作者：Jeff James 和Avinash Ghirnikar，Marvell

如今，社會(huì)非常依賴于對數(shù)據(jù)的不斷獲取，這為所涉及的通信技術(shù)設(shè)定了顯著提高的全新預(yù)期。 從根本上說，人們希望在任何地方獲得的連接性能與在家中完全相同， 一個(gè)有此需要的非常重要的場合就是在車內(nèi) ——大多數(shù)情況下，人們在車內(nèi)度過了很大部分時(shí)間（比如上下班通勤、駕駛汽車外出休閑旅行）。

汽車無線連接必須滿足三個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。 毋庸置疑，連接必須足夠快速 ——支持所需的數(shù)據(jù)速率，從而能夠體驗(yàn)精彩的多媒體服務(wù)。 其次，即使在比消費(fèi)類電子行業(yè)相關(guān)要求更為嚴(yán)苛的環(huán)境中，也應(yīng)保持很高的可靠性。 最后，必須具備更高的安全級(jí)別，以保護(hù)傳輸/接收的數(shù)據(jù)。

隨著道路上越來越多的汽車開始利用先進(jìn)的無線連接，而且數(shù)據(jù)量也越來越大，獲取充足的、可用的無線媒體將成為一項(xiàng)重大的技術(shù)挑戰(zhàn)。 每輛車都必須與附近的其他車輛共享網(wǎng)絡(luò) —— 在高度擁堵的地區(qū)，甚至可能會(huì)多達(dá)數(shù)百輛。

使用LTE/5G 通信技術(shù)是解決此問題的一種有效方法。 然而，該方法的經(jīng)濟(jì)可行性仍存在問題，因?yàn)槠湟蕾囉谑跈?quán)無線網(wǎng)絡(luò)的使用， 這可能會(huì)增加財(cái)務(wù)支出，并對與不同服務(wù)相關(guān)的商業(yè)模式的可行性造成不利影響。

現(xiàn)在，作為一種替代方案，802.11ax Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)脫穎而出。它針對高用戶密度場合進(jìn)行了優(yōu)化，相較于先前的Wi-Fi 技術(shù)，具有顯著提高的容量和頻譜效率。該標(biāo)準(zhǔn)使用正交頻分多址(OFDMA)，可同時(shí)處理大量數(shù)據(jù)流。 此外，其多通道MIMO (MU-MIMO) 功能可顯著提高整體覆蓋范圍。

通過使用802.11ax，相較于蜂窩通信方式，V2I 通信將更具成本效益。 而且，它所支持的低延遲操作意味著通過在附近車輛或基礎(chǔ)設(shè)施之間傳遞信息，可以實(shí)時(shí)向駕駛員（或車輛的ADAS 系統(tǒng)）提醒潛在問題（如前方道路事故）。 然后，駕駛員能夠作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，以避免可能的危險(xiǎn)。 同樣，這種連接亦可用于車載通信/分析活動(dòng)中， 從現(xiàn)代化車輛中分布的眾多傳感器獲取的所有數(shù)據(jù)均可安全傳輸回云端，以便制造商核查性能指標(biāo)、預(yù)估下次維修時(shí)間，或識(shí)別可能需要立即處理的任何嚴(yán)重問題。 車輛作為一個(gè)802.11ax 基站(STA)，能夠?qū)⒋祟悢?shù)據(jù)上傳到任何附近的802.11ax 接入點(diǎn)(AP)，而不會(huì)發(fā)生目前狀況下其他車輛都在爭奪AP 帶寬而導(dǎo)致的延遲問題。802.11ax 支持OFDMA 和MU-MIMO 技術(shù)，允許與其它各方共享媒體，而不是爭奪媒體，使得空間復(fù)用、頻率和時(shí)間復(fù)用均可從中受益。

802.11ax 連接能夠提供的另一項(xiàng)功能是在車輛出廠后進(jìn)行固件無線更新。 車型的改良在不斷進(jìn)行之中，因此，汽車制造商希望推出任何新功能時(shí)，都能在汽車的使用年限中得以及時(shí)部署和應(yīng)用，這是因?yàn)槠嚨氖褂媚晗藓荛L，更換周期也遠(yuǎn)超智能手機(jī)等產(chǎn)品。以往的更新需要將車送回經(jīng)銷商處，通過電纜接口進(jìn)行更新，對車主而言不僅非常不便，而且必須由技術(shù)人員進(jìn)行實(shí)際操作，產(chǎn)生的成本費(fèi)用也相當(dāng)可觀。 而通過無線網(wǎng)絡(luò)定期進(jìn)行固件更新無疑是個(gè)更好的選擇，車主無需將車駛回經(jīng)銷商處， 只需要充足的帶寬和安全性。

利用安全可靠的無線平臺(tái)同時(shí)對所有相關(guān)車型進(jìn)行此操作，這對制造商而言具有非常明顯的物流和經(jīng)濟(jì)效益。 毫無疑問，相信車主們也會(huì)對此贊賞不已，因?yàn)樗麄冊僖膊槐貜姆泵Φ娜粘讨谐槌鰰r(shí)間將車輛駛回經(jīng)銷商處進(jìn)行更新。 即使在汽車售出之前需要更新（例如，車輛在港口等待運(yùn)出，或停放在生產(chǎn)工廠的停車場時(shí)），相較于直接接觸的方式，無線更新的優(yōu)勢顯而易見。 運(yùn)營效率大幅提高，執(zhí)行任務(wù)所需的人力資源大幅減少，從而可節(jié)省大量的時(shí)間和費(fèi)用。 

現(xiàn)在讓我們回到車上乘客及其需求上， 與國內(nèi)環(huán)境中發(fā)生的情況類似，汽車內(nèi)需要安裝的Wi-Fi 端點(diǎn)數(shù)量正在急劇增加，因此連接也必須相應(yīng)發(fā)展。與前幾代技術(shù)相比，802.11ax 接入點(diǎn)能夠連接更多的手持設(shè)備（得益于其OFDMA 功能），從而允許傳輸數(shù)字娛樂等內(nèi)容，同時(shí)確保獲得優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)，避免發(fā)生任何讓人沮喪的情形。

圖1：Marvell 的88Q9098 802.11ax Combo SoC

作為首家在市場上專門為汽車部署推出802.11ax 無線連接解決方案的半導(dǎo)體企業(yè)，Marvell 擁有應(yīng)對以上所有用例的技術(shù)。88Q9098 是符合AEC-Q100 Grade 2 的系統(tǒng)單晶片(SoC)。 它涵括2x2 加2x2 并行雙Wi-Fi，以及雙模藍(lán)牙5/低功耗藍(lán)牙(BLE) 和802.11p 功能，并能夠提供千兆級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸。 這種無線連接組合設(shè)備專門用于汽車設(shè)計(jì)，在應(yīng)對嚴(yán)苛的汽車操控需求時(shí)，也最好配備此系統(tǒng)，而非采用現(xiàn)有以消費(fèi)者為目標(biāo)的SoC 并嘗試重新設(shè)定其使用目標(biāo)。 其工作溫度范圍為-40°C 至-105°C，并集成了一系列保護(hù)機(jī)制，以應(yīng)對靜電放電(ESD) 沖擊和電磁干擾(EMI)。 其他重要功能包括瞬時(shí)雷達(dá)探測，如果雷達(dá)信號(hào)出現(xiàn)在一個(gè)已被占用的信道上，則會(huì)快速的移到另一個(gè)信道上，并通過橢圓曲線加密(ECC) 進(jìn)行對稱加密，從而保護(hù)數(shù)據(jù)流免受黑客威脅。

圖2：88Q9098 功能框圖

802.11ax 協(xié)議意味著人們在車內(nèi)進(jìn)行訪問時(shí)體驗(yàn)到的Wi-Fi 性能，與在家中/辦公室中體驗(yàn)到的性能毫無差異。 實(shí)施針對汽車優(yōu)化的解決方案后，就有可能實(shí)現(xiàn)無縫無線連接，人們?nèi)缃裨谏钅承┓矫骈_始依賴的服務(wù)將變得無處不在- 無論他們身在何處，無論他們在做什么，都可以及時(shí)獲得這些服務(wù)。