Videoqualitätstests von Automotive-Infotainment-Geräten

Automotive-Infotainment-Tests

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Stand

Die Interaktion der Nutzer mit den Infotainment-Systemen der Fahrzeuge durchläuft gegenwärtig einen Paradigmenwechsel. Die Benutzer sind heute mit Smartphones und den darauf ausgeführten Anwendungen bestens vertraut.

Bei den meisten beliebten Smartphone-Anwendungen spielt Video eine wichtige Rolle. Mit Integrationslösungen wie Apple CarPlay oder Android Auto können die Nutzer die vertrauten Bedienkonzepte ins Auto übertragen.

Die Infotainment-Systeme moderner Fahrzeuge werden jedoch laufend weiterentwickelt und unterstützen heute auch standardmäßig alle Kommunikations- und Broadcast-Funktionen. Dabei ist das Display des Infotainment-Systems das zentrale Element der Head Unit des Fahrzeugs, und die Audio-/Video-Qualität spielt eine entscheidende Rolle für das Benutzererlebnis.

Herausforderungen

Normalerweise werden Video-Inhalte von Multimedia-Anwendungen (Netflix, YouTube, Facebook, usw.) über eine Datenverbindung zu einem 4G-/3G-Mobilfunknetz oder nichtzellularen WLAN-Zugangspunkt gestreamt. Für das digitale Fernsehen (DTV) kann auch ein DVB-T/DVB-T2- oder ATSC 3.0-Netz genutzt werden.

Da sich die Fahrzeuge bewegen, muss das Infotainment-System mit komplexen Fading-Szenarien, Mehrwegeausbreitung und dem durch die Geschwindigkeit verursachten Dopplereffekt zurechtkommen. Daraus ergeben sich einige Fehlerquellen für Audio und Video.

Im Fall IP-basierter Verbindungen können Fehler durch Paketverluste, die Paketlaufzeit und Paket-Jitter eingeschleust werden. Gefrorene/fehlende Frames, Verzögerungen, Synchronisationsverlust von Audio und Video usw. sind typische Fehlerursachen bei der DTV-Wiedergabe.

Um eine optimale Leistung einer Infotainment-Einheit sicherzustellen, ist es deswegen unerlässlich, das Display auf Audio- und Video-Verzerrungen zu testen.

Lösung von Rohde & Schwarz

Die Rohde & Schwarz-Lösung kombiniert den R&S^®CMW500 Wideband Radio Communication Tester und den R&S^®VTE Videotester, um eine realistische End-to-End-Kommunikationsverbindung zu simulieren und Videoqualitätsmessungen im Labor zu ermöglichen.

Das Infotainment-Gerät wird über die durch den R&S^®CMW500 emulierte Luftschnittstelle angebunden. Anders als bei der tatsächlichen praktischen Erprobung entsteht so eine kontrollierte Testumgebung, in der diverse Netzwerkparameter nach Bedarf angepasst werden können. Der Datenverkehr unter Idealbedingungen kann reproduzierbar analysiert werden – und indem IP-Störgrößen oder Fading eingeführt werden, sind auch Tests unter nicht-idealen Bedingungen möglich.

Die A/V-Verzerrungsmessungsfunktion des R&S^®VTE vergleicht in Echtzeit die Video- und Audioausgabe eines Messobjekts mit einer zuvor aufgezeichneten Referenz. Die Rohde & Schwarz A/V-Verzerrungsanalyse bewertet also nicht die absolute Bild- und Tonqualität, sondern die Abweichungen von einer aufgezeichneten Referenz.

Die Verwendung einer Referenz hat den Vorteil, dass alle vorgenommenen Videoskalierungen, die das Signal im Zuge der Videoverarbeitungskette erfährt, vom Test ausgenommen sind. Stattdessen wird die Leistungsfähigkeit des Messobjekts bewertet, um durch Fehlverhalten des Messobjekts oder Störungen verursachte Beeinflussungen zuverlässig zu identifizieren.

Die Rohde & Schwarz A/V-Verzerrungsanalyse kann in Verbindung mit den folgenden Eingangsmodulen über alle gängigen A/V-Schnittstellen mit den zugehörigen Signalformaten genutzt werden:

Analog-A/V: Composite (SD), Component (SD/HD), VGA
MHL™ Version 1.2 und 2.0, Auflösung bis 1920 × 1080 Pixel, 8 × Audio (PCM bis 48 kHz)
HDMI™ Version 1.4 und 2.0 (3G), Auflösung bis 4K (4096 × 2160 Pixel), 8 × Audio (PCM bis 48 kHz)

Andere digitale Schnittstellen wie SDI, DVI, LVDS und DisplayPort können über externe Signalkonverter mit HDMI™-Unterstützung integriert werden. Auf diese Weise kann z. B. das LVDS-Ausgangssignal analysiert werden.

Darüber hinaus stellt der R&S^®CMW500 mit integrierter Data Application Unit (DAU) die IP-Infrastruktur und vorkonfigurierte Dienste bereit. Die DAU kann als IP Multimedia Subsystem- (IMS-) Server, als Video-Streaming-Server, als Secure User Plane Location- (SUPL-) Server usw. fungieren. Beim Testen benutzerspezifischer Dienste, die einen dedizierten Server voraussetzen, wird über Ethernet eine direkte Verbindung zum Internet aufgebaut. In diesem Fall dient die DAU als Gateway zum Internet, um eine Datenanalyse zu ermöglichen.