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探索实践毫米波雷达干扰规避技术、指导推动毫米波雷达安全可靠应用:国家毫米波雷达无线电研究外场(内江)试验正式开测

2020-12-06车载信息服务产业应用联盟

毫米波雷达的全天候工作特质使其成为自动驾驶和主动安全的重要传感器,同时在交通、农业、民航、安防、军事、医疗等诸多领域也被广泛应用。随着毫米波雷达渗透率的迅速提升,同频和邻频毫米波雷达的干扰串扰日益突出,由此导致雷达检测概率降低或虚报、误报率提升,极易产生巨大的安全隐患。为此,国内外产业和科研领域都将毫米波雷达互干扰问题作为重点研究方向。国际标准化组织(ISO)在26262功能安全基础上又提出了预期功能安全标准21448,关注功能不充分及性能受限带来的安全问题,其中雷达互干扰问题是重要的预期功能安全风险。欧洲正在进行的IMIKO项目也致力于汽车雷达传感器间的干扰问题研究,通过协同干扰消除和规避来进一步改进雷达间互干扰情况下的共存能力,研究包含干扰测试标准和基于chirp的通信标准等内容。美国交通部国家高速公路交通安全管理局(NTHSA)也发布了有关汽车雷达干扰情况的报告,指出干扰缓解技术需要标准化,即所有雷达发射器需要协调发射行为。

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我国一直高度关注毫米波雷达安全应用问题,在前期车联(TIAA)牵头组织的毫米波雷达无线电研究试验工作进程中,工作组发现目前多个车载雷达的信号发送没有协作,干扰不可控。而对抗车载雷达间干扰的手段也主要是非协作式的,大多通过各自雷达的接收机私有算法进行干扰检测和去除,或者随机化雷达发射波形,以达到降低互干扰的效果。常用方法包括:接收机干扰去除,比如时域瞬时干扰去除或去除后插值补偿等;干扰检测避免,比如检测到强干扰时,随机选择其他资源使用;发射参数随机化,包括时、频、空、码域的随机化等。通常来说,非协作式的干扰去除在高密度场景下干扰消除效果有限,且复杂度较高。同时结合国内实际情况来看,中国的路况比较复杂,尤其是市区路口,车辆密度大,行人和非机动车混杂,目标检测难度大,多车之间的雷达干扰又进一步对复杂环境下的目标检测提出了更具挑战性的要求。这要求设计者必须考虑在有限带宽、有限空域内行之有效地降低高密度场景下多雷达相互干扰,在实现毫米波雷达性能和服务质量的前提下,消除交通安全隐患。

因此,在前期工作基础上,车联(TIAA)组织参试的国内外骨干企业研究认为:通过多雷达厂商之间的协作,建立一定的通用规范,执行快速干扰侦听和规避(Fast Interference Sensing and Avoidance, FISA)机制,可以主动避免干扰的发生,保证对频谱资源的公平使用。快速干扰侦听和规避机制一方面要求雷达设备在发送前主动侦听频率资源占用情况,并调整发射频率范围至互干扰相对较小的资源上。另一方面,定义统一的频域格点,合理规划频率资源的使用,在降低多雷达资源冲突的同时提升频域资源利用率。这种协作式抗干扰手段便于管理,同时可以和已有的被动式干扰手段相结合,提升雷达性能,保障辅助驾驶和自动驾驶的安全性和舒适性。

为检验上述技术方案的可行性,在工业和信息化无线电管理局的指导下,在国家无线电监测中心、检测中心(SRTC)、北京理工大学、电子科技大学等机构的支持下,由车联(TIAA)组织的毫米波雷达无线电外场(内江)试验已经正式开测,30余家雷达和整车企业陆续进驻内江开展测试工作。测试期间,干扰和干扰规避问题将成为重要研究议题,我们期待更多的产业单位积极参与,为我国毫米波雷达无线电频率规划、管理以及技术、标准和产业化工作建言献策。

如您对毫米波雷达干扰研究议题有相关建议和意见,或希望了解对外场试验详和参试方式,请联系联盟秘书处:

联系人员:梅琴

联系电话:18101293592

电子邮箱;mq@tiaa.org.cn

(感谢华为技术有限公司提供部分参考资料)



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