為什麼802.11ax是互連汽車的一種「必備」技術?

2021-02-15 Marvell美滿

設想一下這樣的場景,您正駕駛著全新的互連汽車穿梭在繁忙的城市道路中,而這輛互聯汽車在行駛過程中不斷「學習」,變得更加智能、安全和可靠。這樣的汽車能夠持續的採集和生成各種數據,並將其有選擇性的上傳到雲端。

隨著越來越多的汽車具備先進的無線連接功能,這個令人振奮的未來場景將變得司空見慣,但是,每輛車都需要與附近數百輛其他汽車共享該網絡。雖然這種應用案例可以藉助LTE/5G蜂窩技術實現,但使用這種「許可管道」的成本將非常昂貴。在這種情況下,新的Wi-Fi®標準802.11ax,也被稱為高效無線(HEW),將成為汽車行業的救星在未來幾年內,配備一系列傳感器的汽車將產生zettabytes級的數據,這些數據將會全部上傳到雲端和數據中心,從而實現下一代機器學習,以便使未來的駕駛變得更加安全和更可預測,當然,上傳這些數據需要安全可靠地完成。

作為802.11ax站點(STA)的汽車將能夠在極具挑戰性的無線環境中將數據上傳到802.11ax接入點(AP),同時與其他客戶共享網絡。802.11ax系統將能夠通過諸如MU-MIMO和OFDMA(允許空間、頻率和時間重用)等新技術來實現上述功能,這些技術是802.11ax新標準的一部分創新內容。今天,各個站點是通過競爭上網,不能有效地共享網絡,必須面對可怕的「死亡之環(circle of death)」來等待連接。由於不斷的競爭,當今的無線標準通常可能處於全有或全無的二元工作模式。當汽車配備有其他即將出臺的802.11ai等標準時,特別是快速初始連結建立(FILS),即使在汽車處在不斷運動,並可能從一個AP到另一個AP的情況下,通過Wi-Fi將數據上傳到雲端的願景將成為現實。

從基礎設施的角度看,802.11ax標準大大增強了這種「機蓋下面」上傳應用。同樣,也可以採用相同的標準將軟體和固件下載到互連汽車。眾所周知,汽車中的處理器和電子控制單元(ECU)數量預計將大幅增加,這反過來又意味著汽車中的軟體/固件內容同樣將以指數速度增長,將需要定期進行無線固件(FOTA)更新,因此,對於汽車製造商來說,擁有一個可靠和強大的機制來支持這些至關重要,由此可能節省汽車製造商數百萬美元的服務成本。隨著目前技術的不斷創新和發展,有時新汽車剛剛下線不久,便需要通過無線連接進行固件更新。

以汽車廠商工廠外的停車場為例,其中或許有數百輛全新汽車需要更新一些軟體。在這種情況下,802.11ax可以通過更加高效和更加可靠的大規模更新而派上用場。這種優勢將會持續體現在每輛車的整個使用壽命周期,因為無法預測這些車會遇到什麼樣的無線連接環境,可能是極具挑戰性的車庫、車道、甚至停車甲板等環境, 802.11ax所具備的增強調製與MU-MIMO和OFDMA功能相結合,將確保最高效、最可靠的Wi-Fi管道可始終用於實現這種關鍵應用。鑑於一輛汽車可以很輕易地使用近十年時間,從一開始就使汽車具備這種功能將是一個巨大的優勢,可以顯著節約成本。同樣,為了確保從總體端到端系統角度實現這一應用,像藍牙低功耗和藍牙低功耗長距離等配套技術也將發揮關鍵作用。

這兩種基礎設施類型的應用可能為互連汽車帶來巨大的增值效應,特別是從汽車製造商的角度來看,可以證明802.11ax的價值所在。即使對於消費者,他們也可以在車載儀錶板中看到明顯的優勢,其信息娛樂系統中的移動接入點將能夠無縫連接到他們最新的智慧型手機(在2019年前後,智慧型手機本身將能夠支持802.11ax)。考慮到802.11ax中附加的30-40%吞吐量增加,以及此標準與之前Wi-Fi標準的向後兼容性,不同應用將可以協作共存,無線Apple CarPlay®、無線Android Auto™投影、後排座位娛樂系統、無線攝像頭等應用都將變得輕而易舉。就像在家裡一樣,汽車中的Wi-Fi終端數量也在激增,802.11ax標準是為數量不斷增加的終端數量而精心設計的唯一途徑,同時能夠提供最佳的用戶體驗。

802.11ax的Release 1版本(又名Wave 1)正在準備通過Wi-Fi聯盟於2019年下半年發布,相關的產品已經在由晶片供應商提供樣片,其中包括AP和STA / 移動AP等各個方面,互操作性測試也正在進行中。對於原始設備製造商及其一級供應商的所有無線系統設計人員來說,802.11ax Wi-Fi標準應該是一個他們非常期盼的目標,尤其是針對2020年及以後的任何產品發布,現在是時候開始為即將到來的802.11ax基礎設施的未來而做準備。在您的智慧型手機/家庭/企業以及汽車中採用不同標準無線技術的日子已經一去不復返,消費者現在要求他們的汽車成為家庭/工作環境的自然延伸,並且所有這些生活空間都具有同樣的功能,802.11ax註定要成為實現這種願景的一種支柱性關鍵技術。

自2011年首次推出針對汽車應用的Wi-Fi /藍牙組合器件以來,Marvell一直是這類汽車市場器件設計的先驅。憑藉十年前就已經開始的實際研發,通過與OEM、Tier 1和Tier 2廠商的緊密合作,Marvell的汽車無線產品組合一直致力於滿足關鍵應用中五代以上產品的需求,支持上述各種應用所需的所有技術都已被集成到Marvell第五代晶片中。再加上為企業級、高性能接入點提供的產品,Marvell始終致力於為汽車行業和汽車用戶提供最佳的無線連接體驗,這些涵蓋了當今汽車內外面向未來的各種應用。

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