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C-V2X

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C-V2X测试解决方案

C-V2X简介

V2X（Vehicle to Everything）作为一种车用无线通信技术，是将车辆与一切事物相连接的新一代信息通信技术，其中 V 代表车辆，X 代表任何与车交互信息的对象，当前X主要包含车（Vehicle to Vehicle, V2V）、人（Vehicle to Pedestrian, V2P）、交通路侧基础设施（Vehicle to Infrastructure, V2I）和网络（Vehicle to Network,V2N）。V2X 将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起，不仅可以支撑车辆获得比单车感知更多的信息，促进自动驾驶技术创新和应用，还有利于构建一个智慧的交通体系，促进汽车和交通服务的新模式新业态发展，对提高交通效率、节省资源、减少污染、降低事故发生率、改善交通管理具有重要意义。

目前国际上有两套主流的V2X 通信规范：

DSRC（专用短距离无线通信）：基于 IEEE 802.11p，欧洲的 ITS-G5 同样是基于该物理层技术。
C-V2X（蜂窝车联网）：基于 3GPP LTE-V2X。目前中国国内结合大量的LTE基础通信设施，已经确认采用C-V2X方案。


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测试用例：

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GCF一致性和协议一致性测试

基于罗德与施瓦茨公司的SMBV100B+CMW500 的解决方案可用于满足V2X设备需求的GCF一致性和协议一致性测试。

3GPP 36.523-1 第 24 章定义了 V2X 协议一致性测试用例。包括两个工作组，分别是 WI 281(V2V) 和 WI 282 V2X。R&S C-V2X 协议一致性测试系统是目前全球唯一通过 GCF 认证的测试系统，系统平台编号 TP92。到目前位置已经认证通过了四条测试用例。

协议研发测试可以满足客户在 GCF 用例的基础上扩展开发的测试需求，测试用例的开发基于 R&S MLAPI 测试脚本开发环境，使用 C++语言进行脚本开发。目前可以满足以下测试场景的测试。

  • V2V TM4 数据传输测试
  • V2V TM4 数据接收测试
  • V2V TM4 衰落性能测试，CMW500 本身支持内置衰落，可以满足 3GPP 定义的如下衰落场景。

研发场景，CMW500 最多可以模拟 400 辆车，可以满足拥塞场景，异常场景（比如GNSS 信号消失后恢复）的测试需求。可在PC5端口测试中用于模拟单辆汽车或者多辆汽车与被测车间进行通信，测试能力可覆盖至接入层（PHY，MAC，PDCP，RLC）。同时可在Uu端口测试时作为模拟基站。

端到端应用场景测试，全协议栈测

相对C-V2X在协议的一致性测试，车企更关注应用层场景测试，针对C-V2X在端到端应用场景测试过程中的研发的测试需求，罗德与施瓦茨公司通过增加Vector公司的CANoe.Car2x选件，补全ITS协议栈测试，构建了全协议栈测。

1） 满足端到端全协议栈应用场景测试。
2） ITS 协议层测试，满足欧洲标准 EU ITS-G5，美国标准 U.S. WAVE 和中国标准 China GB/T 31024-3 / CSAE0053 测试需求。
3） 支持不同国家 ITS 消息解析：CAM, DENM,Spat/MAP, IVI, BSM,…DSMP（中国）。
4） 覆盖 ECU/OBU 硬件功能性测试、硬件性能测试、硬件在环测试和整车在环测试。
5） CANoe.Car2x可以加载开源地图或者图片，设计多辆汽车，定义每辆配合车辆行驶的轨迹，方向、速度用于编辑 V2X 应用场景，测试被测车辆/ECU/OBU 是否满足不同国家 ITS 协议要求。

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C-V2X场景测试举例：

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交叉路口碰撞预警ICW

  • 主车(HV)驶向交叉路口，与侧向行驶的远车(RV)存在碰撞危险时，ICW应用将对HV驾驶员进行预警。
  • 本应用适用于城市及郊区普通道路及公路的交叉路口、环道的入口、高速路入口等交叉路口的碰撞危险的预警。
  • 辅助驾驶员避免或减轻侧向碰撞，提高交叉路口通行安全。
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利用CANoe.Car2X软件可在真实地图上制定相应的车辆运动轨迹，并生成对应的导航信号和V2X信号以进行真实场景模拟

场景测试举例

软件最终生成对应的场景的NMEA数据用于SMBV100B模拟卫星，以及与CMW500进行连接。最终通过其他CAN, LIN, 汽车以太网等方式监控车辆的警报数据以判定车辆是否能根据当前场景作出响应。

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测试内容和场景之间的关系

C-V2X真实世界的模拟：

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仪器配置

针对以上C-V2X场景测试，罗德与施瓦茨相关配置如下：

Description

Qty

Type

CMW Wideband Radio Communication Tester

Wideband Radio Communication Tester

1

CMW500

R&S®CMW500 Basic Assembly(mainframe),   70MHz to 3.3GHz (sel.)

1

CMW-PS505

Measurement Unit Advanced (MUA), H100H   (sel.)

1

CMW-S100H

Baseband interconnection, flexible link   H550N (sel.)

1

CMW-S550N

RF   Converter (TRX), BW 160 MHz, H570H (sel.)

1

CMW-S570H

RF Frontend, advanced functionality,   H590D (sel.)

1

CMW-S590D

CMW500 Frontpanel With Display/Keypad,   H600B (sel.)

1

CMW-S600B

Solid State Drive (SSD) incl. Win10   image, H052T (sel.)

1

CMW-S052T

Signaling Unit Advanced (SUA), H500I (HW   opt.)

1

CMW-B500I

Data Application Unit, H450I (HW opt.)

1

CMW-B450I

Digital IQ   Interface QUAD, H540I (HW opt.)

1

CMW-B540I

Multi-CMW PCIe enabler, H554N (HW opt.)

1

CMW-B554N

Extra RF Converter (TRX), BW 160 MHz,   H570H (HW opt.)

1

CMW-B570H

Extra RF Frontend, advanced   functionality, H590D (hw opt.)

1

CMW-B590D

Digital   Video Interface (DVI), H620A (hw opt.)

1

CMW-B620A

Option Carrier, H660H (hw opt.)

1

CMW-B660H

Ethernet Switch, H661H (hw opt.)

1

CMW-B661H

OCXO, high stability, H690B (hw opt.)

1

CMW-B690B

6GHz Flat Rate, for up to 4 RF converters   (TRXs) (SL)

1

CMW-PK364

2G/3G/4G Software Bundle



GSM call box bundle (SL)

1

CMW-PK20

WCDMA Call Box Bundle (SL)

1

CMW-PK40

LTE Callbox Bundle (SL)

1

CMW-PK50

2G/3G/4G/5G Automatic Testing Software



GSM / WCDMA, CMWrun sequencer (SL)

1

CMW-KT053

LTE, CMWrun sequencer (SL)

1

CMW-KT055

Option   - V2X Measurement

SMBV100B Signal Generator

1


Vector signal generator, base unit,   frequency option req.

1

SMBV100B

Frequency range 8 kHz to 3 GHz (HW opt.)

1

SMBVB-B103

OCXO Reference Oscillator (HW opt.)

1

SMBVB-B1

Baseband realtime extension (SL)

1

SMBVB-K520

GPS (6 SVs) (SL)

1

SMBVB-K44

V2X Testing Software

1


LTE R14 C-V2X PC5, measurement (SL)

1

CMW-KM570

LTE FDD/TDD R8, enable WinIQSIM2   waveforms for ARB (SL)

1

CMW-KW500

LTE R14 C-V2X PC5 WinIQSIM2, waveforms   for ARB (SL)

1

CMW-KW570

OSP Open Switch and Control Unit

1


Open switch and control platform 2HU   with touchscreen

1

OSP230

Module configuration:

1


OSP module: 16x I/O-ports and drivers   for relays

1

OSP-B103

Software tool for creation and execution of
simulation, communication analysis and
testing of ECUs in distributed systems.
Supports bus system CAN.

1

CANoe

Upgrades CANoe with Car2x functionality

1

CANoe.Car2x   option

非信令测试

针对C-V2X的射频产品的产线测试需求，罗德与施瓦茨公司可选择使用多端口的CMW100非信令综合测试仪，可实现对产线产品的非信令测试。

CMW100 具有8个射频端口，在进行产线测试时，最多可同时将八个产品射频端口连接至CMW100进行测试，有效提高工作效率。
SMBV100B 矢量信号发生器，可输出各种导航信号，具备强大的实时导航仿真功能，在C-V2X产线测试中用于提供标准的导航信号

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Description

Qty

Type

CMW100 communications manufacturing test   set

Communications manufacturing test set

1

CMW100

CMW100 hardware kit 2 R&S

1

CMW-PS16

CMW100 extended frequency range, 4 GHz to   6 GHz R&S

1

CMW-PK461

CMW100 LTE, TX measurements, UL 

1

CMW-PKM151

CMW100 waveforms for ARB generator

1

CMW-PKV191

SMBV100B Signal Generator

Vector signal generator, base unit,   frequency option req.

1

SMBV100B

Frequency range 8 kHz to 3 GHz (HW opt.)

1

SMBVB-B103

OCXO Reference Oscillator (HW opt.)

1

SMBVB-B1

Baseband realtime extension (SL)

1

SMBVB-K520

GPS (6 SVs) (SL)

1

SMBVB-K44

GtestWorks测试平台是一种现成可用的解决方案，通过低代码或入门的编程知识，轻松实现支持远程控制及配置测试序列，搭配各种各样的测试仪器，自动化完成您所需要的电测需求。

GtestWorks软件引擎基于动态测试脚本的执行。这种基础架构便于轻松、直接配置测试序列，无需关心有关如何远程控制仪器的特定知识，只需要配置所需要的测试项目及限制线。在配置特定标准所规定测试项的参数和限制时，它具有很高的灵活性。在测试最后，可生成易读懂的测试报告，其中包含限制、测试结果和结论。报告使用 .csv、.txt、和 .pdf 格式。

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主要特点：

  • 支持多仪器组合控制
  • 远程参数配置
  • 远程数据获取
  • 自定义配置仪器
  • 自定义配置DUT
  • 自定义测量项目
  • 自定义限制线功能
  • 自定义测试脚本
  • 自定义测试流程
  • 自定义数据驾驶舱
  • 自定义报告生成功能
  • 自定义报告分析功能
  • 生产批次统计管理功能
  • 测量数据保存到数据库
  • 一键导入导出测量项目/配置
  • 多语种的操作界面
  • 预留客户生产系统对接功能
  • 其他定制开发功能

针对C-V2X射频指标测试，需要根据V2X目前的相关指标，采用信令测试方式，或者让DUT进入测试状态以进行非信令测试。

具体的射频性能要求如下：

测试时，V2X系统处于频段为Bnad 47，频率为5855~5925MHz，发射时设置至功率等级3 （Power Class 3，PC3）的最大发射功率23 dBm进行测试。

DUT与综测仪使用同轴射频线进行连接以进行测试。

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中国 ITS 应用层一致性测试，系统构成

中国 ITS 应用层一致性测试参考中国信息通信研究院（信通院）定义的规范《China ITS Conformance Test -Application Layer Test Cases_ v0.6.1》。此规范针对专用短程通信的网络协议一致性测试场景主要涉及 DSM 消息的发送和接收。测试规范针对以下 5 种消息类型进行测试。主要测试各类消息是否可以正常的发送接收，消息结构参数配置是否符合协议 CSAE0053 要求。

  • BSM消息；
  • MAP消息；
  • SPAT消息；
  • RSI消息；
  • RSM消息；

满足国标应用层一致性测试方案系统构成如下：

  • CMW500：模拟多辆配合车辆，覆盖到接入层（PHY， MAC， PDCP， RLC）；
  • SMBV100A/B：输出 GPS 信号，用于被测 OBU/ECU 和仿真车辆之间的数据同步和导航；
  • Neusoft Vtest 软件： ITS 网络层和应用层；
  • 针对 Uu 口，系统满足信令射频测试需求；
  • 针对 PC5 口，系统支持信令发射机测试，非信令接收机测试。
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