高速公路ETC系統鄰道抗干擾技術研究

（浙江高速信息工程技術有限公司，浙江 杭州 310013）

高速公路ETC系統鄰道抗干擾技術研究

沈姣煒

（浙江高速信息工程技術有限公司，浙江 杭州 310013）

本文對高速公路ETC系統鄰道抗干擾技術進行了研究，對鄰道干擾模塊進行分析，對相干解調防干擾模塊及其相關模塊進行了探討。

高速公路；存在問題；總結優化；探討；ETC；鄰道干擾；相干解調

一、鄰道干擾模塊分析

1 在當下工作模塊中，影響電子不停車收費系統穩定運行的因素是非常多的。為了提升公路工作的必要性，進行車輛自動識別技術的應用是必要的，從而保證車輛及其收費站之間的無線數據的良好通訊。這就需要進行車輛識別模塊及其收費數據模塊的交換，保證計算機網絡的收費數據的積極處理，保證不停車自動收費模塊的有效開展。保證ETC項目的穩定實施，這就需要進行ETC車道鄰道干擾問題的解決，保證各種可能誤操作現象的解決，保證ETC車道正常收費管理模塊的開展。這需要進行可行性解決方案的應用。

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

2 在當下工作模塊中，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，又如出現了延時、超時等的情況。另一方面表現在雙向車道過程中的存入口本車道的RSU1入口信息的寫入，從而出現一系列的誤扣費情況，這就導致了入口信息的消失情況。在雙向道上，也可能出現不合理的本車道RSU1交易模塊情況。與鄰近車道的RSU2 入口車輛交易，出現RSU2 入口誤報警等現象；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流失。

導致上述工作出現的原因是比較多的，比較常見的原因是RSU安裝位置的差異性，由于缺乏與相關車道的間隔就會導致鄰道干擾的問題。當然該情況的出現，與其設備的原因也是密切關系的，這主要是天線的設計問題，如果不能進行有效通信距離的控制，比如其實際應用的讀寫距離比較小，就會導致天線的信號覆蓋的不良控制，從而不利于本車道范圍的負載，更會影響車道的干擾控制。這就需要進行OBU發生率的控制，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寬，安裝的角度過大或過小，都有可能導致鄰近車道干擾問題的出現。RSU設備原因，RSU的原因主要是天線的設計問題，RSU的有效通信距離是30m，在實際應用中的讀寫距離一般在6～9m，若天線的信號覆蓋面過寬，超過本車道范圍，則造成干擾。OBU設備原因，若OBU 的發生功率過高，它的信號可能鄰近的RSU接收，造成干擾。

3 在當下工程應用模塊中，進行抗干擾問題的解決是必要的，這需要進行天線陣列設計模塊的優化，從而保證天線主瓣波束的控制及其優化，這也離不開天線主瓣波束的寬度的優化，進行本車道以外的天線信號強度的優化，進行其信號的控制，保證其鄰道抗干擾模塊的有效開展，提升其應用效益。規范施工，并加以調試可解決工程過程的干擾問題。針對RSU設備，采用天線陣列設計，在加強天線主瓣波束的同時，控制天線主瓣波束的寬度，避免天線主瓣波束發散到本車道以外。同時抑制天線副瓣的信號強度，避免天線副瓣的信號被OBU的功率喚醒，

二、關于相干解調防干擾模塊及其相關模塊的分析

1 在當下相干解調防干擾模塊中，進行OBU工作頻率的優化是必要的。這需要進行相關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化，進行不同頻段的信號的區分及其控制。這需要信號解調體系的健全，更有利于進行鄰道干擾問題的解決，保證解調體系的健全。在當下市場工作模塊中，比較常見的解調方法都是相關的非相干解調方式，這種方法有其自身的存在弊端，需要進行辯證性的分析。所謂非相干解調是指，當接收端想從被調制的高頻信號中恢復出原來的基帶信號，不需要提取載波信息或不需恢復出相干載波來對接收信號進行解調。非相干解調可以較少地考慮信道估計甚至忽略信道估計，使處理的復雜度降低，實現比較簡單，但解調性能相對較差。

在相干解調模塊控制過程中，進行信號的頻率、相位等的調制是必要的，這需要進行幅度解調模塊的優化，保證其載波分量的正弦振蕩模塊的優化。必要時可以進行乘法器的應用，進行相關參考信號的載入，保證當下工作的需要。比如原始信號A與載頻cos（ωt +θ）調制后得到信號Acos（ωt+θ） ；解調時引入相干（同頻同相）的參考信號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 在當下工作模塊中，進行低通濾波器高頻信號的控制是必要的，這需要進行原始信號的分析，進行接收機及其載波的同步性的控制。滿足當下ETC系統的工作需要，進行相干解調體系的健全，進行相干解調方案的優化，保證其輸出信號的控制。相對于同樣條件下非相干解調下的6dB的信噪比，性能有明顯的改善。如果經過有效的濾波電路，若將式中的107Hz的信號完全濾除，則相鄰車道的干擾信號可以全部濾除。

結語

為了順應高速公路的收費需要，進行收費服務水平及其收費站通行能力的控制是必要的，滿足人民群眾對于高速公路運作的需要，更好的進行不停車收費系統的鄰道干擾技術的研究及其應用，做好實踐工作。本文介紹的相干解調方式比目前常用的非相干解調方式在性能上有明顯的改善，在后續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網收費數據傳輸系統[J].公路，2006（08）.

[2]王軍，朱戈，張建會.陜西高速聯網收費系統建設發展歷程[J].中國交通信息產業，2008（11）.

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