ETC鄰道干擾解決方案可編輯范本

第1頁，共8頁鄰道干擾解決方案WD—智能科技有限公司2009－９-13目錄TOC＼o"1—3”\h＼z\uHＹＰERLINK\l”＿Toc２405376１7”１概述PAGEREF_Toｃ２４０５3７6１7\ｈ3HＹＰEＲLINK\l＂＿Toc2４05376１８”2目前出現(xiàn)的鄰道干擾問題PＡＧＥREF_Tｏc2４05３7618\h３HＹPERLINK\ｌ＂_Ｔｏc2４053761９”３“鄰道干擾”解決方案PAＧＥRＥF_Toc2４0５37６19\h4HYPERＬINK\ｌ"_Toc240５３7620”3。１精確控制RSU讀寫范圍及可靠性ＰAGEREＦ_Tｏc24０５3762０＼h4ＨYＰERLIＮK\l"_Tｏc24０５３7621”3.2RSU觸發(fā)工作ＰＡGＥREF_Toc240537621＼ｈ5HYPEＲLＩＮK＼ｌ"_Toc２４05３７622”3。3采用頻道隔離技術PAGＥRＥF_Toc240５376２2\h5HＹPEＲＬINＫ\ｌ”_Toc240５3７623"3。4RSU窄帶接收PＡGＥＲEＦ_Toc24０53７623＼ｈ6HＹPEＲLINＫ＼l＂_Toc24０5３7624”３。5信道自適應技術PAＧEＲEF＿Toc2４05376２4\h6HＹＰEＲLIＮK\ｌ"_Toc240537６25”3。6RＳＵ/OBU設備的一致性PAGEREＦ_Ｔoc240５37６25＼h6概述在高速公路不停車收費系統(tǒng)中,“鄰道干擾”問題一直困擾著廣大業(yè)主,影響ETC系統(tǒng)的大規(guī)模應用.所謂“鄰道干擾”,這里是指本車道ＲSU天線輻射到相鄰車道上,導致本車道上方的ＲSU與相鄰車道上OＢU發(fā)生誤交易?！班彽栏蓴_”最主要的表現(xiàn)形式為相鄰兩個車道的RSU讀取到同一個車載單元OBU的信號,并都進行相應的收費處理流程，導致了后續(xù)整個收費流程上的處理錯誤?！班彽栏蓴_”的發(fā)生，其本質(zhì)為路側單元ＲＳU的水平覆蓋范圍過大，超過了單車道3.３米的寬度.該問題的解決與RSU天線的布置、天線增益和方向圖、ＲSＵ的發(fā)射功率和ＯＢU的靈敏度、OBU的水平半功率波瓣角、ＯＢU所處的位置、朝向均有關。目前出現(xiàn)的鄰道干擾問題RＳU通信天線安裝在ETC車道匝道口正上方,波束主瓣輻射能量落在本車道內(nèi),以減少對相鄰車道的干擾。對波束角度要求為:水平方向≤3８°垂直方向≤45°。根據(jù)幾何三角公式計算可得RSU發(fā)射天線主瓣輻射區(qū)域如下圖所示:RＳU發(fā)射天線設計很難達到以上理想指標，通常其發(fā)射波束會有旁瓣,或者主瓣３dB外下降緩慢,這將導致RSU發(fā)射部分功率會擴散到相鄰車道內(nèi),對其它OBU形成干擾。ＥＴC系統(tǒng)在規(guī)劃時,為降低相鄰車道之間的干擾，設置了不同的工作信道。要求信道１中,ＯBU發(fā)射頻率為５.７9GＨｚ，接收頻率為５.83GHz;信道2中，ＯＢＵ發(fā)射頻率為5。80ＧHｚ,接收頻率為5。84GＨz。OBU與RＳU都采用窄帶接收,能夠區(qū)分本車道與相鄰車道的信號頻率,可以避免相鄰車道輻射過來的信號對正常交易造成影響。例如：當裝有OBU的車輛在車道2中與RSＵ2交易時,OＢＵ將接收中心頻率鎖定在5。８4GＨz，而RＳU1發(fā)射信號頻率為5.83ＧＨz,不能被OBU接收,不影響其交易通信。窄帶接收會帶來新的問題：不象寬帶接收那樣,只要有信號就能接收;窄帶接收需要先識別出該信道的工作頻率,然后將頻率切換到正確頻率上,才能進行交易通信。信道自適應技術(專利）可以解決窄帶接收的信道識別問題:當裝有OBＵ的車輛觸發(fā)地感線圈后，首先啟動ＯBU預設信道接收喚醒信號和BSＴ信號.在××ms內(nèi)若收到信號,則認為信道識別正確;若沒有收到信號，則立刻切換到另一個信道上繼續(xù)對信號進行接收。由于信道切換的時間比較短,可以在要求喚醒信號的時間稍長一些,在喚醒信號時間內(nèi)完成信道識別。否則可能會丟掉第一個ＢSＴ，增加交易時間。信道自適應技術本身只解決了信道識別的問題,仍然存在一定的問題。當兩輛裝有OBU的車輛同時觸發(fā)相鄰兩條車道的地感線圈,此時兩個ＲＳU同時發(fā)送喚醒信號和BST信號。若在此位置RSＵ1發(fā)射的信號到達ＯBＵ２處，并且其功率在OBＵ2的接收靈敏度之上,能夠被ＯBＵ2接收。ＯBU2的預設信道剛好與ＲSＵ1的頻率一致，那么ＯBＵ２就會鎖定該頻率,與RSU1進行交易通信。解決信道自適應的問題需要從多方面入手:控制RSＵ天線波束,使其發(fā)射到相鄰車道地感線圈附近的信號功率小于ＯBU的接收靈敏度;OBU的接收靈敏度不能做的太高。此外，在信道識別時，若每次接收都遍歷兩個信道,將兩個信道接收的信號功率做對比;由于本車道的信號功率必定高于相鄰車道,因此可以判斷出正確的信道。而目前大部分集成芯片都提供接收功率指示輸出,可以加以利用。采用此方法可以提高信道自適應的準確性。在大規(guī)模應用中,鄰道干擾有三種情況:相鄰同向車道之間干擾，相鄰逆向車道之間干擾以及次鄰道干擾.其中以相鄰同向車道之間的鄰道干擾比較普遍。鄰道干擾的存在影響著EＴC的大規(guī)模應用,因此在實際應用中應該著力加以解決.圖２-1相鄰同向車道干擾圖2－２逆向相鄰車道之間干擾圖2—3次相鄰車道存在干擾情況“鄰道干擾"解決方案對于“鄰道干擾”問題,業(yè)內(nèi)一直沒有特別好的解決辦法，ＷD—通過深入研究整個通訊交易過程,深刻理解交易流程及路側單元ＲＳＵ與車載單元ＯBU的通信模型，通過采用精確控制RSU讀寫范圍及可靠性,OＢU、RSＵ的選頻設計,提高RＳU、ＯBU設備的各項技術指標一致性來避免鄰道干擾的發(fā)生。精確控制RSＵ讀寫范圍及可靠性通過分析國內(nèi)ETC車道的特點，ＷＤ—采用微帶陣列天線嚴格控制波束覆蓋的范圍，保證投射到車道上的寬度在3ｍ以內(nèi)。利用多種抑制旁瓣的手段,在保證了有效覆蓋的同時，真正做到了相鄰車道路側單元ＲSU覆蓋區(qū)域物理上的隔離,消除了最基本的“鄰道干擾"問題。RSU天線的水平方向圖如下圖所示：增益為14。6dBi，半功率波束寬度為２3度，旁瓣電平－2１dＢ.圖３-1ＲSＵ天線的水平方向圖WＤ-的RＳU天線覆蓋范圍可以通過天線下傾角度和發(fā)射功率進行精確調(diào)整,并能夠精確確定發(fā)射功率,保證天線的覆蓋范圍穩(wěn)定,始終保證在一個車道范圍之內(nèi),不隨環(huán)境變化而改變。RSU觸發(fā)工作RＳU天線平時處于休眠狀態(tài),只有當該車道有車輛壓地感時才啟動該車道的RSU天線。這樣,如果只有一個車道有車輛通過就不會發(fā)生鄰道干擾問題。采用頻道隔離技術相鄰車道間采用頻道隔離技術,分別為５.83GHz和5。８4ＧＨz的信道１和信道2。采用頻道隔離技術,兩個信道間隔使用,可以減少鄰道干擾發(fā)生的概率。目前日本成熟的應用方案就是采用相鄰車道間采用不同頻點進行頻道隔離的技術,在工程應用中取得了較好的效果。RＳＵ窄帶接收ＷＤ—RSＵ采用窄帶接收,接收帶寬標配３MHz(國標規(guī)定<5MHｚ），并可根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整．窄接收帶寬可以使RSU更難接收到相鄰車道上的OＢU發(fā)出的信號，即使相鄰車道上的OBＵ已處于喚醒狀態(tài)也無法與其進行交易，更好的抑制鄰道干擾。信道自適應技術上述減小天線水平波瓣角的方案只能保證天線覆蓋區(qū)域在物理上的隔離,但由于高速公路收費站環(huán)境較為復雜，尤其是對于路側單元ＲＳU與車載單元OＢU之間通信的無線信號來說，很可能存在因反射、折射、漫反射等方式,路側單元ＲＳU的信號輻射到了相鄰車道上。基于此種情況，WＤ—提出了信道自適應技術,徹底解決了“鄰道干擾”問題。所謂信道自適應技術，就是ＯＢU始終選擇跟信號最強的RＳU天線進行通信交易。這樣，即使OBU收到相鄰車道RSU天線發(fā)射的微波信號，也可以在軟件上加以屏蔽．具體來說，OBU在喚醒之后預設一個工作頻率,如果ＯBU接收到在該頻點的信號強度未達到門限電平，軟件上就判定該微波信號來自相鄰車道。隨后，軟件會將ＯBU的頻率切換到另一