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無線技術建構汽車網路新境界 傳統纜線即將淘汰

上網時間: 2006年04月21日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:Wireless  automotive sensor  sensor  automotive network  network 

無線寬頻成為日前在Princeton舉辦的Sarnoff座談會上最受關注的焦點,三場技術演講討論了應用於汽車網路、寬頻接取和光鮮通訊等的最新無線技術研究成果。其中,HRL實驗室和通用汽車(General Motors)研發部門的研究人員提出在IEEE 802.15.4標準基礎上建構車內(intravehicle)無線汽車感測網路,以便於感應器或開關與車內控制單元之間的通訊。

目前,汽車之間(intervehicle)的網路主要應用於資源追蹤和交通、天氣及路況的通訊。車內無線感測網路,大多數能夠取代50公斤的一般車內纜線,但是,問題在於無線網路能否提供與有線子系統一樣的性能和可靠性。在典型的現代車輛中,運作最頻繁的感應器被要求反應時間要小於1ms,資料吞吐量為12Kbps,通用汽車的研究人員如此說明。此外,網路需要支援大約15個這樣的感應器。工作量最少的感應器子系統則需要20個延遲時間大約為50ms且資料吞吐量為5bps的感應器。

因為車內感測應用的種類繁多,通用汽車的研究人員認為只有:「通用性(one-size-fits-all)」更好的無線網路解決方案可能會存在問題。在擷取車內傳播環境的特色過程中,他們發現車內無線通道的衰落和路徑損耗特色可能大幅影響設計選擇。研究人員認為,要建構不同的網路來滿足汽車對外和對內通訊的需求。

對於車外的通訊,英特爾(Intel)的研究人員証實:對於固定和行動寬頻無線資料網路接取,OFDMA的方式優於TDMA和CDMA。OFDMA的優點包括:可量測性、上傳正交性並有能力利用通道的頻率選擇性。時間和頻率資源可以被組織到子通道中以分配給不同的用戶。在對空中介面做少許修改的情況下,英特爾的研究人員說,OFDMA系統可以部署在不同的頻帶間隔中,以滿足對頻譜分配範圍的需要及使用模式的要求。

另外,NEC Laboratories America的寬頻和行動網路部門的研究人員則評估了WiMax協定在自由空間光纖媒介上的的應用,採用IEEE 802.16-2004 WiMAX標準中陳述的多副載波正交頻分多工(multi-subcarrier orthogonal frequency-division multiplexing)技術,以分析光纖無線通訊系統的性能。

自由空間光纖(Free-space optical,FSO)技術被認為是下一代商用和軍事網路中的重要寬頻接取方法。由於不受頻譜規則限制且能夠實現達幾個Gbps的傳輸率,FSO提供了極佳的安全性和快速性,裝備起來便宜。但易受天氣影響的弱點和嚴格的視線指向要求將鏈路的距離限制為幾公里,但是,在這個距離上的商用產品具有幾乎99.999%的可用性。因此大家正在研究各種多輸入輸出(MIMO)技術以改善FSO的性能。

根據NEC的觀點,對於市內區域諸如辦公室之間鏈路之類的短距離地面應用,光纖要麼不可用,要麼成本太高且安裝耗費時間,FSO可能是一種可靠的、具有成本效益的解決方案。NEC的研究人員聲稱,IEEE 802.16d-2004標準所使用的協定構成了WiMax規格的基礎,可以在FSO應用中作為價廉、安全、短距離的無線WiMax流傳輸,因而有助於形成分佈式網路架構,其中一個應用可能是市內人口稠密區域,在那樣的地方的景物導致了高度分散的RF多工通道。

為了在光纖無線鏈路上承載OFDM串流,要採用多副載波調變(MSM),NEC的研究人員說,他們透過MSM實現802.16-2004 OFDM流的FSO傳輸的案例,並提出了自適應調變、大氣擾動和接收機躁聲對系統性能的整合影響的報告。

(Nicolas Mokhoff)




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