車載天線能量補償器在V2X車聯(lián)網(wǎng)中的重要性

作者：上海潤欣科技股份有限公司創(chuàng)研社

前言

2016年5月7日，在視野開闊的美國道路上，特斯拉車主在車內開著自動駕駛系統(tǒng)看著電影全速撞上了左拐的白色拖車，重傷身亡。

在現(xiàn)實生活中，因為駕駛員對周圍情況的疏忽而造成的車禍數(shù)不勝數(shù)；因為無法判斷前方堵車，而進入堵車道路的事情每天都在發(fā)生。如何降低事故發(fā)生率，提高交通效率，減少燃油消耗量，始終是目前智能交通系統(tǒng)（Intelligent Traffic System，簡稱ITS）研究的熱門課題。

在ITS系統(tǒng)中，V2X通信顯得尤為重要。V2X代表了Vehicle to X，即車輛同其他事物之間的相互通信，X代表了其他車輛（Vehicle）、交通基礎設施（Infrastructure）、行人（Pedestrian）等一切交通的參與者。試想如果在上例中，特斯拉和白色拖車可以提前進行V2V通信是否可以避免這場災難呢？

2012-2015年荷蘭的赫爾蒙德市進行了為期三年的ITS V2X試驗項目，參與試驗的車輛超過600輛，包括公共汽車、出租車、救急服務車輛和私家車，跨越赫爾蒙德市和6個其他歐洲城市，車上都安裝了具備互操作能力且能與路側裝置實時“通信”的車載裝置。路側的紅綠燈可以給車輛提供交通燈序列信息，比如紅燈倒計時；當前方車輛變線，轉彎或者剎車時，可以通知周圍車輛或者行人提前準備。這些車與車、車與道路、車與人之間的基本安全消息（BSM）的有效傳輸依賴于一個良好的V2X通信裝置。

在未來的車載通信系統(tǒng)中，使用遠距離穩(wěn)定的WiFi技術來實現(xiàn)通信鏈路將是十分優(yōu)異的選擇。

WiFi在車載領域的頻段選擇

WiFi通信已經廣泛的應用于物聯(lián)網(wǎng)領域，在車載領域中的加入將會大大豐富車載電子的應用場景，目前Wi-Fi通信分為2.4GHz頻段和5GHz頻段。相比于2.4GHz，5G 的傳輸距離較短，吞吐率較大，更適用于車內的通信，比如視頻傳輸?shù)鹊取τ赩2X來說，車與其他車輛，周圍的行人，以及路側設施的通信有著較高的距離要求，2.4GHz的頻段更加適合。

在車外通信V2X應用中WiFI通信距離的問題和解決方式

由于汽車的設計和體積的原因，天線的安裝位置和通信模塊的安裝位置可能會相距較遠，較長的射頻傳輸線會導致5-10dB的信號損耗。對于發(fā)射信號而言，5-10dB的線損會嚴重降低從天線實際發(fā)出去的信號功率和接收靈敏度，而使通信質量和距離下降。在道路行駛過程中，可能會大大降低基本通信的有效傳輸距離，導致車載通信的可靠問題。

因此，有效的補償因為車內射頻傳輸線引入的信號插損對車外頻段的通信距離有著重要的意義。

本文就簡單介紹一下天線補償器的設計原理和框圖

1. 車載WiFi模塊單元和天線補償器只需要一根射頻電纜連接，可配合潤欣的QCA937X/QCA65X4系列產品方案以及潤欣自主設計WIFI模塊方案如QFN-1等。

2. 通過發(fā)射功率的檢測來判斷WiFi模塊是處于發(fā)射狀態(tài)還是接收狀態(tài)。

3. 通過固定增益放大使得通信鏈路首先補償?shù)揭欢ǖ脑鲆嬷?，再通過衰減器降低增益，從而達到需要的補償值。

4. 同時根據(jù)溫度傳感器檢測到的環(huán)境溫度變化來調整衰減值。

經過車載天線補償器的損耗補償，發(fā)射信號功率可以達到模塊端輸出功率上下浮動1dB之內，充分利用了WiFi模塊自有射頻性能，以保證通信質量和通信距離，為V2X通信提供了有效而穩(wěn)健的承載通道。