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有效的测试是现代车辆中多种无线技术共存的关键

盖世汽车综合 2019-08-18 19:47:45

在遥远的 20 世纪 60 年代,最复杂的汽车射频 (RF) 相互作用发生在点火系统和车载音频广播接收器之间,而汽车制造商不得不对此提心吊胆。再看如今。车辆穿行的环境中,充满了蜂窝传输塔、电视塔、数字无线电台、极低能量全球导航卫星系统 (GNSS)、市区 Wi-Fi 热点、紧急服务通信系统以及其他来源的 RF 信号。

车载音频,车辆无线技术,汽车测试认证

除了专用 OEM 标准之外,认证要求也是必须考虑的一个方面。此外,提供连接的电子子组件必须符合欧盟无线电设备指令 2014/53/EU (RED)。一般而言,OEM 标准反映了多年来积累的技术经验,包括深度干扰分析。作为系统集成商,OEM 负责整辆车的功能,包括其电子子组件。可能您会有这样的疑问:符合 RED 规定的适用协调标准测试要求的 CE 认证设备能否满足车辆的预期用途?由于许多协调标准只涵盖了有限范围的共存测试,例如简单的阻塞或选择性测试,因此仍需要额外的测试来证明该设备适用于典型的 RF 环境。

车厢本身就是部分法拉第笼,因此其中的情况尤其具有挑战性。可能会有多台智能手机轮询蜂窝连接,或在汽车行驶时在不同基站之间切换。可能存在与信息娱乐系统或者设备和耳机之间的多个蓝牙连接,一些车辆中还可能存在通过移动蜂窝网络提供互联网的移动 Wi-Fi 热点。无线充电系统及其 用于配对的NFC 连接以及远程无钥匙进入和点火系统,也增加了这个环境的挑战性。管理车辆内所有这些 RF 能量以使其成功共存,是一项非常复杂的任务。此外,还需要评估车辆外部通过 Wi-Fi 网络传输的 RF 能量、行人移动设备以及车联万物 (V2X) 网络的影响,以评估潜在的干扰。

随着 BEV 越来越受欢迎,在充电站停放的汽车数量越来越多,这是另一个需要针对共存相关问题进行评估的用例。

其中一个关键挑战,是这些无线技术中使用的频谱彼此接近甚至重叠。设计人员需要管理蓝牙和 WLAN 之间的重叠; 3G 或 LTE 信号与蓝牙和WLAN;以及 3G 或 LTE 信号与数字电视。尽管 3G-WCDMA 和 LTE 蜂窝标准使用的频带重叠没有那么多,但每项服务的频带划分要取决于运营商的选择、地区差异和政府法规。因此,信息娱乐系统设计人员试图在设计时支持更多的频带,以便通过单一系统为更多地区提供服务。

设计人员需要考虑的另一个关键 RF 问题是单一无线技术的邻道之间可能存在干扰。如果一个通道的功率控制不当,发送或接收滤波不充分,很容易降低邻道所使用的信号质量。另外,还可能由于手机轮询或与不同网络运营商的基站(这些基站也可能与车辆的 eCall 模块使用的网络不同)进行通信而发生互调问题。事实上,在实际操作中,所有支持的无线技术都需要在所有支持的模式下运行,理想情况下则是能在任何用例组合中运行。

确保这种和平共存的工作大部分将由车辆信息娱乐系统的前端完成。它集成了支持这些标准的硬件,可以是单个或多个复杂的片上系统 IC。为确保成功运行,需要使用能够模拟 RF 环境(系统须在其中运行)的系统进行大量测试。而且因为 3G/LTE 天线、e-Call 和 GNSS 系统(例如 GPS)位于车辆外部,而蓝牙和 Wi-Fi 天线位于车辆内部,因此进行测试时,必须通过空间耦合测试重建现实环境。

上面概述的测试要求有一个基本问题,即如何在各种不同场景中管理有用信号和干扰信号的多种可能组合的复杂情况。针对希望深入了解这一主题以及可能的测试优化措施的人群,测试和测量 (T&M) 设备的供应商和制造商罗德与施瓦茨 应用-文档 1MA275 重点阐述了一些 RF 测量挑战,介绍了汽车信息娱乐设备相关 RF 特性的设备和技术,并且考虑了用户体验测试,这是汽车行业当前的热门话题。

(本文由罗德与施瓦茨公司供稿)


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