自動車産業は常に無線技術の熱心なユーザーである。 1980年代初頭、ルノーは無線送信機を利用してフエゴモデルのドアのロックとアンロックを可能にした。 それから10年も経たないうちに、他の自動車メーカーもリモートキーレスエントリを採用し、ほどなく標準的に装備されるようになった。 今、ワイヤレス通信技術がドライビングの世界を塗り替えようとしている。
最初のキーレスエントリーシステムは、赤外線(IR)信号に基づくもので、自動ガレージドアオープナーの技術を流用したものだった。 しかし、業界はより使いやすくするため、RF技術に急速に移行した。 各メーカーは独自のプロトコルとコーディングシステムを好んだが、米国では315MHz、欧州では433MHzといった標準的な低電力RF周波数帯を採用した。 盗難に対する懸念が浮上するにつれ、潜在的な攻撃をかわすために暗号化やその他のセキュリティ手段を取り入れた。 新たな脅威の出現に伴い、この技術はさらに更新され、キーフォブリモコンのボタンを押す必要さえなくす近接検知などの機能も追加された。
利便性を追求した次の段階は、1GHz以下の周波数帯のカスタム無線の代わりにBluetoothを採用し、キーフォブを完全になくすことだった。 Bluetoothを使えば、ユーザーのスマートフォン上のアプリが、車のドアロックを解除するだけでなく、ヒーターやエアコンを始動させるなどのタスクを処理し、ドライバーと同乗者が実際に乗り込むときに備えて車内を快適にすることができる。
Bluetooth自体は、自動車メーカーがインフォテインメント・システムをオープンにするのに伴い、過去10年間に多くのモデルに搭載された重要な機能となっている。 Bluetoothを通じてダッシュボード上の機能にアクセスできるため、乗員は携帯電話を簡単に接続できる。 当初は、車内に常設の電話機を購入・設置することなく、ハンズフリー操作で合法的な通話をサポートすることが目的だった。 しかし、ワイヤレス接続は、乗客がお気に入りの音楽(携帯機器に保存されている)を聴くことができるように、高品質のオーディオを中継するのに適している。 私たちは明らかに トランクにあったCDオートチェンジャーから長い道のりを歩んできた。 Bluetoothは、無線通信技術がひとたび導入されれば、さまざまなアプリケーションをサポートできることを示す代表的な例である。まだ検討されていないユースケースの可能性がたくさんある。 Bluetoothは、車内の適切な中継デバイスを使用することで、車両診断情報を関連するスマートフォンアプリに送信する手段も提供する。 診断ゲートウェイでのこの技術の使用は、自動車での移動の全体的な安全性向上におけるBluetoothの新たな用途を示唆している。
しかし今、Wi-Fiもまた、Bluetoothと同様に自動車にユビキタスとしての存在になろうとしている。 Wi-Fiはより堅牢なデータパイプを提供できるため、よりリッチなアプリケーションやスマートフォン端末との緊密な連携が可能になる。 ユーザーにとってのコックピット体験を変える運命にあると思われるユースケースのひとつに、スクリーン投影技術の登場がある。 このような仕組みの導入により、ドライバーはスマートフォンから車へのシームレスなデータ移行が可能になる。 これは必ずしも自分の車である必要はなく、世界中のどこのレンタカーでも可能である。
自動運転車を実現する重要な技術のひとつが通信である。 これには、車両間(V2V)リンク、車両-インフラ間(V2I)メッセージ、そしてBluetoothやWi-Fiなどの技術を通じた車と任意のものの間(V2X)の通信が含まれる。
V2Vは、道路を走る車両が他の車両に自分の意図を知らせたり、前方の危険を警告したりする機能を提供する。 道路にある穴が、障害物を避けるために車が急ブレーキをかける必要がある場合、ワイヤレス通信で近くの車にメッセージを送って状況を知らせることができる。 他の車両はそれに応じて速度を落としたり、車線を変更したりすることができる。
V2Vを可能にする主要技術は、IEEE 802.11 Wi-Fiプロトコルの一形態で、より低遅延で信頼性の高いものに再設計されている。 IEEE 802.11p Wireless Access in Vehicular Environments(WAVE)は、RF無線周波数の5.9GHz領域で動作し、最大27Mビット/秒のデータレートをサポートすることができる。 交通機関にとって重要な追加機能のひとつは、車両が時間に応じて無線チャンネルへのアクセスを共有できるスケジューリング機能である。 各車両は、通常GPSレシーバーによって提供される世界標準時(UTC)を使用して、近くにあるすべてのトランシーバーが同じスケジュールに同期していることを確認する。
トランシーバーにとって主な課題は、ドップラー効果である。 高速道路では、接近してくる送信機の相対速度は時速150マイルを超えることもある。 このようなトランスミッターは最大数秒しか電波の届く範囲にいない可能性があり、超低遅延が重要になる。 しかし、V2Vの基礎となる無線技術が整っていれば、高度なナビゲーション・アプリケーションを比較的簡単に展開し、他の多くの物体や人さえも扱うように拡張することができる。
V2Iトランザクションは、路側コントローラーが車両の状態を更新することを可能にする。 例えば交通信号は、車両にいつ状態が変わるかを知らせることができる。 交差点を出る車両は、そのデータを接近してくる車に伝えることができ、それに反応して減速する可能性がある。 速度を落とすことで、赤信号で停止することを避け、ちょうど青信号に変わったタイミングで進行することができる。 全体的な効果としては、燃料の大幅な節約とブレーキの摩耗や損傷の軽減が挙げられる。 将来的には、このような無線で制御された信号機によって、自律走行車の流れを大幅に改善することが可能になるだろう。 信号機は交差点を監視して安全かどうかをチェックし、自律走行車を反対側に誘導する一方、同じレベルのコンピュータ制御を持たない他の道路利用する車は停止させられる。
多くのV2Xアプリケーションは、例えばWAVEのような専用のRFプロトコルで使用するために考案されたが、Bluetoothや潜在的には従来のWi-Fiのような他の無線通信規格にも使用される可能性がある。歩行者と自転車は、それぞれのBluetoothデバイスを使って道路上で自分の存在を知らせることができる。通過車両が拾ったメッセージは、WAVEを介したV2V通信で中継され、警告の範囲を広げることができる。Bluetooth技術を使用した道路脇のビーコンは、地元の観光スポットに関する情報を乗客に提供することができ、乗客はその後、車両に内蔵されたWi-Fiホットスポットを使用してインターネットで詳細を調べることができる。
ひとつはっきりしていることは、車載設計の世界は、従来のWi-Fi技術をWAVE、Bluetooth、GPSと組み合わせた様々な無線通信RF環境になるということだ。 適切な無線セットを1つのチップセットに統合することは明らかに理にかなっており、それによって統合プロセスが容易になり、また最適なパフォーマンスが達成される。 これは新車の設計に有益なだけでなく、アフターマーケットのV2Xモジュールの導入も促進する。 こうすることで、既存のクルマも情報豊かなスーパーハイウェイに参加できるようになる。
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