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LG Innotek 全球首创“车辆用 Wi-Fi 6E 模块”

咔小伊 2021-03-04 13:50:10

盖世汽车讯3月2日,LG Innotek宣布开发出全球首款应用新一代Wi-Fi技术的“车用Wi-Fi 6E模块”,使其在车辆通信模块市场中占据有利地位。


Wi-Fi 6E模块是连接控制行驶信息、多媒体内容等车载信息娱乐(IVI)系统与内部智能设备和外部路由器的近场无线通信组件。该模块采用使用6 GHz带宽的新一代Wi-Fi 6E(6th Generation Extended)技术,数据传输速度比现有Wi-Fi 5快约3倍。


LG Innotek 全球首创“车辆用 Wi-Fi 6E 模块”


(图片来源:LG Innotek)


该产品为连接通信芯片、RF(Radio Frequency,电磁频率)线路等的模块形态,配置于汽车内、外部多个组件,如语音导航(AVN)、智能天线等。乘坐者可以无线方式将智能手机连接至车辆显示屏及音响,随时畅享高清影片和游戏,还可以方便地更新导航等软件。


随着无人驾驶技术的发展,汽车已演变为娱乐、休息的空间。为提高车载信息娱乐系统的核心技术,即车用Wi-Fi模块,企业之间的技术竞争日益激烈。但由于车辆内部配置密度较高,汽车通讯性能有限,因此还无法安装Wi-Fi 6E模块。


尽管面临这一挑战,LG Innotek还是凭借领先的RF及天线技术成功开发出全球首款车用Wi-Fi 6E模块。自2005年以来,LG Innotek已在车辆通信领域积累了多年的开发能力。借助这一经验,LG Innotek设计出最大程度减少通信干涉的RF结构及天线,进一步提高了数据传输性能。LG Innotek之前曾推出全球首款第二代车用V2X全模块、车用5G汽车通信模块,以及全新数字钥匙模块,准确性和安全性更高。


提高通信性能、耐久性和应用便利性


当前,乘客如果在观看高清视频的同时玩游戏,会需要缓冲。但是,借助LG Innotek的车用Wi-Fi 6E模块,乘客可通过车载显示器欣赏高清电影或畅玩AR/VR游戏。该产品的数据传输速度为每秒1.2 Giga,比现有Wi-Fi 5模块快3倍。连接到网络只需2毫秒,比当前速度快7倍。因此在传输高清视频时不会出现速度缓慢或断开的情况。

LG Innotek 全球首创“车辆用 Wi-Fi 6E 模块”

Wi-Fi 6E除了使用2GHz和5GHz频段外,还使用6GHz频段,因此可以提高数据速度。频率越高,数据传输量越大。同样,可用带宽相较于2GHz或5GHz扩大了两倍。简而言之,数据速度随着可用数据量和数据路径的增长而增加。


车用Wi-Fi 6E模块可支持多人同时访问网络,且保持畅通。采用独家RF及天线技术设计,该模块还可确保即使在密度较高的车辆内部也不会发生通信干涉。另外,该产品耐久性较强,可以承受零下40℃~零上85℃的极端温度变化。寒冷冬季,即使车辆长时间停在室外,或传输内容时出现高温发热,模块也不易变形。通过扩大线路接合处表面积的工艺,该模块可以承受反复的收缩和膨胀。


车用Wi-Fi 6E模块应用便利,小巧且纤薄,可与现有模块兼容。LG Innotek采用高密度/超精密模块化技术,在1/6信用卡大小的产品上集成了通信芯片、RF线路等共200多个配件。它可与现有Wi-Fi模块兼容,无需更改系统设计。


推动车载信息娱乐系统发展


凭借车用Wi-Fi 6E模块,LG Innotek将进军新一代车辆通信配件市场。目前在全球车辆通信模块市场占据主导地位的是日本企业,LG Innotek希望也可以占据一席之地。为实现目标,LG Innotek向北美、欧洲、日本、中国地区的车辆配件公司积极推广活动,并希望于2022年实现产品商用化。该公司还计划与车用Wi-Fi 6E芯片供货商德国英飞凌科技公司合作,积极推进联合营销活动。


LG Innotek汽车零部件事业部部长Sung-kug Kim表示:“在全新出行时代,车载信息娱乐系统越来越重要,期待车用Wi-Fi 6E模块可以引领车载信息娱乐系统的发展。LG Innotek今后将不断推出创新产品,为顾客提供便利、安全、愉快的驾驶体验”。


全球市场调查机构TSR(Techno Systems Research)调查显示,全球车用Wi-Fi通信模块需求将从2020年的5120万台增长至2025年的8730万台,增幅70%。

LG Innotek 全球首创“车辆用 Wi-Fi 6E 模块”


Wi-Fi6将在汽车中取得广泛进展


车载无线连接始于十年前,具有简单的蓝牙和Wi-Fi功能,并在过去几年中急剧增加。它始于简单的蓝牙免提功能,以及Wi-Fi热点。随后是蓝牙音频流(A2DP),以及多角色,多功能Wi-Fi和屏幕共享。


最近,更高级的功能已成为主流,包括无线传感器数据收集,空中固件更新(OTA),连续数据上传,电动汽车充电控制以及例如停车场中的本地网络连接。


对无线数据传输的依赖只会继续增长,随着自动驾驶系统进入不同阶段,我们将看到汽车与不同的基于云的系统之间的数据传输需求增加,而车对车(V2V)连接的带宽增长也相似。车对所有通信(V2X)由其自己的专用基于Wi-Fi的解决方案(IEEE 802.11p/bd)专门处理,从长远来看,可能与蜂窝V2X(C-V2X)结合在一起。


流量最重要的来源是车载娱乐信息,根据《爱立信移动性报告》预测,移动视频流量的百分比和流量将从2019年第三季度的每月63%和38埃字节持续增长,到2025年将占所有移动数据流量的75%和每月160埃字节,就带宽要求而言,太过苛刻了。随着车载显示器的日益普及和信息娱乐系统的不断完善,这种视频娱乐技术中的一部分有望用于汽车。


汽车内部的信号越来越拥挤


随着无线连接的汽车应用领域和用例增加,信号拥塞的风险也随之增加,这会影响性能。减少此类系统退化变得至关重要,因为每种应用都有各自的特点和系统要求,因此它们对Wi-Fi系统如何处理其资源提出了更高要求。


Wi-Fi 6是汽车领域的最新一代Wi-Fi技术,它有望通过加快和简化汽车连接性来解决许多新兴挑战。在未来的几年中,Wi-Fi 6(在标准化社区中也称为802.11ax)有望成为许多汽车系统元素(包括信息娱乐单元,远程信息处理控制单元和高级驾驶员辅助系统)的关键推动力。ABI Research估计,到2023年,Wi-Fi6将占汽车Wi-Fi芯片组出货量的50%(3500万个),到2024年将达到70%(5000万个)。


LG Innotek 全球首创“车辆用 Wi-Fi 6E 模块”


面向未来的解决方案


蓝牙和原始802.11b/g Wi-Fi均在2.4 GHz频段内运行,它们在同一频段竞争相同的频谱资源。随着新兴Wi-Fi用例对带宽的需求增加,越来越多的需求在5 GHz频带,2.4 GHz和5 GHz频带的组合中得到解决,或者当Wi-Fi 6E可用时,则在新的6 GHz频段。随着越来越多的数据流量迁移到更高的频率,它将释放2.4 GHz频带上的资源,从而进一步扩展了低成本,低功耗的蓝牙连接。


除了依靠蓝牙和Wi-Fi之外,提供改善的用户体验,功能安全性和信息安全性的应用还应该能够利用4G和5G蜂窝技术,以更高的数据速率和较低的延迟实现更广泛的覆盖范围。如果数据速率很高并且许多汽车都在有限的地理区域内,则蜂窝和Wi-Fi可以同时运行。预计Wi-Fi将成为主要承载者的应用中(在车库,加油站,充电站或停车场),它将能够自行处理高数据速率。


这些无线功能所带来的性能和功能的增加,将使车辆的功耗更高。但是,随着最新无线标准的进展,芯片组的发展以及高效的软件协议将为车辆提供超越早期“车轮上的智能手机”概念的功能铺平道路。


Wi-Fi 6的优势


Wi-Fi 6有望成为全连接汽车的无线接口。与前代产品相比,最显着的改进是提高了频谱效率,使信道容量提高了四倍。这将允许它为每个接入点服务更多的客户端,或者启用新的高带宽用例,例如传输超高分辨率视频。Wi-Fi 6的灵活性使其更适合使用较小的数据块为客户提供服务,而无需保留不必要的开销。


此外,虽然以前版本的Wi-Fi是为满足少数客户端(主要是室内用户)的需求而量身定制的,但Wi-Fi 6的重点是改善拥挤的环境中更多客户端体验质量。对于汽车应用而言,特别有趣的是它将带来更长距离和更好的户外覆盖率方面的改进。


Wi-Fi 6有效支持低带宽流量的能力使其非常适合物联网领域的低复杂度,低功耗的解决方案。在这种使用情况下,目标应用将使用20 MHz带宽的低功耗、低成本芯片。


引擎盖之下的奥秘


Wi-Fi 6的功能如何?首先,它在上行链路和下行链路中都使用正交频分多址(OFDMA)数字调制方案。通过将每个OFDMA传输信道划分为多个小的子信道(资源单元),这些子信道可以同时将包从一个接入点传送到多个用户,这增加了可以同时通信的用户数量。此外,它减少了争用和前期开销,尤其是对于许多网络中普遍存在的短数据包而言。


OFDMA使用更长的正交频域多路复用信号,通过在各个符号之间添加更长的循环前缀,从而改善了子信道的利用,并可减少多路径衰减。与新的PHY连接器一起,可在室外环境中增强鲁棒性。


Wi-Fi 6还在上行链路和下行链路中最多使用8×8多用户多输入多输出(MU-MIMO),以通过更多空间流提供更高的吞吐量,并为1024个正交幅度调制(1024-QAM)短距离时更高的峰值吞吐量。


其他功能包括空间复用,也称为BSS着色,它允许具有相同“颜色代码”的多个通道合并以传输消息。目标唤醒时间(TWT)使客户端可以在空闲时进入低功耗模式以节省功耗。


图3利用OFDMA数字调制方案,Wi-Fi 6通过将每个传输信道划分为小的子信道来增加带宽容量,这些子信道可以同时将包从接入点传送到多个用户。


由于增加的容量和灵活性、更高的带宽以及更广泛的覆盖范围,我们希望这一新的无线标准将被汽车行业所接受。确切地说,各个OEM和Tier1将如何决定实施还有待观察。多年来,我们已经看到不同的制造商如何在其在车辆内划分多个Wi-Fi系统的方式上朝着略有不同的方向发展:根据他们的功能或应用(电动控制单元,车载信息娱乐系统,高级驾驶员辅助系统,电动汽车的充电控制),成本优化的组合或更具物理性的部署,例如车辆内部或外部的通信。技术也将随着应用和使用领域的不断增加而不断发展,这种演进是可以预期的。


Wi-Fi和蓝牙解决方案本身的实现方式也是如此。一些制造商偏爱板载芯片实施,其中Wi-Fi芯片由Tier1或OEM自己集成在PCB解决方案中。这可能会提供更具定制性或灵活性的解决方案,并具有更优化的材料清单。但是,在大多数情况下,第三方供应商提供的预先认证的模块为汽车制造商提供了更多优势,包括缩短开发时间,简化PCB和设备设计,以及更轻松地迁移至下一代技术。这些优势确保了上市时间,减少了直接或间接的总成本并降低了开发风险。


Wi-Fi 6:解决带宽拥挤问题的方法


随着汽车OEM继续提供越来越先进的安全性,舒适性和便利性功能,Wi-Fi作为可靠无线连接的关键推动者的作用将继续增长,以扩大车辆内、车辆外和车辆之间的用例范围。当前的车规Wi-Fi技术还将在未来几年内不断发展,但它们无法满足对车内和车外连接日益增长的需求。通过增加带宽容量,Wi-Fi 6将通过在每个接入点为更多客户端提供服务并启用新的高带宽用例,同时扩大室外覆盖范围,来解决拥挤问题。

来源:盖世汽车资讯、电子工程世界

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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