【導讀】正如本系列前文所述，我們可以采用多種無(wú)線(xiàn)技術(shù)，以實(shí)現車(chē)對萬(wàn)物(V2X)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)。這些標準為汽車(chē)安全性能的提升提供了巨大潛力，但也帶來(lái)了一些共存挑戰，如果不加以解決，可能會(huì )對車(chē)輛運行產(chǎn)生不利影響。
本篇將為您繼續介紹如何應對在汽車(chē)蜂窩車(chē)對萬(wàn)物(C-V2X)領(lǐng)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(wú)線(xiàn)技術(shù)，以實(shí)現車(chē)對萬(wàn)物(V2X)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)。這些標準為汽車(chē)安全性能的提升提供了巨大潛力，但也帶來(lái)了一些共存挑戰，如果不加以解決，可能會(huì )對車(chē)輛運行產(chǎn)生不利影響。
V2X車(chē)輛標準基于5.9 GHZ專(zhuān)用短程通信技術(shù)。該技術(shù)適用于快速移動(dòng)物體(汽車(chē))和非視距應用。該技術(shù)還兼容C-V2X，它使用蜂窩技術(shù)創(chuàng )建直接通信鏈路，同時(shí)兼容專(zhuān)用短程通信(DSRC)，它遵循電氣與電子工程師學(xué)會(huì )(IEEE)802.11p標準。不同汽車(chē)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(lái)解決同一問(wèn)題，必須實(shí)現相互共存，以及與其他數據傳輸標準實(shí)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(lián)汽車(chē)內部和周?chē)母鞣N無(wú)線(xiàn)傳輸方式。
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(cháng)期演進(jìn)(LTE)40和41頻段共存，而5GHZ和6GHz頻段必須與汽車(chē)5.9GHz頻段頻譜共存。為了確保V2X無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)電設備本身產(chǎn)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(gè)信號路徑，以防止信號或噪聲出現在無(wú)線(xiàn)電的其他路徑上。
為了確保共存，我們必須在5.6GHz Wi-Fi頻段和5.9GHz汽車(chē)頻段提供具有足夠帶外衰減的適當RF濾波器。車(chē)輛內部使用無(wú)線(xiàn)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(wù)(SDARS)、超寬帶和Wi-Fi等，這意味著(zhù)近距離內有多個(gè)無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器同時(shí)運行。如果某個(gè)RF收發(fā)器的功率電平信號達到附近接收器的信號水平，就會(huì )引發(fā)接收器靈敏度問(wèn)題。共存過(guò)濾器有助于預防此類(lèi)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(wú)牌國家信息基礎設施(U-NII)1-3頻段造成的干擾。
讓我們來(lái)一同探討為車(chē)載Wi-Fi系統選用可緩解靈敏度劣化的BAW濾波器的場(chǎng)景。如圖3-4所示，V2X Wi-Fi天線(xiàn)隔離度需要實(shí)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(xiàn))的兩種配置，一種在有源天線(xiàn)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(jìn)行相同的測量。使用47頻段BAW濾波器，裝備有源天線(xiàn)的V2X TCU系統可以實(shí)現適當的隔離，以滿(mǎn)足1,000米V2X鏈路的目標，如藍色和深灰色測量線(xiàn)所示。
圖3-5中的框圖展示了用于實(shí)現前述天線(xiàn)耦合響應的系統。
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(chē)載Wi-Fi場(chǎng)景不僅需要帶通濾波，有時(shí)還需要陷波濾波器。盡管47頻段帶通濾波器在V2X的發(fā)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(xiàn)波濾波器來(lái)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(jìn)而避免隨之而來(lái)的靈敏度劣化問(wèn)題。圖3-6所示的陷波濾波器幾乎不產(chǎn)生任何靈敏度劣化。
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