在实验室环境下对C-V2X进行真实场景仿真的测试和验证

创建并模拟细致入微的交通场景,从而验证 蜂窝车联网 (C-V2X) 连接性。


当前现状 多年来,汽车主机厂和政府机构一直在寻找能够加强道路 安全和有效管理交通的途径,并且放眼未来,能够让驾乘 体验更为舒适。车联网 (V2X) 是将汽车与万物相连的新一代 信息和通信技术。V2X的设计初衷在于提供低延迟下车与车 (V2V)、车与路侧基础设施 (V2I) 和车与行人 (V2P) 通信,为 未来驾驶辅助系统创造出全新维度。作为一种通信标准,蜂窝车联网 (C-V2X) 在 3GPP Rel.14版中予以定义,并且使用 LTE技术作为物理接口进行通信。此标准描述了两种模式。车 与网络 (V2N) 模式的通信通过Uu接口进行,采用传统的蜂窝 网链路,将云服务集成到端到端解决方案中,例如允许将特 定区域的道路和交通信息传递给车辆。

第二种模式又称为直连模式或侧链模式 (V2V, V2I, V2P),其 通信通过PC5接口进行传输。在该模式中,网络基础设施对 C-V2X来说并非必不可少。它可以在没有SIM卡 和网络协助 的情况下运行,主要使用GNSS作为时间同步。

基于LTE 3GPP Rel.14版的首个C-V2X直连通信商用部署计划 将于2020/21年落户中国。这项首发试运行需要进行全面的 测试。在真实环境中进行全面验证系统功能和性能的现场测 试,是一项耗时、耗成本又充满挑战性的工作,并且对于功 能性及其衍生出的必要辅助功能的需求随时都在发生变化。 因此需要在开发和引进阶段借助测试解决方案来验证是否符 合标准。PC5直连通信模式实现了时效性和安全性相关信息 的高可靠性交换。移动通信测试仪与C-V2X场景模拟工具的 搭配使用能够创造可复现的测试场景。这一点对于 C-V2X验 证流程的标准化来说至关重要,有益于获取可靠且可比较的 结果,同时也有助于展现出两台来自于不同供应商的C-V2X 设备之间的端到端功能是否可以正常运行。

解决方案

罗德与施瓦茨和汽车测试工具供应商Vector合作,开发出 了一套全新的测试架构,可用于在实验室环境下对C-V2X 应用进行安全鉴定方面的测试和验证。罗德与施瓦茨测试 方案包含一台¸CMW500宽带无线通信综测仪和一台 ¸SMBV100B GNSS卫星导航模拟器,搭配功能强大的 Vector CANoe .Car2x模拟工具。¸CMW500采用C-V2X 软件包来模拟物理层和MAC层,从而在PC5接口上发送和接 收数据。¸SMBV100B作为GNSS导航卫星模拟器,为 C-V2X模式下覆盖区域外的通信的提供精准同步信息,并向 被测设备 (DUT) 提供高准确度的定位信息。

对V2X基本安全信息 (BSM) 而言,此类信息不可或缺。用 于 Vector工具的R&S®CMW-KAA550 C-V2X应用适配器, 能 够将上述仪器连接到V2X应用测试的CANoe .Car2x软件环境 中。Vector工具则提供了丰富的功能来配置并运行各类交通 场景,全面测试电子控制单元 (ECU) 的各类功能。用户可以 创建并模拟细致入微的交通状况,从而验证包括预期应用的 安全性与证书管理在内的C-V2X连接性。简单易用的地理场 景编辑器有助于用户创建交通场景。CANoe .Car2x中的场景 启动后,软件工具就能够使用符合目标市场(北美、欧洲、 中国)规范的相关ITS堆栈变量,基于所配置的测试场景生 成对应的ITS通信消息。该场景信息和路线信息会通过专为 Vector打造的R&S®CMW-KAA550 C-V2X应用适配器 转发给 R&S®CMW500和R&S®SMBV100B,从而为DUT提供无线接 入层。这种方式实现了根据特定状况模拟C-V2X控制单元及 测试所实施的功能,例如:
  • 紧急电子刹车灯 (EEBL)
  • 左转辅助 (LTA) f交叉路口辅助 (IMA)
  • 拥堵控制 – 通过多辆模拟汽车进行模拟

应用

此处呈现的测试解决方案实现了在实验室环境下对C-V2X应 用进行安全性鉴定测试,能够提供可靠且可重复的结果。 Vector CANoe .Car2x软件工具和罗德与施瓦茨仪器搭配,提 供的强大功能,能够创建复杂且可复现的C-V2X场景,从而 根据所配置的状况模拟C-V2X控制单元,并通过有针对性的 方式测试所实施的功能。该测试解决方案是一项面向未来的 投资,通过R&S®CMX500无线通信综测仪的扩展选件,可轻 松适应包括5G新空口 (5G NR) 在内的未来C-V2X版本,始终 能够应对C-V2X的最新发展趋势。

 

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