自动驾驶汽车时代：天线测量与模拟比任何时候都来得关键

前言

自动驾驶汽车和互联汽车的出现对无线连接测试领域提出了更高要求，尤其是汽车产业正在推行的汽车到万物（V2X）技术。这项前沿技术将允许车辆之间实现互通，且掌握周边真实的路况，从而确保最佳的行车安全。如何在自动驾驶汽车投放市场之前确保V2X技术绝对可靠，是一个至关重要的问题。法国Microwave Vision Group (以下简称MVG) 首席科学家Lars Foged表示，V2X技术实地通信测试已经在全球范围内展开，然而，通过结合天线测量和后处理软件模拟的方法，一些昂贵、具备风险且冗长的测试可被取而代之。这就是接下来要讨论的接近真实条件的虚拟驾驶测试技术（VDT- Virtual Drive Testing）。

MVG首席科学家Lars Foged

V2X技术要求完整而准确的测试

V2X技术通过使车辆与其他车辆及其环境进行通信，提高了车辆对周围环境的感知。它扩展了车辆向其他车辆（V2V）、网络（V2N）、行人（V2P）和基础设施（V2I）传递和收获信息的能力。V2X技术提供更高水平的态势感知，增强道路安全性和交通效率。

美国匹兹堡近期发生的一次事故，导致一家提供出租车服务的公司紧急停止了在公路上测试自动驾驶汽车的项目。这次事故提醒人们自动驾驶技术依然处于试验阶段，业界内厂商依然在努力寻找确保其稳定性的方法。

MVG的SG3000F整车测试系统

在不久的将来，大部分汽车将成为自动驾驶。人们如果要依赖这项技术，就必须确保它们使用的绝对安全。因此，汽车行业务求尽快实现完整而准确的无线连接测试，包括V2X通信测试。

天线：与众不同的传感器！

V2X技术依赖于超快响应和可靠的无线连接，而这又取决于敏捷和高端精密的天线。
实际上，汽车无线连接测试目前仍处于初级阶段。汽车制造商一直将天线，包括雷达，视为与录制视频的摄像机一样的配件：在车辆设计工作最后阶段，只需要购买并安装即可。随着半自动或全自动驾驶汽车的出现，制造商开始认识到在车辆设计初期便对所采用的天线进行测试是不可或缺的关键步骤。

为什么要在设计之初便进行测试？在安装上汽车前，天线会因环境变化而产生性能的改变，换句话说，同一天线安装在即便略微不同的位置，将产生不同的测试结果，因为天线的性能很大程度上取决于其所在的直接环境。由此可见，小至汽车的某特定部分、大至整个汽车上测试天线的重要性。

向虚拟驾驶测试的道路前行

长期以来，无线连接通信主要通过静态传输波束来实现。如今，V2X通信使用5G，采用灵活的相控阵天线，通过自适应波束传达超可靠和快捷的信息。因此，天线不仅需要安装在车辆上测试，同时应该在“动态”环境中进行测试 ，比如实际的路况，以便验证波束和接收链的适应性。这便是“虚拟驾驶测试”。当前业界面临的挑战有两方面：

• 确认安装在车辆上的天线可在参考环境中运作
• 提供创建虚拟测试环境的能力，以模拟汽车如何与复杂环境中的其他汽车进行互动

如果车辆的数字天线模型可用，最新的软件研发将允许真实的模拟。然而，到目前为止，如果天线是由第三方厂商开发出来，天线建模通常是非常复杂并且是机密，数字天线模型很难取得。好消息是，目前，通过天线测量可以创建精确的数值模型，从而在车辆上利用其局部环境测量天线，并在模拟软件的后处理中直接集成这些测量的结果。这是汽车行业翘首以待的技术突破。

如此一来，天线测试工程师便可创建虚拟驾驶情形：一旦测得天线的实际性能，就可以模拟搭载天线的整个车辆如何与复杂环境中的其他车辆、行人或基础设施进行互动。V2X技术测试可以根据不同的参数进行模拟，例如不同的路面（柏油路、土路、湿滑路面、结冰路面、干燥路面）或国家、城市区域（市区、乡镇）。举例来讲，在瑞典，一般要求天线必须能在结冰路面上运行良好；在意大利北部，必须在道路中的隧道和坑洞中对天线性能进行测试；进一步说，在意大利运行良好的天线在中国可能又是另一番表现。

MVG认为，汽车行业需要的是模拟真实环境中的标准化测试。毫无疑问，V2X测试必须在适应当地特定环境的限制下具备可重复性，以便传播通道可以编码、标准化和个性化：MVG将模拟与测量合二为一的解决方案完美地满足了这一需求，并将支持5G时代自动驾驶汽车的开发。虚拟驾驶测试代表了一项重大突破，将加速自动驾驶汽车的推出，同时限制测试风险。