V2X仿真测试系统
V2X仿真测试系统是一种适用于对实施V2X应用的设备和系统执行一致性测试,以及功能验证和性能测试的解决方案。无论是早期的原型设计,还是生产前阶段,这种集成式可扩展环境都能够在产品开发周期的任意阶段,将测试V2X应用所涉及的多种组件结合在一起。该解决方案支持在虚拟环境中的测试台上执行各类流量场景,且此类环境可以反映现场测试的所有通信属性;通过提高测试的效率和目的性,可以帮助客户优化成本高昂且风险叠出的各类现场测试。东方中科整合研发团队、测试团队、试验团队的资源,可针对用户特殊测试要求,利用思博伦通信的相关测试工具,为用户做深度定制开发。
一、系统概览
1.方案优势
- 实验室中的真实条件:开放API可实现与现有模型在环(MiL)和硬件在环(HiL)测试环境的集成;模块化的可扩展测试解决方案;
- 降低部署、运营和维护的成本:在测试结果分析方面优化现场测试工作;
- 对V2X安全应用执行性能评估和基准测试;
- 测量移动网络和道路基础设施在C-V2X使用方面的准备情况。
2.测试组件
- V2X仿真器软件
– 适用于V2V和V21/12V安全应用功能和性能评估的模块化测试平台;
– 一致性和功能测试场景;
– 适用于第三方功能(流量模拟、车辆模拟、GNSS模拟和测试控制)的开放架构。 - 专用的思博伦C50 C-V2X硬件包
– 2个NIC-82,每个包含4个C-V2X LTE-V PC5(侧行链路)无线电模块(共计8个);
– NIC-47,含4个以太网端口;
– NIC-84 (CAN) ,含2个CAN FD端口。
3.系统特性
- 多地区C-V2X协议栈支持:中国通信标准化协会(CCSA)、欧洲电信标准化协议(ETSI)、美国车辆环境中的无线接入(WAVE);
- 执行预先定义的V2X应用场景测试,如前方碰撞预警(FCW)、紧急制动线预警(EBLW)、异常车辆预警(AVW)等;
- 具备先进授时精度的专用C-V2X RF设备;
- 对OBU和RSU的V2X安全特性开展测试;
- 利用思博伦的GNSS模拟器对被测V2X ECU执行精确的位置模拟和大气条件模拟;
- 可选集成Vertex信道仿真器,在台架中重现各类真实的RF信道条件;
- 车载网络/CAN Rest总线模拟,适用于对被测设备的控制和观察。
二、协议一致性测试方案
协议一致性测试可以用于验证C-V2X网络层/消息层协议一致性,并匹配各地不同的测试规范,如OminiAir/ETSI/CCSA等。
1.一致性测试系统架构(基于OBU)
2.一致性测试用例覆盖范围
3.一致性测试用例标准
- OmniAir WAVE LTE-V标准
– IEEE 1609.2/1609.3;
– SAE J2945.1/2735;
– SAE J3161。 - ETSI C-ITS标准
– GeoNetworking (GN);
– IPv6 over GN (GN6);
– Basic Transport Protocol (BTP);
– Co-operative Awareness Messages (CAM);
– Decentralized Environmental Notification Messages (DENM)。 - CCSA C-V2X标准
– 基于LTE的车联网无线通信技术网络层测试方法;
– 基于LTE的车联网无线通信技术消息层测试方法。
4.一致性系统测试逻辑架构
5.操作界面:TTsuite-CN-ITS-LTEV
三、C-V2X场景测试方案
C-V2X应用场景仿真测试,适用于验证被测OBU/RSU的功能实现,并整合卫星定位仿真与信道仿真,验证被测OBU/RSU的性能指标。
1.测试方案:
传统的测试方案是使用真实车辆进行场地测试,其优势在于用真实的场景构建,除V2X功能,还能测试其他实车上的功能;但其劣势也很明显,费用很高(尤其对于反复多次测试来说)、不利于快速迭代(时间被测试场与测试车辆所限制)、灵活性与可重复性不强、测试环境艰苦,工程师在座舱内更新代码后再次测试。
思博伦通信提出基于Spirent C50的统一测试平台,平台计算能力强大,集成8个C-V2X射频用于仿真OBU/RSU,均可独立控制;支持最高4路10G以太网回传、2路CAN/CAN-FD回传、GPS信号。
2.方案优势:
- 基于Web界面操作;
- 结合GNSS模拟器/信道模拟器提供;
- 更贴近现实的实验室场景仿真,验证被测OBU/RSU的V2X功能实现与性能指标。
3.测试场景:
4.参考测试标准:
- T/CSAE-53-2020 合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第1阶段);
- CSAE-157-2020 合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准(第2阶段);
- T_CSAE 246-2022 智能网联汽车V2X系统预警应用功能测试与评价方法。
5.仿真系统功能实现:以FCW为例
(1)功能测试(Yes or No)
- 构建场景满足应用触发条件;
- 捕捉并解析应用产生的告警消息;
- 8路射频可更贴近真实地模拟多车场景。
(2)性能测试(Good or Bad)
- Radio与IVN精确同步;
- 记录时间戳,验证触发时延(Time to Event)。
(3)压力测试与鲁棒性测试
- 增加背景车数量;
- 调整GNSS信号强度与模型;
- 加载各种复杂的C-V2X信道模型。
6.系统扩展:
(1)V2X + Static VIL(整车台架在环)
(2)V2X + Dynamic VIL(动态车辆在环)
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