自動(dòng)駕駛汽車(chē)時(shí)代：天線測(cè)量與模擬比任何時(shí)候都來(lái)得關(guān)鍵

　　前言

　　自動(dòng)駕駛汽車(chē)和互聯(lián)汽車(chē)的出現(xiàn)對(duì)無(wú)線連接測(cè)試領(lǐng)域提出了更高要求，尤其是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正在推行的汽車(chē)到萬(wàn)物(V2X)技術(shù)。這項(xiàng)前沿技術(shù)將允許車(chē)輛之間實(shí)現(xiàn)互通，且掌握周邊真實(shí)的路況，從而確保最佳的行車(chē)安全。如何在自動(dòng)駕駛汽車(chē)投放市場(chǎng)之前確保V2X技術(shù)絕對(duì)可靠，是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。法國(guó)Microwave Vision Group (以下簡(jiǎn)稱MVG) 首席科學(xué)家Lars Foged表示，V2X技術(shù)實(shí)地通信測(cè)試已經(jīng)在全球范圍內(nèi)展開(kāi)，然而，通過(guò)結(jié)合天線測(cè)量和后處理軟件模擬的方法，一些昂貴、具備風(fēng)險(xiǎn)且冗長(zhǎng)的測(cè)試可被取而代之。這就是接下來(lái)要討論的接近真實(shí)條件的虛擬駕駛測(cè)試技術(shù)(VDT- Virtual Drive Testing)。

MVG首席科學(xué)家Lars Foged

　　V2X技術(shù)要求完整而準(zhǔn)確的測(cè)試

　　V2X技術(shù)通過(guò)使車(chē)輛與其他車(chē)輛及其環(huán)境進(jìn)行通信，提高了車(chē)輛對(duì)周?chē)h(huán)境的感知。它擴(kuò)展了車(chē)輛向其他車(chē)輛(V2V)、網(wǎng)絡(luò)(V2N)、行人(V2P)和基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)傳遞和收獲信息的能力。V2X技術(shù)提供更高水平的態(tài)勢(shì)感知，增強(qiáng)道路安全性和交通效率。

　　美國(guó)匹茲堡近期發(fā)生的一次事故，導(dǎo)致一家提供出租車(chē)服務(wù)的公司緊急停止了在公路上測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)的項(xiàng)目。這次事故提醒人們自動(dòng)駕駛技術(shù)依然處于試驗(yàn)階段，業(yè)界內(nèi)廠商依然在努力尋找確保其穩(wěn)定性的方法。

　　在不久的將來(lái)，大部分汽車(chē)將成為自動(dòng)駕駛。人們?nèi)绻蕾囘@項(xiàng)技術(shù)，就必須確保它們使用的絕對(duì)安全。因此，汽車(chē)行業(yè)務(wù)求盡快實(shí)現(xiàn)完整而準(zhǔn)確的無(wú)線連接測(cè)試，包括V2X通信測(cè)試。

　　天線：與眾不同的傳感器!

　　V2X技術(shù)依賴于超快響應(yīng)和可靠的無(wú)線連接，而這又取決于敏捷和高端精密的天線。

　　實(shí)際上，汽車(chē)無(wú)線連接測(cè)試目前仍處于初級(jí)階段。汽車(chē)制造商一直將天線，包括雷達(dá)，視為與錄制視頻的攝像機(jī)一樣的配件：在車(chē)輛設(shè)計(jì)工作最后階段，只需要購(gòu)買(mǎi)并安裝即可。隨著半自動(dòng)或全自動(dòng)駕駛汽車(chē)的出現(xiàn)，制造商開(kāi)始認(rèn)識(shí)到在車(chē)輛設(shè)計(jì)初期便對(duì)所采用的天線進(jìn)行測(cè)試是不可或缺的關(guān)鍵步驟。

　　為什么要在設(shè)計(jì)之初便進(jìn)行測(cè)試?在安裝上汽車(chē)前，天線會(huì)因環(huán)境變化而產(chǎn)生性能的改變，換句話說(shuō)，同一天線安裝在即便略微不同的位置，將產(chǎn)生不同的測(cè)試結(jié)果，因?yàn)樘炀€的性能很大程度上取決于其所在的直接環(huán)境。由此可見(jiàn)，小至汽車(chē)的某特定部分、大至整個(gè)汽車(chē)上測(cè)試天線的重要性。

　　向虛擬駕駛測(cè)試的道路前行

　　長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)線連接通信主要通過(guò)靜態(tài)傳輸波束來(lái)實(shí)現(xiàn)。如今，V2X通信使用5G，采用靈活的相控陣天線，通過(guò)自適應(yīng)波束傳達(dá)超可靠和快捷的信息。因此，天線不僅需要安裝在車(chē)輛上測(cè)試，同時(shí)應(yīng)該在“動(dòng)態(tài)”環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試 ，比如實(shí)際的路況，以便驗(yàn)證波束和接收鏈的適應(yīng)性。這便是“虛擬駕駛測(cè)試”。當(dāng)前業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)有兩方面：

　　? 確認(rèn)安裝在車(chē)輛上的天線可在參考環(huán)境中運(yùn)作

　　? 提供創(chuàng)建虛擬測(cè)試環(huán)境的能力，以模擬汽車(chē)如何與復(fù)雜環(huán)境中的其他汽車(chē)進(jìn)行互動(dòng)

　　如果車(chē)輛的數(shù)字天線模型可用，最新的軟件研發(fā)將允許真實(shí)的模擬。然而，到目前為止，如果天線是由第三方廠商開(kāi)發(fā)出來(lái)，天線建模通常是非常復(fù)雜并且是機(jī)密，數(shù)字天線模型很難取得。好消息是，目前，通過(guò)天線測(cè)量可以創(chuàng)建精確的數(shù)值模型，從而在車(chē)輛上利用其局部環(huán)境測(cè)量天線，并在模擬軟件的后處理中直接集成這些測(cè)量的結(jié)果。這是汽車(chē)行業(yè)翹首以待的技術(shù)突破。

　　如此一來(lái)，天線測(cè)試工程師便可創(chuàng)建虛擬駕駛情形：一旦測(cè)得天線的實(shí)際性能，就可以模擬搭載天線的整個(gè)車(chē)輛如何與復(fù)雜環(huán)境中的其他車(chē)輛、行人或基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行互動(dòng)。V2X技術(shù)測(cè)試可以根據(jù)不同的參數(shù)進(jìn)行模擬，例如不同的路面(柏油路、土路、濕滑路面、結(jié)冰路面、干燥路面)或國(guó)家、城市區(qū)域(市區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn))。舉例來(lái)講，在瑞典，一般要求天線必須能在結(jié)冰路面上運(yùn)行良好;在意大利北部，必須在道路中的隧道和坑洞中對(duì)天線性能進(jìn)行測(cè)試;進(jìn)一步說(shuō)，在意大利運(yùn)行良好的天線在中國(guó)可能又是另一番表現(xiàn)。

　　MVG認(rèn)為，汽車(chē)行業(yè)需要的是模擬真實(shí)環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。毫無(wú)疑問(wèn)，V2X測(cè)試必須在適應(yīng)當(dāng)?shù)靥囟ōh(huán)境的限制下具備可重復(fù)性，以便傳播通道可以編碼、標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化：MVG將模擬與測(cè)量合二為一的解決方案完美地滿足了這一需求，并將支持5G時(shí)代自動(dòng)駕駛汽車(chē)的開(kāi)發(fā)。虛擬駕駛測(cè)試代表了一項(xiàng)重大突破，將加速自動(dòng)駕駛汽車(chē)的推出，同時(shí)限制測(cè)試風(fēng)險(xiǎn)。