估計(jì)車載以太網(wǎng)抗干擾性能的替代技術(shù)

傳統(tǒng)汽車中，電氣信號(hào)的傳輸通過(guò)線束實(shí)現(xiàn)。隨著汽車電子部件數(shù)量的增加，汽車內(nèi)部的布線變得越來(lái)越復(fù)雜，其實(shí)現(xiàn)和對(duì)其維護(hù)成本也越來(lái)越高。汽車制造商逐漸開(kāi)始采用車載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電氣信號(hào)的無(wú)線傳輸，且在搭建車載網(wǎng)絡(luò)時(shí)，傾向于選擇高數(shù)據(jù)傳輸速率的以太網(wǎng)。以太網(wǎng)需要采用非屏蔽雙絞線，其它線束產(chǎn)生的干擾噪聲可能被引入到非屏蔽雙絞線中，影響車載以太網(wǎng)的通信。因而，估計(jì)車載以太網(wǎng)的抗干擾性能成為汽車制造商關(guān)注的焦點(diǎn)。

以太網(wǎng)抗干擾性能的傳統(tǒng)評(píng)估方法是通過(guò)對(duì)以太網(wǎng)中通信波形的測(cè)量，確定以太網(wǎng)中是否出現(xiàn)干擾。而車載以太網(wǎng)由于使用環(huán)境較為惡劣，因此為保證通信品質(zhì)，在非屏蔽雙絞線與通信收發(fā)器之間安裝用于優(yōu)化通信波形的均衡器。這樣，無(wú)法通過(guò)對(duì)通信波形的測(cè)量來(lái)評(píng)估車載以太網(wǎng)的抗干擾性能。車載以太網(wǎng)產(chǎn)生的干擾噪聲可分為共模噪聲和差模噪聲，因而設(shè)想引入基于共/差模兩種噪聲傳播特性來(lái)估計(jì)車載以太網(wǎng)的抗干擾性能。對(duì)共/差模兩種噪聲傳播特性的描述可以采用散射參數(shù)，又稱S參數(shù)。S參數(shù)包含共/差模噪聲的幅值和相位信息，能夠反映車載以太網(wǎng)噪聲傳播的衰減特性。對(duì)S參數(shù)的測(cè)量可通過(guò)車載以太網(wǎng)連接的電控單元端口信號(hào)（即端口入射信號(hào)與反射信號(hào)）確定。這樣便將車載以太網(wǎng)的抗干擾性能與S參數(shù)聯(lián)系到一起，基于測(cè)量的S參數(shù)估計(jì)抗干擾性能，替代原本的通信波形測(cè)量技術(shù)。對(duì)該替代技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，首先搭建含有兩個(gè)電控單元ECU（A）和ECU（B）的車載以太網(wǎng)，并通過(guò)15m長(zhǎng)的非屏蔽雙絞線連接物理信道；之后進(jìn)行大電流注入（BCI）測(cè)試，測(cè)量車載以太網(wǎng)的S參數(shù)，記為S1；最后只在ECU（A）上安裝靜電放電（ESD）保護(hù)原件，增大車載以太網(wǎng)的不平衡，降低其抗干擾性能，同樣進(jìn)行BCI測(cè)試，測(cè)量車載以太網(wǎng)的S參數(shù)，記為S2。結(jié)果顯示，S1值顯著大于S2，即S1表示的車載以太網(wǎng)具有更高的抗干擾性能，因而可利用該技術(shù)對(duì)車載以太網(wǎng)的抗干擾性能進(jìn)行估計(jì)。

Miyuki Mizoguchi et al. 2016 Asia-Pacific International Symposium on Electromagnetic Compatibility (APEMC),Nishio May 17-21,2016.

編譯：李臣