V2X測試的挑戰

V2X，顧名思義就是vehicle-to-everything，通過現代通信與網絡技術，實現車與人、車、路、后臺等信息交換共享，從而幫助汽車實現安全、舒適、節能、高效行駛。

由于涉及到車與周圍環境的通信交互，V2X的應用面臨各種各樣的通信環境和交通場景的組合。在V2X研發測試驗證過程中如果還大量采用道路測試方法，我們將面臨測試里程和測試時間急劇增加所帶來的巨大挑戰。

北匯信息推出V2X測試解決方案支持在實驗室環境下完成應用場景仿真和通信環境仿真測試，可以極大的加速V2X研發驗證過程。

北匯信息作為Vector、Rohde & Schwarz、IPG、PikeTec等國際知名企業的官方合作伙伴，同時也是IMT-2020（5G）推進組蜂窩車聯（C-V2X）工作組成員，我們致力于在V2X領域積極開展LTE-V2X和5G-V2X的測試驗證技術研究等工作，積極推動中國V2X的產業落地，為客戶提供V2X成套測試系統及服務。

測試解決方案覆蓋

北匯信息作為國內一流測試服務商，聯合Vector、Rohde & Schwarz、IPG、PikeTec等國際知名測試工具提供公司，為國內V2X的研發提供完備的測試解決方案。

V2X測試解決方案主要覆蓋：

• V2X功能測試解決方案

○V2X（PC5）端到端應用場景的HIL測試

○TBOX基站仿真測試

○V2X應用算法MiL/SiL測試

○V2X應用算法的代碼測試

• V2X一致性測試解決方案

○ ITS協議棧一致性測試

○接入層協議一致性測試

○GCF一致性測試

• V2X射頻測試解決方案

• 場地測試解決方案

○V2X數據采集系統

圖1 V2X開發V模型

V2X功能測試解決方案

V2X（PC5）端到端應用場景的HIL測試

針對V2X應用算法測試需求，北匯信息運用虛擬場景和射頻通信的聯合仿真技術，提供完整的端到端V2X應用場景的HIL測試系統。

通過該測試系統用戶可以構建高保真的V2X應用場景，并通過射頻儀表將虛擬測試場景中的各種交通參與者（車輛及路邊設施）信息轉換為V2X空口信號（Uu/PC5）輸入給被測控制器（OBU/RSU）。這樣用戶在實驗室環境下就可完成OBU或RSU的控制模型或算法的硬件在環測試。同時能夠對V2X通信終端的射頻性能進行信令測試，評估射頻一致性。

測試系統能力：

• 滿足C-V2X終端硬件在環測試
• 滿足端到端全協議棧應用場景測試
• 支持不同國家ITS消息解析：CAM，DENM，Spat/MAP，IVI，BSM……DSMP（中國）
• 覆蓋OBU/RSU硬件功能性測試、ITS協議一致性測試
• 支持多種總線CAN、LIN、MOST、FlexRay和車載以太網通信
• 針對Uu口，系統滿足信令射頻測試需求
• 針對PC5口，系統支持信令發射機測試，非信令接收機測試

測試系統組要組件（主要針對PC5端口測試）：

• 場景仿真軟件：提供高保真V2X虛擬仿真場景、動態交通流仿真及高精度動力學仿真
• Vector CANoe.Car2x：提供ITS協議棧的網絡層和應用層協議仿真
• Vector VT板卡：提供CAN、車載以太網口板卡、車載電源模擬，故障注入仿真、數字模擬信號仿真及監控；同時提供車輛虛擬ECU的模型仿真
• R&S CMW500：支持多達400個車輛或交通設施節點的PC5信號仿真，覆蓋到接入層（PHY，MAC，PDCP，RLC）
• R&S SMBV100A/B：輸出GNSS信號，用于被測OBU/ECU和仿真車輛之間的數據同步和導航，支持GPS, Galileo, GLONASS, BeiDou等多種制式

北匯信息基于場景仿真軟件提供T/CSAE 53-2017 16個應用場景測試庫。具體包含仿真測試場景有：

• 前向碰撞預警
• 盲區預警/變道輔助
• 緊急制動預警
• 逆向超車碰撞預警
• 闖紅燈預警
• 交叉路口碰撞預警
• 左轉輔助
• 車內標牌
• 高優先級車輛讓行
• 弱勢交通參與者預警
• 車輛失控預警
• 異常車輛提醒
• 道路危險狀況提示
• 基于信號燈的車速引導
• 限速預警
• 前方擁堵提醒

V2X應用算法MIL/SIL測試

北匯信息提供多種V2X算法MIL/SIL測試組合來完成V2V/V2I應用測試，如前方碰撞警告，左轉輔助，緊急車輛等場景仿真。

理想化測試

基于場景仿真軟件中定制的V2X傳感器模型，附加到虛擬仿真車輛模型和交通對象上。可自由定義的消息格式，可配置的通信范圍和速率。不使用ETSI, WAVE, LTE-V協議棧，使用理想的無線電信道，但可人工添加的通信隨機特性，即消息接收概率和消息延遲。

帶無線通信仿真的測試

通過無線網絡仿真軟件NS-3中的WI-FI、LTE或者5GNR通信模型與場景仿真軟件進行聯合仿真，為C-V2X MIL/SIL測試提供更加精準的測試環境。便于用戶進行各種無線網絡條件下的V2X/V2I算法仿真測試。

V2X應用算法軟件測試

針對V2X應用算法代碼的軟件測試，北匯信息提供靜態測試和動態測試相關的測試工具，提供滿足嵌入式產品的測試環境，覆蓋嵌入式測試的各個環節。

靜態分析-Helix QAC/QAC++

針對靜態分析，我們提供美國Perforce公司的Helix QAC/QAC++代碼靜態測試工具，它可以自動化執行C/C++代碼的靜態分析，支持MISRA C/C++，AUTOSAR，CERT，CWE等代碼規范。

模型在環（MIl）測試-TPT

針對基于模型開發MBD的開發方式，我們提供德國PikeTec公司的模型測試工具TPT,在代碼測試之前要先針對模型進行模型在環（MIL）測試，驗證模型是否符合設計的需求。

軟件代碼SIL測試-VectorCAST

針對軟件代碼SIL測試，我們提供德國Vector公司的代碼動態測試工具VectorCAST，它提供全自動地測試執行和評估；基于需求的測試跟蹤；增量式回歸測試以及代碼覆蓋率分析等功能。

• 模型測試工具TPT
• 靜態分析工具QAC
• 動態測試工具VectorCAST

V2X一致性測試解決方案

ITS協議棧一致性測試

北匯信息基于德國Vector公司的CANoe和vTESTStudio提供ITS協議棧測試用例開發及執行平臺，同時提供ITS協議一致性測試用例包。

ITS協議棧一致性測試開發參考中國信息通信研究院定義的ITS一致性測試規范。測試規范針對5種消息類型進行測試，主要測試各類消息是否可以正常發送接收，消息結構參數配置是否符合協議要求。

測試系統提供提供符合《基于LTE的車聯網無線通信技術-網絡層/消息層協議一致性測試方法》要求的可執行測試套件，具體測試項包括：

• DSM消息發送/接收測試
• DSA消息發送/接收測試
• BSM消息集協議一致性測試
• SPAT消息集協議一致性測試
• RSI消息集協議一致性測試
• RSM消息集協議一致性測試
• MAP消息集協議一致性測試

接入層一致性測試/GCF一致性測試

北匯信息基于R&S CMW500和SMBV100提供接入層一致性測試/GCF一致性測試系統。

測試方案系統組成如下：

• CMW500：針對PC5端口測試，CMW500可以模擬單輛車或者多輛汽車，覆蓋到接入層（PHY，MAC，PDCP，RLC）。針對Uu端口測試，CMW500用于模擬基站。
• SMBV100A/B：輸出GNSS信號，用于被測OBU/ECU和仿真車輛之間的數據同步和導航。

說明：PC5端口測試需要同時使用CMW500+SMBV100B，CMW500用于模擬配合車輛。Uu端口測試僅需要CMW500模擬基站。信號可以通過傳導或者OTA的方式與被測OBU建立連接。3GPP 36.523-1第24章定義了V2X接入層協議一致性測試用例。

射頻測試方案

系統構成CMW100/CMW500

系統能力：

• 針對Uu端口（V2N，Vehicle to Network）滿足非信令射頻研發、生產、校準測試。
• 針對PC5（V2V，V2I，V2P）端口，滿足非信令射頻研發，生產，校準測試。

支持的測試項

• 頻譜類

○帶內雜散

○領道泄漏比（ACLR）

○頻譜輻射模板

○頻率誤差

• 功率類

○功率動態范圍

○功率監測

○發射功率

• 其他

○矢量幅度誤差（EVM）

○矢量幅度誤差 Vs.子載波

○均衡器頻譜平坦度

○幅度誤差

○相位誤差

○IQ星座圖

○RB分配

V2X場地測試解決方案

V2X數據采集系統

在V2X功能路試中，我們需要對車載OBU單元及相關控制器的數據進行采集，同時也需要對路邊設施單元或者周圍車輛V2X通信報文進行采集，這主要涉及到各個V2X通信單元的無線數據同步獲取，數據存儲，以及后續的V2X報文分析和回放。北匯信息基于在ADAS路試數據采集的成功經驗，擴展了V2X路試數據采集系統。

V2X報文采集：采用LTE V2X BOX數據采集盒，可以同時接收路試車輛、路邊單元以及周圍車輛發出的V2X無線報文，并通過以太網傳給ADAS Logger進行數據記錄。

數據記錄存儲：ADAS Logger是專門為車載數據記錄的設計的高性能 PC，具有豐富接口類型，有 CAN、Ethernet、USB等，依然有 RS232接口用于 GPS接收器。同時支持各個接口的數據同步。可擴展至 16TByte的存儲空間，另外集成 Vector的 VN8900或 VN7572板塊，可支持 8路CAN和I/O信號。

數據分析：將Logger存儲的數據導入到CANoe軟件中可以完成對V2X報文，CAN報文的同步分析，用以分析實車V2X通信功能、性能。

北匯信息是德國Vector公司、德國Rohde&Schwarz（簡稱R&S）公司、德國IPG公司、德國PikeTec公司、美國Perforce公司等國際知名企業的官方合作伙伴，同時也是IMT-2020（5G）推進組蜂窩車聯（C-V2X）工作組成員，我們致力與在V2X領域積極開展LTE-V2X和5G-V2X的測試驗證技術研究等工作，積極推動中國V2X的產業落地，為客戶提供V2X成套測試系統及服務。