ETC邻道干扰解决方案0001

邻道干扰解决方案WD-智能科技有限公司

2009-9-13

目录

1 概述 (3)

2 目前出现的邻道干扰问题 (3)

3 “邻道干扰”解决方案 (6)

3.1 精确控制RSU读写范围及可靠性 (7)

3.2 RSU触发工作 (7)

3.3 采用频道隔离技术 (8)

3.4 RSU窄带接收 (8)

3.5 信道自适应技术 (8)

3.6 RSU/OBU设备的一致性 (8)

1概述

在高速公路不停车收费系统中，“邻道干扰”问题一直困扰着广大业主，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

的信号，并都进行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W 38°垂直方向W 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图所示：

RSU发射天线设计很难达到以上理想指标，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发射部分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，可以避免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 将接收中心频率锁定在 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，才能进行交易通信。

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XX ms 内若收到信号， 则认为信道识别正确；若没有收到信号，则立刻切换到另一个信道上继续对信号进行接收。 由于信道切换的时间比较短，

可以在要求唤醒信号的时间稍长一些，

在唤醒信号时间内完成

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。

若在此位置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，那么OBU2就会锁定该频率， 与RSU1进行交易通信。

5.79GHz

5.83GHz

5.83G Hz

1号

5.84GHz

2号

§1号

U 5.83GHz

硏2号

U 5.84GHz

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的接收灵敏度不能做的太高。

此外，在信道识别时，若每次接收都遍历两个信道，将两个信道接收的信号功率做对比；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。而目前大部分集成

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较普遍。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2-3次相邻车道存在干扰情况

3 “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办法， 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，通过采用精

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

控制端

龙门架

次邻车道通 信区域

RSU2

4m

主车道通信区域

4m

OBU __________ :

行进方向

OBU

行进方向

RSU1

一致性来避免邻道干扰的发生。

3.1精确控制RSU 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， 真正做到了相邻车道路侧单元 RSU 覆盖区域物理上的隔离，消除了最基本的“邻道干扰”

问题。

RSU 天线的水平方向图如下图所示：增益为 14.6dBi ，半功率波束宽度为 23度，旁瓣 电平一21dB 。

dB(GainTdai ) Ptii=Odeg

: LastAd

dB(GalnTd^

Ptil=90deg Setup 1 : Last Ad

图3-1 RSU 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行精确调整，并能够精 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。

3.2 RSU 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。

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