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車載電力線通信：先進(jìn)的傳輸技術(shù)

車輛上安裝越來越多的電子控制單元（ECU），有必要對高穩(wěn)定、低延遲、更簡單的通信系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)和部署。電力線通信（PLC）是有效的解決方法。所提出的車內(nèi)環(huán)境電力線通信是利用現(xiàn)有細(xì)管布線基礎(chǔ)設(shè)施簡化車載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（IVN）的設(shè)計(jì)，而且能夠減輕車輛質(zhì)量、降低線束成本。

將先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于車載測量輸電線路通道中，并分析其性能，即多載波（MC）和寬帶脈沖（I-UWB）調(diào)制。I-UMB調(diào)制適于低速操縱和控制的應(yīng)用程序，因?yàn)槠湎牡哪芰枯^少且相對MC系統(tǒng)的計(jì)算量也小。進(jìn)行最優(yōu)發(fā)射脈沖的設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步提高I-UMB的性能。I-UWB調(diào)制將數(shù)據(jù)信息特征映射到時(shí)間短脈沖，是一種寬帶解決方案，根據(jù)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）規(guī)定，如果傳輸系統(tǒng)部署部分帶寬（比值信號(hào)帶寬和中心載波）大于20%，其可分為一個(gè)超寬帶系統(tǒng)。I-UWB調(diào)制中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是將信息能量分布在整個(gè)寬帶內(nèi)，使系統(tǒng)能夠更好地抵抗窄帶干擾并利用頻率選擇性衰落信道提供的頻率分級。MC調(diào)制就是將較高速率的數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)等效為一組低的數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)，其基本原理是通過窄帶傳輸每個(gè)低信號(hào)，而窄帶的形狀都是由給定子載波的合適濾波器決定。該方法通過引進(jìn)ISI（內(nèi)部信號(hào)干擾）簡化了高頻選擇性通道的任務(wù)，因?yàn)槊總€(gè)窄帶通道都幾乎是等量的頻率響應(yīng)。

在車的電力線通道內(nèi)應(yīng)用MC和I-UWB調(diào)制系統(tǒng)可提高車輛行駛性能。利用MC調(diào)制，可使數(shù)據(jù)傳輸量接近信道容量，該方法更適用于高速車輛間的通信。但當(dāng)所需要的數(shù)據(jù)傳輸量較少時(shí)，命令和控制應(yīng)用程序不能使用MC調(diào)制，而需要使用I-UMB調(diào)制，因?yàn)镮-UMB調(diào)制需要更少的能量和更小的計(jì)算量。如果將不同傳輸信息輸送到不同的信道，正交頻分復(fù)用技術(shù)（MC調(diào)制技術(shù)的一種）將具有更強(qiáng)的傳輸能力，如數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)1.5Mb/s。之前的試驗(yàn)忽略了脈沖噪聲的影響，本文所研究的時(shí)間域拓寬技術(shù)和信道編碼技術(shù)能使I-UWB調(diào)制減小脈沖噪聲的影響。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2013年第14期

作者：M.Antoniali et al

編譯：趙喚