實現(xiàn)全面覆蓋的網(wǎng)絡(luò)(如電網(wǎng)、電話和互聯(lián)網(wǎng))往往會開啟實現(xiàn)里程碑式變化的時代，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)對于汽車而言越來越重要。從預(yù)測性安全系統(tǒng)到沉浸式車內(nèi)體驗，互聯(lián)汽車正在推動各項功能的進步。這些技術(shù)可能會隨著網(wǎng)絡(luò)邊界的擴展而發(fā)展。

然而到目前為止，互聯(lián)汽車的愿景僅部分得以實現(xiàn)，因為汽車一旦駛離網(wǎng)絡(luò)密集覆蓋的城區(qū)，連接就會中斷。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) 正成為填補這一空白的關(guān)鍵解決方案，通過衛(wèi)星、高空平臺等天基基礎(chǔ)設(shè)施，將車聯(lián)網(wǎng) (V2X) 通信擴展至偏遠地區(qū)。這種具備高度韌性的覆蓋層，是充分實現(xiàn)下一代汽車功能價值的重要基礎(chǔ)。

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

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

NTN 對于系統(tǒng)設(shè)計師意味著什么

盡管新車出廠時未必已開通衛(wèi)星和其他 NTN 連接服務(wù)，但很可能會在設(shè)計中預(yù)先集成硬件基礎(chǔ)設(shè)施。對于電氣和系統(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準操作。

這些平臺必須支持地面與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的無縫切換，同時符合現(xiàn)有設(shè)計限制條件、滿足新興監(jiān)管標準。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。以高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動駕駛功能為例，這些安全功能依賴于上述傳輸來實現(xiàn)持續(xù)不斷的傳感器融合與精準導(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)、抗震動和電磁干擾 (EMI)

從長遠來看，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中實現(xiàn)產(chǎn)品差異化優(yōu)勢。

為什么衛(wèi)星覆蓋對汽車至關(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 和車隊管理等關(guān)鍵汽車功能保持在線。衛(wèi)星覆蓋對于跨境旅行和偏遠地區(qū)尤為重要，因為在這些情境下，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、eCall 和遠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，NTN 將為性命攸關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸提供備用信道。

實現(xiàn)無線 (OTA) 和遠程操作

固件更新、功能下載和遠程操作服務(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，即使在移動過程中或脫離地面網(wǎng)絡(luò)時也不例外。

跨地區(qū)一致的用戶體驗

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費模式、按需服務(wù)及功能激活。NTN 的覆蓋可將這些商業(yè)機遇擴展至每個市場。

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，可推進集成地面與非地面數(shù)據(jù)源的汽車設(shè)計。同時，相關(guān)解決方案和標準仍在持續(xù)演進。

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、診斷或車輛遙測。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 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行，可支持穩(wěn)定可靠的通信。

波束成形和波束控制

采用動態(tài)波束控制技術(shù)的相控陣天線對于維持移動狀態(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、極大提升信號完整性，且對于實現(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

毫米波可為高價值應(yīng)用場景提供超高速數(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)同計算。

設(shè)計挑戰(zhàn)和工程優(yōu)先事項

將非地面網(wǎng)絡(luò)集成到汽車中帶來了全新的設(shè)計復(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)間的無縫雙模運行機制，這就需要優(yōu)化高密度緊湊平臺內(nèi)的信號路由、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、LiDAR 及其他傳感系統(tǒng)占據(jù)，還需兼顧空氣動力學(xué)與造型設(shè)計帶來的雙重限制。工程師必須找到定制化解決方案，在信號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)計復(fù)雜度。全球各市場的 TN 與 NTN 頻譜使用存在顯著差異，相應(yīng)標準及頻段分配方案正隨著第三代合作伙伴計劃(3GPP)與世界無線電通信大會(WRC)等組織的推進而持續(xù)演進。汽車設(shè)計必須預(yù)見這些變化趨勢，才能確保不同區(qū)域的適用性。

此外，在復(fù)雜的射頻環(huán)境中保持信號完整性，還需要主動 EMI 管理。由于共享頻譜操作可能增加干擾風(fēng)險，因此在設(shè)計安全關(guān)鍵型和高帶寬應(yīng)用時，必須實施屏蔽、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)星星座的擴展，互聯(lián)汽車生態(tài)系統(tǒng)正進入關(guān)鍵階段。這些技術(shù)進步有望實現(xiàn)更低延遲和更高帶寬，從而實現(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，由 3GPP 和 WRC 等論壇主導(dǎo)的國際協(xié)作，正在推動跨境頻譜協(xié)調(diào)的進程。這些發(fā)展將使汽車在不同監(jiān)管區(qū)域間移動時始終保持服務(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出行的預(yù)期基準，具有前瞻性的工程設(shè)計對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)知識和天線及系統(tǒng)集成全球?qū)＜覉F隊，Molex 與設(shè)計人員合作開發(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、實時智能為特征的移動出行領(lǐng)域保持領(lǐng)先優(yōu)勢。