Испытания приложений C-V2X в лабораторных и полевых условиях на основе заданных сценариев

Измерительная задача

На протяжении ряда лет автопроизводители и государственные ведомства стремятся к повышению уровня безопасности на дорогах и эффективности управления дорожным движением, чтобы оно стало более комфортным. Информационно-коммуникационная технология V2X нового поколения обеспечивает быстрый обмен данными между транспортными средствами (V2V), между транспортными средствами и дорожной инфраструктурой (V2I), а также между транспортными средствами и пешеходами (V2P). Это открывает целый ряд новых возможностей для будущих систем помощи водителю.

В 14-выпуске спецификации 3GPP для сотовой связи V2X (C-V2X) в качестве физического интерфейса связи используется технология LTE. В стандарте предусмотрены два режима. В режиме V2N (Vehicle-to-network) связь осуществляется через интерфейс Uu и стандартные каналы сотовой связи, что позволяет интегрировать облачные сервисы для создания сквозных решений. Данный режим можно использовать для передачи локальной информации о дорожной обстановке на транспортные средства. В режиме прямой связи (V2V, V2I, V2P) связь осуществляется через интерфейс PC5. Здесь для технологии C-V2X не требуется сетевая инфраструктура. Возможна работа без SIM-карты и сети, при этом в качестве основного источника синхронизации по времени используется глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС). Проверка функциональных возможностей и характеристик системы с помощью только полевых испытаний может быть трудоемкой, дорогостоящей и очень сложной задачей. Требования к функциональным возможностям и соответствующим функциям систем помощи водителю непрерывно изменяются. Испытательные решения проверяют соответствие стандартам на этапах разработки и внедрения. Режим прямой связи с использованием интерфейса PC5 обеспечивает очень надежный обмен информацией, критичной с точки зрения оперативности и безопасности. Тестер беспроводной связи в сочетании с инструментом моделирования сценариев C-V2X позволяет реализовать воспроизводимые тестовые сценарии. Это очень важно для стандартизации процессов верификации C-V2X в целях получения надежных и сравнимых результатов. Данная конфигурация также помогает проверять сквозную функциональность между двумя устройствами C-V2X от различных производителей. По достижении прототипом определенной стадии разработки телематический блок управления (TCU) можно интегрировать в базовое транспортное средство в целях проведения анализа в сетевых условиях C-V2X на испытательной площадке.

Решение компании Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz и компания Vector, поставщик испытательных решений для автомобилестроения, разработали новую архитектуру для проведения испытаний и верификации критических с точки зрения безопасности приложений C-V2X в лабораторных и полевых условиях. Испытательная установка Rohde & Schwarz состоит из широкополосного тестера радиосвязи R&S®CMW500 и имитатора ГНСС R&S®SMBV100B, которые комбинируются с комплексным решением Vector CANoe. Car2x для моделирования сценариев. В тестере R&S®CMW500 используется программный пакет C-V2X для моделирования физического уровня и уровня доступа к среде передачи (MAC) для передачи и приема данных через интерфейс радиосвязи PC5. Вместе с решением Vector CANoe.Car2x тестер R&S®CMW500 также пригоден для полевого анализа. R&S®SMBV100B работает в качестве сигналов ГНСС в лабораторных условиях. Он обеспечивает точную синхронизацию обмена данными в режиме C-V2X в условиях отсутствия покрытия, а также предоставляет точную информацию о позиции испытуемого устройства, которая требуется для базовых сообщений безопасности V2X (BSM). Комплект для испытаний R&S®CMW-KAX550 LTE V2X для решения Vector устанавливает соединение между приборами и ПО CANoe. Car2x для проведения прикладных испытаний V2X. ПО Vector позволяет настраивать и запускать сценарии дорожного движения в целях подробного тестирования функций телематического блока управления (TCU). Пользователи могут создавать и моделировать детализированные дорожные ситуации для проверки подключения C-V2X, в том числе управление средствами защиты и сертификатами предполагаемого приложения. Удобный графический редактор сценариев помогает пользователям создавать требуемые сценарии дорожного движения. При запуске сценария ПО CANoe. Car2x генерирует соответствующие информационные сообщения ITS на основе заданного тестового сценария, используя требуемый вариант стека ITS для целевого рынка (например, Северная Америка, Европа, Китай) согласно спецификациям. Сообщения сценария и информация о маршруте передаются на приборы R&S®CMW500 и R&S®SMBV100B через комплект для испытаний R&S®CMW-KAX550 LTE V2X, и таким образом создается уровень радиодоступа для испытуемого устройства. Таким образом можно моделировать телематические блоки управления с поддержкой C-V2X в зависимости от конкретной ситуации и испытывать следующие реализуемые функции:

• Предупреждение об экстренном торможении (EBW/EEBL)
• Система помощи при повороте налево (LTA)
• Предупреждение о столкновении на перекрестке (ICW)
• Управление заторами с моделированием множества автомобилей

Испытательная система Rohde & Schwarz моделирует такие условия, как связь за пределами зоны прямой видимости, слабые сигналы ГНСС или дорожные пробки. Тестер радиосвязи R&S®CMW500 также может передавать сигналы виртуальных транспортных средств по эфиру. Возможна проверка приложений C-V2X в различных сценариях дорожного движения. Дополнительные линейный широкополосный усилитель R&S®BBA генерирует требуемую напряженность поля. Теперь для проведения испытаний, в которых требовалось наличие нескольких тестовых транспортных средств, достаточно иметь одно физическое и несколько виртуальных транспортных средств. С помощью сканеров сети R&S®TSMx PC5 можно контролировать покрытие и характеристики C-V2X в режиме реального времени. Данные испытательной площадки можно затем использовать в целях дальнейшего проектирования в лаборатории.