CN216794990U - 支持4g和5g切换的通信电路、v2x设备、车辆、路侧设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种支持4G和5G切换的通信电路、V2X设备、车辆和路侧设备，能应用于无人/自动驾驶车辆领域，上述通信电路包括：主控单元、4G通信单元、用于与待安装的5G通信单元的接口连接的对接口、信号传输线以及切换选择器。上述信号传输线包括：具有4G传输标准的第一信号传输线和具有5G传输标准的第二信号传输线；上述第一信号传输线的一端连接于上述主控单元，上述第一信号传输线的另一端经由上述切换选择器后划分为第一支路和第二支路，上述第一支路连接于上述4G通信单元，上述第二支路连接于上述对接口；上述第二信号传输线连接于上述主控单元和上述对接口之间。该通信电路能够兼容于不同网络需求。

Description

支持4G和5G切换的通信电路、V2X设备、车辆、路侧设备

技术领域

本公开涉及智能驾驶和车联网技术领域，尤其涉及一种支持4G和5G切换的通信电路、V2X设备、车辆、路侧设备。

背景技术

在车辆领域，车联网通信技术(V2X，Vehicle to Everything)作为车路协同的一种实现技术，能够极大地提升交通运行效率，目前广泛应用于车辆通信和无人/自动驾驶等领域。

V2X设备作为车路协同领域的基本硬件单元，可以提供车-车、车-路、车-云之间的通信；V2X设备包含两个最基本的通信接口：PC5接口(直连通信接口)和uu接口(蜂窝网通信接口)，PC5接口一般由V2X通信模块/模组实现，用于完成两个V2X设备之间的通信；uu接口由常规的通信模块/模组实现，完成V2X设备与公共网络之间的通信。

实用新型内容

为了至少解决：在智能驾驶领域需要设计两种独立的电路板才能适应于不同网络状态的技术问题，本公开的实施例提供了一种能够兼容于不同网络状态的支持4G和5G切换的通信电路、V2X设备、车辆和路侧设备。

第一方面，本公开的实施例提供了一种支持4G和5G切换的通信电路。上述通信电路包括：主控单元、4G通信单元、用于与待安装的5G通信单元的接口连接的对接口、信号传输线以及切换选择器。上述信号传输线包括：具有4G传输标准的第一信号传输线和具有5G传输标准的第二信号传输线；上述第一信号传输线的一端连接于上述主控单元，上述第一信号传输线的另一端经由上述切换选择器后划分为第一支路和第二支路，上述第一支路连接于上述4G通信单元，上述第二支路连接于上述对接口；上述第二信号传输线连接于上述主控单元和上述对接口之间。

根据本公开的实施例，在上述通信电路未安装5G通信单元的状态下，上述主控单元与上述4G通信单元之间的传输路径为导通状态，上述对接口对应的传输信号为悬空状态；在上述通信电路安装有5G通信单元的状态下，上述主控单元与上述5G通信单元之间的传输路径为导通状态，上述主控单元与上述4G通信单元之间的传输路径为断开状态。

根据本公开的实施例，上述切换选择器的控制端连接于上述主控单元的控制信号输出端，上述主控单元输出的切换控制信号用于控制上述切换选择器导通上述第一支路或上述第二支路，对应使得上述主控单元与上述4G通信单元之间的传输路径处于导通状态或者对应使得上述主控单元与上述对接口之间的传输路径处于导通状态。

根据本公开的实施例，上述通信电路还包括：用于与上述5G通信单元连接的通用端口(GPIO)，上述通用端口与上述主控单元的检测信号输入端连接；上述主控单元内部设置有控制电路，上述控制电路的输入端连接于上述检测信号输入端，上述控制电路的输出端连接于上述控制信号输出端；在上述控制电路的输入端输入低电平的状态下，上述控制电路的输出端输出低电平；在上述切换控制信号为低电平的状态下，上述切换选择器导通上述第一支路；在上述控制电路的输入端输入高电平的状态下，上述控制电路的输出端输出高电平；在上述切换控制信号为高电平的状态下，上述切换选择器导通上述第二支路。

根据本公开的实施例，在上述通用端口与上述主控单元的检测信号输入端之间连接有上拉电阻的一端，上述上拉电阻的另一端连接Vcc。

根据本公开的实施例，上述通信电路还包括V2X通信单元，上述V2X通信单元与上述主控单元连接。

根据本公开的实施例，上述第一信号传输线包括：用于USB2.0接口的差分数据传输线DP/DM；上述第二信号传输线包括：用于USB3.0接口的发送信号线和接收信号线；上述待安装的5G通信单元的接口包括：USB3.0接口。

根据本公开的实施例，上述切换选择器为二选一开关电路。

第二方面，本公开的实施例提供了一种V2X设备。上述V2X设备包括如上所述的通信电路。

第三方面，本公开的实施例提供了一种车辆。上述车辆包括如上所述的通信电路或V2X设备。上述车辆为无人/自动驾驶车辆或普通车辆。

第四方面，本公开的实施例提供了一种路侧设备。上述路侧设备包括如上所述的通信电路或V2X设备。

本公开实施例提供的上述技术方案至少具有如下优点的部分或全部：

通过设置主控单元、4G通信单元、用于与待安装的5G通信单元的接口连接的对接口、信号传输线以及切换选择器以及各自对应的连接关系，切换选择器在第一支路和第二支路之间进行导通切换，从而实现4G通信模块或5G通信模块与主控单元连接的切换，在实际使用时，常规通信场景下不需要在该通电路中安装5G通信单元，默认由该通信电路中的4G通信单元实现主控单元和外部设备之间的通信；在通信带宽或延时不满足需求的场景下，可以在该通信电路的对接口处安装5G通信单元，该通信电路便可以自动切换为由5G通信单元实现主控单元和外部设备之间的通信，电路结构巧妙且适用场景广泛，有助于降低硬件电路开发维护的成本和难度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性地示出了根据本公开一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图；

图2A示意性地示出了根据本公开一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第一分支的应用场景示意图；

图2B示意性地示出了根据本公开一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第二分支的应用场景示意图；

图3示意性地示出了根据本公开另一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图；

图4示意性地示出了根据本公开又一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图；

图5A示意性地示出了根据本公开另一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第一分支的过程示意图；

图5B示意性地示出了根据本公开另一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第二分支的过程示意图；

图6示意性地示出了根据本公开再一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图；以及

图7示意性地示出了根据本公开一实施例的用于V2X设备的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图。

具体实施方式

发现相关技术存在以下问题：对于目前的V2X设备，uu接口一般采用普通的4G LTE通信模组实现，LTE模组通过USB2.0接口和主控单元实现通信；当V2X设备对上网速度或者网络延时要求较高时，uu接口可以采用5G NR(新空口)模组实现、5G NR模组通过USB3.0接口和主控单元通信；然而这两种场景下需要硬件开发人员设计两种主板电路来适配两种不同的应用场景，主板的应用不灵活而且同一个主板电路的适用范围有限。

因此为了至少解决发现的技术问题：在智能驾驶领域需要设计两种独立的电路板才能适应于不同网络状态，本公开的实施例提供了一种能够兼容于不同网络状态的支持4G和5G切换的通信电路、V2X设备、车辆和路侧设备；常规通信场景下不需要在该通电路中安装5G通信单元，默认由该通信电路中的4G通信单元实现主控单元和外部设备之间的通信；在通信带宽或延时不满足需求的场景下，可以在该通信电路的对接口处安装5G通信单元，该通信电路便可以自动切换为由5G通信单元实现主控单元和外部设备之间的通信。

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本公开的实施例提供了一种支持4G和5G切换的通信电路。

图1示意性地示出了根据本公开一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图。

参照图1所示，本公开实施例提供的支持4G和5G切换的通信电路100包括：主控单元110、4G通信单元120、用于与待安装的5G通信单元的接口连接的对接口130、信号传输线140以及切换选择器150。上述信号传输线140包括：具有4G传输标准的第一信号传输线141和具有5G传输标准的第二信号传输线142；上述第一信号传输线141的一端连接于上述主控单元110，上述第一信号传输线141的另一端经由上述切换选择器150后划分为第一支路141a和第二支路141b，上述第一支路141a连接于上述4G通信单元120，上述第二支路141b连接于上述对接口130；上述第二信号传输线142连接于上述主控单元110和上述对接口130之间。

根据本公开的实施例，参照图1所示，上述第一信号传输线141包括：用于USB2.0接口的差分数据传输线DP/DM；上述第二信号传输线142包括：用于USB3.0接口的发送信号线和接收信号线，参照图1中以双点划线示意的发送信号线SS_TX和接收信号线SS_RX所示；上述待安装的5G通信单元的接口包括：USB3.0接口。

图2A示意性地示出了根据本公开一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第一分支的应用场景示意图；图2B示意性地示出了根据本公开一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第二分支的应用场景示意图。

根据本公开的实施例，例如参照图2A和图2B所示，上述切换选择器为二选一开关电路。

参照图2A所示，在上述通信电路100未安装5G通信单元200的状态下，未安装通信单元的状态在图2A中以“×”进行示意，主控单元110与4G通信单元120之间的传输路径为导通状态(两个支路141a和141b中的第一支路141a导通)，对接口130对应的传输信号为悬空状态。

参照图2B所示，在上述通信电路100安装有5G通信单元200的状态下，安装有通信单元的状态在图2B中以“√”进行示意，主控单元110与5G通信单元200之间的传输路径为导通状态(两个支路141a和141b中的第二支路141b导通)，此时5G通信单元200通过第二支路141b和第二信号传输线142连接至主控单元110，实现了5G传输信号和兼容4G信号的整体传输；主控单元110与4G通信单元120之间的传输路径为断开状态。

图3示意性地示出了根据本公开另一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图。

根据本公开的实施例，参照图3所示，上述切换选择器150的控制端连接于上述主控单元110的控制信号输出端D₁，上述主控单元110输出的切换控制信号Kout用于控制上述切换选择器150导通上述第一支路141a或上述第二支路141b，对应使得上述主控单元110与上述4G通信单元120之间的传输路径处于导通状态或者对应使得上述主控单元110与上述对接口130之间的传输路径处于导通状态。

基于主控单元与切换选择器之间的控制线路的连接，有效实现主控单元对于通信路径的控制。

图4示意性地示出了根据本公开又一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图。图5A示意性地示出了根据本公开另一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第一分支的过程示意图；图5B示意性地示出了根据本公开另一实施例的支持4G和5G切换的通信电路接通第二分支的过程示意图。

根据本公开的实施例，参照图4所示，上述通信电路100还包括：用于与上述5G通信单元连接的通用端口(GPIO)160，上述通用端口160与上述主控单元110的检测信号输入端D₂连接；上述主控单元110内部设置有控制电路111，上述控制电路111的输入端D₃连接于上述检测信号输入端D₂，上述控制电路111的输出端D₄连接于上述控制信号输出端D₁。

参照图4和5A所示，在上述控制电路111的输入端D₃输入低电平的状态下，上述控制电路111的输出端D₄输出低电平；在上述切换控制信号为低电平的状态下，上述切换选择器150导通上述第一支路141a。

参照图4和5B所示，在上述控制电路111的输入端D₃输入高电平的状态下，上述控制电路111的输出端D₄输出高电平；在上述切换控制信号为高电平的状态下，上述切换选择器150导通上述第二支路141b。

图6示意性地示出了根据本公开再一实施例的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图。

根据本公开的实施例，参照图6所示，在上述通用端口160与上述主控单元110的检测信号输入端D₂之间连接有上拉电阻R₁的一端，上述上拉电阻的另一端连接Vcc。通过设置上拉电阻，有助于提升通信电路的抗干扰能力。

图7示意性地示出了根据本公开一实施例的用于V2X设备的支持4G和5G切换的通信电路的结构示意图。

根据本公开的实施例，参照图7所示，上述通信电路100为用于V2X设备的通信电路，该通信电路除了包括上述实施例描述的各个元件/部件之外，还包括V2X通信单元170，上述V2X通信单元170与上述主控单元110连接。

本公开的实施例还提供了一种V2X设备。上述V2X设备包括如上所述的通信电路。

本公开的实施例还提供了一种车辆。上述车辆包括如上所述的通信电路或V2X设备。上述车辆为无人/自动驾驶车辆或普通车辆。

本公开的实施例还提供了一种路侧设备。上述路侧设备包括如上所述的通信电路或V2X设备。

综上所述，本公开实施例提供的支持4G和5G切换的通信电路、V2X设备、车辆和路侧设备，通过设置主控单元、4G通信单元、用于与待安装的5G通信单元的接口连接的对接口、信号传输线以及切换选择器以及各自对应的连接关系，切换选择器在第一支路和第二支路之间进行导通切换，从而实现4G通信模块或5G通信模块与主控单元连接的切换，在实际使用时，常规通信场景下不需要在该通电路中安装5G通信单元，默认由该通信电路中的4G通信单元实现主控单元和外部设备之间的通信；在通信带宽或延时不满足需求的场景下，可以在该通信电路的对接口处安装5G通信单元，该通信电路便可以自动切换为由5G通信单元实现主控单元和外部设备之间的通信，电路结构巧妙且适用场景广泛，有助于降低硬件电路开发维护的成本和难度。

上述各个模块中的任意多个可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。上述各个模块中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以硬件/固件和软件的适当组合来实现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开的技术构思。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种支持4G和5G切换的通信电路，其特征在于，包括：主控单元、4G通信单元、用于与待安装的5G通信单元的接口连接的对接口、信号传输线以及切换选择器；

所述信号传输线包括：具有4G传输标准的第一信号传输线和具有5G传输标准的第二信号传输线；

所述第一信号传输线的一端连接于所述主控单元，所述第一信号传输线的另一端经由所述切换选择器后划分为第一支路和第二支路，所述第一支路连接于所述4G通信单元，所述第二支路连接于所述对接口；

所述第二信号传输线连接于所述主控单元和所述对接口之间。

2.根据权利要求1所述的通信电路，其特征在于，

在所述通信电路未安装5G通信单元的状态下，所述主控单元与所述4G通信单元之间的传输路径为导通状态，所述对接口对应的传输信号为悬空状态；

在所述通信电路安装有5G通信单元的状态下，所述主控单元与所述5G通信单元之间的传输路径为导通状态，所述主控单元与所述4G通信单元之间的传输路径为断开状态。

3.根据权利要求1所述的通信电路，其特征在于，所述切换选择器的控制端连接于所述主控单元的控制信号输出端，所述主控单元输出的切换控制信号用于控制所述切换选择器导通所述第一支路或所述第二支路，对应使得所述主控单元与所述4G通信单元之间的传输路径处于导通状态或者对应使得所述主控单元与所述对接口之间的传输路径处于导通状态。

4.根据权利要求3所述的通信电路，其特征在于，所述通信电路还包括：用于与所述5G通信单元连接的通用端口，所述通用端口与所述主控单元的检测信号输入端连接；

所述主控单元内部设置有控制电路，所述控制电路的输入端连接于所述检测信号输入端，所述控制电路的输出端连接于所述控制信号输出端；

在所述控制电路的输入端输入低电平的状态下，所述控制电路的输出端输出低电平；在所述切换控制信号为低电平的状态下，所述切换选择器导通所述第一支路；

在所述控制电路的输入端输入高电平的状态下，所述控制电路的输出端输出高电平；在所述切换控制信号为高电平的状态下，所述切换选择器导通所述第二支路。

5.根据权利要求4所述的通信电路，其特征在于，在所述通用端口与所述主控单元的检测信号输入端之间连接有上拉电阻的一端，所述上拉电阻的另一端连接Vcc。

6.根据权利要求1所述的通信电路，其特征在于，还包括：

V2X通信单元，所述V2X通信单元与所述主控单元连接。

7.根据权利要求1所述的通信电路，其特征在于，

所述第一信号传输线包括：用于USB2.0接口的差分数据传输线DP/DM；

所述第二信号传输线包括：用于USB3.0接口的发送信号线和接收信号线；

所述待安装的5G通信单元的接口包括：USB3.0接口。

8.一种V2X设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的通信电路。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的通信电路或权利要求8所述的V2X设备。

10.一种路侧设备，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的通信电路或权利要求8所述的V2X设备。

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