无人驾驶汽车 - “LTE+GPS”融合式的无人驾驶汽车

　　作为4G技术，LTECategory4（Cat.4）的速度更快，现在已能达到150Mbit/s，并利用Voiceover LTE（VoLTE）技术持续地快速演进，朝完全的分组交换网络进展。

　　LTE持续演进，现在正推出载波聚合（Carrier Aggregation）和其他技术，以达到1Gbit/s的下载速度。当此目标实现时，LTE将跨入如同IMT-Advanced所定义的「真正4G」范畴。在那时候，它将成为LTE-Advanced。在此之前，LTE技术的演进与服务营收动能，将持续增强并有令人振奋的进展。

　　2015年4月，在Bankof AmericaMerrill Lynch于纽约举办的2015年汽车高峰会议上，通用汽车（GM）宣布，该公司为汽车与卡车提供的OnStar4GLTEWi-Fi热点服务可在未来3年内带来3.5亿美元的获利。通用汽车的财务长称这是「尚未开发且被低估的商机」。

　　OnStar嵌入式车载资通讯系统最早是在1996年推出的，包括电话秘书、紧急事件的诊断和位置追踪（图1）。现在，GM已在北美超过三十款2015年的车款中推出4GLTE服务。未来也计划将在海外市场推出。

　　

　　图1 GM于2011年率先业界发表LTE车用视屏串流服务，并于2014年进一步扩展。数据源：Moto rAuthority

　　通用汽车的率先部署反映了使用者的真正需求。随着从智能型手机到平板计算机和笔记本电脑等移动装置上的OTT（Over-the-top）视屏服务日益普及，因此，不管是在家或在路上，都必须能提供相同的服务质量。

　　IDC分析师也提出了与此趋势相关的一些数据：在一项智能型手机的调查中，有54%的智能型手机用户会串流视屏内容，而在美国，有27%的受访者表示，他们会在智能型手机上购买电影，「比全球受访者23%的比例高出一些」。

　　IDC还引述Vodafone在2014年财报会议的内容指出，欧洲的视屏流量成长了将近90%。4GAmericas也预测，移动视屏流量到2018年时将增加70%。

　　在IP高质量媒体、导航、语音和数据通讯需求的推动下，成长趋势是显而易见的。然而，虽然看来很简单，但是为每辆汽车配备高速LTE功能却不是那么容易的。这也是为什么通用汽车一次只在一个国家提供这项服务，而其中的一个理由是必须能够通过国际性的无线规范。

　　众所皆知，无线通信设计的难度极高。干扰、发射、天线摆放、以及规范都会延迟设计的进展。而当谈到汽车应用时，无线通信更须正确、且符合标准。

　　现在正是设计人员面临「自行开发或购买」决策的时间点，同时已有越来越多的设计人员决定采用「购买」的方式。因为，当客户能轻松取得「立即可用」的模块时，重头开发的投资报酬率并不划算。

　　采用现成的模块会使设计、建置和规范遵循过程变得更为简单。有些模块还提供PCIe接口，例如MPCI-L2LTE，它可支持多频LTE，以及HSPA+和GPRS/EDGE标准。此模块符合LTECat.4标准，速度最高可达150Mbit/s，并有适用于美国和欧洲/亚洲的不同版本，让标准遵循更为容易。另一个须注意的重要特性是温度范围，特别是针对汽车和远程监控与数据聚合（Data Aggregation）应用。MPCI-L2是很好的例子，它能达到-40到+85℃的操作范围。

　　当系统须要经常升级，或是需要与计算机系统有直接接口时，采用能够即插即用的PCIe方案是不错的选择。但是，对空间和成本受限的大批量应用来说，模块会是设计人员的更佳选择。

　　这款模块的设计是以TOBY-L2系列为基础。除了支持LTE/HSPA+/GPRS标准，此模块采用易于制造的LGA封装，以及「套迭式」设计概念，能让客户将电路板配置为支持不同的模块外型尺寸，还能随未来的需求变更支持不同的无线技术。

　　通常，设计人员会取得接脚对接脚兼容性产品，但此作法会限制尺寸大小，因此，若未来须要升级，最好还是采用套迭式模块。

　　在未来，升级很可能是必需的。现在，150Mbit/s的下载速度已能充分满足汽车路由器的需求。车载LTE路由器可为汽车提供100Mbit/s（LTECategory3）的高速下行速度，这已足以支持五个平行的高画质电视频道，更能支持乘客使用的各种视屏、语音、因特网存取和社交媒体应用。

　　若与车载导航系统结合，还能根据汽车所在位置推播内容，例如，可提供有关附近景点或服务的丰富影片信息。

　　当然，为了扩展这些功能，电信业者就必须负责投入资本支出，但是串流服务的营收却是由OTT供货商取得，而不是电信业者。因此，电信业者必须进一步采取行动，重新检视其商业模式。

　　除了串流服务，另一个可为服务供货商和独立业者带来绝佳商机的应用是为汽车、卡车或救护车提供车队管理服务。

　　在北美的多家电信业者中，Verizon是积极掌握商机的一家。它的Network fleet解决方案采用GPS实现准确的位置追踪，并通过安全的无线网络将车辆数据传送到Network fleet数据中心（图3）。Network fleet装置可全年无休地监测车辆位置、引擎诊断，以及其他的车队绩效指标。

　　车队业者可存取安全的Network fleet网站，以接收车辆警示、追踪车辆位置、以及监控驾驶行为。利用PC、智能型手机和平板计算机，管理人员能监控车队追踪数据，以便实时制定更低成本的决策并提升车队绩效。

　　Network fleet的服务模型可与物联网（IoT）汇聚，通过持续地收集与分析资料来实现更佳的商业成效。举例来说，以预测式维护为基础的长期数据分析，能有效预防故障的发生。ODIN-W2便是可用来实现此一目标的设计，它是精巧但功能强大的独立式多重无线电（Multiradio）模块，适用于物联网应用。此模块还能提供嵌入式驱动程序、堆栈和应用程序，供无线数据传输和AT指令配置之用。它的无线支持包括双模蓝牙v4.0（传统蓝牙和低功耗蓝牙），以及双频Wi-Fi（2.4GHz和5GHz频段）。此模块还能被用来作为点对点序列缆线的替代方案。

　　ODIN-W2支持多种可在无线多点连接（Wireless Multidrop）或延伸数据模式（Extended Data Mode）中并存的蓝牙和Wi-Fi连接，以实现先进的多点功能。

　　EMMY-W1模块增加了NFC功能，而ELLA-W1模块是端到端的蓝牙、Wi-Fi解决方案，并具备MAC/基频以及一个可连接到主机的SDIO接口。

　　请注意，IoT也适用于驾驶：驾驶行为的监测和分析，包括睡着或危险驾驶等，都有助于防止意外产生。

　　LTE+GPS=无人驾驶汽车

　　然而，车队管理技术的应用只是起点而已。受惠于支持GPS和LTE功能的模块与系统日渐普及，无人驾驶汽车的目标已经不再遥不可及。例如，NEO-M8L独立式模块结合了高效能同步定位引擎与3D汽车惯性导航（ADR）技术，可为道路汽车应用提供100%的覆盖范围与持续的3D定位功能。

　　此装置非常灵敏，拥有快速的GNSS信号撷取与追踪，能轻松地整合于系统中。模块内建的3D加速器、3D陀螺仪传感器，以及速度脉冲输入（硬件或信息总线），能以持续、准确的定位效能为道路车辆ADR应用提供完整的解决方案。

　　NEO-M8L装置能完全改变商品和人们运输与管理的模式。现在，LTE和GPS已能带来极佳的洞见，但很快地，未来在越来越多仅需很少或没有人为互动的情况下，驾驶终将会被取代。

　　未来，随着监控基地台部署在全球各地，其他的商业模式也将包括LTE远程视屏监控服务。电信业者能根据设备安装、设备供应与租赁、管理软件、每日使用时数（例如，只有在商店结束营业的时间，或侦测到动作时），以及视屏串流的云端储存等各种方式来收取费用。

　　针对数字广告牌，LTE能实现快速的影像更新，再以相关服务向广告主收费，同时云端储存和代管应用程序也将获益于更快的存取和下载。这些都将是所有电信业者能因LTE「狂潮」的普及而创造更多营收来源的契机。