天線(xiàn)分集技術(shù)改善自屏蔽效應

車(chē)對車(chē)(Car-to-Car)通信性能可望大幅精進(jìn)。由于汽車(chē)無(wú)線(xiàn)電性能極易受到周遭環(huán)境影響，因此車(chē)廠(chǎng)在導入IEEE 802.11p車(chē)對車(chē)通信功能時(shí)，多會(huì )借力天線(xiàn)分集設計與高階數字信號處理器，以降低天線(xiàn)自屏蔽效應，改善收發(fā)器信號品質(zhì)。在推出IEEE 802.11p Car2X應用時(shí)，原始設備制造商(OEM)希望獲得更多擴展性(Scalability)，以便為低階到高階市場(chǎng)提供服務(wù)；而天線(xiàn)的數目，以及天線(xiàn)拓撲與相應的基帶處理是實(shí)現擴展性的關(guān)鍵考慮。

智能運輸系統(ITS)的應用場(chǎng)合要求接收端具備不同的可靠性，同樣影響天線(xiàn)拓撲的選擇。雙IEEE 802.11p天線(xiàn)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和一級汽車(chē)電子供應商皆希望打造一個(gè)能涵蓋所有參數，且系統成本最低的設計，因此具備可擴展性、可實(shí)現更短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(chē)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新契機

ITS是新興的應用領(lǐng)域，為一系列工具開(kāi)啟了新市場(chǎng)，提供更安全、更環(huán)保的駕駛體驗。推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展的因素之一是車(chē)對車(chē)(C2C)和車(chē)對基礎設施(C2I)的無(wú)線(xiàn)通信。廣播與接收汽車(chē)位置和速度資信能讓汽車(chē)建立周?chē)h(huán)境的動(dòng)態(tài)模型。

車(chē)對車(chē)通信聯(lián)盟和防撞系統合作團隊(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(kāi)各種專(zhuān)案計劃以及制定各種標準(IEEE 1609和ETSI TC-ITS)。另外，荷蘭的SPITS荷蘭、德國的simTD、法國的Score@F與美國的Safety Pilot等ITS相關(guān)實(shí)地測試計劃，亦如火如荼進(jìn)行中。但一個(gè)待解決的重要問(wèn)題是：如何將ITS導入汽車(chē)中？要獲得一個(gè)有效的互聯(lián)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )，至少有10%的汽車(chē)需要配備ITS模組。為在最短的時(shí)間內達到此目標數字，低階、主流和高階汽車(chē)都須具備車(chē)對車(chē)通信的連結能力，因此解決方案須要具備擴展性，方能滿(mǎn)足不同的成本考慮。

系統擴展性是由多方面所決定，天線(xiàn)位置和無(wú)線(xiàn)電前端模組位置(調諧和基帶處理)是關(guān)鍵成本因素?；⌒诬?chē)頂會(huì )在一特定方向上造成自屏蔽，而天線(xiàn)分集可大幅減少 該效應。同樣地，天線(xiàn)分集亦可改善在玻璃車(chē)頂、行李架和雪橇架上的性能。另一方面，在低階和主流汽車(chē)中，天線(xiàn)模組可能會(huì )安裝在單一位置上。無(wú)線(xiàn)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(xiàn)安裝并連接，也可集中放置在箱內，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，用戶(hù)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；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。雖然強烈建議在安全應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(xiàn)接收和雙天線(xiàn)(分 集)接收之間做出選擇。使用分集接收能夠良好地應對車(chē)對車(chē)通信中快速變化的多通道環(huán)境，使接收更穩定。

從ITS面市的第一天起，眾所關(guān)注的 焦點(diǎn)即是整合應用實(shí)例，如車(chē)輛緊急狀況警告、防碰撞支持、緊急制動(dòng)燈、危險位置警告等。正如部分產(chǎn)業(yè)論壇所得出的結論，單安全通道(CCH)接收應足夠應 付初階應用系統。未來(lái)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、收費等各種應用實(shí)例。

天線(xiàn)/收發(fā)器位置決定通信性能

表1分別顯示有/無(wú)天線(xiàn)分集情況下的接收/發(fā)送安全和服務(wù)通道。在無(wú)分集的情況下，通過(guò)高階數字信號處理應對惡劣的車(chē)對車(chē)無(wú)線(xiàn)電環(huán)境，可以改善接收品質(zhì)。除 此之外，天線(xiàn)(或空間)分集是一種廣為人知的接收增強技術(shù)，可減少信號衰減和都普勒效應(Doppler)。OEM必須指定汽車(chē)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)結合適當的基帶接收器高階數字信號處理，可提升品質(zhì)。如果安裝了兩個(gè)天線(xiàn)，則可實(shí)現發(fā)送分集，并使其 他汽車(chē)內的接收器更佳地擷取或接收802.11p信號。