现代智能汽车中的无线技术35——V2X(7)

V2X模组

V2X模组天线配置方案:标准V2X直连通信(PC5接口)需配置2根天线(主天线和分集天线),采用1T2R架构以增强信号接收。此外必须配备1根GNSS天线用于定位和授时。根据模组集成度不同,天线总数会有差异:独立V2X模组(3根)、4G+V2X模组(5-6根)、5G+V2X模组(7-8根)。天线通常安装在车顶鲨鱼鳍或前后保险杠位置,确保最佳通信效果。

在 C-V2X 系统的硬件设计中,天线的数量取决于模组的集成度(是单纯做直连,还是集成 4G/5G)以及对性能的要求。

通常情况下,针对 PC5 接口(即 V2X 直连通信),标准的配置是 2 根天线。

但如果算上一个完整的车载单元(OBU)或集成模组(NAD),天线数量会更多。以下是详细的拆解:

  1. 核心配置:V2X PC5 接口部分

对于专门负责车与车、车与路直连通信的模组(或模组中的这一部分功能),标准设计需要 2 根天线。

  • 天线 1 (Main / Tx & Rx):主天线

  • 负责发射(Tx)信号和接收(Rx)信号。

  • 天线 2 (Diversity / Rx Only):分集天线

  • 通常只负责接收(Rx)信号。

  • 为什么需要 2 根?(天线分集技术)

  • 抗多径衰落: 车辆在移动中,无线信号会经过楼宇、地面反射,导致信号忽强忽弱。两根天线安装在不同位置(通常要求间距大于 1/2 波长),这根信号不好时,那根可能刚好很好。

  • 盲区覆盖: 防止车身遮挡造成的信号盲区,确保 360 度无死角感知。

  1. 必不可少:GNSS 定位部分

V2X 模组必须有一个 GNSS 天线 接口,这不仅仅是为了定位,更是为了授时。

  • 数量:1 根(对于高精度定位,可能是双频天线,但通常共用一个物理接口)。

  • 作用:

  • 提供 UTC 时间,用于 PC5 接口的时间同步(1 PPS 脉冲)。

  • 提供车辆的经纬度,填充到 BSM 消息中。

  1. 几种常见的模组形态与天线总数

根据模组的集成程度,天线接口总数会有很大差异:

形态 A:独立 V2X 模组 (Only V2X)

  • 例子:移远 AG15

  • 这种模组不负责上网,只负责 V2X 直连。

  • 接口总数:3 个

  • 2 个 V2X (5.9GHz)

  • 1 个 GNSS (用于同步)

形态 B:LTE-V2X 集成模组 (4G + V2X)

  • 例子:移远 AG520

  • 集成了 4G 上网功能和 V2X 直连功能。

  • 接口总数:约 5-6 个

  • 2 个 V2X (5.9GHz)

  • 2 个 LTE (4G 主集 + 分集)

  • 1 个 GNSS

形态 C:5G NR-V2X 集成模组 (5G + V2X)

  • 例子:高通 SA515M 平台,移远 AG55x 系列

  • 这是目前高端车型的标配,支持 5G 高速上网和 V2X。

  • 接口总数:通常 7-8 个

  • 2 个 V2X (PC5 接口,5.9GHz)

  • 4 个 5G/4G (因为 5G 要求 4x4 MIMO,即4根天线收发)

  • 1 个 GNSS (L1+L5 双频高精度)

  • (注:有时 GNSS 会与某一根蜂窝天线共用,但在车规级设计中通常建议独立)

  1. 总结

典型的 C-V2X 射频前端设计采用 '1T2R' 架构(1个发射通道,2个接收通道),因此在物理层面上,V2X 模组通常引出 2 个专用的射频天线接口(Main 和 Diversity),工作在 5.9GHz 频段。 此外,为了满足严格的同步和定位需求,模组还必须连接 1 个独立的 GNSS 有源天线。 在实际的整车布置中,这 2 根 V2X 天线通常会集成在车顶的鲨鱼鳍中,或者是后视镜、前后保险杠内,以保证最佳的收发效果。

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