天線分集技術(shù)改善自屏蔽效應(yīng)

車對(duì)車(Car-to-Car)通信性能可望大幅精進(jìn)。由于汽車無線電性能極易受到周遭環(huán)境影響，因此車廠在導(dǎo)入IEEE 802.11p車對(duì)車通信功能時(shí)，多會(huì)借力天線分集設(shè)計(jì)與高階數(shù)字信號(hào)處理器，以降低天線自屏蔽效應(yīng)，改善收發(fā)器信號(hào)品質(zhì)。在推出IEEE 802.11p Car2X應(yīng)用時(shí)，原始設(shè)備制造商(OEM)希望獲得更多擴(kuò)展性(Scalability)，以便為低階到高階市場(chǎng)提供服務(wù)；而天線的數(shù)目，以及天線拓?fù)渑c相應(yīng)的基帶處理是實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展性的關(guān)鍵考慮。

智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)的應(yīng)用場(chǎng)合要求接收端具備不同的可靠性，同樣影響天線拓?fù)涞倪x擇。雙IEEE 802.11p天線可促成分集接收與發(fā)射方案的改善，進(jìn)而提升服務(wù)品質(zhì)(QoS)。由于OEM和一級(jí)汽車電子供應(yīng)商皆希望打造一個(gè)能涵蓋所有參數(shù)，且系統(tǒng)成本最低的設(shè)計(jì)，因此具備可擴(kuò)展性、可實(shí)現(xiàn)更短RF電纜，且同時(shí)支持單信道和雙信道分集的IEEE 802.11p解決方案，已日益受到市場(chǎng)矚目。

ITS為汽車產(chǎn)業(yè)帶來新契機(jī)

ITS是新興的應(yīng)用領(lǐng)域，為一系列工具開啟了新市場(chǎng)，提供更安全、更環(huán)保的駕駛體驗(yàn)。推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展的因素之一是車對(duì)車(C2C)和車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施(C2I)的無線通信。廣播與接收汽車位置和速度資信能讓汽車建立周圍環(huán)境的動(dòng)態(tài)模型。

車對(duì)車通信聯(lián)盟和防撞系統(tǒng)合作團(tuán)隊(duì)(CAMP)等產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的行動(dòng)，反映目前全球正致力朝向ITS發(fā)展，如展開各種專案計(jì)劃以及制定各種標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 1609和ETSI TC-ITS)。另外，荷蘭的SPITS荷蘭、德國(guó)的simTD、法國(guó)的Score@F與美國(guó)的Safety Pilot等ITS相關(guān)實(shí)地測(cè)試計(jì)劃，亦如火如荼進(jìn)行中。但一個(gè)待解決的重要問題是：如何將ITS導(dǎo)入汽車中？要獲得一個(gè)有效的互聯(lián)汽車網(wǎng)絡(luò)，至少有10%的汽車需要配備ITS模組。為在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到此目標(biāo)數(shù)字，低階、主流和高階汽車都須具備車對(duì)車通信的連結(jié)能力，因此解決方案須要具備擴(kuò)展性，方能滿足不同的成本考慮。

系統(tǒng)擴(kuò)展性是由多方面所決定，天線位置和無線電前端模組位置(調(diào)諧和基帶處理)是關(guān)鍵成本因素?；⌒诬図敃?huì)在一特定方向上造成自屏蔽，而天線分集可大幅減少 該效應(yīng)。同樣地，天線分集亦可改善在玻璃車頂、行李架和雪橇架上的性能。另一方面，在低階和主流汽車中，天線模組可能會(huì)安裝在單一位置上。無線電前端模組 含有IEEE 802.11p/1609.x收發(fā)器，在空間許可的情況下可靠近天線安裝并連接，也可集中放置在箱內(nèi)，電纜的成本與性能將受到該選擇性影響。

差異化的另一方面在于同時(shí)接收的通道數(shù)，用戶可以使用雙通道接收器，以便保持同時(shí)接收控制信道和服務(wù)信道的信號(hào)；也可使用單通道接收器，并在兩個(gè)通道間進(jìn)行 切換。通道間切換使所需資源減半，同時(shí)降低物料成本。雖然強(qiáng)烈建議在安全應(yīng)用中采用雙通道接收器以獲得最佳的接收品質(zhì)，但也可在單天線接收和雙天線(分 集)接收之間做出選擇。使用分集接收能夠良好地應(yīng)對(duì)車對(duì)車通信中快速變化的多通道環(huán)境，使接收更穩(wěn)定。

從ITS面市的第一天起，眾所關(guān)注的 焦點(diǎn)即是整合應(yīng)用實(shí)例，如車輛緊急狀況警告、防碰撞支持、緊急制動(dòng)燈、危險(xiǎn)位置警告等。正如部分產(chǎn)業(yè)論壇所得出的結(jié)論，單安全通道(CCH)接收應(yīng)足夠應(yīng) 付初階應(yīng)用系統(tǒng)。未來會(huì)提供服務(wù)通道(SCH)，推出諸如交通資信、網(wǎng)絡(luò)可用性、收費(fèi)等各種應(yīng)用實(shí)例。

天線/收發(fā)器位置決定通信性能

表1分別顯示有/無天線分集情況下的接收/發(fā)送安全和服務(wù)通道。在無分集的情況下，通過高階數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)對(duì)惡劣的車對(duì)車無線電環(huán)境，可以改善接收品質(zhì)。除 此之外，天線(或空間)分集是一種廣為人知的接收增強(qiáng)技術(shù)，可減少信號(hào)衰減和都普勒效應(yīng)(Doppler)。OEM必須指定汽車是否只能操作安全通道，或 者可同時(shí)操作安全信道和服務(wù)信道。另外，使用分集技術(shù)結(jié)合適當(dāng)?shù)幕鶐Ы邮掌鞲唠A數(shù)字信號(hào)處理，可提升品質(zhì)。如果安裝了兩個(gè)天線，則可實(shí)現(xiàn)發(fā)送分集，并使其 他汽車內(nèi)的接收器更佳地?cái)X取或接收802.11p信號(hào)。