כלי רכב אוטונומיים (AVs) תלויים בקישור תקשורת מתמשך, נמוך יחסית לשיתוף נתוני חיישן, לתאם תרגילים ולקבל עדכונים קריטיים בטיחותיים.אפילו כמה אלפי שניות של עיכוב יכול להפריד החלטה בטוחה מהתנגשות.מספר רב של Input (MI) טכנולוגיה היא אמצעי מניעה עבור שיעורי נתונים גבוהים, יעילות אנטנות, ואמינות כי דרישות אוטונומיות נהיגה מערכות מהירות, אשר דורשות אינטגרציה קפדנית של מערכות הפעלה, תוך כדי טיפול קפדני של מערכת הפעלה קפדנית של לחץ גבוה.

מימון של MIMO לתקשורת אוטונומית

מערכות MIMO מעסיקות אנאנטות מרובות הן את המשדר והן את המקלט כדי לשדר ולקבל מספר זרמים מרחביים במקביל. בהקשר של תקשורת כלי רכב-על-הכל (V2X) – הכוללת כלי רכב-ל-ל-רכב (V2V), מבנה רכב-ל-אין (V2I), ורכב-to-network (V2N) –MO מספק שני יתרונות עיקריים:

  • (FLT:0) increaseed throughputFLT:1: מספר עצום של תפוצה מאפשר לזרמים מרובים של נתונים להימסר במקביל, להכפיל את היעילות הקיבוצית.עבור כלי רכב אוטונומיים, גבוה יותר באמצעות חישוב פירושו נתונים עשירים יותר (למשל, עננים נקודתיים גולמיים או משככי מצלמה) ניתן להחליף בין כלי רכב ותשתית בזמן אמת.
  • (FLT:0) אמינות גבוהה (EnhancedאמינותFLT:1: טכניקות חלל ומגוון רחב (למשל, קודים Alamouti, מגוון עיכוב מחזורי) להפחית את ההסתברות של אובדן החבילה וטעויות מעטות עקב הדבקות.

תקשורת דלת-העוצמה עבור AVs בדרך כלל דורשת עיכובים מקצה לקצה מתחת ל 10-20 מילישניות עבור הודעות בטיחות בסיסיות (למשל, הודעות בטיחות בסיסיות ב-DSRC/C-V2X) ותחת 3-5 מילישניות לתפיסה שיתופית ובקרת platooning. MIMO מסייע לעמוד בתקציבים אלה על ידי מתן קישורים חזקים הדורשים פחות הרשאות ותמיכה ב-256 מעלות צלזיוס) ביחס נמוך יותר.

עיצוב קונסטנטינה וידוי עבור Vehicular Platforms

מספר אנטנות וממד פרטי

מספר האנטנה משפיע ישירות על הרווח והמגוון של ה- A 2×2 תצורה (שני שידור, שני אנטנה) נפוץ ב-V2X צ'יפס, אך סטנדרטים מתעוררים כגון 5G רדיו חדש (NR) להקל עד 64×64 מ"מ מסיבי" עבור nodes. car-oriented Structures, עם זאת, גודל הפנים, עלות, ו- aeroדינמית.

(FLT:0Key Trade-offFLT:1): אנטנות נוספות מגבירות את יכולת הגלות מבחינה לוגיסטית אך גם מעלה מורכבות חישובית עבור זיהוי MIMO וערכת ערוצים.עבור יישומים רגישים לעקביות, עיכוב העיבוד הקשור לגילוי הכדאי (למשל, מינוף או הודעה משוערת) חייב להישאר בתוך תקציב השקיפות.

אנטנה ספיגה ושחיתות

(במסגרת מספריים של עבודה, אותות על אנטנה שונה חייבים לחוות קידוד עצמאי או כמעט עצמאי.ב תדרי 5.9 GHz בשימוש על ידי IEEE 802.11p/802.11bd ו- C-V2X, אורך הגל הוא בערך 5 ס"מ. A half-waveing ( ⁇ p) כולל אנטמ"מ) מגוון רחב של קרינה ( ⁇ ) הוא טיפוסי.

דפוס קרינה וכיסוי

כלי רכב אוטונומיים חייבים לתקשר בכל הכיוונים: קדימה, אחורה, לצדדים. מערך אנטנה יחיד עם תבנית hemispherical או omni-directional הוא אופטימלי, אבל מערך מעשי יש ישירה טעונה באופן קבוע. מעצבים לעתים קרובות משתמשים במערךים מרובים (למשל, אחד עבור שינויים הצצה קדימה V2I, אחד עבור צומת מבט בצד V2V) עם הנעה אלקטרונית כדי להפחית את ההפרעה העצמית, לאחר מכן, הוא משולב של שינוי קשר נמוך.

עיבוד אותות עבור MIMO נמוך

להיות אמין ופרסום

מעודכנת מתאמת את השלב ואת amplitude של אותות על פני מערך האנטנה להתמקד אנרגיה כלפי המקלט המיועד, צמצום ההתערבות ושיפור SNR. עבור AV תקשורת, FLT:0hybrid beamformingFLT:1 (שילוב של מידע אנלוגי ודיגיטלי עיבוד) הוא אטרקטיבי כי הוא להפחית את מספר שרשראות RF ואת צריכת האנרגיה המשומשת תוך תמיכה במספר רב של זרמים עבור ערוץ נמוך כל כך (אך קצר) קיבולת מוגבלת של אפסית (או מהירות גבוהה מאוד).

ערוץ אסטנס

(הדגשה, estimation של ערוץ נמוך היא חיונית. estimbol-Ssymbol מבוסס 5.9 הרץ ללא הדבקה והתערבות. for AV, FLT:0decision-Simbol-Side estimation) יכול להתמודד על חסימה של 1GHz (FLT:1 ), לאחר מכן קידוד נתונים ממהירות גבוהה יותר, FLT2D) של שימוש ב-Fericericericerine-uptexeration (Fericer).

גילוי MIMO

אלגוריתמים מזהים את הזרמים המרחביים שהתקבלו.גלי קואר (ZF, MMSE) מהירים ויש להם נטיות ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , מה שהופך אותם מתאימים ללולאות בקרה ביקורתיות של latency- Critical control.עם זאת, הם סובלים משיפור רעש וגיוון מוגבל.לא לינארי כגון מחזורים מקסימליים (ML) מציעים ביצועים אופטימליים אך מורכבים מדי לשימוש בזמן אמתי עם יותר מ-4-8 פשרות = מספר קבוע של מספר זה (F) הוא מספר 1DK) עם מספר קבוע של מספר 1D).

אתגר מיוחד לרכב אוטונומי MIMO

ניידות גבוהה ודופלר מתפשטים

מהירויות של עד 250 ק"מ /h לגרום וריאציות ערוץ מהיר.הדופל התפשט עבור רוחב פס של 800 MHz ב 5.9 הרץ עם מהירות יחסית 200 ק"מ /h הוא בערך 1.1 kHz סטנדרטי שלDM עם דחיסה תת-מקלע של 15 kHz (כמו LTE-V2X) יכול לסבול זאת, אבל הזמן קוהר הוא רק כמה מאות שניות ערוץ MIFird) צריך לעקוב אחר פחות מכווץ כל מחסנים 1- 30 ליטר 1 / 2.

נדיבות רב-אפית ודחי מתפשט

סביבות עירוניות עם בניינים גבוהים, מנהרות, ופסיעות יוצרים רב-פתים עשירים, אשר מועיל לדרגה MIMO (אך העיכוב ההתפשטות יכול לעלות על מספר מיקרו-שניות, מה שמוביל להפרעות בין-סימבוליות.מ עם תיקון מחזורי (CP) ארוך יותר מאשר העיכוב ההתפשטות של כוח-הטווח התחתון (עבור ניתוח אינטנסיבי נמוך), CP הוא רצוי כי הוא צמצום על פני השטח, אך דורש גם תוכנית הפעלה מהירה יותר של כוח (Flower-Flower-Flowercent) מאפשרת יכולת נמוכה יותר.

ניהול השוואתי בסביבת Dense V2X

ככל שמכוניות אוטונומיות ומחוברים יותר, הספקטרום האלקטרומגנטי נעשה צפוף בטכניקות ביטול ההתערבות של MIMO כגון FLT:0block-diagonalizationFLT 1 או FLT:2interverse CompionmentalationFLT 3 יכול לדכא התערבות משותפת של ערוץ מהודעות הפעלה שכנוניות (קיצור של קיבולת של קיבולת של קיבולת של 15D) בהקשר קריטי של קיבולת של CVID היא אחת ללא שימוש ב-Fware (DERFware) אשר מבוססת על בסיס של קיבולת של קיבולת של קיבולת של קיבולת של 15.

כוח ו-Thermal Constraints

(ב) עיבוד MIMO צורכת עוצמה משמעותית. מקלט 4×4 MIMO טיפוסי עם פס בסיס דיגיטלי עשוי לצרוך 5-10 W. עבור רכב עם יכולת סוללה מוגבלת (ב AVs) דרישות תרמיות קפדניות, יעילות כוח היא רב-עוצמה עיבוד נמוך של CPU-אפקטיבי לעתים קרובות למנוע שיפורים ספציפיים של כוח כגון מתח דינמי ותדירות (DVS) כי המעבד חייב להיות מוכן לקבל מספר 1F2D) עבור כל פתרון קבוע של 1FLC (F) הוא ללא קשר ל-FLCDVal).

שילוב עם V2X Standards and Systems

5G NR C-V2X לעומת IEEE 802.11bd

שני סטנדרטים עיקריים מתחרים על יחסי Wi-Fi נמוכים V2X: C-V2X מבוססי סלולרי (חלק מ-5G NRV) ופיתחו את Wi-Fi (IEEE 802.11bd) שניהם תומכים ב-MIMO, אך עם אותות מסחריים שונים של 5G NR C-V2X יכולים לתמוך עד 32 אנטנה ב- gdeB (בסיס) ועד 4 נקודות מסחר ב- 2D) כדי להפחית את צריכת כלי רכב נמוך יותר מ- 2D (ה- 2D) להפחתה מוגבלת ל- 2D) ל- 2.

צוק ו- MIMO Co-design

(Destdes at Roadside יחידות יכול לגזול חישוב MIMO כבד, כגון מידע מצב ערוצים (CSI) עיבוד חישוב משקל, מן הרכב לתשתיות.זה מקטין את הגמישות של עיבוד לוח ועוצמה.הרכב צריך רק לטפל בסימנים טרום עיבוד (מימין) עם תשתית פשוטה של כלי רכב (F) עם סמל נמוך יותר (בקיצור של IF) עם סמלים (בקיצור של יחידת מחשוב).

כיוונים עתידיים ב- Low-Latency MIMO עבור AVs

MIMO ו- mmWave

(למשל, 64×64, 128×128) באבני תשתית יכולים לספק דבורים עיפרון צרות מאוד כי לעקוב אחר כל רכב, צמצום ההתערבות ושיפור איכות הקישור. בשילוב עם מילימטר גלי (mmWave) להקות (28 GHz, 39 GHz, 60 GHz, 60 GHz), רוחב פס רחב מאוד (עד כמה מאות MHz) להיות זמין, המאפשר שיתוף חיישנים גבוה יותר להיות חיזוי מיקרוגרם של מחזורי של מחזורי זמן קצר לאחר מכן הוא מיקרו-חמצני, 000 שניות לאחר מכן, 000 שניות לאחר מכן, 000) לחץ דם, 000 טרה (מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ"מ-מ) הוא לחץ דם גבוה יותר, 000) הוא לחץ דם גבוה יותר, 000) 000) 000) 000 קיבולת גבוהה יותר, 000 קיבולת גבוהה יותר, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 קיבולת גבוהה יותר, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 000 GHz, 60 GHz, 000 GHz, 60 GHz, 60 GHz, 60 GHz, 60 GHz

משטחים חכמים (RIS)

לוחות RIS ( metasurfaces הסתברות) ניתן לפרוס על סימני כביש, בניית חזיתות, או לעקוף כדי לשקף ולהניע אותות MIMO סביב מכשולים. על ידי עיצוב פעיל הסביבה propagation, RIS יכול להפוך לא קו-of-of-sight (NLOS) לתוך קווי מעקב קרוב לקו-line-of-of-of-of-of-of-of-of-of-of-sight, צמצום הצורך לעיבוד מורכבים ו-Remissions (התחליף את ה-intens) על ידי ה-intensives-intensives (Modert-intens) של כלי רכב חיזוי יותר (Modertable) ב-intensives) הופך ל-intensivesivet-intensive Reductionert-of-intens) ל-of-of-of-of-intens) ל-intens (Motching יותר על ידי , על ידי , על ידי , על ידי TERDigt-of-of-of-of-intenxivet-of-intens Reductionert-intensive-of-

דילמה-דופלקס

תקשורת מלאה-דופלקס (העברה וקבלה על אותו תדירות) יכול ללטף את הלכידות של הפנים על ידי חיסול הצורך בתקופות שמירה של זמן (TDD) עבור MIMO, מלא-דופלקס דורש ביטול ההתערבות עצמית (SIC) כדי להסיר את האות החזק מן הנתיב מקבל לאחרונה SIC באמצעות ביטול (קו ה-Fed) נוסף יכול להשיג שבבים קצרים של 2B) עם לחץ מלא של מערכת ההפעלה V2- 2.

המלצות עיצוב מעשי

  1. (FLT:0)פרייטיזציה של מגוון על פני מספרxing הודעות קריטיות בטיחות: עבור הודעות בטיחות בסיסיות (BSMs) הדורשות אמינות קיצונית אך שיעור נתונים נמוך, השתמש בבלוק זמן חלל (למשל, Alamouti) כדי למקסם את רווח המגוון.
  2. (FLT:0)Use ארכיטקטורה היברידית beamforming אדריכלות: Analog beamforming עבור כיסוי רחב עם שקיפות נמוכה, דיגיטאלי עבור עיבוד MIMO מבוזר קנס, חלוקת העיבוד כך כי בחירת דבורה coarse מתרחשת בתחום האנלוגי (nathers) וזיהוי MIMO משובח בתחום הדיגיטלי (microII).
  3. (FLT:0) ,Implement הסתגלות וקידוד (AMC) עם מעבר שמרני סף ריצוף 1:1: כדי להימנע מביטול, לבחור סדר מודולציה שיש לו שיעור שגיאה נמוך (למשל, וולט;1%) אפילו אם הוא מקטין את השימוש.
  4. (FLT:0) סיקור ערוץ לתשתיות כאשר מרשים FLT:1: בתרחישים V2I, RSU יכול למקם את הערוץ ולהזין בחזרה קודר לרכב, להפחית את נטל העיבוד של הרכב ב-30-40%.
  5. (FLT:0) עם מודלים של ערוצים שלוכדים דינמיקה של העולם האמיתי V2X3FLT:1: השתמש ב- 2 או 3GPP 38.901 מודלים עבור כבישים מהירים ותרחישים עירוניים. Include Doppler, multipath, ו-מרחבי מתאם בשכבה הפיזית צריך להיות קבוע מחזור כדי לאמת את הגמישות.

מסקנה

תכנון מערכות MIMO לתקשורת אוטונומית דלת-העוצמה היא בעיה אופטימיזציה רב-ממדית איזון ספירת אנטנה, מורכבות עיבוד, כוח והתערבות הפחתה. בעוד תצורה סטנדרטית של 2×2 או 4 ×4 MIMO יכול לעמוד במטרות השקיפות הנוכחיות (>10 מ"מ), יישומים עתידיים של עיבוד גבוה כמו תפיסה שיתופית וביקוש מרחוק של תת- 5 מ"מ"מ-MO-מחדשהטווחים אלה, לחץ על פני השטח, לחץ על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, על פני השטח, ולחצים מתקדמים, כלומר, עיבוד מלא של מעבדים, לחץ על פני השטח, כלומר, לחץ על פני השטח של מעבדים, כלומר, לחץ על פני השטח של מעבדים, לחץ על פני השטח של מעבדים, לחץ על פני השטח של מעבדים, על פני השטח של מעבדים, על פני השטח של מעבדים, על פני השטח של מעבדים, על פני השטח של מעבדים, ולחצים מתקדמים, ולחצים מתקדמים, מטבול, מקבצי עיבוד מלא של מעבדים, מעבדים, כלומר, מעבדים מתקדמים, מעבדים, מעבדים, מקבצי עיבוד מלא של מעבדים, מעבדים מתקדמים, לחץ על פני השטח של מעבדים מתקדמים,

(ב) לקראת ה-C-V2X (ה-FLT:0) ,(3GPPs C-V2X מפרטים את ה- C-V2X מפרטים את ה-V2X של ה-V2X) ל-FLT:2IEEE 802.11bd Task Group התפתחויות של ה-FLT 3, ו-FLT (FLT) להנחיות טכניות עבור ® 7Fptrated Auto-FLT 7.