基于商用車的車內無線通信技術應用

【摘 要】隨著汽車智能化、網聯(lián)化的快速發(fā)展，新的車載應用場景和業(yè)務需求不斷涌現。車內通信網絡是整車各系統(tǒng)之間通信的紐帶和整車功能正常實現的基礎。車內通信在汽車輕量化、成本控制以及靈活部署等方面都有迫切的需求，而星閃技術作為新一代無線短距離通信技術應運而生。文章主要介紹星閃無線360°環(huán)視系統(tǒng)的基本理念，以及其在商用車的應用。

【關鍵詞】商用車;車內無線通信;星閃無線360°環(huán)視系統(tǒng)

中圖分類號：U463.67 文獻標識碼：A 文章編號：1003-8639（ 2024 ）09-0064-02

Application of In-vehicle Wireless Communication Technology Based on Heavy Duty Automobile

ZHANG Yixin，WANG Yuanbo，CAI Zhaoqian，FU Dandan

（Automobile Engineering Research Institute，Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.，Ltd.，Xi′an 710200，China）

【Abstract】With the rapid development of automobile intelligence and network connection，new vehicle-mounted application scenarios and business requirements continue to emerge. The in-vehicle communication network is the communication link between the vehicle systems and the basis for the normal realization of vehicle functions. For in-car communication，there is an urgent need in vehicle lightweight，cost control and flexible deployment，and starflash technology as a new generation of wireless short-range communication technology came into being. This paper mainly introduces the basic concept of starflash wireless 360° circumnavigation system and its application in commercial vehicles.

【Key words】commercial vehicle;in-vehicle wireless communication;starflash wireless 360° circumnavigation system

傳統(tǒng)車內通信技術可以分為有線和無線兩大類，其中有線通信技術主要包括CAN、LIN、FlexRay、車載以太網等，無線通信技術主要包括藍牙、WIFI和USB等。近年來，人們對汽車有了更多智能化、網聯(lián)化的需求，車載功能朝著類似于PC/Phone等信息化智能設備的方向發(fā)展，其功能日益復雜多樣，也推動著車內通信技術的不斷演變。在當前汽車電子電氣架構不斷演進下，自動駕駛功能、座艙交互功能等不斷豐富，高性能要求的控制器在增加，電子電氣架構由分布式向域控架構、中央集中架構發(fā)展，傳統(tǒng)的車內通信技術存在諸多問題，尤其是商用車，因車駕長度多樣、配置形式多樣、使用工況復雜等特點，造成商用車的線束種類繁多，線束成本及質量增加，線束問題頻發(fā)[1]。

360°環(huán)視系統(tǒng)因為攝像頭布置在駕駛室外，主機和顯示系統(tǒng)在駕駛室內，線束連接麻煩，且因商用車車架長，后攝像頭和主機之間線束連接也很長，線束布置復雜。攝像頭和主機之間的視頻通信線通常使用LVDS通信，線纜成本高，且因不同的車架長度導致線束種類也很多。車內無線通信技術的應用將有效減少線束數量，降低線束成本。星閃無線通信作為新一代無線通信技術，憑借突出的傳輸性能滿足了新興車載應用的通信需求，解決了車內有線通信的痛點。

1 無線星閃技術介紹

星閃無線通信技術是一種無線短距離通信技術，由星閃接入層、基礎服務層及基礎應用層3部分構成。其中星閃接入層也可稱為星閃底層，基礎服務層和基礎應用層構成了星閃上層。如圖1所示。

1）星閃接入層提供了SLB和SLE兩種接口，SLB采用超短幀、多點同步、雙向認證、快速干擾協(xié)調、雙向認證加密、跨層調度優(yōu)化等多項技術，用于支持具有低時延、高可靠、精同步、高并發(fā)和高安全等傳輸需求的業(yè)務場景;SLE采用Polar信道編碼來提升傳輸可靠性，減少重傳，節(jié)省功耗，同時支持最大4MHz傳輸帶寬、最大8PSK調制、1對多可靠組播、4kHz短時延交互等特性，在盡可能保證傳輸效率的同時，充分考慮了節(jié)能因素，用于承載具有低功耗訴求的業(yè)務場景。

2）基礎服務層由一系列基礎功能單元構成，即設備發(fā)現功能單元、通用管理功能單元、服務管理功能單元、Qos管理功能單元和安全管理功能單元構成了星閃無線通信系統(tǒng)的無線短距通用控制面;多域協(xié)調與管理功能單元、5G融合功能單元為可選功能單元，屬于星閃無線通信系統(tǒng)擴展控制面;數據傳輸與適配功能單元負責數據封裝等用戶面功能，支持承載包括控制類數據、廣播類數據、實時數據、可靠數據和透傳數據在內的業(yè)務數據傳輸。

2 星閃無線360°環(huán)視系統(tǒng)在商用車的應用

星閃無線360°環(huán)視系統(tǒng)由4路星閃攝像頭、1個星閃主機、1個顯示屏組成。星閃攝像頭和星閃主機使用星閃SLB芯片，使用正交多載波OFDM波形，支持極低時延無線幀，空口單向數據傳輸時延小于20.833μs，單載波支持20MHz帶寬，最大支持16載波共320MHz帶寬，最高速率支持編碼速率0.92的信道編碼、1024QAM調制和8路并行傳輸，最深覆蓋支持編碼速率1/8的信道編碼和QPSK調制。SLB支持數據鏈路層數據透傳模式，極大減小系統(tǒng)開銷，提升系統(tǒng)多節(jié)點接入容量，支持優(yōu)化的接入資源配置和多用戶低時延接入系統(tǒng)。星閃系統(tǒng)（SLB）性能要求見表1。

星閃無線360°環(huán)視系統(tǒng)4路無線攝像頭在商用車上的布置位置及攝像頭采集的范圍如圖2所示。攝像頭實時采集車身四周的高清視頻畫面，在圖像處理器中經過畸變矯正、透視變換、圖像拼接和融合等處理，最終合成車身周圍360°的鳥瞰全景畫面，經過HDMI高清視頻信號輸出，顯示在車載顯示屏上，為駕駛員提供360°全景駕駛輔助[2]。360°環(huán)視系統(tǒng)可以幫助駕駛人員消除車身周圍的視覺盲區(qū)，從而有效降低交通事故的發(fā)生概率，同時該系統(tǒng)還具備高清錄像功能，可以為交通事故、突發(fā)事件等狀況提供有效證據，還原事故真相。

星閃無線360°環(huán)視系統(tǒng)可以為駕駛員提供全景環(huán)視圖，還可以提供前后左右單個視圖的盲區(qū)監(jiān)測，單視圖會隨著車輛行駛狀態(tài)自動切換。全景+單視圖顯示如圖3所示。

由于商用車車型多樣，車架長度多樣，傳統(tǒng)的360°環(huán)視系統(tǒng)應用時，線束需要根據攝像頭布置位置的不同而種類不同，導致線束種類繁多，且因為線束長度很長，也會造成線束問題。無線星閃360°環(huán)視系統(tǒng)在商用車的應用，減少了傳統(tǒng)360°環(huán)視系統(tǒng)攝像頭和主機的連接線束，攝像頭布置將更靈活，有效降低了線束成本和人工裝配成本。

3 結束語

車內無線通信技術的應用將是車載網絡發(fā)展的必然趨勢。無線通信技術的應用，將有效減少車內的線束數量，降低線束成本，控制系統(tǒng)布置更靈活，系統(tǒng)之間的組網也更方便，而星閃技術能很好滿足車內無線通信的應用場景。目前360°環(huán)視系統(tǒng)、無線鑰匙、氛圍燈等都已經有成熟的產品可供車企應用，未來星閃技術將成為車內無線通信的必然趨勢。

參考文獻：

[1] 星閃技術在智能網聯(lián)汽車領域應用白皮書[Z]. 2021.

[2] 楊漢飛，崔碩，趙瑞金. 車載360高清環(huán)視系統(tǒng)故障分析模型[J]. 時代汽車，2022（11）：13-15.

（編輯 凌 波）

作者簡介張一鑫（1988—），男，工程師，碩士，主要從事汽車電器設計。