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1、-邻道干扰解决方案邻道干扰解决方案WD-WD-智能科技智能科技2009-9-132009-9-13.z.-目目录录1 概述 22 目前出现的邻道干扰问题23邻道干扰解决方案 3准确控制 RSU 读写范围及可靠性 3触发工作 4采用频道隔离技术 4窄带接收 4信道自适应技术 4设备的一致性 51 1 概述概述在高速公路不停车收费系统中，邻道干扰问题一直困扰着广阔业主， 影响 ETC 系统的大规模应用。所谓邻道干扰，这里是指本车道 RSU 天线辐射到相邻车道上，导致本车道上方的RSU 与相邻车道上 OBU 发生误交易。邻道干扰最主要的表现形式为相邻两个车道的RSU 读取到同一个车载单元 OBU 的
2、信号， 并都进展相应的收费处理流程， 导致了后续整个收费流程上的处理错误。 邻道干扰的发生，其本质为路侧单元 RSU 的水平覆盖范围过大，超过了单车道 3.3 米的宽度。该问题的解决与 RSU 天线的布置、天线增益和方向图、RSU 的发射功率和 OBU 的灵敏度、OBU的水平半功率波瓣角、OBU 所处的位置、朝向均有关。2 2 目前出现的邻道干扰问题目前出现的邻道干扰问题RSU 通信天线安装在 ETC 车道匝道口正上方，波束主瓣辐射能量落在本车道内，以减少对相邻车道的干扰。对波束角度要求为：水平方向 38垂直方向45。根据几何三角公式计算可得 RSU 发射天线主瓣辐射区域如下列图所示：RSU
3、发射天线设计很难到达以上理想指标，通常其发射波束会有旁瓣，或者主瓣 3dB外下降缓慢，这将导致 RSU 发射局部功率会扩散到相邻车道内，对其它OBU 形成干扰。ETC 系统在规划时，为降低相邻车道之间的干扰，设置了不同的工作信道。要求信道 1中， OBU 发射频率为 5.79GHz， 接收频率为 5.83GHz； 信道 2 中， OBU 发射频率为 5.80GHz，接收频率为 5.84GHz。OBU 与 RSU 都采用窄带接收，能够区分本车道与相邻车道的信号频率，可以防止相邻车道辐射过来的信号对正常交易造成影响。例如：当装有 OBU 的车辆在车道 2 中与 RSU2 交易时，OBU 将接收中心
4、频率锁定在.z.-5.84GHz，而 RSU1 发射信号频率为 5.83GHz，不能被 OBU 接收，不影响其交易通信。窄带接收会带来新的问题： 不象宽带接收那样， 只要有信号就能接收； 窄带接收需要先识别出该信道的工作频率，然后将频率切换到正确频率上，才能进展交易通信。信道自适应技术专利可以解决窄带接收的信道识别问题：当装有OBU 的车辆触发地感线圈后，首先启动 OBU 预设信道接收唤醒信号和 BST 信号。在ms 内假设收到信号，则认为信道识别正确；假设没有收到信号， 则立刻切换到另一个信道上继续对信号进展接收。由于信道切换的时间比拟短， 可以在要求唤醒信号的时间稍长一些， 在唤醒信号时间
5、内完成信道识别。否则可能会丢掉第一个BST，增加交易时间。信道自适应技术本身只解决了信道识别的问题， 仍然存在一定的问题。 当两辆装有 OBU的车辆同时触发相邻两条车道的地感线圈，此时两个RSU 同时发送唤醒信号和 BST 信号。假设在此位置 RSU1 发射的信号到达 OBU2 处，并且其功率在 OBU2 的接收灵敏度之上， 能够被 OBU2 接收。OBU2 的预设信道刚好与 RSU1 的频率一致，则 OBU2 就会锁定该频率，与 RSU1 进展交易通信。解决信道自适应的问题需要从多方面入手：控制 RSU 天线波束， 使其发射到相邻车道地感线圈附近的信号功率小于OBU 的接收灵敏度；OBU 的
6、接收灵敏度不能做的太高。此外，在信道识别时，假设每次接收都遍历两个信道， 将两个信道接收的信号功率做比照；由于本车道的信号功率必定高于相邻车道， 因此可以判断出正确的信道。 而目前大局部集成芯片都提供接收功率指示输出， 可以加以利用。 采用此方法可以提高信道自适应的准确性。在大规模应用中，邻道干扰有三种情况： 相邻同向车道之间干扰， 相邻逆向车道之间干扰以及次邻道干扰。 其中以相邻同向车道之间的邻道干扰比拟普遍。 邻道干扰的存在影响着ETC 的大规模应用，因此在实际应用中应该着力加以解决。图 2-1 相邻同向车道干扰图 2-2 逆向相邻车道之间干扰图 2-3 次相邻车道存在干扰情况3 3 邻道
7、干扰解决方案邻道干扰解决方案对于邻道干扰问题，业内一直没有特别好的解决方法，WD-通过深入研究整个通讯交易过程， 深刻理解交易流程及路侧单元RSU 与车载单元 OBU 的通信模型， 通过采用准确控制 RSU 读写范围及可靠性，OBU、RSU 的选频设计，提高RSU、OBU 设备的各项技术指标一致性来防止邻道干扰的发生。3.13.1 准确控制准确控制 RSURSU 读写范围及可靠性读写范围及可靠性通过分析国内 ETC 车道的特点，WD-采用微带阵列天线严格控制波束覆盖的范围，保证投射到车道上的宽度在3m 以内。利用多种抑制旁瓣的手段，在保证了有效覆盖的同时，.z.-真正做到了相邻车道路侧单元RS
8、U 覆盖区域物理上的隔离， 消除了最根本的邻道干扰问题。RSU 天线的水平方向图如下列图所示：增益为14.6dBi，半功率波束宽度为23 度，旁瓣电平21dB。图 3-1RSU 天线的水平方向图WD-的 RSU 天线覆盖范围可以通过天线下倾角度和发射功率进展准确调整，并能够准确确定发射功率，保证天线的覆盖范围稳定， 始终保证在一个车道范围之内， 不随环境变化而改变。3.23.2 RSURSU 触发工作触发工作RSU 天线平时处于休眠状态， 只有当该车道有车辆压地感时才启动该车道的RSU 天线。这样，如果只有一个车道有车辆通过就不会发生邻道干扰问题。3.33.3 采用频道隔离技术采用频道隔离技术
9、相邻车道间采用频道隔离技术， 分别为 5.83GHz 和 5.84GHz 的信道 1 和信道 2。采用频道隔离技术，两个信道间隔使用，可以减少邻道干扰发生的概率。 目前日本成熟的应用方案就是采用相邻车道间采用不同频点进展频道隔离的技术，在工程应用中取得了较好的效果。3.43.4 RSURSU 窄带接收窄带接收WD-RSU 采用窄带接收，接收带宽标配 3MHz国标规定5MHz ，并可根据现场情况进展调整。 窄接收带宽可以使 RSU 更难接收到相邻车道上的OBU 发出的信号， 即使相邻车道上的 OBU 已处于唤醒状态也无法与其进展交易，更好的抑制邻道干扰。3.53.5 信道自适应技术信道自适应技术
10、上述减小天线水平波瓣角的方案只能保证天线覆盖区域在物理上的隔离， 但由于高速公路收费站环境较为复杂， 尤其是对于路侧单元 RSU 与车载单元 OBU 之间通信的无线信号来说，很可能存在因反射、折射、漫反射等方式，路侧单元RSU 的信号辐射到了相邻车道上。基于此种情况，WD-提出了信道自适应技术，彻底解决了邻道干扰问题。所谓信道自适应技术， 就是 OBU 始终选择跟信号最强的RSU 天线进展通信交易。 这样，即使 OBU 收到相邻车道 RSU 天线发射的微波信号，也可以在软件上加以屏蔽。具体来说，OBU 在唤醒之后预设一个工作频率，如果 OBU 接收到在该频点的信号强度未到达门限电平，软件上就判定该微波信号来自相邻车道。随后，软件会将OBU 的频率切换到另一个频.z.-点进展通信交易。3.63.6 RSU/OBURSU/OBU 设备的一致性设备的一致性造成邻道干扰的另外一个重要原因是OBU 的一致性不好，有*些 OBU 特别灵敏，在信号强度比拟弱的情况下也能够进展交易。WD-OBU 采用特殊技术提高 OBU 灵敏度的一致性，保证OBU 之间的灵敏度相差在1dB，没有特别灵敏的可以与邻道发生交易的情况，或者特别不灵敏无法进展交易的情况，保证交易的稳定性、连续性。.z.
