TPMS 接收性能评估方法和计算

2010-9-23 17:41 1091 0 分类: 汽车电子

TPMS 接收性能评估方法和计算


在TPMS 系统中,为了评价系统RF的接收链路性能,需要建立一个合理和科学的评价指标和计算方法,作为系统性能比较的价值图。


评价指标


 


帧接收率(HF:帧接收率就是在测试时间段内,相对每个传感器而言,实际接收的帧数与实际发送总帧数的百分比。


 


 


报文接收率(HM):在测试时间段内,相对每个传感器而言,实际接收的 报文数目(接收到报文内任何一帧)与实际发送的总报文数的百分比。


 


 


 


信号接收裕度(MS):接收器最大灵敏度(实际应用速率下)与在整车测试时接收器持续检测到每个传感器信号强度的差值。差值愈大,反应系统的信号接收安全裕量愈好。


 


 


定义


报文:一个报文就是一组包含一或多个信息数据帧。 每个报文的帧数通常取决于TPMS 传感器处于不同运行模式的条件。


帧:一组包含单个传感器测量数据的字节序列。通常发送多帧信息确保至少一帧信息可以被汽车的接收器接收。


 


 


对此我们在TPMS应用中应实现一个TPMS 接收率的计算方法。


 


帧接收率的计算


这里,不论传感器处于静止或滚动状态条件,单个传感器的固定间隔发送的帧接收率可按下面公式来计算:


 


H(f)=N(received)/N(expected)



   这里 Nreceived  就是在给定时间段内所接收到的帧数,而Nreceived是期望应接收到的帧数。 这里,Nreceived参数很易通过接收器得到。对于Nexpected
的值应考虑采用估算,对于接收器而言,问题上因没有方法知道传感器精确的发送多少消息。


    这里关键是决定Nexpected. 传感器固定间隔(DT)的发射信息帧。测量接收器帧接收率,对于给定一段时间,Ttest。估算的发送的信息帧数可以通过统计已流逝的时间间隔数。


Nexpected = T(test)/detT


  这里存在的一个问题就是传感器的DT间隔并不是一个可以控制的参数。 典型的帧间时间误差 ±20%。这里接收器和发送器还有±5%的温度变动。 因此,一个更精确的DT应通过测量和平均在接收帧之间DT间隔来获取。因为有效的DT间隔是有边界的,超出制定限制的DT间隔不应作为平均DT间隔的一个因素计入。


对于每个接收到新的边界帧,DTavg如下计算:


 3f18abbb-bd83-4bfd-b0eb-3e3eecde318a.JPG




   DTbound是两个边界帧的时间间隔,Nbound是 边界消息接收次数。这里DTavg
只在更新接收到边界消息才更新。 任何超出实际可以准许DT限定不应考虑进入DTavg  的计算中。


对此改进公式如下:


N(expected)=T(test)/detT(avg)


  因此,
对于给定的测试时间里,Ttest.计算DTavg,Nexpected就可以计算得到。这个方法不是非常的完美,作为真实的DT间隔有±5%时间变化。
但是这提供一个方法可以抵消较大的±20%单元之间的误差通过采用可替代的DTavg


 


 对于具有多帧的发送, DT 在同一个报文的帧间的变动将是很小的,因此不会影响DTavg. 如我们继续假设,我们丢弃那些超出消息边界的间隔DT。那DTavg现在同样代表平均消息间隔而不是平均帧间隔。在这种情况下, 期待的帧数仅是简单的Nexpected
* NF,NF指每个报文含有的帧数。Nreceived 就是继续递增在每次接收到帧数后。对于该需求采用单帧的报文实现仅需附带NF参数。



N(expected)=N(f)*T(test)/detT(avg)

----公式5


注意:单帧报文,NF=1. 公式5同公式4相同。


 


实现的考虑


 这个算法的实现仅需要三个参数去维护,每个WE对于TPMS 接收器:Nreceived,
DTavg, and Ttest. 对于每个接收到的新帧,  合适的DTbound应计入DTavg,和Nreceived计数器递增。Ttest自由运行的时间流逝计数器。


初始条件


在启动帧接收测量测试,下面变量应被初始化:


(1)       
Nreceived计数器应初始化为0。


(2)       
Nbound计数器应初始化为0。


(3)     Ttest 计数器应初始化0。


(4) Tbound 计数器应初始化为0。


这些变量应被初始化为0一旦第一个报文接收到。第一个报文接收到后,同步计数器或计时器这些应已完成。


当两个成功的在准许的DTavg独立报文接收,例如一个边界报文,然后DTavg的计算就开始。


 


l  特殊情况:


       当然,事情并非我们看上的那么简单。 很多条件可以引起WE SENSOR 偏离正常的固定报告间隔。比如快速漏气,高温条件,LF 强制触发等。幸运的是,这些情况,SENSOR 内都有对应的状态指示,哪种原因引起的消息发送。这里,我们只关心“正常”消息。


       当特殊时间消息到来,接收率统计算法应停止。当收到有效的“正常”消息的有效间隔DT,开始恢复接收率统计算法,同时Ttest开始自由运行。


 


 

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