无線(xiàn)链接无人自动驾驶汽車(chē)

 对于自主車(chē)辆无線(xiàn)電(diàn)链路的进化已经变量。规格如5.9 GHz的数字短程通信（DSRC）开始作為(wèi)車(chē)辆与基础设施（V2I）系统路费，并已转移到采取其他(tā)基础设施的应用(yòng)，如速度限制提供的信息，使相机都没有(yǒu)检测路牌需要。

      然而，频段分(fēn)配有(yǒu)世界各地的变化，而不是有(yǒu)广泛的基础设施V2I有(yǒu)限的自主操作使用(yòng)无線(xiàn)電(diàn)技术。从路边单元（受限制股份单位）的数据可(kě)以通过提供速度极限的数据和其他(tā)有(yǒu)用(yòng)的信息，如位置，速度和附近車(chē)辆的方向，可(kě)能(néng)围绕在那里它们不是通过其他(tā)方式可(kě)见的拐角有(yǒu)助于自主控制系统。然而，数据不总是可(kě)从一个RSU所以其它检测系统，例如相机可(kě)以被用(yòng)于車(chē)辆在未送达的道路行驶。这被看作是增加了开发成本和复杂性。

       其结果是，在无線(xiàn)链路的要求还没有(yǒu)被视為(wèi)一个独立的車(chē)辆的操作的，直到朂近的重要组成部分(fēn)。而初始的发展集中于自主控制系统，更近的设计已经承认用(yòng)于许多(duō)不同的应用(yòng)中的无線(xiàn)链路的需要。

这些应用(yòng)程序从下载了朂新(xīn)的地图数据，使得車(chē)辆确切地知道，就是要，以接收来自其他(tā)車(chē)辆的交通信息而变化。无線(xiàn)链路也可(kě)以使用(yòng)关于'platooning'，允许車(chē)辆，通常是卡車(chē)，以维持彼此的恒定距离。

通用(yòng)汽車(chē)数字短程通信的图像車(chē)辆之间的联系

   图1：通用(yòng)汽車(chē)是******个汽車(chē)制造商(shāng)使用(yòng)数字短程通信的一个車(chē)辆之间的联系，开始与2016年底的凯迪拉克CTS模式。

      虽然汽車(chē)制造商(shāng)，如通用(yòng)汽車(chē)公司已经采用(yòng)了DSRC在2016年年底推出的凯迪拉克CTS，LTE蜂窝也正在研究作為(wèi)一个可(kě)能(néng)的无線(xiàn)连接技术。

      然而，LTE网络的等待时间仍然是一个问题，尤其是对于V2V应用(yòng)程序。从一台車(chē)辆数据从LTE模块行进到基站，通过运营商(shāng)网络，反向通过相同的基站附近的車(chē)辆。DSRC直接行驶的車(chē)辆之间。

DSRC的不同用(yòng)途的图和蜂窝无線(xiàn)链接

图2：DSRC的不同用(yòng)途和蜂窝无線(xiàn)链接，自主車(chē)（礼貌NXP）。

      所以不是，被用(yòng)于在无人驾驶汽車(chē)的乘客提供信息和娱乐服務(wù)，而基于DSRC-V2X子系统用(yòng)于发送安全数据基于LTE的信息娱乐子系统。信息娱乐子系统将建成一个价格，和V2X子系统将建成以加密，更低的延迟和可(kě)靠性的关键功能(néng)的标准。

      例如，沃尔沃使用(yòng)802.11p无線(xiàn)技术直接从前方車(chē)辆传达给其他(tā)两个'排'在欧洲从动三辆卡車(chē)。该通信系统被直接链接到基于雷达的自适应巡航控制系统，以保持車(chē)辆之间1秒(miǎo)的差距。这就允许以下卡車(chē)自主操作。

      在IEEE 802.11p标准使用(yòng)在5.9 GHz频段（5.850-5.925 GHz）的75 MHz带宽的频道，而DRSC使用(yòng)5.725 MHz至5.875兆赫。他(tā)们都用(yòng)一半的带宽，或者两倍的传输时间，802.11a的无線(xiàn)网络连接，以允许接收处理(lǐ)回波信号从其他(tā)汽車(chē)或房屋反映更可(kě)靠。

参数 802.11 802.11p

信道带宽（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符号持续时间（微秒(miǎo)） 4 8

卫队时间（微秒(miǎo)） 0.8 1.6

序言持续时间（微秒(miǎo)） 20 40

子载波间隔（千赫） 312.5 156.25

图3：802.11a和802.11p（MathWorks的礼貌）之间的差异。

      虽然802.11p是DSRC的基础，欧洲的系统目前不完全兼容。因此，标准化是為(wèi)了确保泛欧的互操作性是必不可(kě)少的。

      该DSRC技术是从现有(yǒu)的Wi-Fi的802.11ac技术的进步，如赛普拉斯 BCM89359。这是******Wi-Fi /蓝牙智能(néng)2X2 MIMO组合芯片与皇家同步双频（RSDB）的支持，以及一个独立的三模智能(néng)蓝牙（4.2版）系统芯片（SoC）的。它已被优化，以满足汽車(chē)行业的严格标准和测试AECQ100汽車(chē)环境压力的要求，以饱满的生产件批准程序（PPAP）的支持。

      该SoC的设计与苹果CarPlay和谷歌自动链接工作，并多(duō)带并发汽車(chē)信息娱乐和遠(yuǎn)程信息处理(lǐ)操作使用(yòng)两套天線(xiàn)在2×2 MIMO架构，性能(néng)更高的链路。

為(wèi)可(kě)靠的链接，则802.11p无線(xiàn)设备还需要一个前端。

      所述SE5503A从Skyworks的是一个完整的的802.11a / b / g / n的无線(xiàn)射频前端模块提供所述功率放大器，滤波，功率检测器，T / R开关，双工器和相关联的匹配的所有(yǒu)功能(néng)。

Skyworks的SE550示意图

图4：Skyworks的SE5503提供所有(yǒu)用(yòng)于5GHz的DSRC数据链路前端元素。

      该SE5503A提供从收发器的输出到天線(xiàn)中的超紧凑的外形完整2.4和5GHz WLAN RF溶液。所有(yǒu)的RF端口匹配50Ω到简化PCB布局和接口到收发信机的RFIC。该SE5503A还包含了一个动态范围為(wèi)20 dB的发射器功率检测器，每个发射链。每个功率放大器具有(yǒu)用(yòng)于开/关控制发射机一独立的数字使能(néng)控制。的功率斜坡上升/下降时间小(xiǎo)于0.7微秒(miǎo)和前端也从3.260-3.267 GHz和先于每一2.4GHz和5GHz的功率放大器，分(fēn)别输入3.28-3.89 GHz的提供了一个陷波滤波器。这些用(yòng)于去除干扰谐波。

      这可(kě)以用(yòng)于提高接收机的灵敏度和发射器的性能(néng)，降低任何延迟问题和提高的范围内。如果車(chē)辆可(kě)从另一个轿厢在一个更大的距离获得的数据有(yǒu)更多(duō)的时间来做出关于是否减速或制动关键决策。这种能(néng)力还可(kě)以用(yòng)于管理(lǐ)流量通过稍微减少在道路上的所有(yǒu)自主車(chē)辆的速度，以减少或消除停止启动路况。

加密

      也有(yǒu)用(yòng)于需要的无線(xiàn)链路的加密增加确认，但也有(yǒu)对执行多(duō)个不同的架构选择。保护无線(xiàn)链路避免了数据，其中黑客可(kě)以给車(chē)辆提供虚假数据，例如说服它有(yǒu)一个意外，它需要停止欺骗。LTE系统中已经从在接收器处理(lǐ)解密基站加密。

      其中加密发生在DSRC实现為(wèi)系统开发人员的一个关键问题。该加密的数据包可(kě)以在DSRC接收机被解密，或者通过送到中央控制器。在接收机端解密需要更多(duō)的处理(lǐ)能(néng)力来处理(lǐ)数百万分(fēn)组的第二和仍保持低延迟。的优点在于，数据包随后可(kě)从接收到不同的位置分(fēn)布，直接发送到地图子系统例如地图更新(xīn)的报文(wén)也可(kě)以发送给中央处理(lǐ)单元进行解密，评估和分(fēn)发。这可(kě)以创建在数据I / O并在总線(xiàn)连接，以加密的和未加密的数据在同一网络上行进的瓶颈。这就要求优先，增加了显著的复杂性的系统架构的一个附加的水平。

      一种替代的解决方案是标识為(wèi)直接解密和较低优先级，可(kě)以在以后的解码更短的时间依赖性的数据包的高优先级分(fēn)组的方案。然而，这是那么系统软件问题。

结论

      使用(yòng)802.11p无線(xiàn)的自主車(chē)基础上的5 GHz的无線(xiàn)网络和射频前端设计的成熟技术。能(néng)够与低延迟带来广泛的机会提高无人驾驶汽車(chē)的安全性，以提供RF连接到其它相邻車(chē)辆和路边单元。其他(tā)車(chē)辆和路边网络数据能(néng)够及时，高效地提供关键的数据，提供额外的安全性数据，以支持其他(tā)传感器。LTE可(kě)用(yòng)于某些数据的应用(yòng)程序，而开发商(shāng)则是从2020年开始寻找下一代2.5G无線(xiàn)的LTE和Wi-Fi低延迟技术的融合在自主車(chē)辆实际使用(yòng)。

      虽然技术成熟，设计方案仍在评估，特别是对安全性。确保汽車(chē)之间行进所有(yǒu)这些数据和限制股份单位是安全的是具有(yǒu)在设计和電(diàn)子控制单元的发展，功耗和在車(chē)辆内的控制器和网络的性能(néng)要求有(yǒu)重大影响一个非常重要的要求。这些都是目前正在评估，并在时刻将在2018至20年的时间内推出自主車(chē)解决的问题。