如参考文献【3】、【4】以及图2中所示，网联汽车依赖于多个系统和网络，这些系统和网络提供如下的功能：
1.连接到云-远程信息处理（Telematics）
2.连接到驾驶员/乘客-信息娱乐（Infotainment）
3.连接到环境–车联万物（VehicletoEverything,V2X）
图2：车辆与(a)云、(b)驾驶员/乘客和(c)周围环境的连接
图3.(a)鲨鱼鳍和(b)保形面板车载天线及相应射频前端
下面，我们将详细探讨每种连接系统的特点及其射频前端的独特性。
2.远程信息处理系统
图4.远程信息处理控制单元(TCU)，或称远程信息处理盒(T-BOX)
图5：网络接入设备(NAD)蜂窝射频前端和首选衬底材料
汽车型号及其可选功能通常针对不同的区域进行商品化，汽车NAD也需根据区域的不同遵守蜂窝连接条例与规则。如图6所示，3.5GHz左右的中频已成为全球最常用的蜂窝网络频谱；因此，许多NAD提供商和用户均选择C频段作为射频前端工作的特许频段也就不足为奇了。
图6.部分国家在S频段和C频段的频谱分配
图7.得益于射频前端的高线性度，RF-SOI可最大限度地减少干扰
图8：(a)RFeSI衬底上的共面波导（CPW）以及(b)在不同RF-SOI衬底上测得的二次和三次谐波
模块化是NAD设计的另一个关键要素，它提供的灵活性可用于满足不同区域市场的需求。而将发射、接收和滤波功能集成在多个模块中的射频前端组件更具优势，因为它们可以快速更换，以适应车辆所在的销售区域，并满足区域法规和当地客户的偏好。
在宽温度变化条件之下（见参考文献【7】），提供稳定线性性能的RF-SOI衬底具备明显的优势。它有助于确保温升不会显著增加射频前端的非线性度、影响NAD功能和/或干扰相邻的无线系统。这也是基于RF-SOI衬底的射频前端与其他汽车射频前端之间最主要的区别。
随温度变化的低线性漂移特性（RFeSIxT）是Soitec的RFeSI系列产品中添加的一项新功能（见参考文献【8】）。如图9(b)所示，RFeSIxT在超过85°C的温度下也能提供稳定的线性性能，同时还保持所有其他RFeSI衬底的优势（见参考文献【1】）。与之相比，图9(a)显示的SoitecRFeSI（不具备RFeSIxT功能）线性行为则随温度变化，因此更适用于消费级产品。
图9：RFeSI富陷阱RF-SOI系列产品随温度变化的线性性能：(a)不具有和(b)具有RFeSIxT随温度变化的低线性漂移特性
图10:应急与支持连接系统
图11：TCU(a)安全认证分区示例和(b)(c)集成在RF-SOI中的不同应急开关拓扑
2.2DSDA双卡双待用户识别模块，即SIM卡，用于存储国际移动用户识别码(IMSI)和任何蜂窝网络用户独有的其他数据。它是将设备连接到蜂窝网络的必需元件。
图12:具有2x2MIMO分集架构的DSDANAD
3.信息娱乐系统
图13：(a)移动信息娱乐系统以及(b)凭借RF-SOI实现的连接标准共存
而通过5G连接的NAD，汽车用户能够访问全新的宽带频道，并享有它所具有的数千兆比特的数据速率与低延迟。
图14：(a)RF-SOI中的毫米波前端IC集成为实现(b)更高的功率放大器(PA)功率附加效率(PAE)提供了更简便的途径
5G毫米波PA宽带调制带宽要求线性度非常高的节能技术。简而言之，这种PA的设计及其集成被认为是5G毫米波射频前端设计中最具挑战性的任务之一。
图14(b)中的数据来自参考文献【18】，它展示了采用不同技术提供的移动应用所需的典型毫米波前端PA饱和功率(Psat)水平；根据AAS的辐射元件数量不同，Psat从10到20dBm以上不等。更重要的是，该图突显了RF-SOI凭借其集成能力能够提供更简便的支持功能集成途径，从而助力实现最高的功效，并最大限度地延长电池寿命（见参考文献【17】）。
由于车舱内需要共存的Wi-Fi连接设备越来越多，需求也愈加多样化，通过Wi-Fi热点在车内分配宽带接入资源也变得越来越困难。
如参考文献【2】中所描述，采用RF-SOI技术设计的Wi-Fi6和Wi-Fi6E兼容系统，更擅长为大量的连接设备提供设备所需的数据有效负载，同时还具有出色的功耗。而且，RF-SOI所具有的线性度有助于确保蜂窝网络和Wi-Fi系统共存，同时还不会产生有害干扰（如图13(b)所示）。
但要注意，车载信息娱乐系统需要通过AECQ认证，而供应链供应商则需要通过IATF16949认证（见参考文献【19】）。
4.V2X车连万物
通过前两节的描述可以得知，远程信息处理系统和信息娱乐系统可以通过蜂窝网络为车辆提供连接。不仅如此，V2X系统还可以使用蜂窝网络作为中介(V2N)将车辆间接连接到其他任何对象；或者，无需中介，通过不同类型的链路提供直接连接：
专用短程通信(DSRC)（即IEEE802.11p）是Wi-Fi协议的一个专用版本。该版本消除了设备之间对任何中间系统的需求，因而实现了低延迟通信。与此同时，与蜂窝系统不同，DSRC具备自我管理功能，还可以通过4GLTE和/或5G提供蜂窝网络访问。
车辆安全是V2X系统的一个目标应用，因此也需要符合ISO26262标准（见参考文献【13】）。在文献【21】中，作者得出的结论是，V2X处理以及与外部系统的接口都需要达到ASILB级别；而一旦V2X可以影响车辆控制，则其余V2X功能均需要达到ASILA级别。
鉴于包含了蜂窝、远程信息处理和信息娱乐系统的NAD颇具复杂性，通过ISO26262认证将非常具有挑战性，而且会增加汽车消费级产品的成本。
图15:车联万物（V2X）系统
除了连接性之外，被称为车联网(IoV)的新功能也越来越多地被采用来提升车辆的舒适性和安全性。其中，最为常见的是免提接入系统。
智能手机中被广泛采用的蓝牙技术，如今也成为许多销售车辆中免提接入设备的标配。但是，尽管蓝牙无钥匙接入中使用了加密协议，它仍然很容易受到射频干扰和中间人攻击（见参考文献【22】）。
随着UWB在智能手机和密钥卡中越来越多的应用，不难相信，这项技术终将取代蓝牙来实现无钥匙接入。不过，由于UWB感知范围较小，当距离车辆超过10米时，蓝牙仍可作为追踪用户的一个补充系统来使用。
如果密钥卡或智能手机电池耗尽，还可以使用NFC备用系统。只要无源/ULP（超低功耗）NFC钥匙与车体某个部分（例如要打开的门）中的有源读取器保持紧密接触，即可授予车辆用户接入权限。
图16:汽车免提接入系统
现在成功的UWB生态系统可以通过SoC以及射频前端得到实现。为最大限度降低插入损耗并确保高隔离度，射频前端可采用基于RF-SOI的RF开关。在配备了UWB的智能手机等高性能设备中，低噪声放大器(LNA)也可以与射频前端中的开关集成在一起（见参考文献【24】），以最大限度地降低损耗，从而提高灵敏度。
6.车联网的射频挑战与解决方案总结
鉴于全球和地区安全法规是推动更高车辆连接性的关键驱动因素之一，毫无疑问，未来几年我们将持续看到蜂窝、V2X和其他互补连接系统更多地应用于汽车当中。
得益于过去几十年中积累的大量IP组合与专有技术（见参考文献【1】、【2】），基于RF-SOI优化衬底的CMOS现在已是一项成熟且可靠的技术。下表总结了本文讨论过的一些汽车RFIC需求，以及SoitecRF-SOI优化衬底如何满足这些要求。
7.结论
智能手机为人们提供了越来越多的服务。随着汽车逐渐发展成为主要的连接设备，它们有能力提供更多新的服务，为整个移动生态系统创造巨大的价值。为实现其巨大潜力，汽车连接依赖众多的连接协议和能够共存但互不干扰的频段。
而且，随着用户和政府不断推动使用更环保的车辆，所有汽车系统的功耗都需要被优化，包括连接系统在内。