無(wú)線(xiàn)鏈接無(wú)人自動(dòng)駕駛汽車(chē)
對(duì)于自主車(chē)輛無(wú)線(xiàn)電鏈路的進(jìn)化已經(jīng)變量。規(guī)格如5.9
GHz的數(shù)字短程通信(DSRC)開(kāi)始作為車(chē)輛與基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)系統(tǒng)路費(fèi),并已轉(zhuǎn)移到采取其他基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用,如速度限制提供的信息,使相機(jī)都沒(méi)有檢測(cè)路牌需要。
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然而,頻段分配有世界各地的變化,而不是有廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施V2I有限的自主操作使用無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。從路邊單元(受限制股份單位)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)提供速度極限的數(shù)據(jù)和其他有用的信息,如位置,速度和附近車(chē)輛的方向,可能?chē)@在那里它們不是通過(guò)其他方式可見(jiàn)的拐角有助于自主控制系統(tǒng)。然而,數(shù)據(jù)不總是可從一個(gè)RSU所以其它檢測(cè)系統(tǒng),例如相機(jī)可以被用于車(chē)輛在未送達(dá)的道路行駛。這被看作是增加了開(kāi)發(fā)成本和復(fù)雜性。
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其結(jié)果是,在無(wú)線(xiàn)鏈路的要求還沒(méi)有被視為一個(gè)獨(dú)立的車(chē)輛的操作的,直到最近的重要組成部分。而初始的發(fā)展集中于自主控制系統(tǒng),更近的設(shè)計(jì)已經(jīng)承認(rèn)用于許多不同的應(yīng)用中的無(wú)線(xiàn)鏈路的需要。
這些應(yīng)用程序從下載了最新的地圖數(shù)據(jù),使得車(chē)輛確切地知道,就是要,以接收來(lái)自其他車(chē)輛的交通信息而變化。無(wú)線(xiàn)鏈路也可以使用關(guān)于'platooning',允許車(chē)輛,通常是卡車(chē),以維持彼此的恒定距離。

圖1:通用汽車(chē)是第一個(gè)汽車(chē)制造商使用數(shù)字短程通信的一個(gè)車(chē)輛之間的聯(lián)系,開(kāi)始與2016年底的凱迪拉克CTS模式。
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雖然汽車(chē)制造商,如通用汽車(chē)公司已經(jīng)采用了DSRC在2016年年底推出的凱迪拉克CTS,LTE蜂窩也正在研究作為一個(gè)可能的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)。
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然而,LTE網(wǎng)絡(luò)的等待時(shí)間仍然是一個(gè)問(wèn)題,尤其是對(duì)于V2V應(yīng)用程序。從一臺(tái)車(chē)輛數(shù)據(jù)從LTE模塊行進(jìn)到基站,通過(guò)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò),反向通過(guò)相同的基站附近的車(chē)輛。DSRC直接行駛的車(chē)輛之間。

圖2:DSRC的不同用途和蜂窩無(wú)線(xiàn)鏈接,自主車(chē)(禮貌NXP)。
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所以不是,被用于在無(wú)人駕駛汽車(chē)的乘客提供信息和娛樂(lè)服務(wù),而基于DSRC-V2X子系統(tǒng)用于發(fā)送安全數(shù)據(jù)基于LTE的信息娛樂(lè)子系統(tǒng)。信息娛樂(lè)子系統(tǒng)將建成一個(gè)價(jià)格,和V2X子系統(tǒng)將建成以加密,更低的延遲和可靠性的關(guān)鍵功能的標(biāo)準(zhǔn)。
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例如,沃爾沃使用802.11p無(wú)線(xiàn)技術(shù)直接從前方車(chē)輛傳達(dá)給其他兩個(gè)'排'在歐洲從動(dòng)三輛卡車(chē)。該通信系統(tǒng)被直接鏈接到基于雷達(dá)的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng),以保持車(chē)輛之間1秒的差距。這就允許以下卡車(chē)自主操作。
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在IEEE 802.11p標(biāo)準(zhǔn)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。他們都用一半的帶寬,或者兩倍的傳輸時(shí)間,802.11a的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接,以允許接收處理回波信號(hào)從其他汽車(chē)或房屋反映更可靠。
參數(shù)802.11802.11p信道帶寬(MHz)2010比特率(Mbps)的6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 543, 4.5, 6, 9, 12, 18, 24, 27OFDM符號(hào)持續(xù)時(shí)間(微秒)48衛(wèi)隊(duì)時(shí)間(微秒)0.81.6序言持續(xù)時(shí)間(微秒)2040子載波間隔(千赫)312.5156.25
圖3:802.11a和802.11p(MathWorks的禮貌)之間的差異。
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雖然802.11p是DSRC的基礎(chǔ),歐洲的系統(tǒng)目前不完全兼容。因此,標(biāo)準(zhǔn)化是為了確保泛歐的互操作性是必不可少的。
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該DSRC技術(shù)是從現(xiàn)有的Wi-Fi的802.11ac技術(shù)的進(jìn)步,如賽普拉斯?BCM89359。這是首個(gè)Wi-Fi /藍(lán)牙智能2X2
MIMO組合芯片與皇家同步雙頻(RSDB)的支持,以及一個(gè)獨(dú)立的三模智能藍(lán)牙(4.2版)系統(tǒng)芯片(SoC)的。它已被優(yōu)化,以滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試AECQ100汽車(chē)環(huán)境壓力的要求,以飽滿(mǎn)的生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序(PPAP)的支持。
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該SoC的設(shè)計(jì)與蘋(píng)果CarPlay和谷歌自動(dòng)鏈接工作,并多帶并發(fā)汽車(chē)信息娛樂(lè)和遠(yuǎn)程信息處理操作使用兩套天線(xiàn)在2×2
MIMO架構(gòu),性能更高的鏈路。
為可靠的鏈接,則802.11p無(wú)線(xiàn)設(shè)備還需要一個(gè)前端。
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所述SE5503A從Skyworks的是一個(gè)完整的的802.11a / b / g / n的無(wú)線(xiàn)射頻前端模塊提供所述功率放大器,濾波,功率檢測(cè)器,T /
R開(kāi)關(guān),雙工器和相關(guān)聯(lián)的匹配的所有功能。

圖4:Skyworks的SE5503提供所有用于5GHz的DSRC數(shù)據(jù)鏈路前端元素。
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該SE5503A提供從收發(fā)器的輸出到天線(xiàn)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(jiǎn)化PCB布局和接口到收發(fā)信機(jī)的RFIC。該SE5503A還包含了一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍為20
dB的發(fā)射器功率檢測(cè)器,每個(gè)發(fā)射鏈。每個(gè)功率放大器具有用于開(kāi)/關(guān)控制發(fā)射機(jī)一獨(dú)立的數(shù)字使能控制。的功率斜坡上升/下降時(shí)間小于0.7微秒和前端也從3.260-3.267
GHz和先于每一2.4GHz和5GHz的功率放大器,分別輸入3.28-3.89 GHz的提供了一個(gè)陷波濾波器。這些用于去除干擾諧波。
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這可以用于提高接收機(jī)的靈敏度和發(fā)射器的性能,降低任何延遲問(wèn)題和提高的范圍內(nèi)。如果車(chē)輛可從另一個(gè)轎廂在一個(gè)更大的距離獲得的數(shù)據(jù)有更多的時(shí)間來(lái)做出關(guān)于是否減速或制動(dòng)關(guān)鍵決策。這種能力還可以用于管理流量通過(guò)稍微減少在道路上的所有自主車(chē)輛的速度,以減少或消除停止啟動(dòng)路況。
加密
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也有用于需要的無(wú)線(xiàn)鏈路的加密增加確認(rèn),但也有對(duì)執(zhí)行多個(gè)不同的架構(gòu)選擇。保護(hù)無(wú)線(xiàn)鏈路避免了數(shù)據(jù),其中黑客可以給車(chē)輛提供虛假數(shù)據(jù),例如說(shuō)服它有一個(gè)意外,它需要停止欺騙。LTE系統(tǒng)中已經(jīng)從在接收器處理解密基站加密。
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其中加密發(fā)生在DSRC實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。該加密的數(shù)據(jù)包可以在DSRC接收機(jī)被解密,或者通過(guò)送到中央控制器。在接收機(jī)端解密需要更多的處理能力來(lái)處理數(shù)百萬(wàn)分組的第二和仍保持低延遲。的優(yōu)點(diǎn)在于,數(shù)據(jù)包隨后可從接收到不同的位置分布,直接發(fā)送到地圖子系統(tǒng)例如地圖更新的報(bào)文也可以發(fā)送給中央處理單元進(jìn)行解密,評(píng)估和分發(fā)。這可以創(chuàng)建在數(shù)據(jù)I
/ O并在總線(xiàn)連接,以加密的和未加密的數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)上行進(jìn)的瓶頸。這就要求優(yōu)先,增加了顯著的復(fù)雜性的系統(tǒng)架構(gòu)的一個(gè)附加的水平。
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一種替代的解決方案是標(biāo)識(shí)為直接解密和較低優(yōu)先級(jí),可以在以后的解碼更短的時(shí)間依賴(lài)性的數(shù)據(jù)包的高優(yōu)先級(jí)分組的方案。然而,這是那么系統(tǒng)軟件問(wèn)題。
結(jié)論
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使用802.11p無(wú)線(xiàn)的自主車(chē)基礎(chǔ)上的5
GHz的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和射頻前端設(shè)計(jì)的成熟技術(shù)。能夠與低延遲帶來(lái)廣泛的機(jī)會(huì)提高無(wú)人駕駛汽車(chē)的安全性,以提供RF連接到其它相鄰車(chē)輛和路邊單元。其他車(chē)輛和路邊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能夠及時(shí),高效地提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù),提供額外的安全性數(shù)據(jù),以支持其他傳感器。LTE可用于某些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序,而開(kāi)發(fā)商則是從2020年開(kāi)始尋找下一代2.5G無(wú)線(xiàn)的LTE和Wi-Fi低延遲技術(shù)的融合在自主車(chē)輛實(shí)際使用。
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雖然技術(shù)成熟,設(shè)計(jì)方案仍在評(píng)估,特別是對(duì)安全性。確保汽車(chē)之間行進(jìn)所有這些數(shù)據(jù)和限制股份單位是安全的是具有在設(shè)計(jì)和電子控制單元的發(fā)展,功耗和在車(chē)輛內(nèi)的控制器和網(wǎng)絡(luò)的性能要求有重大影響一個(gè)非常重要的要求。這些都是目前正在評(píng)估,并在時(shí)刻將在2018至20年的時(shí)間內(nèi)推出自主車(chē)解決的問(wèn)題。