世界が注目―中国のインテリジェント・コネクテッドカー開発における通信品質評価の最前線

現在は端末試験が中心です。統合後の完成車試験の要件が確定しておらず、本格的には通信品質評価は実施されていません。完成車試験は主に屋外での試験のため、再現性が低く、効率が悪く、限られたシーンでしか試験できないという課題があります。完成車レベルのネットワーク通信試験の国内規格はまだ完成していませんが、市場の需要は急速に高まっており、業界のリーダーによる規格制定の推進が急務となっています。

このたび貴社にて、中国の国家レベルでの研究機関では初めて、大規模な車両向けの通信評価装置を導入することになりました。導入の目的や理由、導入に至る背景などを教えていただけますでしょうか。

将来のIoV（Internet of Vehicle）の開発と応用をサポートするという明確なビジネスニーズがある中、CICVは国のコネクテッドカーのイノベーションセンターとして、自動車の知能化とネットワーク化に重点を置き、大規模なテストラボの建設を計画しています。OTAテストラボは重要なラボの一つとして位置づけられています。将来を見据えると、IoVは自動車産業の必然的な方向性ではありますが、政府側では、まだIoVの試験と規制のための効果的な手段が整っていない状態です。完成車のOTAテストラボは将来の規制や許可の基準づくりというニーズを満たすことができます。

今回導入する計測システムは携帯端末および基地局向けの試験方法として3GPP⁴⁾に認可されたRadiated Two-Stage(RTS)法を利用しています。この装置を導入することになった技術的な理由を教えてください。

まず、RTS法もマルチプローブ法(MPAC）も3GPPの国際標準規格であり、TS 37.544に含まれています。モバイル端末のMIMO⁵⁾計測は、すべてファーフィールド試験を基本としています。例えば、MPACはファーフィールドでの条件付けが必要です。MPACは複数のプローブからの波を重ね合わせてクワイエットゾーン(QZ)を実現する方法であるため、車両全体をカバーできる大きなQZを作ることは現実的ではありません。

一方、標準的なRTS法は、アンテナパターン計測とスループットレート計測の二つのステップに基づいています。アンテナパターン計測では、ファーフィールド条件に基づいて、ファーフィールドのアンテナパターン情報を取得する必要があります。しかし、完成車のMIMO計測には以下二つの課題があります。

１．車には複数のアンテナが搭載されていますが、それぞれ異なる位置に配置されていること。
２．計測がニアフィールドとなること。

4) Third Generation Partnership Project。各国の標準化団体によって第3世代携帯電話(3G)普及のために1998年12月に作られた国際的なプロジェクト。それ以降の移動通信システムに関連する仕様の検討、策定を行っている。

5) Multiple Input Multiple Output。複数のアンテナを同時に用いてデータ送受信をする無線通信技術。

図１：ICV(intelligent connected vehicle)に搭載された複数のアンテナ(例)

本計測システムを導入するきっかけとなったプロジェクトでは、RTS法を用いて以下のフローでファーフィールドMIMO計測を実現します。

(1）ベクトルネットワークアナライザを介してDUT(被測定物)であるアンテナとテストアンテナを接続する一方、完成車をDUTとして放射アンテナパターン情報(振幅と位相を含む)を計測します。

(2）ニアフィールドからファーフィールドへの変換アルゴリズムと、前のステップで取得したDUTのアンテナパターン情報を利用してニアフィールドからファーフィールドに換算し、DUTのファーフィールド放射アンテナパターン情報を計算します。ここでのニアフィールド／ファーフィールド変換アルゴリズムは、球面波のニアフィールド／ファーフィールド変換アルゴリズムを使用します。

(3）ベクトルネットワークアナライザをDUTであるアンテナから切り離し、DUTを通信状態に切り替えます。

(4）計算されたDUTのファーフィールド放射アンテナパターン情報をチャネルシミュレータにインポートし、DUTのチャネルモデルを使用して計算し、マルチチャネルスループット計測信号を生成します。

(5）空間伝搬行列の逆行列を解き、空間伝搬に対するOTA、1対1の対応を確立し、スループット率を計測します。

今後の自動運転技術開発の中で重要な評価項目はどのようなものがありますか。計測システムへの期待などあれば教えてください。

インテリジェンスとコネクティビティの技術に関して、中国はすでにコネクテッドカーの参入許可ガイドラインを発表しました。近いうちにコネクテッドカーの参入許可要件と試験規則が発表されます。試験項目はシミュレーションテスト、ラボテスト、路上テストおよび情報セキュリティテストなどを含み、さらに、オンラインアップグレードに対して明確な要件を公表しました。今後、車両インターネット接続の要件がさらに明確になると思います。今回導入を決定した無線通信性能計測システムは、現在の市場ニーズをカバーしつつ、未来の業界発展トレンドも考慮した上でアップデートしていくことで、将来の市場ニーズにも対応できると期待しています。

海外自動車メーカーとも協力
---トヨタ、GM、VWも出資----

米国のTeslaや中国のNIO、Lixiangなど新興自動車メーカーでは、自動運転レベル2(部分的な運転支援)の搭載率が100％であり、OTAアップグレードでレベル2を実現しているケースもあります。そして2020年、中国でレベル2を搭載した車両販売台数が最も多かったのはトヨタで88万5,000台とのことでした。(出典：株式会社グローバルインフォメーション「中国のレベル2 (L2) 自動運転車市場の分析 (2020年)」)
貴社へはトヨタやGM、VWなど多くの海外自動車メーカーやBOSCHなどの大手自動車部品メーカーも出資しています。それらの株主へ今後期待することがあればぜひ教えてください。

トヨタ、GM、VWはいずれも中国で大きなシェアを占めており、市場での評判も非常に高く、影響力が大きいです。これらの株主は、今後自動車のインテリジェント化とネットワーク化が進むと確信し、CICVを通じて中国の将来の政策指針に追随できると期待しています。CICVは、これらの企業と手を組んで、インテリジェント・コネクテッドカー(スマートカー）の開発と急速な応用を促進し、規格や規制、業界のエコロジーにおいて協力していきたいと考えています。

貴重なお話をありがとうございました。東陽テクニカも、自動運転の技術向上に寄与し、新しい未来に貢献してまいります。今後も貴社のご活躍をお祈りいたします。

CICVについて

国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司 (China Intelligent and Connected Vehicles (Beijing) Research Institute Co., Ltd. (CICV))は中国の代表的な3つの自動車関連団体(China SAE、CAAM、およびCAICV)により2019年3月に発足しました。国内外のOEM、車載機器メーカーや通信業界が株主となり運営されています。2019年3月30日には、中国の工業情報化部(Ministry of Industry and Information Technology：MIIT)によりNational Innovation Center of Intelligent and Connected Vehiclesとして承認され、中国のICV(Intelligent Connected Vehicle)業界をけん引し、中国ICVとその関連業界を世界のバリューチェーンにおける地位向上などを目指し、世界競争力の強化と世界クラスの研究開発プラットフォームを構築することを目的としています。