2019年，在國家ETC強政推動下，ETC用戶猶如春風下的野火，迅速在全國蔓延。據交通部統計，截至2019年12月31日，全國ETC用戶累計達到2.04億，僅2019年下半年就新增ETC用戶1.23億，完成ETC發行目標任務的106.81%。

作為在射頻信號鏈領域具有全球領先優勢的企業，ADI公司的高速數據轉換器、PLL、混頻器等在傳統分立ETC路側單元（RSU）解決方案中獲得廣泛應用，而去年集成式收發器因高集成度、精度和大動態范圍等特性優勢在ETC路側單元中獲得更大的關注，ADI面向軟件定義無線電（SDR）應用的捷變頻收發器AD9364開始“走紅”新一代ETC設計圈。

ETC路邊單元設計痛點如何破？

ETC目前主要由車輛自動識別系統、中心管理系統和其他輔助設施組成。其中，車輛自動識別系統負責對過往車輛進行信息采集和處理，是整個ETC系統的核心組成，包括了車載單元OBU、路邊單元RSU與地感線圈等傳感器；中心管理系統負責車輛信息的識別和與電子支付中心的聯接，其他輔助設施輔助該系統運行主要是指欄桿機、交通顯示屏等輔助設備。

雖然高速公路ETC專用道及ETC混合車道在現階段已大量部署，收費站ETC車道也都全部覆蓋，但其大多仍都采用的是分立式方案構建的RSU系統，在運營過程中ETC臨道干擾與前后干擾現象也偶有發生，典型的情況包括相鄰兩個ETC車道之間的OBU與RSU天線相互影響、RSU與非本車道上的OBU進行通訊并完成交易引起鄰道干擾、由于工程實施、天線設備覆蓋范圍大等原因引起跟車干擾，車道前車沒有扣費而后車扣費等，會引發ETC錯誤扣費情況而產生糾紛，在一定程度上對高速公路不停車收費發展產生較大的負面影響。

一直以來行業解決臨道干擾的主要技術措施為增加同步器，但同步器只能解決同時安裝2套同型號ETC天線車道的臨道干擾問題，對三條及以上車道采用同步器不能有效解決臨道干擾問題。因此，采用最新相控陣新一代天線，通過對車輛的定位技術，結合車道軟件的同步機制來解決臨道干擾問題開始走進ETC設備廠商的視野。新一代相控陣天線采用相控陣與軟件無線電技術，能實現無線射頻波束掃描，波束可以根據車道范圍內的OBU位置進行靈活指向，并且無線射頻交易區域邊界可精確設定，覆蓋位置精度高，可以使交易區域范圍內的多個車輛按照順序交易，有效防止跟車情況下后車先交易，同時通過對交易區域的設定，可以區分鄰道和本車道車輛的OBU，以防止鄰道干擾。

相控陣元件基礎理論圖

AD9364給出新一代RSU設計范本

ADI公司最新的ETC RSU信號鏈系統級解決方案具有完整的高性能射頻和數字基帶設計，允許相控陣天線架構中含有多個收發器，與只用模擬波束賦形器的上一代相控陣天線相比，可以大大降低相控陣的成本、減小其尺寸和重量，并優化系統功能、提高系統性能。最新解決方案基于ADI射頻收發器AD9364實現了集成化的射頻前端，一顆芯片替代了傳統分立解決方案需要的ADC/DAC、PLL、混頻器等近十多顆關鍵芯片，設計大大簡化并確保性能穩定性。

ADI新一代ETC RSU信號鏈系統級解決方案設計框圖

作為一款面向微波通信應用的高性能、高集成度的射頻捷變頻收發器，AD9364的可編程性和寬帶能力使其成為多種收發器應用的理想選擇。該器件集RF前端與靈活的混合信號基帶部分為一體，集成頻率合成器，為處理器提供可配置數字接口，從而簡化設計導入。AD9364工作頻率范圍為70 MHz至6.0 GHz，涵蓋大部分特許執照和免執照頻段，支持的通道帶寬范圍為200 kHz以下至56 MHz。

AD9364功能框圖

除此以外，AD9364擁有首屈一指的噪聲系數和線性度。接收(Rx)子系統都擁有獨立的自動增益控制(AGC)、直流失調校正、正交校正和數字濾波功能，從而消除了在數字基帶中提供這些功能的必要性。AD9364還擁有靈活的手動增益模式，支持外部控制。兩個高動態范圍模數轉換器先將收到的I信號和Q信號進行數字化，然后將其傳過可配置抽取濾波器和128抽頭FIR濾波器，結果以相應的采樣速率生成12位輸出信號。同時，AD9364內核可直接采用1.3V穩壓器供電，IC通過一個標準四線式串行端口和四個實時輸入控制引腳進行控制，全面的省電模式可將正常使用情況下的功耗降至最低。

在AD9364擁有出色性能的基礎上，通過ADI獨特的數字解調設計與降噪處理算法，基于AD9364的RSU射頻收發器解決方案可以實現優于-95dBm的極高Rx接收機靈敏度，大于80dB的動態范圍，領先全行業的性能。同時，帶內小于有用信號10dB的干擾條件下，靈敏度的惡化小于6dB，鄰道大于有用信號20dB的干擾條件下，靈敏度的惡化小于6dB，進一步提高了ETC單元的車輛信息識別準確度。不僅如此，ADI還可以提供完整的解決方案和軟件算法，這對于很多缺乏實現高性價比無線前端的設計能力的OEM制造商來說非常重要。

AD9364/61集成式射頻收發器主要性能特性

同時，該模塊可配置為簡易儀表，直接應用于RSU產線測試，設備廠商則無需再單獨購買昂貴的RF測試設備，可編程特性也使該系統設計具有良好的兼容性。值得一提的是，由于該高度集成的RSU信號鏈系統級解決方案在尺寸控制上的優異表現，同時提供了可集成于攝像頭內部的天線參考設計，可作為額外的功能模塊迅速導入攝像頭，為新一代的車輛識別攝像頭新增了另一種準確判別安裝有OBU車輛信息的途徑，同時也為道路安防機攝像頭提升了獲取信息的豐富度與準確性。

本文小結

作為革命性的軟件無線電解決方案，包括AD9364在內的ADI高性能集成式射頻捷變頻收發器系列有著更廣泛的應用，如多業務分布式接入系統(MDAS) 和小基站單元、工業商業應用中的無線高清視頻傳輸（如無人飛行器(UAV）應用等，而在ETC RSU的應用則是AD9364作為軟件無線電捷變頻收發器的獨特性能優勢應用的另外一個有意思的拓展。