無線鏈接無人(rén)自(zì)動駕駛汽車

 對于自(zì)主車輛(liàng)無線電鏈路(lù)的進化已經變量。規格如(rú)5.9 GHz的數字短(duǎn)程通信（DSRC）開始作(zuò)爲車輛(liàng)與基礎設施（V2I）系統路(lù)費，并已轉移到采取其他(tā)基礎設施的應用，如(rú)速度限制提供的信息，使相(xiàng)機(jī)都(dōu)沒有檢測路(lù)牌需要。

      然而，頻段分(fēn)配有世界各地的變化，而不是有廣泛的基礎設施V2I有限的自(zì)主操作(zuò)使用無線電技術(shù)。從(cóng)路(lù)邊單元（受限制股份單位）的數據可(kě)以通過提供速度極限的數據和其他(tā)有用的信息，如(rú)位置，速度和附近車輛(liàng)的方向，可(kě)能圍繞在那裡(lǐ)它們不是通過其他(tā)方式可(kě)見(jiàn)的拐角有助于自(zì)主控制系統。然而，數據不總是可(kě)從(cóng)一個RSU所以其它檢測系統，例如(rú)相(xiàng)機(jī)可(kě)以被用于車輛(liàng)在未送達的道路(lù)行駛。這被看(kàn)作(zuò)是增加了開發成本和複雜性。

       其結果是，在無線鏈路(lù)的要求還(hái)沒有被視爲一個獨立的車輛(liàng)的操作(zuò)的，直到朂近的重要組成部分(fēn)。而初始的發展集中于自(zì)主控制系統，更近的設計(jì)已經承認用于許多不同的應用中的無線鏈路(lù)的需要。

這些應用程序從(cóng)下載了朂新的地圖數據，使得(de)車輛(liàng)确切地知道，就(jiù)是要，以接收來(lái)自(zì)其他(tā)車輛(liàng)的交通信息而變化。無線鏈路(lù)也可(kě)以使用關于'platooning'，允許車輛(liàng)，通常是卡車，以維持彼此的恒定距離(lí)。

通用汽車數字短(duǎn)程通信的圖像車輛(liàng)之間的聯系

   圖1：通用汽車是******個汽車制造商使用數字短(duǎn)程通信的一個車輛(liàng)之間的聯系，開始與2016年(nián)底的凱迪拉克CTS模式。

      雖然汽車制造商，如(rú)通用汽車公司已經采用了DSRC在2016年(nián)年(nián)底推出的凱迪拉克CTS，LTE蜂窩也正在研究作(zuò)爲一個可(kě)能的無線連接技術(shù)。

      然而，LTE網絡的等待時間仍然是一個問(wèn)題，尤其是對于V2V應用程序。從(cóng)一台車輛(liàng)數據從(cóng)LTE模塊行進到基站(zhàn)，通過運營商網絡，反向通過相(xiàng)同的基站(zhàn)附近的車輛(liàng)。DSRC直接行駛的車輛(liàng)之間。

DSRC的不同用途的圖和蜂窩無線鏈接

圖2：DSRC的不同用途和蜂窩無線鏈接，自(zì)主車（禮貌NXP）。

      所以不是，被用于在無人(rén)駕駛汽車的乘客提供信息和娛樂服務，而基于DSRC-V2X子系統用于發送安全數據基于LTE的信息娛樂子系統。信息娛樂子系統将建成一個價格，和V2X子系統将建成以加密，更低的延遲和可(kě)靠性的關鍵功能的标準。

      例如(rú)，沃爾沃使用802.11p無線技術(shù)直接從(cóng)前方車輛(liàng)傳達給其他(tā)兩個'排'在歐洲從(cóng)動三輛(liàng)卡車。該通信系統被直接鏈接到基于雷達的自(zì)适應巡航控制系統，以保持車輛(liàng)之間1秒的差距。這就(jiù)允許以下卡車自(zì)主操作(zuò)。

      在IEEE 802.11p标準使用在5.9 GHz頻段（5.850-5.925 GHz）的75 MHz帶寬的頻道，而DRSC使用5.725 MHz至5.875兆赫。他(tā)們都(dōu)用一半的帶寬，或者兩倍的傳輸時間，802.11a的無線網絡連接，以允許接收處理(lǐ)回波信号從(cóng)其他(tā)汽車或房(fáng)屋反映更可(kě)靠。

參數 802.11 802.11p

信道帶寬（MHz） 20 10

比特率（Mbps）的 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 3, 4.5, 6, 9, 12, 18, 24, 27

OFDM符号持續時間（微秒） 4 8

衛隊時間（微秒） 0.8 1.6

序言持續時間（微秒） 20 40

子載波間隔（千赫） 312.5 156.25

圖3：802.11a和802.11p（MathWorks的禮貌）之間的差異。

      雖然802.11p是DSRC的基礎，歐洲的系統目前不完全兼容。因此，标準化是爲了确保泛歐的互操作(zuò)性是必不可(kě)少的。

      該DSRC技術(shù)是從(cóng)現有的Wi-Fi的802.11ac技術(shù)的進步，如(rú)賽普拉斯 BCM89359。這是******Wi-Fi /藍牙智能2X2 MIMO組合芯片與皇家同步雙頻（RSDB）的支持，以及一個獨立的三模智能藍牙（4.2版）系統芯片（SoC）的。它已被優化，以滿足汽車行業的嚴格标準和測試AECQ100汽車環境壓力的要求，以飽滿的生(shēng)産件(jiàn)批準程序（PPAP）的支持。

      該SoC的設計(jì)與蘋果CarPlay和谷歌自(zì)動鏈接工(gōng)作(zuò)，并多帶并發汽車信息娛樂和遠(yuǎn)程信息處理(lǐ)操作(zuò)使用兩套天線在2×2 MIMO架構，性能更高的鏈路(lù)。

爲可(kě)靠的鏈接，則802.11p無線設備還(hái)需要一個前端。

      所述SE5503A從(cóng)Skyworks的是一個完整的的802.11a / b / g / n的無線射頻前端模塊提供所述功率放(fàng)大(dà)器，濾波，功率檢測器，T / R開關，雙工(gōng)器和相(xiàng)關聯的匹配的所有功能。

Skyworks的SE550示意圖

圖4：Skyworks的SE5503提供所有用于5GHz的DSRC數據鏈路(lù)前端元素。

      該SE5503A提供從(cóng)收發器的輸出到天線中的超緊湊的外形完整2.4和5GHz WLAN RF溶液。所有的RF端口匹配50Ω到簡化PCB布局和接口到收發信機(jī)的RFIC。該SE5503A還(hái)包含了一個動态範圍爲20 dB的發射器功率檢測器，每個發射鏈。每個功率放(fàng)大(dà)器具有用于開/關控制發射機(jī)一獨立的數字使能控制。的功率斜坡上升/下降時間小于0.7微秒和前端也從(cóng)3.260-3.267 GHz和先于每一2.4GHz和5GHz的功率放(fàng)大(dà)器，分(fēn)别輸入3.28-3.89 GHz的提供了一個陷波濾波器。這些用于去(qù)除幹擾諧波。

      這可(kě)以用于提高接收機(jī)的靈敏度和發射器的性能，降低任何延遲問(wèn)題和提高的範圍内。如(rú)果車輛(liàng)可(kě)從(cóng)另一個轎廂在一個更大(dà)的距離(lí)獲得(de)的數據有更多的時間來(lái)做出關于是否減速或制動關鍵決策。這種能力還(hái)可(kě)以用于管理(lǐ)流量通過稍微減少在道路(lù)上的所有自(zì)主車輛(liàng)的速度，以減少或消除停止啓動路(lù)況。

加密

      也有用于需要的無線鏈路(lù)的加密增加确認，但(dàn)也有對執行多個不同的架構選擇。保護無線鏈路(lù)避免了數據，其中黑(hēi)客可(kě)以給車輛(liàng)提供虛假數據，例如(rú)說(shuō)服它有一個意外，它需要停止欺騙。LTE系統中已經從(cóng)在接收器處理(lǐ)解密基站(zhàn)加密。

      其中加密發生(shēng)在DSRC實現爲系統開發人(rén)員(yuán)的一個關鍵問(wèn)題。該加密的數據包可(kě)以在DSRC接收機(jī)被解密，或者通過送到中央控制器。在接收機(jī)端解密需要更多的處理(lǐ)能力來(lái)處理(lǐ)數百萬分(fēn)組的第二和仍保持低延遲。的優點在于，數據包随後可(kě)從(cóng)接收到不同的位置分(fēn)布，直接發送到地圖子系統例如(rú)地圖更新的報文也可(kě)以發送給中央處理(lǐ)單元進行解密，評估和分(fēn)發。這可(kě)以創建在數據I / O并在總線連接，以加密的和未加密的數據在同一網絡上行進的瓶頸。這就(jiù)要求優先，增加了顯著的複雜性的系統架構的一個附加的水平。

      一種替代的解決方案是标識爲直接解密和較低優先級，可(kě)以在以後的解碼更短(duǎn)的時間依賴性的數據包的高優先級分(fēn)組的方案。然而，這是那麽系統軟件(jiàn)問(wèn)題。

結論

      使用802.11p無線的自(zì)主車基礎上的5 GHz的無線網絡和射頻前端設計(jì)的成熟技術(shù)。能夠與低延遲帶來(lái)廣泛的機(jī)會提高無人(rén)駕駛汽車的安全性，以提供RF連接到其它相(xiàng)鄰車輛(liàng)和路(lù)邊單元。其他(tā)車輛(liàng)和路(lù)邊網絡數據能夠及時，高效地提供關鍵的數據，提供額外的安全性數據，以支持其他(tā)傳感器。LTE可(kě)用于某些數據的應用程序，而開發商則是從(cóng)2020年(nián)開始尋找下一代2.5G無線的LTE和Wi-Fi低延遲技術(shù)的融合在自(zì)主車輛(liàng)實際使用。

      雖然技術(shù)成熟，設計(jì)方案仍在評估，特别是對安全性。确保汽車之間行進所有這些數據和限制股份單位是安全的是具有在設計(jì)和電子控制單元的發展，功耗和在車輛(liàng)内的控制器和網絡的性能要求有重大(dà)影(yǐng)響一個非常重要的要求。這些都(dōu)是目前正在評估，并在時刻将在2018至20年(nián)的時間内推出自(zì)主車解決的問(wèn)題。