提供穩定的連線以提高傳輸速度，實現資料的超高速傳輸與接收，即使車輛正在行進中也不受影響。三星反覆修正與執行大量測試，才設計出達到此技術水準的可用電路，進而成功研發5G毫米波TCU。
三星電子研發的車載5G毫米波TCU
三星的毫米波基地台「Compact Macro」配備1024支天線，可以精準快速地完成波束成形。此5G基地台能無縫連線至時速200公里高速行駛的車輛，讓使用者享受完整的5G功能。
為使波束成形技術臻於完美，三星以實車進行實地測試，並依據電流功耗與散熱測試結果，改善散熱器架構，確保TCU於極高與極低溫的狀況下皆能正常運作。
天線陣列波束成形
5G毫米波TCU打造全新體驗
5G毫米波天線陣列波束成形技術將成為極具潛力的解決方案。當車載5G毫米波TCU商用化後，其快速穩定的通訊能力將促成嶄新且升級的車內服務，使用者不僅能享受更強大的車聯網（Vehicle to Everything, V2X）服務，還能擁有安全又有趣的行車體驗。
5G毫米波TCU的導入，亦令備受期待的全自動駕駛技術加速問世，透過零延遲的資料傳輸進行即時通訊，駕駛可提早掌握路況並做好準備；還能實現自動駕駛車隊（Platooning）和遠端駕駛無人車等使用案例。當駕駛自主駕車時，此技術能透過超低延遲傳輸，提供快速危險警示和高解析度道路影像等服務，進一步保障行車安全。
在車載娛樂體驗方面，乘客亦將擁有更豐富的選擇。透過毫米波技術，公車和計程車的每個座位皆能播放UHD 8K影片，以後搭車將不再無聊。不只影片串流，乘客還可於車中玩遊戲、看演唱會，並享受各種利用虛擬實境（VR）和擴增實境（AR）技術的全新多媒體服務。三星高度期待能透過5G TCU技術為使用者帶來截然不同的乘車體驗。
影片：https://youtu.be/pEQmknLBaP4
資料來源：https://news.samsung.com/tw/5g%E6%AF%AB%E7%B1%B3%E6%B3%A2tcu%E5%AF%A6%E7%8F%BE%E8%BB%8A%E8%BC%89%E9%AB%94%E9%A9%97%E5%85%A8%E6%96%B0%E5%8F%AF%E8%83%BD
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【分散化、減碳化、自由化，AIOT 實現智慧電網】
人工智慧＋物聯網 (AIOT) 的重要性也展現在智能電網。肺炎疫情催生在家工作 (WFH) 趨勢，導致住宅用電佔比大幅提高，且工作日的負載曲線類似週末負載高峰。這樣的負載模式改變，讓需求預測與調度更顯困難；以往電網營運商依靠大型工業設施來確認需求預測並藉此提供需量支援電力調度，但疫情期間由於其中一些設施暫停，迫使他們必須採取其他行動以維護電網可信度。
另一方面，負載降低、變動型再生能源 (VRE) 佔比高，亦將增加電網管理的複雜度，可能導致系統壅塞、電壓與頻率偏差。當此非常時期，反讓智慧化投資效益更加突顯——電力系統面臨分散化、減碳化與自由化挑戰，利用智慧技術可提升經營效率、預測能力與智慧調度；其次，是再生能源整合與調度彈性，先進配電自動化可快快復電速度並確保再生能源併網後之供電品質，AI 技術可提升虛擬電廠 (VPP) 管理平台的預測、監控及投資組合最佳化決策能力。
再者，是關於負載預測與管理，可循「自動化需量反應完成式」實現：由單一設備控制、家庭／建築設備互連、社區多棟建築互連，終點至電網互連。最後，AIOT 還能用於教育訓練。電網分散化與智慧化將為虛擬電廠帶來新商機，分散式能源 (DER) 將衍生「P2P 電力交易模式」；另值得留意的是，V2G 技術使電動車成為移動式儲能設備。若將電動車 (EV) 視為儲能設備，藉由車聯網 (V2X) 可協調、雙向控制車載電池與設備／電網間的能源傳輸並維持有效且可信賴的操作。
延伸閱讀：
《智能電網需求陡生，AIOT 立大功》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2020/1214/46671.html
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