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如今，汽车系统的复杂程度与日俱增，雷达传感器、无线连接和信息娱乐系统等诸多功能逐渐走进汽车，并借助车载网络实现互联互通。而这些系统的可靠性和安全性必须得到保障。复杂性的提高为汽车测试和测量领域带来新的挑战，他们需要为汽车制造商提供能够有效验证系统功能性的工具和系统。

几大挑战

汽车测试领域面临着诸多的挑战，如何验证车车通信在复杂环境下的有效性、如何评估车载以太网的信号完整性和数据错误、以及如何确定新型车漆对雷达性能的影响，这些都是亟待解决的问题。

以车载网络为例。车载安全系统和信息娱乐应用都离不开数据的传输，随着数据流量的不断增加，汽车行业对提升车载通信网络速度的需求愈发急迫。在这样的背景下，一种新的车载以太网标准 IEEE 100BASE-T1 应运而生，它以 OPEN Alliance BroadR-Reach 物理层为基础，利用非屏蔽双绞线电缆实现全双工以太网通信。

要想借助车载以太网传送关乎安全的数据，汽车OEM必须在一致性测试中验证车载网络的性能。这就需要测量双绞线上的干扰和衰减程度，并在信号传输期间执行复杂测试。而传统的以太网协议分析仪可能无法将 100BASE-T1 电缆上的电信号失真与数据报包的错误关联起来。

仍以车载通信为例，我们看看两种当前重点考虑的策略：车-车通信和车-基础设施互联。IEEE 802.11p 专用短距离通信标准基于 WiFi 标准 IEEE-802.11，而 3GPP 的蜂窝车联网 (C-V2X) 技术则基于 4G LTE，后续还将演进到 5G V2X。

由于汽车制造商希望通过提高集成度来降低成本，因此这两种方法都需要在车内、车车之间、车与环境之间以及芯片级（考虑这些系统的集成度）等诸多场合下进行可靠的射频测试。此外，测试系统和环境还必须能够对在线升级策略的稳健性进行评估，以确保远程更新的有效性。

辅助驾驶和自动驾驶环节同样也需要新的测试方法，尤其是汽车雷达。汽车要想顺利通过复杂的城区环境，自主地避开行人和障碍物，就需要为驾驶系统配备具有超高抗干扰能力的可靠雷达系统。一些行业预测结果显示，一辆汽车可能需要配备多达 30 个雷达传感器。这就愈发需要有效的射频测试和雷达质量分析环境，来确保关乎汽车安全的各个系统的可靠性。

遗憾的是，射频测试和仿真往往非常困难，而这一问题在汽车系统环境中尤为突出。首先需要应对的就是更高工作频率的挑战。预计到 2022 年，汽车行业雷达系统的频率将由 24GHz 全面提升到 77/79GHz（24GHz 可实现的扫频带宽为 200MHz，如果达到 79GHz，扫频带宽将提升至 4GHz）。这将大大改进雷达系统的距离解析能力，从而更地检测车周环境中的物体并加以准确分类。当频率达到 77/79GHz 进而使扫频带宽提升后，还可以利用跳频来降低雷达传感器之间的互扰。

更为复杂的是，汽车制造商更趋向于将汽车雷达传感器安装在保险杠、车标或车身板件的后面，这样做相当于给雷达安装了天线罩，会削弱传感器的功能，甚至导致传感器彻底失效。因此，测试系统必须能够在设计和生产环节检测分析出雷达的性能表现。

导致汽车电子设备增加的另一个原因是安全法规的变化。例如，欧盟委员会出台的 eCall 计划规定，自 2018 年 3 月 31 日起，在欧盟国家销售的汽车需搭载 eCall 系统，以便在车辆发生严重交通事故时，自动呼叫紧急服务系统并共享车载传感器中的关键数据。

eCall 计划的目的在于保障乘客的安全，但这需要可靠的系统来支撑，否则其价值就会大打折扣。因此，开发人员需要一种能够识别和模拟 eCall 系统在实际中可能遇到的各种问题的测试解决方案。有鉴于 eCall 系统的用途，传送紧急信号和传感器数据的无线链路成为这一系统中重要的部分之一。测试环境需要准确模拟 eCall 信号与移动通信网络和各种卫星导航系统 (GNSS) 之间的交互方式。

解决测试挑战

在汽车技术发展给测试和测量领域带来的诸多挑战中，一部分挑战可以通过在原本应用于其他领域的测试技术基础之上进行适当调整来加以解决，但其他挑战则需要全新的解决方案。长期以来，罗德与施瓦茨一直致力于提供高质、精准、可靠的测试解决方案，解决如今在汽车测试中也会遇到的诸多问题。公司凭借长久以来积淀的专长和经验，开发出诸多创新的解决方案。

例如，为解决车载以太网测试问题，公司开发出汽车行业专用的触发和解码套件。这些选件搭配适合的示波器，可以针对传送的以太网协议内容进行触发和解码，并将其时序与总线电信号关联起来。与传统的以太网协议分析相比，这一解决方案具有更强的深度分析、调试和诊断能力。

此外，针对汽车雷达的测试和测量，罗德与施瓦茨创建了可产生多维雷达回波环境的测试平台。这些系统可以测量材料对 77GHz 和 79GHz 频率范围内信号的反射和衰减程度，从而确定天线罩、面板厚度、表面涂层等因素对雷达信号的影响。除了用于研发外，这类测试解决方案正越来越多地应用于质量评估和生产环境中。

为了解决 eCall 实施的测试需求，罗德与施瓦茨开发的 eCall 测试系统可以模拟 2G 和 3G 电话网络及美国 GPS、欧洲 Galileo、俄罗斯 GLONASS 和中国北斗 GNSS 等技术。目前，超过 200 套移动通信仿真器已运往汽车OEM及其供应商。此外，CETECOM 已经检查了罗德与施瓦茨公司泛欧紧急呼叫系统解决方案中 eCall 测试公共安全应答点的实施情况，并证明其符合 CEN EN 16454:2015 标准。

在不远的将来，OEM 还将需要能够对 GNSS 信号的合并进行模拟，以实现更精准的定位，同时随着 eCall 从 2G/3G 发展到 LTE，测试人员也将能够在这些更为复杂的无线电环境中检测下一代 eCall 系统的性能。