無人駕駛汽車 - “LTE+GPS”融合式的無人駕駛汽車

　　作為4G技術(shù)，LTECategory4（Cat.4）的速度更快，現(xiàn)在已能達(dá)到150Mbit/s，并利用Voiceover LTE（VoLTE）技術(shù)持續(xù)地快速演進，朝完全的分組交換網(wǎng)絡(luò)進展。

　　LTE持續(xù)演進，現(xiàn)在正推出載波聚合（Carrier Aggregation）和其他技術(shù)，以達(dá)到1Gbit/s的下載速度。當(dāng)此目標(biāo)實現(xiàn)時，LTE將跨入如同IMT-Advanced所定義的「真正4G」范疇。在那時候，它將成為LTE-Advanced。在此之前，LTE技術(shù)的演進與服務(wù)營收動能，將持續(xù)增強并有令人振奮的進展。

　　2015年4月，在Bankof AmericaMerrill Lynch于紐約舉辦的2015年汽車高峰會議上，通用汽車（GM）宣布，該公司為汽車與卡車提供的OnStar4GLTEWi-Fi熱點服務(wù)可在未來3年內(nèi)帶來3.5億美元的獲利。通用汽車的財務(wù)長稱這是「尚未開發(fā)且被低估的商機」。

　　OnStar嵌入式車載資通訊系統(tǒng)最早是在1996年推出的，包括電話秘書、緊急事件的診斷和位置追蹤（圖1）?，F(xiàn)在，GM已在北美超過三十款2015年的車款中推出4GLTE服務(wù)。未來也計劃將在海外市場推出。

　　圖1 GM于2011年率先業(yè)界發(fā)表LTE車用視屏串流服務(wù)，并于2014年進一步擴展。數(shù)據(jù)源：Moto rAuthority

　　通用汽車的率先部署反映了使用者的真正需求。隨著從智能型手機到平板計算機和筆記本電腦等移動裝置上的OTT（Over-the-top）視屏服務(wù)日益普及，因此，不管是在家或在路上，都必須能提供相同的服務(wù)質(zhì)量。

　　IDC分析師也提出了與此趨勢相關(guān)的一些數(shù)據(jù)：在一項智能型手機的調(diào)查中，有54%的智能型手機用戶會串流視屏內(nèi)容，而在美國，有27%的受訪者表示，他們會在智能型手機上購買電影，「比全球受訪者23%的比例高出一些」。

　　IDC還引述Vodafone在2014年財報會議的內(nèi)容指出，歐洲的視屏流量成長了將近90%。4GAmericas也預(yù)測，移動視屏流量到2018年時將增加70%。

　　在IP高質(zhì)量媒體、導(dǎo)航、語音和數(shù)據(jù)通訊需求的推動下，成長趨勢是顯而易見的。然而，雖然看來很簡單，但是為每輛汽車配備高速LTE功能卻不是那么容易的。這也是為什么通用汽車一次只在一個國家提供這項服務(wù)，而其中的一個理由是必須能夠通過國際性的無線規(guī)范。

　　眾所皆知，無線通信設(shè)計的難度極高。干擾、發(fā)射、天線擺放、以及規(guī)范都會延遲設(shè)計的進展。而當(dāng)談到汽車應(yīng)用時，無線通信更須正確、且符合標(biāo)準(zhǔn)。

　　現(xiàn)在正是設(shè)計人員面臨「自行開發(fā)或購買」決策的時間點，同時已有越來越多的設(shè)計人員決定采用「購買」的方式。因為，當(dāng)客戶能輕松取得「立即可用」的模塊時，重頭開發(fā)的投資報酬率并不劃算。

　　采用現(xiàn)成的模塊會使設(shè)計、建置和規(guī)范遵循過程變得更為簡單。有些模塊還提供PCIe接口，例如MPCI-L2LTE，它可支持多頻LTE，以及HSPA+和GPRS/EDGE標(biāo)準(zhǔn)。此模塊符合LTECat.4標(biāo)準(zhǔn)，速度最高可達(dá)150Mbit/s，并有適用于美國和歐洲/亞洲的不同版本，讓標(biāo)準(zhǔn)遵循更為容易。另一個須注意的重要特性是溫度范圍，特別是針對汽車和遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)聚合（Data Aggregation）應(yīng)用。MPCI-L2是很好的例子，它能達(dá)到-40到+85℃的操作范圍。

　　當(dāng)系統(tǒng)須要經(jīng)常升級，或是需要與計算機系統(tǒng)有直接接口時，采用能夠即插即用的PCIe方案是不錯的選擇。但是，對空間和成本受限的大批量應(yīng)用來說，模塊會是設(shè)計人員的更佳選擇。

　　這款模塊的設(shè)計是以TOBY-L2系列為基礎(chǔ)。除了支持LTE/HSPA+/GPRS標(biāo)準(zhǔn)，此模塊采用易于制造的LGA封裝，以及「套迭式」設(shè)計概念，能讓客戶將電路板配置為支持不同的模塊外型尺寸，還能隨未來的需求變更支持不同的無線技術(shù)。

　　通常，設(shè)計人員會取得接腳對接腳兼容性產(chǎn)品，但此作法會限制尺寸大小，因此，若未來須要升級，最好還是采用套迭式模塊。

　　在未來，升級很可能是必需的。現(xiàn)在，150Mbit/s的下載速度已能充分滿足汽車路由器的需求。車載LTE路由器可為汽車提供100Mbit/s（LTECategory3）的高速下行速度，這已足以支持五個平行的高畫質(zhì)電視頻道，更能支持乘客使用的各種視屏、語音、因特網(wǎng)存取和社交媒體應(yīng)用。

　　若與車載導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合，還能根據(jù)汽車所在位置推播內(nèi)容，例如，可提供有關(guān)附近景點或服務(wù)的豐富影片信息。

　　當(dāng)然，為了擴展這些功能，電信業(yè)者就必須負(fù)責(zé)投入資本支出，但是串流服務(wù)的營收卻是由OTT供貨商取得，而不是電信業(yè)者。因此，電信業(yè)者必須進一步采取行動，重新檢視其商業(yè)模式。

　　除了串流服務(wù)，另一個可為服務(wù)供貨商和獨立業(yè)者帶來絕佳商機的應(yīng)用是為汽車、卡車或救護車提供車隊管理服務(wù)。

　　在北美的多家電信業(yè)者中，Verizon是積極掌握商機的一家。它的Network fleet解決方案采用GPS實現(xiàn)準(zhǔn)確的位置追蹤，并通過安全的無線網(wǎng)絡(luò)將車輛數(shù)據(jù)傳送到Network fleet數(shù)據(jù)中心（圖3）。Network fleet裝置可全年無休地監(jiān)測車輛位置、引擎診斷，以及其他的車隊績效指標(biāo)。

　　車隊業(yè)者可存取安全的Network fleet網(wǎng)站，以接收車輛警示、追蹤車輛位置、以及監(jiān)控駕駛行為。利用PC、智能型手機和平板計算機，管理人員能監(jiān)控車隊追蹤數(shù)據(jù)，以便實時制定更低成本的決策并提升車隊績效。

　　Network fleet的服務(wù)模型可與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）匯聚，通過持續(xù)地收集與分析資料來實現(xiàn)更佳的商業(yè)成效。舉例來說，以預(yù)測式維護為基礎(chǔ)的長期數(shù)據(jù)分析，能有效預(yù)防故障的發(fā)生。ODIN-W2便是可用來實現(xiàn)此一目標(biāo)的設(shè)計，它是精巧但功能強大的獨立式多重?zé)o線電（Multiradio）模塊，適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。此模塊還能提供嵌入式驅(qū)動程序、堆棧和應(yīng)用程序，供無線數(shù)據(jù)傳輸和AT指令配置之用。它的無線支持包括雙模藍(lán)牙v4.0（傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙），以及雙頻Wi-Fi（2.4GHz和5GHz頻段）。此模塊還能被用來作為點對點序列纜線的替代方案。

　　ODIN-W2支持多種可在無線多點連接（Wireless Multidrop）或延伸數(shù)據(jù)模式（Extended Data Mode）中并存的藍(lán)牙和Wi-Fi連接，以實現(xiàn)先進的多點功能。

　　EMMY-W1模塊增加了NFC功能，而ELLA-W1模塊是端到端的藍(lán)牙、Wi-Fi解決方案，并具備MAC/基頻以及一個可連接到主機的SDIO接口。

　　請注意，IoT也適用于駕駛：駕駛行為的監(jiān)測和分析，包括睡著或危險駕駛等，都有助于防止意外產(chǎn)生。

　　LTE+GPS=無人駕駛汽車

　　然而，車隊管理技術(shù)的應(yīng)用只是起點而已。受惠于支持GPS和LTE功能的模塊與系統(tǒng)日漸普及，無人駕駛汽車的目標(biāo)已經(jīng)不再遙不可及。例如，NEO-M8L獨立式模塊結(jié)合了高效能同步定位引擎與3D汽車慣性導(dǎo)航（ADR）技術(shù)，可為道路汽車應(yīng)用提供100%的覆蓋范圍與持續(xù)的3D定位功能。

　　此裝置非常靈敏，擁有快速的GNSS信號擷取與追蹤，能輕松地整合于系統(tǒng)中。模塊內(nèi)建的3D加速器、3D陀螺儀傳感器，以及速度脈沖輸入（硬件或信息總線），能以持續(xù)、準(zhǔn)確的定位效能為道路車輛ADR應(yīng)用提供完整的解決方案。

　　NEO-M8L裝置能完全改變商品和人們運輸與管理的模式?，F(xiàn)在，LTE和GPS已能帶來極佳的洞見，但很快地，未來在越來越多僅需很少或沒有人為互動的情況下，駕駛終將會被取代。

　　未來，隨著監(jiān)控基地臺部署在全球各地，其他的商業(yè)模式也將包括LTE遠(yuǎn)程視屏監(jiān)控服務(wù)。電信業(yè)者能根據(jù)設(shè)備安裝、設(shè)備供應(yīng)與租賃、管理軟件、每日使用時數(shù)（例如，只有在商店結(jié)束營業(yè)的時間，或偵測到動作時），以及視屏串流的云端儲存等各種方式來收取費用。

　　針對數(shù)字廣告牌，LTE能實現(xiàn)快速的影像更新，再以相關(guān)服務(wù)向廣告主收費，同時云端儲存和代管應(yīng)用程序也將獲益于更快的存取和下載。這些都將是所有電信業(yè)者能因LTE「狂潮」的普及而創(chuàng)造更多營收來源的契機。