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罗德与施瓦茨-汽车座舱网联应用端到端测试

2020-04-08 18:02:27·  来源：罗德与施瓦茨  
　
现在汽车上配置了越来越多的智能网联应用。这些基于互联网的应用可以分为汽车远程监控与控 制，软件功能 OTA 升级和座舱音视频娱乐与导航等三种，比如智能汽车新
现在汽车上配置了越来越多的智能网联应用。这些基于互联网的应用可以分为汽车远程监控与控 制，软件功能 OTA 升级和座舱音视频娱乐与导航等三种，比如智能汽车新势力的代表特斯拉 App 就 分为媒体，软件更新和温度与控制等三个方面。这些移动互联网应用是汽车厂家增加车主使用方便 性/乐趣和客户粘性的重要手段，也可以引导车主购买更多增值服务和功能来增加车企的利润。
 
测试方案一
现在用户都已经习惯了手机上互联网应用和 4G 网络的方便性。因此考虑用户使用体验，汽车 互联网应用要能媲美手机上的应用。我们了解到很多用户已经遇到并投诉汽车上应用反应慢，网速 低甚至没有网络等情况。那么这些问题是汽车应用本身问题，是厂家服务器问题，还是移动网络信 号的问题呢？汽车厂家如何通过测试来保证汽车互联网应用的网络连接的性能呢？ 
罗德与施瓦茨是测试与测量行业的领导者，针对汽车企业的需求，提出的测试方案的主要架构和功能如下：
 
测试方案一
这套方案核心设备是 CMW500 网络模拟器。汽车互联网应用通过 4G 信号跟 CMW500 相连， 进而根据不同的应用分别连到车企用户服务器/用户 App 和第三方互联网网站等。CMW500 提供了理想的移动网络环境，从而可以测试汽车应用或 Tbox 通信性能和诊断汽车到车企用户服务器链路等问 题，详细功能列举如下:
  1. 汽车网速测试和 IP 数据统计，比如汽车 T-box 在 4G 网络下一定时间内的数据吞吐量测试，统计 IP 网络的时延，丢包等
  2. 提供基于 IP 的理想测试环境供客户定制测试内容，比如汽车应用通过 CMW500 网络模拟器连接 第三方服务网站如爱奇艺，用户手机 APP 通过 CMW500 访问汽车等
  3. IP 数据分析和设置不同服务等级（QoS），比如分析每个 IP 连接，应用，协议所产生的数据流量的行为 和占比，可以设置不同 IP 服务优先级（网络时延，抖动和丢包等级）进行测试。
  4. IP 数据安全分析，比如加密协议和证书分析，IP 端口分析，服务器地址分析，并以地理化的形 式将服务器的 IP 地址显示在地图上，也可以通过关键词搜索去检索如密码等信息是否经过加密传输 或明文传输等
注意此测试需要改写汽车芯片的 esim 信息，改成兼容 CMW500 的加密和鉴权参数。
 
CMW500 IP 数据安全分析界面
CMW500 除了能模拟 4G 网络，还能够升级支持 wifi 和 BT 等测试功能，通过增加 CMX 支持 5G 网络，扩大了CMW500 的使用范围，节省投资。
测试方案二
汽车用户投诉互联网应用的问题基本都是外场实际网络环境下，汽车厂家为了调查和解 决外场网络下的客户投诉往往需要大量时间和费用。所以为了节省在道路上外网环境下解决 客户投诉的时间和费用，车企还想要在研发实验室复现用户在实际网络中汽车应用的网络问 题，如何满足这样的测试要求呢？在方案一基础上，罗德与施瓦茨提出“Road to Lab”方案的架构和功能如下：
 
测试方案二（蓝色实验室内，黄色外场）
 
方案主要包括外场移动网络扫频软件“Romes”，扫频仪和图形化外场网络信号复现编辑 软件”CMWcards“，最后通过生成的测试脚本将外场网络信号导入 CMW500 网络模拟器中进行测试。 
通过外场路测采集客户投诉较多地方的网络信号生成 log 并在实验室复现分析，集中定位问题和解决客户的投诉，“Road to Lab“主要功能如下：
  1. 支持移动，联通，电信和国外所有运营商的 4G 网络
  2. 支持高通、MTK，Intel 等主流汽车 Tbox 芯片 log 格式识别、分析、网络配置参数提 取，配置文件保存
  3. 路测采集的网络参数包括小区参数 SIB 系统消息，L3 层信令消息信令流程，小区信 号强度动态变化并实现同步等
  4. 根据外场 log 自动化生成网络配置文件和测试脚本，也支持用户灵活编辑
 
CMWCards 复现的网络参数报告
测试方案二已能够帮助车企解决汽车互联网应用在外场实际网络中的网络性能相关的问 题和投诉。“Road to lab”方案也支持后续升级 5G 网络，保护投资。
测试方案三
实际移动网络中的丢包，时延和抖动等问题会导致汽车互联网应用的高清视频出现丢帧 和不同步等问题，声音也会出现失真。为了改善车主娱乐体验，所以汽车企业还需要在外场 网络环境下针对影音娱乐类应用的音视频性能进行定量的分析和测试。 
罗德与施瓦茨提供汽车互联网应用在外场移动网络下音视频测试方案的架构和功能如下:
 
测试方案三（蓝色实验室内，黄色外场）
相比方案二，方案三中主要增加的设备是高清视频分析仪 VTE，音频分析仪 UPV 和自 动化测试软件 CMWrun。通过这两个音视频测试仪器，能够测试汽车互联网应用在外场网络 环境下的音视频性能，进而提高用户娱乐体验，方案三详细测试功能如下：
1、车载扬声器音频测试项目，比如声压级，频响，总谐波失真 THD/SINTHD/THD+N,信噪比，通道间串扰，群时延和相位偏差等音频相关参数
 
外场网络环境下车载扬声器音频测试
2、视频失真分析，比如 PSNR,SSIM, 画面卡顿（Freezing），丢帧（Drop），黑屏（Black frames），音视频不同步（LipSync）等。
 
音频测试仪 UPV 同一界面显示多种测量结果（电平，失真，频率响应等）
 
3、高级音视频失真分析（类比于主观测量），比如 MOS-V，可视画面失真（Visible Error），画面失真点检测（Picture Failure Point），POLQA 等
 
 
外场网络环境下视频测试界面和报告
 
车载卫星定位导航（GNSS）测试也可以集成到上面方案中。卫星导航测试是另外一个 非常重要的车载应用，也会涉及到自动辅助驾驶相关功能。我们会用单独文章介绍车载卫星 导航的测试及导航卫星模拟器 SMBV100B。
罗德与施瓦茨和合作伙伴一起可以针对不同客户的汽车互联网应用测试需求提供系统级 交钥匙解决方案，比如增加机械手触控的自动化测试方案。
 
综上，本文分析了用户在使用车载互联网应用时遇到网络通信问题和音/视频体验不好 等问题，并针对这些互联网应用的问题和车企测试需求，提出了有针对性的汽车互联网应用 端到端测试方案。上面的汽车互联网应用端到端测试方案也给搭建智能座舱测试方案提供了 部分参考。
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