V2X測試的挑戰(zhàn)

V2X，顧名思義就是vehicle-to-everything，通過現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車與人、車、路、后臺(tái)等信息交換共享，從而幫助汽車實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效行駛。

由于涉及到車與周圍環(huán)境的通信交互，V2X的應(yīng)用面臨各種各樣的通信環(huán)境和交通場景的組合。在V2X研發(fā)測試驗(yàn)證過程中如果還大量采用道路測試方法，我們將面臨測試?yán)锍毯蜏y試時(shí)間急劇增加所帶來的巨大挑戰(zhàn)。

北匯信息推出V2X測試解決方案支持在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成應(yīng)用場景仿真和通信環(huán)境仿真測試，可以極大的加速V2X研發(fā)驗(yàn)證過程。

北匯信息作為Vector、Rohde & Schwarz、IPG、PikeTec等國際知名企業(yè)的官方合作伙伴，同時(shí)也是IMT-2020（5G）推進(jìn)組蜂窩車聯(lián)（C-V2X）工作組成員，我們致力于在V2X領(lǐng)域積極開展LTE-V2X和5G-V2X的測試驗(yàn)證技術(shù)研究等工作，積極推動(dòng)中國V2X的產(chǎn)業(yè)落地，為客戶提供V2X成套測試系統(tǒng)及服務(wù)。

測試解決方案覆蓋

北匯信息作為國內(nèi)一流測試服務(wù)商，聯(lián)合Vector、Rohde & Schwarz、IPG、PikeTec等國際知名測試工具提供公司，為國內(nèi)V2X的研發(fā)提供完備的測試解決方案。

V2X測試解決方案主要覆蓋：

• V2X功能測試解決方案

○V2X（PC5）端到端應(yīng)用場景的HIL測試

○TBOX基站仿真測試

○V2X應(yīng)用算法MiL/SiL測試

○V2X應(yīng)用算法的代碼測試

• V2X一致性測試解決方案

○ ITS協(xié)議棧一致性測試

○接入層協(xié)議一致性測試

○GCF一致性測試

• V2X射頻測試解決方案

• 場地測試解決方案

○V2X數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

圖1 V2X開發(fā)V模型

V2X功能測試解決方案

V2X（PC5）端到端應(yīng)用場景的HIL測試

針對(duì)V2X應(yīng)用算法測試需求，北匯信息運(yùn)用虛擬場景和射頻通信的聯(lián)合仿真技術(shù)，提供完整的端到端V2X應(yīng)用場景的HIL測試系統(tǒng)。

通過該測試系統(tǒng)用戶可以構(gòu)建高保真的V2X應(yīng)用場景，并通過射頻儀表將虛擬測試場景中的各種交通參與者（車輛及路邊設(shè)施）信息轉(zhuǎn)換為V2X空口信號(hào)（Uu/PC5）輸入給被測控制器（OBU/RSU）。這樣用戶在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下就可完成OBU或RSU的控制模型或算法的硬件在環(huán)測試。同時(shí)能夠?qū)2X通信終端的射頻性能進(jìn)行信令測試，評(píng)估射頻一致性。

測試系統(tǒng)能力：

• 滿足C-V2X終端硬件在環(huán)測試
• 滿足端到端全協(xié)議棧應(yīng)用場景測試
• 支持不同國家ITS消息解析：CAM，DENM，Spat/MAP，IVI，BSM……DSMP（中國）
• 覆蓋OBU/RSU硬件功能性測試、ITS協(xié)議一致性測試
• 支持多種總線CAN、LIN、MOST、FlexRay和車載以太網(wǎng)通信
• 針對(duì)Uu口，系統(tǒng)滿足信令射頻測試需求
• 針對(duì)PC5口，系統(tǒng)支持信令發(fā)射機(jī)測試，非信令接收機(jī)測試

測試系統(tǒng)組要組件（主要針對(duì)PC5端口測試）：

• 場景仿真軟件：提供高保真V2X虛擬仿真場景、動(dòng)態(tài)交通流仿真及高精度動(dòng)力學(xué)仿真
• Vector CANoe.Car2x：提供ITS協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層協(xié)議仿真
• Vector VT板卡：提供CAN、車載以太網(wǎng)口板卡、車載電源模擬，故障注入仿真、數(shù)字模擬信號(hào)仿真及監(jiān)控；同時(shí)提供車輛虛擬ECU的模型仿真
• R&S CMW500：支持多達(dá)400個(gè)車輛或交通設(shè)施節(jié)點(diǎn)的PC5信號(hào)仿真，覆蓋到接入層（PHY，MAC，PDCP，RLC）
• R&S SMBV100A/B：輸出GNSS信號(hào)，用于被測OBU/ECU和仿真車輛之間的數(shù)據(jù)同步和導(dǎo)航，支持GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou等多種制式

北匯信息基于場景仿真軟件提供T/CSAE 53-2017 16個(gè)應(yīng)用場景測試庫。具體包含仿真測試場景有：

• 前向碰撞預(yù)警
• 盲區(qū)預(yù)警/變道輔助
• 緊急制動(dòng)預(yù)警
• 逆向超車碰撞預(yù)警
• 闖紅燈預(yù)警
• 交叉路口碰撞預(yù)警
• 左轉(zhuǎn)輔助
• 車內(nèi)標(biāo)牌
• 高優(yōu)先級(jí)車輛讓行
• 弱勢交通參與者預(yù)警
• 車輛失控預(yù)警
• 異常車輛提醒
• 道路危險(xiǎn)狀況提示
• 基于信號(hào)燈的車速引導(dǎo)
• 限速預(yù)警
• 前方擁堵提醒

V2X應(yīng)用算法MIL/SIL測試

北匯信息提供多種V2X算法MIL/SIL測試組合來完成V2V/V2I應(yīng)用測試，如前方碰撞警告，左轉(zhuǎn)輔助，緊急車輛等場景仿真。

理想化測試

基于場景仿真軟件中定制的V2X傳感器模型，附加到虛擬仿真車輛模型和交通對(duì)象上。可自由定義的消息格式，可配置的通信范圍和速率。不使用ETSI, WAVE, LTE-V協(xié)議棧，使用理想的無線電信道，但可人工添加的通信隨機(jī)特性，即消息接收概率和消息延遲。

帶無線通信仿真的測試

通過無線網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS-3中的WI-FI、LTE或者5GNR通信模型與場景仿真軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，為C-V2X MIL/SIL測試提供更加精準(zhǔn)的測試環(huán)境。便于用戶進(jìn)行各種無線網(wǎng)絡(luò)條件下的V2X/V2I算法仿真測試。

V2X應(yīng)用算法軟件測試

針對(duì)V2X應(yīng)用算法代碼的軟件測試，北匯信息提供靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試相關(guān)的測試工具，提供滿足嵌入式產(chǎn)品的測試環(huán)境，覆蓋嵌入式測試的各個(gè)環(huán)節(jié)。

靜態(tài)分析-Helix QAC/QAC++

針對(duì)靜態(tài)分析，我們提供美國Perforce公司的Helix QAC/QAC++代碼靜態(tài)測試工具，它可以自動(dòng)化執(zhí)行C/C++代碼的靜態(tài)分析，支持MISRA C/C++，AUTOSAR，CERT，CWE等代碼規(guī)范。

模型在環(huán)（MIl）測試-TPT

針對(duì)基于模型開發(fā)MBD的開發(fā)方式，我們提供德國PikeTec公司的模型測試工具TPT,在代碼測試之前要先針對(duì)模型進(jìn)行模型在環(huán)（MIL）測試，驗(yàn)證模型是否符合設(shè)計(jì)的需求。

軟件代碼SIL測試-VectorCAST

針對(duì)軟件代碼SIL測試，我們提供德國Vector公司的代碼動(dòng)態(tài)測試工具VectorCAST，它提供全自動(dòng)地測試執(zhí)行和評(píng)估；基于需求的測試跟蹤；增量式回歸測試以及代碼覆蓋率分析等功能。

• 模型測試工具TPT
• 靜態(tài)分析工具QAC
• 動(dòng)態(tài)測試工具VectorCAST

V2X一致性測試解決方案

ITS協(xié)議棧一致性測試

北匯信息基于德國Vector公司的CANoe和vTESTStudio提供ITS協(xié)議棧測試用例開發(fā)及執(zhí)行平臺(tái)，同時(shí)提供ITS協(xié)議一致性測試用例包。

ITS協(xié)議棧一致性測試開發(fā)參考中國信息通信研究院定義的ITS一致性測試規(guī)范。測試規(guī)范針對(duì)5種消息類型進(jìn)行測試，主要測試各類消息是否可以正常發(fā)送接收，消息結(jié)構(gòu)參數(shù)配置是否符合協(xié)議要求。

測試系統(tǒng)提供提供符合《基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)層/消息層協(xié)議一致性測試方法》要求的可執(zhí)行測試套件，具體測試項(xiàng)包括：

• DSM消息發(fā)送/接收測試
• DSA消息發(fā)送/接收測試
• BSM消息集協(xié)議一致性測試
• SPAT消息集協(xié)議一致性測試
• RSI消息集協(xié)議一致性測試
• RSM消息集協(xié)議一致性測試
• MAP消息集協(xié)議一致性測試

接入層一致性測試/GCF一致性測試

北匯信息基于R&S CMW500和SMBV100提供接入層一致性測試/GCF一致性測試系統(tǒng)。

測試方案系統(tǒng)組成如下：

• CMW500：針對(duì)PC5端口測試，CMW500可以模擬單輛車或者多輛汽車，覆蓋到接入層（PHY，MAC，PDCP，RLC）。針對(duì)Uu端口測試，CMW500用于模擬基站。
• SMBV100A/B：輸出GNSS信號(hào)，用于被測OBU/ECU和仿真車輛之間的數(shù)據(jù)同步和導(dǎo)航。

說明：PC5端口測試需要同時(shí)使用CMW500+SMBV100B，CMW500用于模擬配合車輛。Uu端口測試僅需要CMW500模擬基站。信號(hào)可以通過傳導(dǎo)或者OTA的方式與被測OBU建立連接。3GPP 36.523-1第24章定義了V2X接入層協(xié)議一致性測試用例。

射頻測試方案

系統(tǒng)構(gòu)成CMW100/CMW500

系統(tǒng)能力：

• 針對(duì)Uu端口（V2N，Vehicle to Network）滿足非信令射頻研發(fā)、生產(chǎn)、校準(zhǔn)測試。
• 針對(duì)PC5（V2V，V2I，V2P）端口，滿足非信令射頻研發(fā)，生產(chǎn)，校準(zhǔn)測試。

支持的測試項(xiàng)

• 頻譜類

○帶內(nèi)雜散

○領(lǐng)道泄漏比（ACLR）

○頻譜輻射模板

○頻率誤差

• 功率類

○功率動(dòng)態(tài)范圍

○功率監(jiān)測

○發(fā)射功率

• 其他

○矢量幅度誤差（EVM）

○矢量幅度誤差 Vs.子載波

○均衡器頻譜平坦度

○幅度誤差

○相位誤差

○IQ星座圖

○RB分配

V2X場地測試解決方案

V2X數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在V2X功能路試中，我們需要對(duì)車載OBU單元及相關(guān)控制器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)也需要對(duì)路邊設(shè)施單元或者周圍車輛V2X通信報(bào)文進(jìn)行采集，這主要涉及到各個(gè)V2X通信單元的無線數(shù)據(jù)同步獲取，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及后續(xù)的V2X報(bào)文分析和回放。北匯信息基于在ADAS路試數(shù)據(jù)采集的成功經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)展了V2X路試數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

V2X報(bào)文采集：采用LTE V2X BOX數(shù)據(jù)采集盒，可以同時(shí)接收路試車輛、路邊單元以及周圍車輛發(fā)出的V2X無線報(bào)文，并通過以太網(wǎng)傳給ADAS Logger進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)：ADAS Logger是專門為車載數(shù)據(jù)記錄的設(shè)計(jì)的高性能 PC，具有豐富接口類型，有 CAN、Ethernet、USB等，依然有 RS232接口用于 GPS接收器。同時(shí)支持各個(gè)接口的數(shù)據(jù)同步?？蓴U(kuò)展至 16TByte的存儲(chǔ)空間，另外集成 Vector的 VN8900或 VN7572板塊，可支持 8路CAN和I/O信號(hào)。

數(shù)據(jù)分析：將Logger存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CANoe軟件中可以完成對(duì)V2X報(bào)文，CAN報(bào)文的同步分析，用以分析實(shí)車V2X通信功能、性能。

北匯信息是德國Vector公司、德國Rohde&Schwarz（簡稱R&S）公司、德國IPG公司、德國PikeTec公司、美國Perforce公司等國際知名企業(yè)的官方合作伙伴，同時(shí)也是IMT-2020（5G）推進(jìn)組蜂窩車聯(lián)（C-V2X）工作組成員，我們致力與在V2X領(lǐng)域積極開展LTE-V2X和5G-V2X的測試驗(yàn)證技術(shù)研究等工作，積極推動(dòng)中國V2X的產(chǎn)業(yè)落地，為客戶提供V2X成套測試系統(tǒng)及服務(wù)。