高速公路ETC系統(tǒng)鄰道抗干擾技術(shù)研究

（浙江高速信息工程技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310013）

高速公路ETC系統(tǒng)鄰道抗干擾技術(shù)研究

沈姣煒

（浙江高速信息工程技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310013）

本文對(duì)高速公路ETC系統(tǒng)鄰道抗干擾技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)鄰道干擾模塊進(jìn)行分析，對(duì)相干解調(diào)防干擾模塊及其相關(guān)模塊進(jìn)行了探討。

高速公路；存在問題；總結(jié)優(yōu)化；探討；ETC；鄰道干擾；相干解調(diào)

一、鄰道干擾模塊分析

1 在當(dāng)下工作模塊中，影響電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素是非常多的。為了提升公路工作的必要性，進(jìn)行車輛自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用是必要的，從而保證車輛及其收費(fèi)站之間的無線數(shù)據(jù)的良好通訊。這就需要進(jìn)行車輛識(shí)別模塊及其收費(fèi)數(shù)據(jù)模塊的交換，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的收費(fèi)數(shù)據(jù)的積極處理，保證不停車自動(dòng)收費(fèi)模塊的有效開展。保證ETC項(xiàng)目的穩(wěn)定實(shí)施，這就需要進(jìn)行ETC車道鄰道干擾問題的解決，保證各種可能誤操作現(xiàn)象的解決，保證ETC車道正常收費(fèi)管理模塊的開展。這需要進(jìn)行可行性解決方案的應(yīng)用。

所謂的鄰道干擾問題是比較常見的問題，其表現(xiàn)為進(jìn)行讀寫器的應(yīng)用，進(jìn)行車輛電子標(biāo)簽的分析，進(jìn)行臨近車道的電子標(biāo)簽的誤讀情況，為了更好的進(jìn)行各自情況的鑒別。進(jìn)行并行車道的多個(gè)讀寫器的安裝比較麻煩的。這也不利于本車道的信號(hào)的控制。為了更好的進(jìn)行鄰道干擾問題的控制，進(jìn)行相關(guān)優(yōu)化模塊的開展是必要的。

2 在當(dāng)下工作模塊中，影響鄰道干擾的因素是非常多的，比如本車道的OBU及其RSU之間的通信差異性，又如出現(xiàn)了延時(shí)、超時(shí)等的情況。另一方面表現(xiàn)在雙向車道過程中的存入口本車道的RSU1入口信息的寫入，從而出現(xiàn)一系列的誤扣費(fèi)情況，這就導(dǎo)致了入口信息的消失情況。在雙向道上，也可能出現(xiàn)不合理的本車道RSU1交易模塊情況。與鄰近車道的RSU2 入口車輛交易，出現(xiàn)RSU2 入口誤報(bào)警等現(xiàn)象；在同入口車道中，OBU 先與本車道的RSU1 交易，接著又有鄰近車道的RSU2 交易，造成RSU2 沒有正確的入口信息；在同向出口車道上，OBU 若先與其他車道的RSU 交易，造成其他車道誤放行而使通行費(fèi)流失。

導(dǎo)致上述工作出現(xiàn)的原因是比較多的，比較常見的原因是RSU安裝位置的差異性，由于缺乏與相關(guān)車道的間隔就會(huì)導(dǎo)致鄰道干擾的問題。當(dāng)然該情況的出現(xiàn)，與其設(shè)備的原因也是密切關(guān)系的，這主要是天線的設(shè)計(jì)問題，如果不能進(jìn)行有效通信距離的控制，比如其實(shí)際應(yīng)用的讀寫距離比較小，就會(huì)導(dǎo)致天線的信號(hào)覆蓋的不良控制，從而不利于本車道范圍的負(fù)載，更會(huì)影響車道的干擾控制。這就需要進(jìn)行OBU發(fā)生率的控制，滿足鄰道抗干擾工作的需要。在ETC 車道工程安裝中，若RSU安裝位置不正，與相鄰車道的間隔不足夠?qū)挘惭b的角度過大或過小，都有可能導(dǎo)致鄰近車道干擾問題的出現(xiàn)。RSU設(shè)備原因，RSU的原因主要是天線的設(shè)計(jì)問題，RSU的有效通信距離是30m，在實(shí)際應(yīng)用中的讀寫距離一般在6～9m，若天線的信號(hào)覆蓋面過寬，超過本車道范圍，則造成干擾。OBU設(shè)備原因，若OBU 的發(fā)生功率過高，它的信號(hào)可能鄰近的RSU接收，造成干擾。

3 在當(dāng)下工程應(yīng)用模塊中，進(jìn)行抗干擾問題的解決是必要的，這需要進(jìn)行天線陣列設(shè)計(jì)模塊的優(yōu)化，從而保證天線主瓣波束的控制及其優(yōu)化，這也離不開天線主瓣波束的寬度的優(yōu)化，進(jìn)行本車道以外的天線信號(hào)強(qiáng)度的優(yōu)化，進(jìn)行其信號(hào)的控制，保證其鄰道抗干擾模塊的有效開展，提升其應(yīng)用效益。規(guī)范施工，并加以調(diào)試可解決工程過程的干擾問題。針對(duì)RSU設(shè)備，采用天線陣列設(shè)計(jì)，在加強(qiáng)天線主瓣波束的同時(shí)，控制天線主瓣波束的寬度，避免天線主瓣波束發(fā)散到本車道以外。同時(shí)抑制天線副瓣的信號(hào)強(qiáng)度，避免天線副瓣的信號(hào)被OBU的功率喚醒，

二、關(guān)于相干解調(diào)防干擾模塊及其相關(guān)模塊的分析

1 在當(dāng)下相干解調(diào)防干擾模塊中，進(jìn)行OBU工作頻率的優(yōu)化是必要的。這需要進(jìn)行相關(guān)頻率的帶通濾波電路的控制，保證其寬頻段的接收模塊的優(yōu)化，進(jìn)行不同頻段的信號(hào)的區(qū)分及其控制。這需要信號(hào)解調(diào)體系的健全，更有利于進(jìn)行鄰道干擾問題的解決，保證解調(diào)體系的健全。在當(dāng)下市場(chǎng)工作模塊中，比較常見的解調(diào)方法都是相關(guān)的非相干解調(diào)方式，這種方法有其自身的存在弊端，需要進(jìn)行辯證性的分析。所謂非相干解調(diào)是指，當(dāng)接收端想從被調(diào)制的高頻信號(hào)中恢復(fù)出原來的基帶信號(hào)，不需要提取載波信息或不需恢復(fù)出相干載波來對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。非相干解調(diào)可以較少地考慮信道估計(jì)甚至忽略信道估計(jì)，使處理的復(fù)雜度降低，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，但解調(diào)性能相對(duì)較差。

在相干解調(diào)模塊控制過程中，進(jìn)行信號(hào)的頻率、相位等的調(diào)制是必要的，這需要進(jìn)行幅度解調(diào)模塊的優(yōu)化，保證其載波分量的正弦振蕩模塊的優(yōu)化。必要時(shí)可以進(jìn)行乘法器的應(yīng)用，進(jìn)行相關(guān)參考信號(hào)的載入，保證當(dāng)下工作的需要。比如原始信號(hào)A與載頻cos（ωt +θ）調(diào)制后得到信號(hào)Acos（ωt+θ） ；解調(diào)時(shí)引入相干（同頻同相）的參考信號(hào)cos（ωt +θ） ，則得到∶ A×cos（ωt+θ）×cos（ωt+θ）利用積化和差公式可以得到。

2 在當(dāng)下工作模塊中，進(jìn)行低通濾波器高頻信號(hào)的控制是必要的，這需要進(jìn)行原始信號(hào)的分析，進(jìn)行接收機(jī)及其載波的同步性的控制。滿足當(dāng)下ETC系統(tǒng)的工作需要，進(jìn)行相干解調(diào)體系的健全，進(jìn)行相干解調(diào)方案的優(yōu)化，保證其輸出信號(hào)的控制。相對(duì)于同樣條件下非相干解調(diào)下的6dB的信噪比，性能有明顯的改善。如果經(jīng)過有效的濾波電路，若將式中的107Hz的信號(hào)完全濾除，則相鄰車道的干擾信號(hào)可以全部濾除。

結(jié)語

為了順應(yīng)高速公路的收費(fèi)需要，進(jìn)行收費(fèi)服務(wù)水平及其收費(fèi)站通行能力的控制是必要的，滿足人民群眾對(duì)于高速公路運(yùn)作的需要，更好的進(jìn)行不停車收費(fèi)系統(tǒng)的鄰道干擾技術(shù)的研究及其應(yīng)用，做好實(shí)踐工作。本文介紹的相干解調(diào)方式比目前常用的非相干解調(diào)方式在性能上有明顯的改善，在后續(xù)有效濾波電路的配合下，理論上可以完全抑制鄰道干擾問題。

[1]高朝暉，張寧.基于中間件的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J].公路，2006（08）.

[2]王軍，朱戈，張建會(huì).陜西高速聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展歷程[J].中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2008（11）.

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