R&S公司eCall车载系统可靠性测试解决方案

eCall是欧盟计划在2015年完成部署的一套车载自动紧急呼叫系统，在发生严重交通事故后，即使司机和乘客失去知觉不能拨打电话，这一系统也能够自动拨叫欧洲统一的紧急救援电话112，并且报告事故车辆所处的位置。罗德与施瓦茨公司的R&S®CMW500和R&S®SMBV100A仪表，配合R&S®CMW‑KA094 eCall应用软件，为客户提供了一套理想的eCall车载系统可靠性测试方案。

1. 引言
按照欧盟的决定，到2015年，在欧盟境内出售的所有型号的家用车和轻型乘用车都必须安装一种被称作eCall的自动紧急呼叫系统，以此来提升对道路交通事故中受伤人员的救援速度。欧盟委员会预计，采用这套系统，有可能使发生道路交通事故后的救援时间节省40％以上，每年挽救数百人的生命。

作为一个安全系统，eCall系统对可靠性有很高的要求。如何在实验室环境测试eCall车载系统蜂窝网络通信和GNSS定位的可靠性和可重复性测试成为eCall生产商的新需求。罗德与施瓦茨公司的R&S®CMW500和R&S®SMBV100A仪表，配合R&S®CMW‑KA094 eCall应用软件，为客户提供了一套理想的eCall车载系统可靠性测试方案。

2. eCall系统的组成
eCall是一个智能电子安全系统，用于汽车在严重的道路交通事故中自动呼叫医疗救护服务，也可以被手动激活。eCall系统有以下几部分组成：车载系统（IVS）、卫星定位系统（GNSS）、专用蜂窝通信系统（如GSM/UMTS）和公共安全应答点（PSAP），各部分间的关系如图1所示：



图1 eCall系统组成示意图

在eCall系统中，IVS作为系统的核心部分，须具有如下功能：用于紧急呼叫的蜂窝通信模块（如GSM或者UMTS等），汽车定位的卫星定位接收器，用于事故监测的碰撞传感器，用于语音通信的麦克风和扬声器，紧急备用电源，用于手动激活的按钮。

eCall系统各个组成部分的工作原理如下：车载系统（IVS）的卫星定位接收器通过卫星定位系统获得事故车辆的位置信息，IVS的蜂窝通信模块通过专用蜂窝网络（如GSM/UMTS）和本地公共安全呼叫点（PSAP）建立语音呼叫和数据通信，语音呼叫便于事故车辆的驾乘人员和PSAP进行语音通话，数据通信用于发送诸如事故现场乘客人数，事故发生时间、地点等一套最精简车辆数据（MSD）给PSAP，使得在事故中驾乘人员受伤严重，无法语音通话的情况下，PSAP也能够准确获得事故车辆位置等信息，及时给予医疗救护。

作为安全系统，eCall系统对IVS可靠性要求很高，必须保证MSD数据的正确传输，这个在主要用于语音传输的GSM网络上尤其关键。在真实移动网络和卫星系统中测试eCall的某个部件或整个系统的性能，很费时间，成本也很高。例如要在真实环境中测试IVSeCall模块报警，将会严重干扰PSAP的工作。而且人为环境的变化，也会导致重复测试不一致。罗德与施瓦茨公司为此提供了一套简化的方案，可用于IVSeCall模块可靠的和可重复的端对端一致性测试，满足CEN/TS 16454:2012测试标准要求。

3. 罗德与施瓦茨公司的eCall车载系统测试方案
罗德与施瓦茨公司提供的用于测试eCall车载系统的可靠和可重复的一致性测试方案包含三个设备：R&SCWM500宽带无线测试仪用于模拟蜂窝网络， R&S SMBV100A矢量信号发生器用于模拟多场景的卫星系统， 基于电脑的R&S CMWKA094 eCall应用软件能够模拟PASP功能，同时能控制CMW500和SMBV100A，实现对IVS eCall模块的端对端一致性的测试。eCall车载系统测试环境如图2所示：



图2 R&S公司IVS eCall模块测试设备的连接

R&S公司IVS eCall模块测试系统具有如下特点：
（1）R&S CWM500是一台高测试速度和高可靠性的宽带无线测试仪，用于模拟蜂窝网络，能够严格的测试IVS蜂窝通信模块端到端的语音呼叫功能，和MSD数据传输功能。CMW500不仅能模拟GSM/UMTS网络，还能模拟CDMA/TDSCDMA/LTE等网络，为未来IVS蜂窝系统的升级提供持续支持。

（2）R&S SMBV100A是一台高性能的矢量信号发生器，可以模拟24颗动态卫星的信号，用于模拟多场景的GPS , Glonass和Galileo卫星系统，模拟动态卫星数据，IVS的卫星接收器可以接收该卫星信号，生成MSD需要的坐标数据，验证IVS的定位能力。

（3）R&S CMWKA094 是R&S公司开发的专门用于eCall测试的应用软件，该软件能够模拟PASP功能，包含各种测试模式。通过同时控制R&SSMBV100A和CMW500，实现与IVS被测件的语音和数据通信，完成MSD传输时间，解码MSD数据，记录IVS语音信号等功能测试。

4. 结束语
罗德与施瓦茨公司的eCall车载系统测试方案中， R&SSMBV100A强大的卫星模拟能力，能满足GNSS卫星接收器性能测试的所有要求。R&SCWM500完美的蜂窝信令仿真能力，全面支持GSM/WCDMA/CDMA2000/EVDO/TDSCDMA/LTE等各种标准。由基于PC的R&S CMWKA094 eCall测试软件整合了R&S CWM500和R&S SMBV100A仪表功能，是eCall车载模块一致性标准测试的理想方案。