LTE將帶動多樣化的汽車應(yīng)用

　　增強(qiáng)實(shí)境和抬頭顯示器(HUD)

　　LTE可借助因特網(wǎng)的強(qiáng)大功能與豐富內(nèi)容，進(jìn)一步推進(jìn)這一趨勢的發(fā)展。舉例來說，通過攝影機(jī)和道路傳感器的實(shí)時響應(yīng)，并與周圍車輛的信息結(jié)合在一起，可監(jiān)測可能發(fā)生的交通事故。數(shù)據(jù)在云端處理，然后傳送給所有汽車。由于LTE具備低傳輸延遲的特性，實(shí)時獲取周圍車輛的相對速度是有可能實(shí)現(xiàn)的。

　　然后，這些“智能汽車”便會依此更改屏幕上的車道指示，甚至在檢測到危險路況之前自動變更導(dǎo)航選擇。駕駛員能看到前方車輛以紅框顯示，并有綠色箭頭指示應(yīng)切換至哪一個車道。駕駛員的視線完全無需離開道路，便能看到所有相關(guān)的信息。其它會顯示的輔助信息還包括：鄰近的加油站位置(和價格)、服務(wù)、停車或過路收費(fèi)方式等，并能如圖6所示，實(shí)時更新前方路況。

　　向后兼容現(xiàn)有技術(shù)

　　我們將看到，隨著這些服務(wù)成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)配備，以及LTE網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大到100%的覆蓋率，現(xiàn)有的2G和3G技術(shù)會逐漸被淘汰。然而，在過渡期內(nèi)，我們還是需要在汽車內(nèi)提供與2G和3G技術(shù)的向后兼容性(“LTE多模”)，以確保能隨時保持連網(wǎng)，而不只是在目前擁有良好LTE覆蓋的城市或靠近城市的地區(qū)才有網(wǎng)絡(luò)可用。

　　雖然要實(shí)現(xiàn)上述許多應(yīng)用，最好是利用LTE技術(shù)，但廣泛覆蓋的HSPA+網(wǎng)絡(luò)(最新的3G標(biāo)準(zhǔn)版本)也能提供42Mbps的下行速度─雖然延遲較長。我們必需了解，峰值數(shù)據(jù)傳輸率只能在理想條件下獲得，其帶寬由共享同一蜂窩的多個用戶來共享。這是LTE勝出的另一個領(lǐng)域，因為LTE的OFDMA調(diào)制方案使共享帶寬的人數(shù)遠(yuǎn)超3G。

　　在LTE無法覆蓋的地區(qū)，HSPA+仍能為一定數(shù)量的用戶提供質(zhì)量尚可的服務(wù)。自適應(yīng)視頻/音頻編碼技術(shù)，例如因特網(wǎng)上常用的(如YouTube)，能根據(jù)帶寬可用性的改變來實(shí)時下調(diào)性能。它與本地數(shù)據(jù)緩存配合使用，便能提供高質(zhì)量體驗，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件需求適時在LTE和HSPA+之間切換。

　　音頻通信是另一個重要需求，任何一種支持LTE網(wǎng)絡(luò)的信息娛樂系統(tǒng)都將集成免提語音通話功能，使駕駛員能安全地?fù)艽虿⒔勇犽娫?。此外?些新的應(yīng)用，如私人秘書服務(wù)(concierge service)，也需要語音互動功能，因為這是一邊駕駛一邊通話的最安全、自然且舒適的方式。由于2G/3G高質(zhì)量電話服務(wù)在全球范圍廣泛覆蓋，在未來的一段時間內(nèi)，汽車仍需維持2G/3G網(wǎng)絡(luò)相連。

　　最后，歐洲eCall系統(tǒng)這類緊急呼叫系統(tǒng)的鋪開，要求蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍遍及整個歐盟區(qū)域。由于GSM已在歐洲(和全世界)建立完善，而且eCall采用極低的帶寬，因此這也是需要汽車維持2G連接的另一個原因─至少在LTE未全面覆蓋與普及之前仍需如此。

LTE汽車需求

　　無線頻譜與天線

　　眾所周知，LTE服務(wù)擁有非常復(fù)雜的地理區(qū)域與無線頻段組合。目前定義的LTE頻段已經(jīng)超過40種，而在許多地區(qū)，必須至少能同時支持5或6個頻段。因為汽車經(jīng)常會跨地區(qū)漫游，例如從北美到南美，或從東歐到西歐，所以汽車可能需要支持多達(dá)10個LTE頻段。

　　除此之外，LTE采用2個天線的MIMO設(shè)計(多重輸入與多重輸出，發(fā)送器和接收器兩端都須采用多個天線以提高性能)，并可能進(jìn)一步發(fā)展到四個天線。由于在汽車兩端安裝多個天線布線難度很高，因此最好將蜂窩調(diào)制解調(diào)器一分為二：一部分是數(shù)字組件，放在車內(nèi);另一部分是射頻拉遠(yuǎn)頭，與天線一起放入一個外部裝置，，如現(xiàn)在很多汽車都有的“魚鰭”。更復(fù)雜的設(shè)計是，“魚鰭”中已包含數(shù)個天線，可支持GNSS、FM和數(shù)字收音機(jī)等，所以謹(jǐn)慎的系統(tǒng)設(shè)計與RF共存模型會變得非常重要。

　　環(huán)境需求

　　由于汽車的使用壽命很長，而且需忍受嚴(yán)格的環(huán)境條件(熱、冷、振動)，因此所有車用部件都應(yīng)符合嚴(yán)格的質(zhì)量與性能標(biāo)準(zhǔn)，美國的汽車電子委員會(AEC)已針對這些要求制定了規(guī)范。

　　AEC-Q100是蜂窩調(diào)制解調(diào)器需要滿足的關(guān)鍵需求，它定義了電氣、使用壽命和應(yīng)力可靠性等參數(shù)的測試。其主題是該設(shè)備在工作溫度范圍增大后的可靠性，這取決于該設(shè)備在汽車內(nèi)所處的位置。例如，車艙內(nèi)的應(yīng)用可能需要滿足Grade 3 (-40 to +85C);儀表板應(yīng)用需滿足Grade 2 (-40 to +105C);而在空間狹小、且受日曬的位置，則需符合Grade 1 (-40 to +125C)。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　另一個需要考慮的問題是LTE應(yīng)如何與車內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)集成。以下有三個重疊的需求。在實(shí)際應(yīng)用中，每一個需求都可能由不同的設(shè)計團(tuán)隊來開發(fā)，采用不同組件供貨商的產(chǎn)品，并按照客戶的喜好來安裝。