自動駕駛汽車時代：天線測量與模擬比任何時候都來得關鍵

　　前言

　　自動駕駛汽車和互聯(lián)汽車的出現(xiàn)對無線連接測試領域提出了更高要求，尤其是汽車產(chǎn)業(yè)正在推行的汽車到萬物(V2X)技術。這項前沿技術將允許車輛之間實現(xiàn)互通，且掌握周邊真實的路況，從而確保最佳的行車安全。如何在自動駕駛汽車投放市場之前確保V2X技術絕對可靠，是一個至關重要的問題。法國Microwave Vision Group (以下簡稱MVG) 首席科學家Lars Foged表示，V2X技術實地通信測試已經(jīng)在全球范圍內(nèi)展開，然而，通過結(jié)合天線測量和后處理軟件模擬的方法，一些昂貴、具備風險且冗長的測試可被取而代之。這就是接下來要討論的接近真實條件的虛擬駕駛測試技術(VDT- Virtual Drive Testing)。

MVG首席科學家Lars Foged

　　V2X技術要求完整而準確的測試

　　V2X技術通過使車輛與其他車輛及其環(huán)境進行通信，提高了車輛對周圍環(huán)境的感知。它擴展了車輛向其他車輛(V2V)、網(wǎng)絡(V2N)、行人(V2P)和基礎設施(V2I)傳遞和收獲信息的能力。V2X技術提供更高水平的態(tài)勢感知，增強道路安全性和交通效率。

　　美國匹茲堡近期發(fā)生的一次事故，導致一家提供出租車服務的公司緊急停止了在公路上測試自動駕駛汽車的項目。這次事故提醒人們自動駕駛技術依然處于試驗階段，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，大部分汽車將成為自動駕駛。人們?nèi)绻蕾囘@項技術，就必須確保它們使用的絕對安全。因此，汽車行業(yè)務求盡快實現(xiàn)完整而準確的無線連接測試，包括V2X通信測試。

　　天線：與眾不同的傳感器!

　　V2X技術依賴于超快響應和可靠的無線連接，而這又取決于敏捷和高端精密的天線。

　　實際上，汽車無線連接測試目前仍處于初級階段。汽車制造商一直將天線，包括雷達，視為與錄制視頻的攝像機一樣的配件：在車輛設計工作最后階段，只需要購買并安裝即可。隨著半自動或全自動駕駛汽車的出現(xiàn)，制造商開始認識到在車輛設計初期便對所采用的天線進行測試是不可或缺的關鍵步驟。

　　為什么要在設計之初便進行測試?在安裝上汽車前，天線會因環(huán)境變化而產(chǎn)生性能的改變，換句話說，同一天線安裝在即便略微不同的位置，將產(chǎn)生不同的測試結(jié)果，因為天線的性能很大程度上取決于其所在的直接環(huán)境。由此可見，小至汽車的某特定部分、大至整個汽車上測試天線的重要性。

　　向虛擬駕駛測試的道路前行

　　長期以來，無線連接通信主要通過靜態(tài)傳輸波束來實現(xiàn)。如今，V2X通信使用5G，采用靈活的相控陣天線，通過自適應波束傳達超可靠和快捷的信息。因此，天線不僅需要安裝在車輛上測試，同時應該在“動態(tài)”環(huán)境中進行測試 ，比如實際的路況，以便驗證波束和接收鏈的適應性。這便是“虛擬駕駛測試”。當前業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)有兩方面：

　　? 確認安裝在車輛上的天線可在參考環(huán)境中運作

　　? 提供創(chuàng)建虛擬測試環(huán)境的能力，以模擬汽車如何與復雜環(huán)境中的其他汽車進行互動

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

　　如此一來，天線測試工程師便可創(chuàng)建虛擬駕駛情形：一旦測得天線的實際性能，就可以模擬搭載天線的整個車輛如何與復雜環(huán)境中的其他車輛、行人或基礎設施進行互動。V2X技術測試可以根據(jù)不同的參數(shù)進行模擬，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)或國家、城市區(qū)域(市區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn))。舉例來講，在瑞典，一般要求天線必須能在結(jié)冰路面上運行良好;在意大利北部，必須在道路中的隧道和坑洞中對天線性能進行測試;進一步說，在意大利運行良好的天線在中國可能又是另一番表現(xiàn)。

　　MVG認為，汽車行業(yè)需要的是模擬真實環(huán)境中的標準化測試。毫無疑問，V2X測試必須在適應當?shù)靥囟ōh(huán)境的限制下具備可重復性，以便傳播通道可以編碼、標準化和個性化：MVG將模擬與測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時代自動駕駛汽車的開發(fā)。虛擬駕駛測試代表了一項重大突破，將加速自動駕駛汽車的推出，同時限制測試風險。