一、問題背景
在我們真實(shí)的環(huán)境中，GNSS信號(hào)是無(wú)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(cè)試時(shí)，一般有兩種方式： ● 通過線纜直接連接待測(cè)件，無(wú)需額外環(huán)境與配置，即可進(jìn)行準(zhǔn)確的功率輸出與測(cè)試，完成對(duì)于待測(cè)件的GNSS信號(hào)支持；
● 為了追求更真實(shí)的測(cè)試環(huán)境，更簡(jiǎn)單的方法則是在暗室內(nèi)通過輻射測(cè)試來(lái)進(jìn)行，得到更加全面與廣泛的測(cè)試效果；而如果需要天然引入空間中的其他無(wú)線信號(hào)，或者需要添加與真實(shí)GNSS信號(hào)的共同測(cè)試/對(duì)比測(cè)試時(shí)，這種測(cè)試則會(huì)選擇在外場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。此時(shí)則需要考慮額外一點(diǎn)：GNSS類信號(hào)輻射測(cè)試是否符合當(dāng)?shù)匾?guī)定。
二、相關(guān)規(guī)定
中國(guó)工業(yè)與信息化部發(fā)布《無(wú)線電頻率使用許可管理辦法》加強(qiáng)無(wú)線電頻率使用許可管理，規(guī)范無(wú)線電頻率使用行為，有效利用無(wú)線電頻譜資源；此外，中國(guó)無(wú)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(hào)輻射測(cè)試時(shí)，可以參考這些規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，確保測(cè)試過程中的電磁輻射控制在安全范圍內(nèi)。
在美國(guó)，GPS頻譜受到國(guó)家電信和信息管理局（NTIA）的控制，參閱《聯(lián)邦無(wú)線電頻率管理手冊(cè)》第8.3.28和8.3.29節(jié)。根據(jù)測(cè)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(shí)授權(quán)（STA）或?qū)嶒?yàn)許可證。
其他國(guó)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(jì)算公式
我們梳理了無(wú)線環(huán)境下的功率計(jì)算公式，方便您在外場(chǎng)測(cè)試過程中快速計(jì)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(guó)NTIA（國(guó)家電信和信息管理局）規(guī)定，限制從全向天線接收的信號(hào)在距離測(cè)試進(jìn)行的建筑物100英尺（約30m）處的最大信號(hào)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(cè)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(jì)算進(jìn)行無(wú)線傳播： 損耗LOSS（dB）= 20 log10（4π * D / λ）
● 其中： λ = 確認(rèn)頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，1575 MHz處的波長(zhǎng)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(jì)算可知道，損耗為72dB，另外需要清除使用自由空間計(jì)算是最壞的情況，因?yàn)閴Ρ诤推渌系K物很可能會(huì)進(jìn)一步降低信號(hào)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(hào)強(qiáng)度不會(huì)超過規(guī)定的限制。
另外，我們推薦一個(gè)第三方計(jì)算工具，輸入頻率與距離即可計(jì)算自由損耗（Free Space Path Loss Calculator ）：
四、GNSS模擬器助力合規(guī)測(cè)試
使用GNSS模擬器在進(jìn)行此類測(cè)試時(shí)有著天然的優(yōu)勢(shì)：
● GNSS模擬器的信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍支持-175 ~-30dBm，可以適用于幾乎所有的場(chǎng)景，無(wú)需額外配置放大器或衰減器，減小測(cè)試的復(fù)雜度與測(cè)試精度；
● GNSS模擬器支持實(shí)時(shí)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(cè)試過程中根據(jù)需求隨時(shí)改變信號(hào)強(qiáng)度，使測(cè)試具有靈活性。
●GNSS模擬器支持自動(dòng)化與編程，可以寫入自由損耗算法與自動(dòng)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(dòng)生成符合規(guī)定與要求的GNSS信號(hào)，快速完成測(cè)試需求。
GNSS模擬器
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(shí)測(cè)試，具有靈活的軟件定義平臺(tái)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(dòng)態(tài)性能，仿真迭代率可達(dá)1000Hz，強(qiáng)大的軟件定義實(shí)現(xiàn)通道數(shù)無(wú)限制；廣泛應(yīng)用于汽車HIL測(cè)試，導(dǎo)航芯片、消費(fèi)電子、終端測(cè)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(gè)搜星通道同時(shí)仿真，且無(wú)需額外付費(fèi)
● 支持基于實(shí)時(shí)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(lái)提供5G和C-V2X網(wǎng)絡(luò)仿真解決方案使蔚來(lái)能夠在可控和可重復(fù)的測(cè)試條件下，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試場(chǎng)景的仿真和驗(yàn)證。
