估计车载以太网抗干扰性能的替代技术

估计车载以太网抗干扰性能的替代技术

传统汽车中，电气信号的传输通过线束实现。随着汽车电子部件数量的增加，汽车内部的布线变得越来越复杂，其实现和对其维护成本也越来越高。汽车制造商逐渐开始采用车载网络进行电气信号的无线传输，且在搭建车载网络时，倾向于选择高数据传输速率的以太网。以太网需要采用非屏蔽双绞线，其它线束产生的干扰噪声可能被引入到非屏蔽双绞线中，影响车载以太网的通信。因而，估计车载以太网的抗干扰性能成为汽车制造商关注的焦点。

以太网抗干扰性能的传统评估方法是通过对以太网中通信波形的测量，确定以太网中是否出现干扰。而车载以太网由于使用环境较为恶劣，因此为保证通信品质，在非屏蔽双绞线与通信收发器之间安装用于优化通信波形的均衡器。这样，无法通过对通信波形的测量来评估车载以太网的抗干扰性能。车载以太网产生的干扰噪声可分为共模噪声和差模噪声，因而设想引入基于共/差模两种噪声传播特性来估计车载以太网的抗干扰性能。对共/差模两种噪声传播特性的描述可以采用散射参数，又称S参数。S参数包含共/差模噪声的幅值和相位信息，能够反映车载以太网噪声传播的衰减特性。对S参数的测量可通过车载以太网连接的电控单元端口信号（即端口入射信号与反射信号）确定。这样便将车载以太网的抗干扰性能与S参数联系到一起，基于测量的S参数估计抗干扰性能，替代原本的通信波形测量技术。对该替代技术进行验证时，首先搭建含有两个电控单元ECU（A）和ECU（B）的车载以太网，并通过15m长的非屏蔽双绞线连接物理信道；之后进行大电流注入（BCI）测试，测量车载以太网的S参数，记为S1；最后只在ECU（A）上安装静电放电（ESD）保护原件，增大车载以太网的不平衡，降低其抗干扰性能，同样进行BCI测试，测量车载以太网的S参数，记为S2。结果显示，S1值显著大于S2，即S1表示的车载以太网具有更高的抗干扰性能，因而可利用该技术对车载以太网的抗干扰性能进行估计。

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

编译：李臣