一、問題背景

在我們真實的環(huán)境中，GNSS信號是無處不在的，他通過從衛(wèi)星輻射的形式覆蓋地表。當(dāng)我們想要使用GNSS模擬器進(jìn)行測試時，一般有兩種方式：

● 通過線纜直接連接待測件，無需額外環(huán)境與配置，即可進(jìn)行準(zhǔn)確的功率輸出與測試，完成對于待測件的GNSS信號支持；

● 為了追求更真實的測試環(huán)境，更簡單的方法則是在暗室內(nèi)通過輻射測試來進(jìn)行，得到更加全面與廣泛的測試效果；而如果需要天然引入空間中的其他無線信號，或者需要添加與真實GNSS信號的共同測試/對比測試時，這種測試則會選擇在外場環(huán)境中進(jìn)行測試。此時則需要考慮額外一點(diǎn)：GNSS類信號輻射測試是否符合當(dāng)?shù)匾?guī)定。

二、相關(guān)規(guī)定

中國工業(yè)與信息化部發(fā)布《無線電頻率使用許可管理辦法》加強(qiáng)無線電頻率使用許可管理，規(guī)范無線電頻率使用行為，有效利用無線電頻譜資源；此外，中國無線電管理部門也制定了一些關(guān)于電磁輻射防護(hù)的規(guī)定，例如《電磁輻射防護(hù)管理辦法》等，在進(jìn)行GPS信號輻射測試時，可以參考這些規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，確保測試過程中的電磁輻射控制在安全范圍內(nèi)。

在美國，GPS頻譜受到國家電信和信息管理局（NTIA）的控制，參閱《聯(lián)邦無線電頻率管理手冊》第8.3.28和8.3.29節(jié)。根據(jù)測試情況，可能需要獲得FCC的授權(quán)，以在NTIA允許的電平功率要求下進(jìn)行操作。此外可能需要特殊臨時授權(quán)（STA）或?qū)嶒炘S可證。

其他國家可能有其自己的規(guī)定或限制，在使用可選天線之前應(yīng)該了解并遵守這些規(guī)定。

三、功率傳輸計算公式

我們梳理了無線環(huán)境下的功率計算公式，方便您在外場測試過程中快速計算在符合規(guī)定的情況下，應(yīng)該設(shè)置多大的輸出功率。

參考美國NTIA（國家電信和信息管理局）規(guī)定，限制從全向天線接收的信號在距離測試進(jìn)行的建筑物100英尺（約30m）處的最大信號水平為-140 dBm（24 MHz帶寬）。因此，為了符合這一規(guī)定，GNSS模擬器的最大功率輸出可能需要受到限制。例如，考慮以下測試設(shè)置：

● 天線距離最近的外墻距離：100英尺 （約30m）

● 天線增益：0 dB（全向天線）

● 天線到GNSS模擬器的電纜損耗：0 dB（未使用電纜）

使用自由空間損耗計算進(jìn)行無線傳播：

損耗LOSS（dB）= 20 log10（4π * D / λ）

● 其中： λ = 確認(rèn)頻率對應(yīng)的波長，1575 MHz處的波長為19 cm

● D = 天線到限制點(diǎn)的距離，在此案例中，D= 天線到外墻距離+外墻到規(guī)范限制距離 = 60m

帶入計算可知道，損耗為72dB，另外需要清除使用自由空間計算是最壞的情況，因為墻壁和其他障礙物很可能會進(jìn)一步降低信號強(qiáng)度。因此，將GSG的功率輸出設(shè)置為-140 + 72 = -68 dBm或更低將確保符合規(guī)定。這樣的設(shè)置將保證信號強(qiáng)度不會超過規(guī)定的限制。

另外，我們推薦一個第三方計算工具，輸入頻率與距離即可計算自由損耗（Free Space Path Loss Calculator ）：

四、德思特Safran GNSS模擬器助力合規(guī)測試

使用德思特Safran GNSS模擬器在進(jìn)行此類測試時有著天然的優(yōu)勢：

● 德思特Safran GNSS模擬器的信號動態(tài)范圍支持-175 ~-30dBm，可以適用于幾乎所有的場景，無需額外配置放大器或衰減器，減小測試的復(fù)雜度與測試精度；

● 德思特Safran GNSS模擬器支持實時的功率調(diào)節(jié)功能，調(diào)節(jié)步進(jìn)可達(dá)0.1dB，可以在測試過程中根據(jù)需求隨時改變信號強(qiáng)度，使測試具有靈活性。

● 德思特Safran GNSS模擬器支持自動化與編程，可以寫入自由損耗算法與自動化流程，根據(jù)所在位置的條件與環(huán)境，以及法律法規(guī)等條件，自動生成符合規(guī)定與要求的GNSS信號，快速完成測試需求。

五、德思特Safran GNSS模擬器

德思特Safran GNSS模擬器基于先進(jìn)的軟件定義架構(gòu)，賦能下一代定位、導(dǎo)航與授時測試，具有靈活的軟件定義平臺和API，支持所有的GNSS星座與波形；具有超高的精度、分辨率以及動態(tài)性能，仿真迭代率可達(dá)1000Hz，強(qiáng)大的軟件定義實現(xiàn)通道數(shù)無限制；廣泛應(yīng)用于汽車HIL測試，導(dǎo)航芯片、消費(fèi)電子、終端測試，航空航天模擬，以及干擾抵抗。

● 仿真迭代率高達(dá)1000Hz

● HIL仿真延遲低至5ms

● 支持1000個搜星通道同時仿真，且無需額外付費(fèi)

● 支持基于實時天空同步的全景衛(wèi)星模擬

因此能夠十分順暢地與是德現(xiàn)有的解決方案結(jié)合，為蔚來提供5G和C-V2X網(wǎng)絡(luò)仿真解決方案使蔚來能夠在可控和可重復(fù)的測試條件下，在實驗室環(huán)境中實現(xiàn)復(fù)雜的硬件在環(huán)（HIL）測試場景的仿真和驗證。

審核編輯 黃宇