V2X仿真测试如何做?核心工具链详解
TA能够加强汽车与外界的通信互联,并且是唯一不受天气影响的传感技术。
机智如你肯定猜到了,TA就是V2X,即车辆(V)和周边一切环境(X)之间的通信。
车联网领域,目前主要存在C-V2X(基于蜂窝网络的车用无线通信技术)与DSRC-V2X(基于专用短程通信的车用无线通信技术)两条不同的技术路线。今天我们讨论的重点是C-V2X,C-V2X又可以分为两个技术路线:LTE-V2X(基于4G设计的车联网无线通信技术)和5G-V2X(NR)(基于5G设计的车联网无线通信技术)。
两种技术路线都受到了较大的关注,LTE-V2X的传输可靠性可达到90%以上,典型时延为100ms,但在传输方式上只支持广播,不支持组播和单播。5G NR-V2X传输可靠性可达到99.999%,最小端到端时延为3ms,在传输方式上支持单播、多播和广播。
两个技术路线的详细对比,见以下表格:
随着V2X技术的逐渐推进,测试愈发受到重视。实际测试过分依赖真实环境,在测试场景覆盖度、测试成本等方面都面临较大挑战。仿真测试能有效弥补这些缺点,那么V2X仿真测试需求哪些工具呢?我们准备了视频讲解版本,扫码即可查看。
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C-V2X车联网仿真测试系统与工具
OBU测试架构
OBU(On Board Unit)是C-V2X系统的车载单元,OBU通过Uu接口上/下行链路与其他终端交互信息,实现长距离和大范围的可靠通信,满足车辆导航、车辆监控等需要。OBU测试是C-V2X中的测试重点。
OBU测试架构
OBU核心测试项:
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射频一致性测试:测试OBU射频链路的发射和接收功能是否正常
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基本性能测试:测试丢包率、吞吐率、通信时延和误码率
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网络层一致性测试:测试网络层是否符合标准规定
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车联网信息安全测试:安全一致性与异常行为测试
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消息层一致性测试:测试消息层是否符合标准规定
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应用场景功能测试:基于整个测试台架对预警功能做测试
安全层和异常行为测试
OBU需要将异常行为信息进行分析并上报,在安全层测试中,我们需要关注哪些异常行为呢?
从消息发送主体的角度来看,异常行为包括:OBU作为合法终端有意发送或者无意发送的错误信息;一些非法终端发出的消息,比如一类消息一直重放。
从消息接收主体的角度来看,异常行为包括:单一消息错误,某些字段超出规定值;连续消息之间的信息不一致;V2X 消息与环境不一致。
NI 智能网联仿真测试的重要合作伙伴众执芯,推出了C-V2X测试系统,可以对以上提到的测试项进行快速便捷的测试。而该测试系统的软件基础就是CPigeon MVC 框架开发套件。
基于 LabVIEW 的 MVC 框架开发套件 - CPigeon
一个优秀的开发框架可以大大降低软件的开发难度,同时提升测试软件后续维护的简易性与升级的灵活度。CPigeon框架开发套件是基于NI LabVIEW设计的一套基于操作者的消息收发机制(观察者模式),降低了多线程开发与维护难度,同时基于MVC模式,提供的一套简洁、快速搭建应用软件的流程化的参考框架。基于本框架,可有效应对测试测量行业常见中大型软件开发需求,有效降低团队建立门槛。
信道仿真
车辆在真实环境中行驶时,V2X无线信号的传输会受到多种因素的影响,如树木/建筑的遮挡,城市峡谷造成的多径,大型车辆经过时相对速度引起的多普勒效应。所以,真实的信道传输环境非常复杂。无线信道场景包括衰减、散射、多径和多普勒效应效应等因子。我们在实验室如何去模拟真实的信道呢?
一般来说,信道仿真器分为软件和硬件两部分。在软件中,信道仿真器主要用于实现用户设置、信道系数计算、硬件接入控制等过程。在硬件中,信道仿真器可完成重新加载多用户CIR、实时抽头延迟线(TDL)信道过滤和一些硬件加速。其中,硬件部分会用到NI软件无线电(SDR)硬件。
没有经过信道仿真(左)和经过信道仿真(右),右图更符合实际情况
关于OBU测试方案的逐级拆解,详情请看视频讲解。
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C-V2X车联网仿真测试系统与工具
上海众执芯信息科技有限公司
基于模块化仪器的射频、无线通信系统技术方案验证、测试、集成商。 聚焦非标化、私有化、个性化的新技术,提供针对性的测试验证方案。 软件无线电方案在射频、无线通信测试领域内的创新践行者。 众执芯科技,重执行、守承诺、重信誉,一路探索未来科技。
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