作者：Jeff James 和Avinash Ghirnikar，Marvell

如今，社會非常依賴于對數據的不斷獲取，這為所涉及的通信技術設定了顯著提高的全新預期。 從根本上說，人們希望在任何地方獲得的連接性能與在家中完全相同， 一個有此需要的非常重要的場合就是在車內 ——大多數情況下，人們在車內度過了很大部分時間（比如上下班通勤、駕駛汽車外出休閑旅行）。

汽車無線連接必須滿足三個重要標準。 毋庸置疑，連接必須足夠快速 ——支持所需的數據速率，從而能夠體驗精彩的多媒體服務。 其次，即使在比消費類電子行業相關要求更為嚴苛的環境中，也應保持很高的可靠性。 最后，必須具備更高的安全級別，以保護傳輸/接收的數據。

隨著道路上越來越多的汽車開始利用先進的無線連接，而且數據量也越來越大，獲取充足的、可用的無線媒體將成為一項重大的技術挑戰。 每輛車都必須與附近的其他車輛共享網絡 —— 在高度擁堵的地區，甚至可能會多達數百輛。

使用LTE/5G 通信技術是解決此問題的一種有效方法。 然而，該方法的經濟可行性仍存在問題，因為其依賴于授權無線網絡的使用， 這可能會增加財務支出，并對與不同服務相關的商業模式的可行性造成不利影響。

現在，作為一種替代方案，802.11ax Wi-Fi 標準脫穎而出。它針對高用戶密度場合進行了優化，相較于先前的Wi-Fi 技術，具有顯著提高的容量和頻譜效率。該標準使用正交頻分多址(OFDMA)，可同時處理大量數據流。 此外，其多通道MIMO (MU-MIMO) 功能可顯著提高整體覆蓋范圍。

通過使用802.11ax，相較于蜂窩通信方式，V2I 通信將更具成本效益。 而且，它所支持的低延遲操作意味著通過在附近車輛或基礎設施之間傳遞信息，可以實時向駕駛員（或車輛的ADAS 系統）提醒潛在問題（如前方道路事故）。 然后，駕駛員能夠作出適當的反應，以避免可能的危險。 同樣，這種連接亦可用于車載通信/分析活動中， 從現代化車輛中分布的眾多傳感器獲取的所有數據均可安全傳輸回云端，以便制造商核查性能指標、預估下次維修時間，或識別可能需要立即處理的任何嚴重問題。 車輛作為一個802.11ax 基站(STA)，能夠將此類數據上傳到任何附近的802.11ax 接入點(AP)，而不會發生目前狀況下其他車輛都在爭奪AP 帶寬而導致的延遲問題。802.11ax 支持OFDMA 和MU-MIMO 技術，允許與其它各方共享媒體，而不是爭奪媒體，使得空間復用、頻率和時間復用均可從中受益。

802.11ax 連接能夠提供的另一項功能是在車輛出廠后進行固件無線更新。 車型的改良在不斷進行之中，因此，汽車制造商希望推出任何新功能時，都能在汽車的使用年限中得以及時部署和應用，這是因為汽車的使用年限很長，更換周期也遠超智能手機等產品。以往的更新需要將車送回經銷商處，通過電纜接口進行更新，對車主而言不僅非常不便，而且必須由技術人員進行實際操作，產生的成本費用也相當可觀。 而通過無線網絡定期進行固件更新無疑是個更好的選擇，車主無需將車駛回經銷商處， 只需要充足的帶寬和安全性。

利用安全可靠的無線平臺同時對所有相關車型進行此操作，這對制造商而言具有非常明顯的物流和經濟效益。 毫無疑問，相信車主們也會對此贊賞不已，因為他們再也不必從繁忙的日程中抽出時間將車輛駛回經銷商處進行更新。 即使在汽車售出之前需要更新（例如，車輛在港口等待運出，或停放在生產工廠的停車場時），相較于直接接觸的方式，無線更新的優勢顯而易見。 運營效率大幅提高，執行任務所需的人力資源大幅減少，從而可節省大量的時間和費用。 

現在讓我們回到車上乘客及其需求上， 與國內環境中發生的情況類似，汽車內需要安裝的Wi-Fi 端點數量正在急劇增加，因此連接也必須相應發展。與前幾代技術相比，802.11ax 接入點能夠連接更多的手持設備（得益于其OFDMA 功能），從而允許傳輸數字娛樂等內容，同時確保獲得優質的用戶體驗，避免發生任何讓人沮喪的情形。

圖1：Marvell 的88Q9098 802.11ax Combo SoC

作為首家在市場上專門為汽車部署推出802.11ax 無線連接解決方案的半導體企業，Marvell 擁有應對以上所有用例的技術。88Q9098 是符合AEC-Q100 Grade 2 的系統單晶片(SoC)。 它涵括2x2 加2x2 并行雙Wi-Fi，以及雙模藍牙5/低功耗藍牙(BLE) 和802.11p 功能，并能夠提供千兆級的數據傳輸。 這種無線連接組合設備專門用于汽車設計，在應對嚴苛的汽車操控需求時，也最好配備此系統，而非采用現有以消費者為目標的SoC 并嘗試重新設定其使用目標。 其工作溫度范圍為-40°C 至-105°C，并集成了一系列保護機制，以應對靜電放電(ESD) 沖擊和電磁干擾(EMI)。 其他重要功能包括瞬時雷達探測，如果雷達信號出現在一個已被占用的信道上，則會快速的移到另一個信道上，并通過橢圓曲線加密(ECC) 進行對稱加密，從而保護數據流免受黑客威脅。

圖2：88Q9098 功能框圖

802.11ax 協議意味著人們在車內進行訪問時體驗到的Wi-Fi 性能，與在家中/辦公室中體驗到的性能毫無差異。 實施針對汽車優化的解決方案后，就有可能實現無縫無線連接，人們如今在生活某些方面開始依賴的服務將變得無處不在- 無論他們身在何處，無論他們在做什么，都可以及時獲得這些服務。