面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法及装置与流程

1.本发明涉及天线性能测量技术领域，尤其涉及面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法及装置。


背景技术：

2.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。
3.第五代移动通信(5g)三大应用场景中的增强型移动宽带场景(embb)主要提升以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的使用体验，“高速率、大带宽、低时延”正是提高个人用户使用体验的关键。而智能网联汽车作为用户体验5g的重要载体，随着下一代高级驾驶辅助系统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，一辆汽车可搭载多达40至50根天线。对于许多汽车厂商来说，无线连接已经成为一个关键的市场策略。
4.不同于面向其它交通参与者(v2x，卫星导航，等)的车外无线通信，智能网联汽车的车内无线通信，主要基于4g/5g移动通信、蓝牙、wifi等无线通信技术，旨在提升以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的使用体验。因此，必须有一套严格的测试流程，以保证车内无线通信所带来的可靠性、合规性和消费者体验。遗憾的是，考虑到车内无线通信场景的特殊性，传统的无线通信性能测试方法，对于整车车内无线通信性能评估并不适用。主要体现在：
5.1、传统的无线通信性能测试基于直接远场测试方法，将待测设备放置于暗室转台中心，在半径大于被测设备远场距离的测试球面上，对待测设备的无线通信性能指标(增益、eirp、eis等)进行采样。由于是自由空间远场测试，所得的无线通信性能指标与测试距离无关；
6.2、对于整车车内无线通信性能测试，关注的是车体内部(而非整车外部)的无线通信性能评估。首先，基于直接远场的暗室测量天线无法进入车体内部，对车内场特性进行采样；其次，车内环境复杂(设备、座椅、乘员等)，并非自由空间测试环境；最后，车内无线通信性能评估关注的是车内不同位置处的功率分布状况，而不是在固定测试距离下测得的远场无线通信性能指标。该功率分布，随测试距离的变化而变化，并与车内环境/场景息息相关。对于不同的座椅摆放及人员乘坐方式，即便在相同的测试位置，其功率分布也会呈现很大的不同。
7.有鉴于此，长期以来，行业内对于车内无线通信性能的测试评估一直处于初级阶段。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后装配件：在车辆设计工作最后阶段，只需要根据天线单体辐射特性选择天线、购买并安装即可，并不进行整车级车内无线通信性能的评估。这种测试方式忽视了车体及车内设备/人员布置场景对于
车内无线通信性能的影响，无法满足智能网联汽车时代对于车内无线通信性能评估的要求。
8.随着半自动或全自动驾驶汽车的出现，制造商开始认识到车内无线通信性能评估是保证个人消费业务使用体验不可或缺的关键步骤。目前，典型的车内无线通信性能评估方法为，在车内不同位置处布置大量的功率探头，采集相关位置处的功率分布值，并绘制相关三维功率分布曲线。对于两个探头之间位置处的功率值，采用插值的方式进行计算。该方案考虑了测试距离及车内设备/人员布置场景对于车内无线通信性能的影响，具有较高的测试精度。但是，该方案存在测试布置极为复杂，测试成本高昂的问题。精确的车内无线通信信号功率采集，需要在车内部署上百个功率探头，并在车外连接多台测试仪表，还需考虑车内不同探头之间、探头与线缆之间的干扰。此外，针对多个不同的车内设备/人员布置场景，需要重新布置功率探头进行测试，需要大量测试准备及实施的时间，时间成本高昂。


技术实现要素：

9.本发明实施例提供一种面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法，用以解决现有技术在车内部署上百个功率探头，需要大量测试准备及实施的时间，时间成本高昂的技术问题，该方法包括：
10.进行单体级智能网联汽车车内通信天线性能测量，获得单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据；
11.基于单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得车内多个指定位置处的无线通信信号功率值；
12.判断所述无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内，当判定为是时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能合格；当判定为否时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能不合格。
13.本发明实施例还提供一种面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量装置，用以解决现有技术在车内部署上百个功率探头，需要大量测试准备及实施的时间，时间成本高昂的技术问题，该装置包括：
14.性能测量数据获得模块，用于进行单体级智能网联汽车车内通信天线性能测量，获得单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据；
15.无线通信信号功率值获得模块，用于基于单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得车内多个指定位置处的无线通信信号功率值；
16.无线通信性能合格判断模块，用于判断所述无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内，当判定为是时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能合格；当判定为否时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能不合格。
17.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法。
18.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向智能网联汽车车内无线通信性
能评估测量方法。
19.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法。
20.本发明实施例中，与现有技术中精确的车内无线通信信号功率采集，需要在车内部署上百个功率探头，并在车外连接多台测试仪表，还需考虑车内不同探头之间、探头与线缆之间的干扰的技术方案相比，通过获得单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据；基于性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得车内多个指定位置处的无线通信信号功率值；判断无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内，当判定为是时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能合格；当判定为否时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能不合格。采用本发明取代传统的车内布置多传感器的测试方案，能够在保证测试一致性及测试准确性的基础上，实现对所述智能网联汽车车内无线通信性能的准确快速评估，大幅提高测试效率，并大幅降低测试系统建设成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
22.图1为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图一；
23.图2为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图二；
24.图3为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图三；
25.图4为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图四；
26.图5为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图五；
27.图6为本发明实施例中一种具体完整的面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图；
28.图7为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量装置结构框图。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
30.在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的
用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本技术的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
31.图1为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图一，如图1所示，该方法包括：
32.步骤101：进行单体级智能网联汽车车内通信天线性能测量，获得单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据；
33.步骤102：基于单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得车内多个指定位置处的无线通信信号功率值；
34.步骤103：判断所述无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内：
35.步骤104：当判定为是时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能合格；
36.步骤105：当判定为否时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能不合格。
37.具体的，本发明基于单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，结合整车车内环境全波仿真，对所述智能网联汽车车内无线通信性能进行计算评估，将多个指定位置处的无线通信信号功率值作为车内无线通信性能指标，取代传统的无线通信性能指标(增益，eirp/eis，trp/tis，等)，将所述无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值作为判定指标。
38.具体的，所述单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，包括其等效电流分布，以及切向电场的幅度及相位分布。
39.具体的，所述多个指定位置的选择，包括车内乘员头部位置，腰部位置，扶手箱位置，以及车内一切可能摆放无线通信终端(手机、笔记本电脑，pad)的位置。
40.在本发明实施例中，如图2所示，步骤102基于单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得多个指定位置处的无线通信信号功率值，包括：
41.步骤201：将所述性能测量数据对应的测量结果文件进行格式转换，导入全波电磁仿真软件；
42.步骤202：结合整车车内环境，基于全波电磁仿真软件进行全波仿真，获得多个指定位置处的无线通信信号功率值。
43.具体的，在进行整车全波仿真计算时，所述整车包括全部车身结构；
44.在进行整车全波仿真计算时，根据车型设置车内环境(车内场景)，车内环境包括人员及座椅的数量及布置、人体模型的数量及摆放位置。
45.具体的，在进行整车全波仿真计算时，测量结果文件应当放置于相关天线在车内的真实安装位置处。
46.在本发明实施例中，步骤103中的判断所述无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内，包括：
47.如图3所示，s3：判断多个指定位置处的无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否均在限定值范围内。
48.或，
49.如图4所示，s4：判断多个指定位置处的无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值的线性平均值是否在限定值范围内。
50.或，
51.如图5所示，s5：判断多个指定位置处的无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值的加权平均值是否在限定值范围内。
52.具体的，所述限定值的选择，包括但不限于相关位置处功率限值
±
3dbm，功率限值
±
5dbm。
53.图6为本发明实施例中一种具体完整的面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法流程图。
54.本发明实施例中还提供了一种面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法相似，因此该装置的实施可以参见面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法的实施，重复之处不再赘述。
55.图7为本发明实施例中面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量装置结构框图，如图7所示，该装置包括：
56.性能测量数据获得模块02，用于进行单体级智能网联汽车车内通信天线性能测量，获得单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据；
57.无线通信信号功率值获得模块04，用于基于单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得车内多个指定位置处的无线通信信号功率值；
58.无线通信性能合格判断模块06，用于判断所述无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内，当判定为是时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能合格；当判定为否时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能不合格。
59.在本发明实施例中，所述单体级智能网联汽车车内通信天线指处于未装车状态的用于车内通信的车载天线单体；
60.所述单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据包括等效电流分布，以及切向电场的幅度及相位分布。
61.在本发明实施例中，无线通信信号功率值获得模块具体用于：
62.将所述性能测量数据对应的测量结果文件进行格式转换，导入全波电磁仿真软件；
63.结合整车车内环境，基于全波电磁仿真软件进行全波仿真，获得多个指定位置处的无线通信信号功率值。
64.在本发明实施例中，所述测量结果文件放置于相关天线在车内的真实安装位置处。
65.在本发明实施例中，所述整车包括全部车身结构；
66.无线通信信号功率值获得模块具体用于：
67.根据车型设置车内环境，所述车内环境包括人员及座椅的数量及布置、人体模型的数量及摆放位置；
68.结合设置的车内环境进行全波仿真。
69.在本发明实施例中，无线通信性能合格判断模块具体用于：
70.判断多个指定位置处的无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否均在限定值范围内。
71.在本发明实施例中，无线通信性能合格判断模块具体用于：
72.判断多个指定位置处的无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值的线性平均值是否在限定值范围内。
73.在本发明实施例中，无线通信性能合格判断模块具体用于：
74.判断多个指定位置处的无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值的加权平均值是否在限定值范围内。
75.在本发明实施例中，所述车内多个指定位置包括车内乘员头部位置，腰部位置，扶手箱位置，以及车内摆放无线通信终端的位置。
76.在本发明实施例中，所述限定值为
±
3dbm或
±
5dbm。
77.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法。
78.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法。
79.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向智能网联汽车车内无线通信性能评估测量方法。
80.本发明实施例中，与现有技术中精确的车内无线通信信号功率采集，需要在车内部署上百个功率探头，并在车外连接多台测试仪表，还需考虑车内不同探头之间、探头与线缆之间的干扰的技术方案相比，通过获得单体级智能网联汽车车内通信天线的性能测量数据；基于性能测量数据，结合整车车内环境进行全波仿真，获得车内多个指定位置处的无线通信信号功率值；判断无线通信信号功率值与预先设定的功率限值的差值是否在限定值范围内，当判定为是时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能合格；当判定为否时，确定所述智能网联汽车车内无线通信性能不合格。采用本发明取代传统的车内布置多传感器的测试方案，能够在保证测试一致性及测试准确性的基础上，实现对所述智能网联汽车车内无线通信性能的准确快速评估，大幅提高测试效率，并大幅降低测试系统建设成本。
81.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
82.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程
图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
83.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
84.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
85.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。