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    如何解決汽車V2X與多無線技術頻譜管理的共存挑戰!

    發布時間:2024-08-22 責任編輯:lina

    【導讀】正如本系列前文所述,我們可以采用多種無線技術,以實現車對萬物(V2X)和自動駕駛汽車。這些標準為汽車安全性能的提升提供了巨大潛力,但也帶來了一些共存挑戰,如果不加以解決,可能會對車輛運行產生不利影響。


    本篇將為您繼續介紹如何應對在汽車蜂窩車對萬物(C-V2X)領域面臨的設計挑戰。

    應對V2X頻譜挑戰

    正如本系列前文所述,我們可以采用多種無線技術,以實現車對萬物(V2X)和自動駕駛汽車。這些標準為汽車安全性能的提升提供了巨大潛力,但也帶來了一些共存挑戰,如果不加以解決,可能會對車輛運行產生不利影響。

    V2X車輛標準基于5.9 GHZ專用短程通信技術。該技術適用于快速移動物體(汽車)和非視距應用。該技術還兼容C-V2X,它使用蜂窩技術創建直接通信鏈路,同時兼容專用短程通信(DSRC),它遵循電氣與電子工程師學會(IEEE)802.11p標準。不同汽車制造商和國家/地區支持一種或另一種標準。然而,兩者使用相同的頻譜來解決同一問題,必須實現相互共存,以及與其他數據傳輸標準實現共存,例如Wi-Fi、蜂窩、超寬帶(UWB)和全球定位系統/全球導航衛星系統(GPS/GNSS)。圖3-1總結了互聯汽車內部和周圍的各種無線傳輸方式。


    如何解決汽車V2X與多無線技術頻譜管理的共存挑戰!


    Wi-Fi在2.4GHz、5.2GHz、5.6GHz和6 GHz頻譜內運行。如圖 3-2所示,2.4GHz頻段必須與長期演進(LTE)40和41頻段共存,而5GHZ和6GHz頻段必須與汽車5.9GHz頻段頻譜共存。為了確保V2X無線電鏈路的可靠性,接收端需要保持低靈敏度劣化。

    靈敏度劣化是指接收器靈敏度的下降。這可能是由于無線電設備本身產生的噪聲源所引起的。高隔離度射頻(RF)濾波器用于隔離各個信號路徑,以防止信號或噪聲出現在無線電的其他路徑上。


    如何解決汽車V2X與多無線技術頻譜管理的共存挑戰!


    為了確保共存,我們必須在5.6GHz Wi-Fi頻段和5.9GHz汽車頻段提供具有足夠帶外衰減的適當RF濾波器。車輛內部使用無線電的新功能非常多,例如V2X、4G/5G、藍牙、衛星數字音頻廣播服務(SDARS)、超寬帶和Wi-Fi等,這意味著近距離內有多個無線電收發器同時運行。如果某個RF收發器的功率電平信號達到附近接收器的信號水平,就會引發接收器靈敏度問題。共存過濾器有助于預防此類干擾。圖3-3展示了47頻段體聲波(BAW) RF濾波器響應,在Wi-Fi頻段提供了足夠的帶外衰減。這種衰減將使系統能夠減輕由Wi-Fi無牌國家信息基礎設施(U-NII)1-3頻段造成的干擾。

    讓我們來一同探討為車載Wi-Fi系統選用可緩解靈敏度劣化的BAW濾波器的場景。如圖3-4所示,V2X Wi-Fi天線隔離度需要實現如左側橫軸所示的1,000米的V2X鏈路。圖 3-4中的測量展示了V2X系統(遠程通信處理控制單元[TCU]和有源天線)的兩種配置,一種在有源天線前使用低溫共燒陶瓷(LTCC)濾波器,而未配備47頻段BAW濾波器;另一種則配備47頻段BAW濾波器進行相同的測量。使用47頻段BAW濾波器,裝備有源天線的V2X TCU系統可以實現適當的隔離,以滿足1,000米V2X鏈路的目標,如藍色和深灰色測量線所示。


    如何解決汽車V2X與多無線技術頻譜管理的共存挑戰!

    圖3-5中的框圖展示了用于實現前述天線耦合響應的系統。



    如何解決汽車V2X與多無線技術頻譜管理的共存挑戰!

    圖3-5:框圖展示了B47 BAW濾波器可以最大化的增加V2X鏈路通信距離


    這些車載Wi-Fi場景不僅需要帶通濾波,有時還需要陷波濾波器。盡管47頻段帶通濾波器在V2X的發射端提供了足夠的帶外抑制,但可能還需要在接收路徑上設計線波濾波器來降低5GHzWi-Fi對V2X頻段的噪聲干擾。這些陷波濾波器可以防止接收到的頻帶噪聲耦合到V2X系統,進而避免隨之而來的靈敏度劣化問題。圖3-6所示的陷波濾波器幾乎不產生任何靈敏度劣化。


    如何解決汽車V2X與多無線技術頻譜管理的共存挑戰!


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