如何解决互联汽车中射频的复杂性？

车辆无线通信的复杂性正以惊人的速度增长，即将到来的5G将进一步依赖RF技术为道路铺平了道路。如今，从安全功能和导航到信息娱乐和无钥匙进入，车辆可能依靠无线通信实现十几个或更多的功能。在接下来的几年里，这些功能将越来越多地扩展到自动驾驶、与基础设施和物联网的通信，特别是与互联网世界的通信4G过渡到5G。

不断增长的射频复杂性给汽车制造商带来了重大挑战。随着汽车越来越依赖无线通信，挑战将增加。为了帮助实现向5G的飞跃，业界于2016年成立了5G汽车协会（5GAA），支持和指导4G和5G标准化，开发测试，推广解决方案，加速汽车产品的商业化。与此同时，汽车制造商面临的挑战包括通过从 CAT4 调制解调器标准（150 Mbps 下载速度）迁移到 CAT16 （1 Gbps） 及更高标准来改进其设计，以支持更快的蜂窝数据率。

通信复杂性促进了搜索经验证的解决方案

射频的复杂性和快速变化正在挑战汽车制造商快速开发、测试、实施和向消费者交付产品的能力。设计必须集成一个高度复杂的无线系统，同时确保服务质量、可靠性和鲁棒性。此外，这些标准必须在生产设计中实现，因为在向消费者发布产品后重新设计产品通常是不可接受的，甚至是不可能的。

为了应对这些挑战，汽车制造商需要验证无线组件和模块，以便将其集成到车辆中。为了获得这些产品，他们越来越多地转向在无线网络和移动通信行业拥有丰富经验的供应商，这些供应商多年来一直为智能手机制造商和移动网络运营商提供产品。这一背景还提供了有价值的专业知识和指导，可以帮助汽车制造商理解和克服与标准合规、区域要求和天线技术相关的潜在障碍。随着越来越多的无线协议和车辆集成频带，这些专业知识变得尤为重要。这有助于解决复杂的4G和5G挑战，比如多输入多输出（MIMO）和载波聚合（CA），这两种广泛使用的技术可以提供更高的数据率。

汽车通信设计的关键因素

随着无线通信成为汽车更多功能的责任，几个设计因素对于汽车设计的成功至关重要。

坚固耐用，可靠性高。无线部件必须能够在极端温度和湿度下承受严格的日常使用，并承受身体虐待。为了确保产品在这些条件下继续可靠运行，专门为汽车设计的射频部件必须符合特定的汽车行业标准。

IATF16949是全球汽车行业质量管理体系的标准；这个行业通常希望符合要求IATF制造、组装和测试16949标准设施中的零件。此外，在预发布认证阶段，每个部件都必须通过一系列行业标准测试：

1、AEC-Q100定义有源元件的标准测试，如开关和ADC10064CIWM功率放大器（PA）。

2、AEC-Q200类似于无源设备的测试，例如Wi-Fi用于蜂窝通信RF滤波器。

3、长寿。智能手机通常只使用三到五年。然而，汽车通常在道路上停留的时间更长-10年甚至更长。因此，射频组件必须高度可靠，并且可以长期用作更换部件。

4、共存与干扰。在今天的汽车中有如此多的无线电，工程师们必须始终认识到射频干扰的可能性，并采取谨慎的方法来避免这些问题。RF根据政府法规，供应商提供各种共存滤波器，以解决这些干扰问题。

5、区域无线标准。智能手机制造商和汽车制造商必须遵守区域蜂窝标准和射频谱分布。为了降低成本，智能手机供应商和汽车制造商试图尽可能少地创建不同的型号(库存单位或SKU）。通常，这意味着四个SKU分别覆盖北美、中国、欧盟等世界地区。

6、DSDA(双卡双待)无线电。DSDA该技术使用两个独立的收发器和天线路径来支持两个不同的蜂窝网络。这使得汽车制造商能够提供特定的合同服务，并为车主提供能力，以增加他们的首选承运人。DSDA目前还没有被广泛使用，但是随着市场的成熟，会有更多的用例，使这种技术更加广泛。

解决射频复杂性

从发展的角度来看，在预测5G同时，应对当前无线连接的增长是具有挑战性的。即使使用已经在移动设备中验证的4G和5G无线技术，因为额外的RF还必须广泛测试复杂性和操作要求，以确保汽车使用的可靠性和性能。设计复杂的子系统(如远程信息处理控制单元)（TCU）和天线集群)，一定要牢记以下原则。

集成降低了射频的复杂性。集成一直是降低复杂性的好方法。采用高度集成的设计RF前端（RFFE）整体设计复杂性降低的可能性越大。这些设备会放大功率（PA），开关，低噪音放大器（LNA）和滤波器等组件集成到单个预认证模块中。这是通过减少来实现的PCB复杂性和外部调谐需求加快了设计和整体上市时间。这些集成RFFE通过支持CA，高级滤波器和分集射频链进一步降低了复杂性。CA由全球运营商广泛部署，从多个频段聚合频谱，提供更高的数据速率，提高网络性能。CA环境极其复杂，不同的网络运营商使用了300多个不同的频段组合。今天的移动设备RFFE通过解决许多这些组合来帮助解决这些问题CA在车辆通信系统中，它们可以帮助解决同样的挑战。

具有成熟性能的射频模块和组件。许多无线设备制造商拥有大量成熟的无线移动设备技术组合。这些移动设备为全球无线网络提供全球无线网络访问。使用这些经过验证的组件有助于确保汽车无线系统的高可靠性和性能。

共存和干涉过滤器。共存滤波器有助于减少干扰问题，这可能导致接收器灵敏度问题和不符合法律法规的要求。当使用高度集成时RF模块化时，多个无线电收发器相互靠近。RF链的发射功率可能超过到达附近接收器的信号的功率水平，这可能导致接收器的灵敏度问题。因此，许多集成RFFE它们都包括嵌入式滤波器，以减少干扰的可能性，特别是在相邻频段之间。例如，移动设备和汽车使用共存滤波器Wi-Fi系统，使Wi-Fi可与蜂窝频段41同时运行。

总结

到2025年，道路上的每一辆新车都将以某种方式无线连接。汽车制造商将依靠无线通信实现极其广泛的功能，包括车辆安全和控制。这些功能将需要支持许多蜂窝技术，包括2G，3G，4G和5G，以及Wi-Fi，蓝牙和近场通信（NFC）。随着汽车射频环境变得越来越复杂和具有挑战性，在同样复杂的移动设备世界中使用可靠的通信技术将变得越来越重要。

复杂性支持产品测试集成蜂窝

免责声明：本网信息来自于互联网，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，并请自行核实相关内容。本站不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如若本网有任何内容侵犯您的权益，请及时联系我们，本站将会在24小时内处理完毕。