自動(dòng)駕駛汽車(chē)時(shí)代：天線(xiàn)測量與模擬比任何時(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)的出現對無(wú)線(xiàn)連接測試領(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)。這項前沿技術(shù)將允許車(chē)輛之間實(shí)現互通，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)絕對可靠，是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。法國Microwave Vision Group (以下簡(jiǎn)稱(chēng)MVG) 首席科學(xué)家Lars Foged表示，V2X技術(shù)實(shí)地通信測試已經(jīng)在全球范圍內展開(kāi)，然而，通過(guò)結合天線(xiàn)測量和后處理軟件模擬的方法，一些昂貴、具備風(fēng)險且冗長(cháng)的測試可被取而代之。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)要求完整而準確的測試

　　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)輛對周?chē)h(huán)境的感知。它擴展了車(chē)輛向其他車(chē)輛(V2V)、網(wǎng)絡(luò )(V2N)、行人(V2P)和基礎設施(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(chē)服務(wù)的公司緊急停止了在公路上測試自動(dòng)駕駛汽車(chē)的項目。這次事故提醒人們自動(dòng)駕駛技術(shù)依然處于試驗階段，業(yè)界內廠(chǎng)商依然在努力尋找確保其穩定性的方法。

　　在不久的將來(lái)，大部分汽車(chē)將成為自動(dòng)駕駛。人們如果要依賴(lài)這項技術(shù)，就必須確保它們使用的絕對安全。因此，汽車(chē)行業(yè)務(wù)求盡快實(shí)現完整而準確的無(wú)線(xiàn)連接測試，包括V2X通信測試。

　　天線(xiàn)：與眾不同的傳感器!

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

　　實(shí)際上，汽車(chē)無(wú)線(xiàn)連接測試目前仍處于初級階段。汽車(chē)制造商一直將天線(xiàn)，包括雷達，視為與錄制視頻的攝像機一樣的配件：在車(chē)輛設計工作最后階段，只需要購買(mǎi)并安裝即可。隨著(zhù)半自動(dòng)或全自動(dòng)駕駛汽車(chē)的出現，制造商開(kāi)始認識到在車(chē)輛設計初期便對所采用的天線(xiàn)進(jìn)行測試是不可或缺的關(guān)鍵步驟。

　　為什么要在設計之初便進(jìn)行測試?在安裝上汽車(chē)前，天線(xiàn)會(huì )因環(huán)境變化而產(chǎn)生性能的改變，換句話(huà)說(shuō)，同一天線(xiàn)安裝在即便略微不同的位置，將產(chǎn)生不同的測試結果，因為天線(xiàn)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)上測試天線(xiàn)的重要性。

　　向虛擬駕駛測試的道路前行

　　長(cháng)期以來(lái)，無(wú)線(xiàn)連接通信主要通過(guò)靜態(tài)傳輸波束來(lái)實(shí)現。如今，V2X通信使用5G，采用靈活的相控陣天線(xiàn)，通過(guò)自適應波束傳達超可靠和快捷的信息。因此，天線(xiàn)不僅需要安裝在車(chē)輛上測試，同時(shí)應該在“動(dòng)態(tài)”環(huán)境中進(jìn)行測試 ，比如實(shí)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)界面臨的挑戰有兩方面：

　　? 確認安裝在車(chē)輛上的天線(xiàn)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(chē)如何與復雜環(huán)境中的其他汽車(chē)進(jìn)行互動(dòng)

　　如果車(chē)輛的數字天線(xiàn)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(xiàn)是由第三方廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)出來(lái)，天線(xiàn)建模通常是非常復雜并且是機密，數字天線(xiàn)模型很難取得。好消息是，目前，通過(guò)天線(xiàn)測量可以創(chuàng )建精確的數值模型，從而在車(chē)輛上利用其局部環(huán)境測量天線(xiàn)，并在模擬軟件的后處理中直接集成這些測量的結果。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(xiàn)測試工程師便可創(chuàng )建虛擬駕駛情形：一旦測得天線(xiàn)的實(shí)際性能，就可以模擬搭載天線(xiàn)的整個(gè)車(chē)輛如何與復雜環(huán)境中的其他車(chē)輛、行人或基礎設施進(jìn)行互動(dòng)。V2X技術(shù)測試可以根據不同的參數進(jìn)行模擬，例如不同的路面(柏油路、土路、濕滑路面、結冰路面、干燥路面)或國家、城市區域(市區、鄉鎮)。舉例來(lái)講，在瑞典，一般要求天線(xiàn)必須能在結冰路面上運行良好;在意大利北部，必須在道路中的隧道和坑洞中對天線(xiàn)性能進(jìn)行測試;進(jìn)一步說(shuō)，在意大利運行良好的天線(xiàn)在中國可能又是另一番表現。

　　MVG認為，汽車(chē)行業(yè)需要的是模擬真實(shí)環(huán)境中的標準化測試。毫無(wú)疑問(wèn)，V2X測試必須在適應當地特定環(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(gè)性化：MVG將模擬與測量合二為一的解決方案完美地滿(mǎn)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)。虛擬駕駛測試代表了一項重大突破，將加速自動(dòng)駕駛汽車(chē)的推出，同時(shí)限制測試風(fēng)險。