移動通信技術對車載娛樂系統性能提升的影響

中圖分類號：U463.67 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（2025）10-0050-03

【Abstract】In-car entertainment system is an important part of modernautomobile，which has a significant impact on the driving experience and satisfaction of users.Mobile communication technology can seamlessy connect vehicles to the Internet ecosystem，providing support for the leapfrog upgradeof in-vehicle information servicesand entertainment experiences.This paper discusses the specific path of mobile communication technology to improve the performance of in-vehicleentertainmentsystem，includingfouraspects：contenttransmisson，multi-terminal interaction，dyamic scene performance and security protection，which is expected to provide valuable reference for the deep integrationof communication technology and automobile industry.

【Key words】mobile communication technology；in-vehicle entertainment system；5G；inteligent connected vehicle;user experience

0 引言

近年來，隨著汽車從單純的交通工具向“第三空間”的轉變，汽車車載娛樂系統已成為用戶接觸頻率最高、反饋最為集中的汽車功能端口，其重要性不言而喻。最初汽車車載娛樂系統只有收音機、本地音頻和CD媒體等功能，而現在人們希望能夠看到高畫質視頻，得到高精度實時導航地圖信息，實現手機APP與汽車娛樂系統的互聯互通。傳統的汽車內部系統已經無法滿足人們對這些性能的要求，因此，對車載娛樂系統性能進行升級優化勢在必行。面對這一現實需要，移動通信技術因其帶寬大、時延低、海量接入等優勢提供了解決方法。為此，本文將重點探索移動通信技術如何優化汽車車載娛樂系統性能，先分析二者的適配基礎，而后揭示具體升級路徑，旨在為智能汽車產業發展提供方法參考。

1移動通信技術與車載娛樂系統的技術適配基礎

1.1車載娛樂系統核心性能指標

在汽車車載娛樂系統的設計與運行過程中，數據傳輸速率、內容加載時延、多設備交互穩定性這三個指標決定了系統是否流暢，直接影響用戶體驗效果。數據傳輸速率指的是在單位時間內，系統能夠接收或發送的數據量，衡量了車載娛樂系統中信息流動速度。數據傳輸速率較高，音頻和視頻內容可以迅速加載，避免出現卡頓或中斷的情況；相反，如果速率較低，用戶就要面臨長時間的緩沖等待，無法正常使用流媒體服務[。

車載娛樂系統性能評估指標還包括內容加載時延，該指標指用戶發出指令到內容顯現所經歷的時間。如果加載時間長，那么很容易讓用戶對設備產生懷疑，引發用戶不滿。系統內部的處理能力、軟件優化程度、網絡連接狀況均會對車載娛樂系統的內容加載時延產生顯著的影響。為了實現快速加載，系統設計者必須對硬件、軟件、網絡適配進行針對性優化。

多設備交互穩定性反映了車載娛樂系統與外部設備之間保持可靠連接的能力，現代車載系統需要與用戶的智能手機、平板電腦等多種設備配合使用，通過藍牙、Wi-Fi與這些設備實現數據交換和功能整合。穩定性高，數據交互很少出現錯誤或失敗；如果交互不穩定，那么設備連接就會頻繁斷開、傳輸錯誤，直接給用戶造成不良使用體驗。三個核心指標的定義如表1所示。

表1車載娛樂系統核心性能評估指標表

1.2主流移動通信技術的關鍵特性

汽車車載娛樂系統所依托的移動通信技術具有兩個鮮明特性：一為廣域覆蓋、持續性的信號傳輸；二為高速度、低延時的數據傳輸。前者包含網絡信號所能覆蓋的地域范圍，后者則涵蓋了行駛過程中信號能一直保持連續性、平穩性。由于城市繁華區域與鄉村安靜地區的不同以及駛過隧道時，網絡覆蓋強度存在明顯差異，因此娛樂系統功能如果沒有強大的覆蓋能力、信號連續性等能力，那么播放設備就會經常性失靈。高速率指該網絡在單位時間內能夠傳輸大量數據，例如車載應用的高清視頻播放、實時的在線地圖更新等均需要高速傳輸。低延遲是指從發送數據到接收數據花費的時間較短，用戶可以快速獲得想要的內容。

1.3兩者技術交互架構

移動通信模塊與汽車車載娛樂系統之間的技術交互架構由兩部分組成：硬件接口協議、軟件協同。硬件接口協議規定了接口的類型、信號傳輸標準以及電源管理等要求，目的是使兩者能夠穩定交換數據。常見的接口類型有USB、以太網、專用車載總線等，它們的傳輸速率和可靠性存在一定差異，接口協議應根據用戶具體娛樂功能的需要進行選擇，以達到良好的使用體驗。而由于車輛環境內部署有多種電子設備，容易產生信號干擾，因而硬件協議還包括電磁兼容性和能耗管理，這兩方面的優化能夠提高移動通信模塊與主機之間連接的穩定性，為上層軟件功能奠定基礎[2]。軟件協同邏輯主要指的是移動通信模塊與車載娛樂主機在操作系統和應用層面的協作機制，涉及驅動程序、通信協議棧、數據交換格式和應用程序接口。驅動程序的作用是讓硬件接口能被操作系統識別和控制，通信協議棧則負責處理移動網絡中的數據編碼、解碼，并用約定的數據格式與主機交換信息。軟件架構的優化設計能夠幫助實現車載娛樂系統的網絡共享、智能流量管理等多種增值服務，進一步提升用戶的使用體驗。

移動通信模塊與汽車車載娛樂系統之間的技術交互架構如圖1所示。

圖1移動通信模塊與汽車車載娛樂系統之間的技術交互架構

2移動通信技術提升車載娛樂系統性能的具體路徑

2.1優化內容傳輸性能

在汽車車載娛樂系統中，內容傳輸性能的提升有兩種方法：一是通過增強車載天線系統的接收能力，二是借助通信模塊與車載主機的緊密集成來提高數據處理與轉發效率。傳統車輛天線安裝在車頂、車窗附近以接收廣播和移動網絡信號，為提升內容傳輸性能，現代車輛可采用多天線設計，將多個天線單元布置在車輛不同位置，從而增強信號強度與穩定性。為了進一步優化信號接收能力，還需要優化天線材質和內部電路，使其能夠支持4G、5G等不同網絡制式，在不同運營商網絡環境中都能保持良好的數據傳輸能力，讓用戶不再感到卡頓。移動通信模塊是一個獨立硬件單元，通過高速總線或專用接口與車載娛樂主機連接，有效減少數據在傳輸過程中的延遲和丟失。連接過程中，高速外設組件互連標準（Peripheral Component Interconnect Express，PCIe）或千兆以太網等高速接口協議的應用能夠顯著提升模塊與主機之間的數據傳輸速率，并且需為通信模塊提供獨立的電源管理，做好電磁屏蔽工作，從而減少車內其他電子零部件對通信信號的干擾，這樣移動通信技術就能夠更有效地支持車載娛樂系統實現高質量的內容傳輸

2.2強化多端交互性能

移動通信技術還能夠強化多端交互，從而提升車載娛樂系統性能。在現代用車場景中，乘客攜帶手機、平板電腦等，并希望這些設備都能與車載系統進行交互，例如共享熱點、傳輸文件或同步信息。一方面，移動通信技術中的多用戶接入和載波聚合技術，允許車載通信模塊在同一時段內與多個設備建立并維持通信鏈路，而不會出現網絡過載或連接中斷[3]。另一方面，車輛內部無線接入點（如Wi-Fi或藍牙模塊）也與移動通信模塊協同工作，共同管理多設備連接。通過動態分配帶寬和調度信號資源，系統可以確保每個連接的設備都獲得足夠的網絡資源，從而在多人、多設備的使用場景下仍能保持流暢的交互性能，使車內乘客無縫使用個人設備與車載娛樂系統聯動，增強了整體出行的舒適性和娛樂性。

2.3 保障動態場景性能

移動通信技術通過優化基站切換機制和信號增強與糾錯技術，保障車輛在不同速度、不同地理環境下仍能提供穩定流暢的車載娛樂體驗。對于高速行駛的車輛而言，頻繁的基站切換容易造成網絡延遲增加甚至短暫斷線。為解決這一問題，移動通信技術采用了雙傳輸模式，車輛能夠在切換過程中同時保持與原基站和目標基站的連接，直至新鏈路穩定建立后再完全移交，從而避免了數據中斷。除了雙傳輸模式，網絡側通過引入邊緣計算節點，加強對高速移動車輛的設備識別與網絡資源優先分配，使得車輛能夠在通過小區邊界時仍享有穩定的網絡帶寬，讓娛樂內容在線播放和實時服務變得更加可靠。在車輛高速移動中，通信信號容易因障礙物反射、電磁干擾而導致品質下降。對于這一問題的解決，移動通信技術可以提供幫助，具體做法是：在車載通信模塊內置自適應信號調節功能，從而根據實時信道狀態動態調整發射功率與接收靈敏度，這樣就能夠維持較強的信號連接，為車載娛樂系統提供持續且高質量的網絡支持[4]。

2.4構建通信層安全防護機制

為確保用戶數據安全和系統穩定運行，需要在通信層面構建有效的安全防護機制，具體可以從兩個方面著手。

1）加強通信模塊及關聯硬件的安全設計與隔離。

現代車載通信模塊中的車聯網控制單元，負責車輛與移動網絡之間的數據交換，為提高安全性，需要在該模塊內部集成安全芯片，用于存儲加密密鑰和執行安全啟動驗證，防止惡意代碼植入；同時，娛樂主機通過網關與動力系統、制動系統等車輛安全相關控制單元隔離，避免網絡攻擊危及行車安全[5]。2）實施數據傳輸過程中的加密與訪問控制。車載娛樂系統在使用移動網絡傳輸數據時使用傳輸層安全性協議（TransportLayerSecurity，TLS）、互聯網安全協議（InternetProtocol Security，IPSec）等加密協議，實現在數據發送前自動加密，并在接收后解密。加密所需的密鑰和安全證書可存儲在硬件安全模塊中，避免明文存儲導致密鑰與證書泄露。

3 結束語

綜上，移動通信技術的深度融入確保了音視頻等大流量內容能夠高效、穩定地加載，顯著減少了用戶的等待時間；移動通信技術的低時延與廣連接的特性強化了車載系統與手機、智能家居等外部設備的交互能力。此外，針對車輛移動特性所增強的網絡切換穩定性與安全防護機制，有效保障了在高速移動等動態場景下服務的連續性與可靠性。未來，隨著移動通信技術的演進，有望進一步推動車載娛樂系統向高清、沉浸以及“車路云一體化”協同的方向發展。

參考文獻

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[5]黃嘉桐，回姝，丁冠源，等.基于用戶體驗的車載信息娛樂系統音頻架構設計[J].汽車文摘，2023（6）：32-36.

（編輯 楊景）