#技术巡猎# #小鹏# 卫星网络通信的天线控制方法、装置及卫星通信终端。
小鹏也在做车载卫星通信???其实这个专利主要做的是如果维持信号的稳定性。
车在使用卫星网络通信时,天线不会一直用同一种工作状态,通常会实时读取三类信息:GNSS定位、地理/环境感知、卫星网络实时状态,然后动态切换天线的多级工作模式。
所以天线不是一直在那里“收得到就收、收不到就算了”的状态。
车需要知道的事情是,我现在在哪、周围环境怎么样,还有卫星相对我怎么移动、当前信号质量如何,然后再决定天线增强功率的调整,还有相位调整,以及波束要不要重新对准更合适的卫星。
车载卫星通信本来属于“外挂通信设备”,但其实可以一步步融合为“车辆电子电气体系能力”。
专利里有几个关键点。
第一个是多源信息融合。
它用GNSS定位信息判断车辆位置,用地理和环境感知判断车辆是不是在城市峡谷、山区、森林、隧道、沙漠、海洋,或者遇到强降雨、暴风雪、台风这类恶劣环境;再结合卫星网络实时状态,比如卫星方位角、仰角、信号强度、信噪比、轨道参数等,判断当前卫星链路质量。
这就很像智能驾驶里的感知融合逻辑。
只不过对象不是车道线、障碍物和行人,而是“车---天线---卫星---环境”之间的通信链路。
第二个,是分开控制发射和接收。
卫星天线可以包括发射天线和接收天线。发射天线有第一射频功率控制模块,接收天线有第二射频功率控制模块和射频相位调节模块。简单翻译一下:发射端的重点,是信号够不够“喊得出去”;接收端的重点,是信号能不能“听得清楚”,以及天线波束能不能“朝对方向”。简单加大功率是不够的,这里需要有几种组合模式:功率模块和移相器的开关,接收波束的重新赋形。专利中提到了2级发射模式、4级接收模式,组合起来有8种收发性能状态。
车载卫星通信最大的问题是移动通信。车在高速移动,低轨卫星也在移动,遮挡物也在变化,天气也可能快速变化。如果一刀切,把功率和增强模块全部拉满,当然可能提高稳定性,但功耗、发热、成本、可靠性都会很高。但如果一直是低功耗模式,遇到山区、暴雨、城市高楼遮挡,就GG思密达了。
所以这项专利真正要做的,是在不同场景下,实现通信性能、功耗和稳定性的动态平衡。
第三个,是波束方向控制。
一个比较有意思的点,接收天线里加入了射频相位调节模块,也就是通过调整不同接收天线之间的相位差,让多个天线合成后的波束指向目标卫星。可以这么理解,几个人一起听远处的声音,通过调整站位和听音方向,让大家“合起来”的听力集中朝向声音来源。车载卫星通信也是类似的,卫星不是固定贴在天上的一个点,车辆也不是固定不动。专利里通过当前卫星和车辆之间的相对位移变化,判断波束方向是不是需要调整。如果变化超过阈值,就打开移相器,重新调整相位,让合成波束更准确地对准目标卫星。
这比单纯“信号弱就放大”更高级了。
信号弱有两种原因:一种是能量不够,另一种是方向不对。
能量不够靠放大器,方向不对靠波束赋形。
很多通信问题,硬拉功率其实是很粗暴的办法,而真正成熟的做法是先判断问题性质。
第四个,是车载体系协同。
专利里提到了S-BOX和T-BOX的关系。S-BOX可以理解成车载卫星通信终端,T-BOX则提供GNSS定位、地理环境信息等外部信息。S-BOX再结合自身拿到的卫星网络状态,决定天线控制策略。
未来车载卫星通信如果只是“没网时打个电话”,价值有限。
但如果它和整车位置、地图、天气、网络状态、应急策略、智驾冗余体系打通,它就不只是通信功能,而是整车安全冗余的一部分。
比如车辆驶出基站地图边缘,系统可以提前按照预切换策略接入卫星网络,而不是等地面网络彻底没了再临时找卫星。真正好的系统,其实可以在失效边缘之前就开始切换了。
过去很多车载通信功能,本质是配置叠加;而这类方案,本质是系统控制。
一个是“我有卫星通信”,另一个是“我知道什么时候该怎么用卫星通信”。
把T-BOX、S-BOX、GNSS、地理环境、卫星实时状态、功率控制、相位调节这些东西连成闭环的,已经不是单点功能思路了---所以,你还记得我们之前说过的那么多XP的故事吗?
它到底在做什么,又准备给你什么?
