智能网联汽车整车MIMOOTA性能测试装置及方法与流程

本发明涉及无线通信测试，尤指一种智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置及方法。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、随着自动驾驶汽车和智能网联汽车的出现以及车载信息娱乐设备的日益普及，越来越多的车辆开始大量使用无线技术来实现车对车(v2v)、车对基础设施(v2i)、车对行人(v2p)以及车对网络(v2n)的连接。在这种技术趋势下，现代汽车越来越像一个集成了一系列车载无线通信技术及多种传输系统的无线技术中心，对于可靠通信链路的需求变得十分迫切。因此，如何在车辆投放市场之前确保其无线连接的绝对可靠，是一个至关重要的问题。

3、无线通信天线及模块在装车之后，其性能受到安装车体及整车实际使用环境的影响。在装车之前进行的单体级天线及模块性能测试结果，不能真实地反应装车之后整车无线通信性能的差异。因此，在整车实际工作环境下对车辆的无线通信性能进行测试，以确保其满足真实使用环境下的各项性能指标要求，是未来整车无线通信性能测试中必不可少的环节。

4、对于整车mimo ota性能的测量，现有方案是在全电波暗室内，将待测车辆停放于转台中心，通过水平分布的二维天线探头环，在测试区域内构建不同的无线通信信道环境，并在车载无线通信系统的实际工作频率下对整车的mimo ota性能进行测量。为了保证测试区域内信道环境的构建精度，其测试距离需要满足整车等效远场条件，也即，水平探头环半径必须大于整车等效远场距离。该方案对于整车mimo ota性能测量具有较高的测试精度及测试一致性。但是，该测试方法至少存在以下缺点：

5、1、在典型的车载无线通信系统工作频率下(低于6ghz)，整车等效远场距离较大，一般在10米以上，因此会导致极大的暗室尺寸及系统建设成本；

6、2、对于整车级别的测试，待测车辆的停放及摆放，需要专门的升降台及滑轨，系统结构复杂；

7、3、对于整车级别的测试，待测车辆的停放及摆放过程复杂，测试效率低下；

8、4、固定的水平探头环，能够产生的信道场景有限，大大限制了测试系统模拟待测车辆所经历的真实无线信道环境的能力，从而限制了系统的使用范围及灵活性；

9、5、仅能进行整车mimo ota性能测量，无法同时兼顾整车siso ota性能测量，以及车载毫米波雷达性能的测量，系统功能单一。

10、在现有技术中，还提出过另一种测试方法，主要采用传统的基于传导的检测方式，在待测车辆的天线端口处完成mimo ota性能测量：经过校准、标定的无线通信信号通过信道模拟器的调制，注入待测车辆天线端口。通过设置信道模拟器的信道参数，生成不同的信道模型，用于评估待测车辆的mimo ota性能。该方法简便易行，测试一致性好，不需要微波暗室、车辆转台等复杂测试设备的投入。但是，该测试方法至少存在以下缺点：

11、1、待测车辆必须要有独立的天线端口，用于测试信号的施加及mimo ota性能的测量；

12、2、没有考虑待测车辆天线对系统性能的影响，以及待测车辆对无线信号的遮挡作用；

13、3、基于传导的测量方式不能模拟信号到达角对整车mimo ota性能的影响，无法真实衡量待测智能网联汽车在典型无线通信信道环境下的mimo ota性能。

14、综上来看，亟需一种可以克服上述缺陷，能够改进智能网联汽车整车mimo ota性能测试的技术方案。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置及方法。

2、在本发明实施例的第一方面，提出了一种智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置，包括：全电波暗室，位于全电波暗室内的多组毫米波球面天线阵列、天线滑轨、单探头毫米波测量天线及测试转台；

3、全电波暗室用于消除无线信号的反射，构建自由空间无反射测试环境；

4、多组毫米波球面天线阵列保持水平分布；每组毫米波球面天线阵列包括多个毫米波双极化测量天线；毫米波球面天线阵列用于在测试区域内产生不同应用场景的无线信道环境，在等效的毫米波测试频段对待测车辆等效缩比模型进行mimo ota性能测量；

5、天线滑轨用于承载所述毫米波球面天线阵列，并在测试时根据待测信道模型的需求，调节毫米波球面天线阵列的位置；

6、单探头毫米波测量天线安装于全电波暗室顶部，法向指向位于测试转台上的待测车辆等效缩比模型，在等效的毫米波测试频段对待测车辆等效缩比模型进行siso ota性能测量；

7、测试转台用于在测试过程中承载并带动所述待测车辆等效缩比模型旋转，实现待测车辆在不同姿态下的整车mimo/siso ota性能测量。

8、在本发明实施例的第二方面，提出了一种智能网联汽车整车mimo ota性能测试方法，该方法基于智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置执行；包括：

9、通过水平分布的多组毫米波球面天线阵列构建不同的无线信道环境，在等效的毫米波测试频段对待测车辆等效缩比模型进行mimo ota性能测量；

10、通过单探头毫米波测量天线，在等效的毫米波测试频段对待测车辆等效缩比模型进行siso ota性能测量；

11、根据测量结果，得到真实工作频率下待测车辆整车mimo/siso ota性能。

12、本发明提出的智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置及方法通过水平分布的多组毫米波球面天线阵列构建不同的无线信道环境，在等效的毫米波测试频率下对所述待测车辆的等效缩比模型进行mimo ota性能测量；利用单探头毫米波测量天线在等效的毫米波测试频率下对所述待测车辆的等效缩比模型进行siso ota性能测量，计算得到真实工作频率下所述待测车辆的整车mimo/siso ota性能，整体方案能够快速、高效、准确地完成智能网联汽车整车mimo/siso ota性能测量，并大幅降低暗室建设及测试成本，为汽车无线通信性能的测试提供了有利的硬件支持及技术支持。

技术特征：

1.一种智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置，其特征在于，包括：全电波暗室，位于全电波暗室内的多组毫米波球面天线阵列、天线滑轨、单探头毫米波测量天线及测试转台；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，毫米波球面天线阵列的球心与测试装置坐标系原点重合，球面张角为方位面10°/15°，俯仰面60°；

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，毫米波球面天线阵列由多个毫米波双极化测量天线以5°步进，均匀分布构成；

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试转台还用于承载待测车载毫米波雷达；

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述天线滑轨为铺设于地面的圆形轨道，该圆形轨道的圆心与测试装置坐标系原点在地面的投影重合。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，待测车辆等效缩比模型由待测车辆及车载天线的尺寸等比例缩小得到。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，等效的毫米波测试频段与待测车辆等效缩比模型的尺寸相对应，利用以下关系式得到：

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，测试转台至少包括组合轴状态、分布轴状态；

9.一种智能网联汽车整车mimo ota性能测试方法，其特征在于，该方法基于权利要求1-8任一项权利要求所述的智能网联汽车整车mimo ota性能测试装置执行；包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

技术总结
本发明提出了一种智能网联汽车整车MIMO OTA性能测试装置及方法，该装置包括：全电波暗室用于消除无线信号的反射，构建自由空间无反射测试环境；多组毫米波球面天线阵列保持水平分布，用于在测试区域内产生不同应用场景的无线信道环境，在等效的毫米波测试频段对待测车辆等效缩比模型进行MIMO OTA性能测量；天线滑轨用于在测试时调节毫米波球面天线阵列的位置；暗室顶部的单探头毫米波测量天线法向指向位于测试转台上的待测车辆等效缩比模型，在等效的毫米波测试频段对待测车辆等效缩比模型进行SISO OTA性能测量；测试转台用于在测试过程中承载并带动待测车辆等效缩比模型旋转，实现待测车辆在不同姿态下的整车性能测量。

技术研发人员：孙思扬,刘先会,张帅,陈磊
受保护的技术使用者：中国信息通信研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13