實(shí)現(xiàn)全面覆蓋的網(wǎng)絡(luò)(如電網(wǎng)、電話和互聯(lián)網(wǎng))往往會(huì)開啟實(shí)現(xiàn)里程碑式變化的時(shí)代，催生出許多基于基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新技術(shù)。

如今，通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于汽車而言越來越重要。從預(yù)測(cè)性安全系統(tǒng)到沉浸式車內(nèi)體驗(yàn)，互聯(lián)汽車正在推動(dòng)各項(xiàng)功能的進(jìn)步。這些技術(shù)可能會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)邊界的擴(kuò)展而發(fā)展。

然而到目前為止，互聯(lián)汽車的愿景僅部分得以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠囈坏傠x網(wǎng)絡(luò)密集覆蓋的城區(qū)，連接就會(huì)中斷。地面網(wǎng)絡(luò) (TN) 的覆蓋盲區(qū)不僅給現(xiàn)有汽車帶來安全風(fēng)險(xiǎn)和服務(wù)中斷問題，更阻礙了聯(lián)網(wǎng)功能充分發(fā)揮其潛力。

非地面網(wǎng)絡(luò) (NTN) 正成為填補(bǔ)這一空白的關(guān)鍵解決方案，通過衛(wèi)星、高空平臺(tái)等天基基礎(chǔ)設(shè)施，將車聯(lián)網(wǎng) (V2X) 通信擴(kuò)展至偏遠(yuǎn)地區(qū)。這種具備高度韌性的覆蓋層，是充分實(shí)現(xiàn)下一代汽車功能價(jià)值的重要基礎(chǔ)。

多模式集成是開啟下一階段移動(dòng)出行的關(guān)鍵。NTN 已準(zhǔn)備好為一系列發(fā)展提供支持：提升道路安全、實(shí)現(xiàn)交通流量預(yù)測(cè)、優(yōu)化用戶體驗(yàn)及賦能全新商業(yè)模式。

一個(gè)嶄新的時(shí)代已經(jīng)來臨，NTN 技術(shù)即將成為每輛汽車的標(biāo)配。若 OEM 不能順應(yīng)這一趨勢(shì)，恐將跟不上市場(chǎng)步伐。

NTN 對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)師意味著什么

盡管新車出廠時(shí)未必已開通衛(wèi)星和其他 NTN 連接服務(wù)，但很可能會(huì)在設(shè)計(jì)中預(yù)先集成硬件基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于電氣和系統(tǒng)工程師而言，為各類車型加裝 NTN 技術(shù)的天線、接口及集成模塊即將成為標(biāo)準(zhǔn)操作。

這些平臺(tái)必須支持地面與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的無縫切換，同時(shí)符合現(xiàn)有設(shè)計(jì)限制條件、滿足新興監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。而網(wǎng)絡(luò)與車輛內(nèi)各系統(tǒng)和組件間的雙向數(shù)據(jù)流，需要可靠的高速基礎(chǔ)設(shè)施。以高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動(dòng)駕駛功能為例，這些安全功能依賴于上述傳輸來實(shí)現(xiàn)持續(xù)不斷的傳感器融合與精準(zhǔn)導(dǎo)航。

關(guān)鍵工程考慮因素包括：

天線和收發(fā)器的布局與封裝

頻率規(guī)劃和與其他無線系統(tǒng)共存

與全球監(jiān)管框架的兼容性

耐熱循環(huán)、抗震動(dòng)和電磁干擾 (EMI)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，采用 NTN 連接將使 OEM 能夠打造面向未來的架構(gòu)，并在日益由軟件、數(shù)字服務(wù)和連接性能定義的市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化優(yōu)勢(shì)。

為什么衛(wèi)星覆蓋對(duì)汽車至關(guān)重要

接入高空數(shù)據(jù)源可顯著提升 ADAS 等現(xiàn)有功能，并為目前正在開發(fā)中的汽車技術(shù)提供支持。完全互聯(lián)汽車的全球 NTN 覆蓋前景，將為未來的創(chuàng)新釋放巨大潛力。

現(xiàn)代出行領(lǐng)域的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下五大趨勢(shì)中：

無縫覆蓋和連續(xù)性

即使蜂窩網(wǎng)絡(luò)中斷，NTN 也能確保導(dǎo)航、V2X 和車隊(duì)管理等關(guān)鍵汽車功能保持在線。衛(wèi)星覆蓋對(duì)于跨境旅行和偏遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要，因?yàn)樵谶@些情境下，地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋可能不穩(wěn)定或不可用。

支持應(yīng)急和安全功能

碰撞檢測(cè)、eCall 和遠(yuǎn)程診斷需要彈性通信路徑。當(dāng)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，NTN 將為性命攸關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸提供備用信道。

實(shí)現(xiàn)無線 (OTA) 和遠(yuǎn)程操作

固件更新、功能下載和遠(yuǎn)程操作服務(wù)依賴于高可靠性連接。NTN 將提供冗余和持續(xù)穩(wěn)定的鏈路，即使在移動(dòng)過程中或脫離地面網(wǎng)絡(luò)時(shí)也不例外。

跨地區(qū)一致的用戶體驗(yàn)

終端用戶需要且期望無論身處何處，都能夠使用流媒體、導(dǎo)航和遠(yuǎn)程支持。NTN 將幫助 OEM 在全球范圍內(nèi)提供統(tǒng)一的座艙品牌體驗(yàn)和數(shù)字服務(wù)均等性。

解鎖全新盈利模式

軟件定義汽車依賴于不間斷的網(wǎng)絡(luò)連接，以支持基于使用量的計(jì)費(fèi)模式、按需服務(wù)及功能激活。NTN 的覆蓋可將這些商業(yè)機(jī)遇擴(kuò)展至每個(gè)市場(chǎng)。

NTN 內(nèi)部不斷發(fā)展的技術(shù)

由于集成的主要技術(shù)障礙已攻克，因此汽車行業(yè)現(xiàn)已具備條件，可推進(jìn)集成地面與非地面數(shù)據(jù)源的汽車設(shè)計(jì)。同時(shí)，相關(guān)解決方案和標(biāo)準(zhǔn)仍在持續(xù)演進(jìn)。

支持汽車互聯(lián)的重要技術(shù)示例包括：

NTN-IoT 和 NTN-NR

NTN-IoT 適用于低數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)用，如警報(bào)、診斷或車輛遙測(cè)。它使用節(jié)能頻段，支持廣度覆蓋。NTN-NR 或稱 5G 新無線電是 V2X、信息娛樂和高級(jí) ADAS 等高吞吐量用例的理想選擇。該技術(shù)在數(shù)據(jù)量更豐富的信道中運(yùn)行，可支持穩(wěn)定可靠的通信。

波束成形和波束控制

采用動(dòng)態(tài)波束控制技術(shù)的相控陣天線對(duì)于維持移動(dòng)狀態(tài)下的鏈路穩(wěn)定性至關(guān)重要。這些特性可有效降低干擾、極大提升信號(hào)完整性，且對(duì)于實(shí)現(xiàn)毫米波 (FR2) NTN 部署至關(guān)重要。

5G 集成：NTN 環(huán)境中的毫米波

毫米波可為高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景提供超高速數(shù)據(jù)傳輸，但需要清晰的視距和高度集成的波束控制系統(tǒng)。通過與 NTN 集成，該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的豐富信息娛樂服務(wù)及邊緣與云協(xié)同計(jì)算。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)和工程優(yōu)先事項(xiàng)

將非地面網(wǎng)絡(luò)集成到汽車中帶來了全新的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，涉及硬件、固件和系統(tǒng)架構(gòu)方面的多重挑戰(zhàn)。集成工作包括開發(fā)地面與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)間的無縫雙模運(yùn)行機(jī)制，這就需要優(yōu)化高密度緊湊平臺(tái)內(nèi)的信號(hào)路由、能效和散熱。

其中，天線布局尤為關(guān)鍵。車頂?shù)壤硐氚惭b區(qū)域不僅日益被雷達(dá)、LiDAR 及其他傳感系統(tǒng)占據(jù)，還需兼顧空氣動(dòng)力學(xué)與造型設(shè)計(jì)帶來的雙重限制。工程師必須找到定制化解決方案，在信號(hào)清晰度與外部美觀性和功能性之間取得平衡。

而監(jiān)管合規(guī)要求又額外增加了設(shè)計(jì)復(fù)雜度。全球各市場(chǎng)的 TN 與 NTN 頻譜使用存在顯著差異，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及頻段分配方案正隨著第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)與世界無線電通信大會(huì)(WRC)等組織的推進(jìn)而持續(xù)演進(jìn)。汽車設(shè)計(jì)必須預(yù)見這些變化趨勢(shì)，才能確保不同區(qū)域的適用性。

此外，在復(fù)雜的射頻環(huán)境中保持信號(hào)完整性，還需要主動(dòng) EMI 管理。由于共享頻譜操作可能增加干擾風(fēng)險(xiǎn)，因此在設(shè)計(jì)安全關(guān)鍵型和高帶寬應(yīng)用時(shí)，必須實(shí)施屏蔽、濾波及天線隔離等措施。

NTN 和互聯(lián)汽車的未來展望

隨著低地球軌道 (LEO) 和中地球軌道 (MEO) 衛(wèi)星星座的擴(kuò)展，互聯(lián)汽車生態(tài)系統(tǒng)正進(jìn)入關(guān)鍵階段。這些技術(shù)進(jìn)步有望實(shí)現(xiàn)更低延遲和更高帶寬，從而實(shí)現(xiàn)與 TN 的無縫集成，為全球服務(wù)提供不間斷支持。

與此同時(shí)，由 3GPP 和 WRC 等論壇主導(dǎo)的國(guó)際協(xié)作，正在推動(dòng)跨境頻譜協(xié)調(diào)的進(jìn)程。這些發(fā)展將使汽車在不同監(jiān)管區(qū)域間移動(dòng)時(shí)始終保持服務(wù)不間斷，消除過程中的連接障礙。

隨著非地面連接成為全球移動(dòng)出行的預(yù)期基準(zhǔn)，具有前瞻性的工程設(shè)計(jì)對(duì)于確保性能彈性和加速部署至關(guān)重要。

Molex 致力于幫助汽車制造商和一級(jí)供應(yīng)商彌合當(dāng)前需求與未來功能之間的差距。憑借深厚的射頻專業(yè)知識(shí)和天線及系統(tǒng)集成全球?qū)＜覉F(tuán)隊(duì)，Molex 與設(shè)計(jì)人員合作開發(fā)定制的 NTN 預(yù)備架構(gòu)，涵蓋從耐用的硬件組件到完全集成的子系統(tǒng)。這種協(xié)作模式可助力 OEM 在以數(shù)據(jù)、可靠性、實(shí)時(shí)智能為特征的移動(dòng)出行領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。