V2X商用進(jìn)程中面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)及關(guān)鍵技術(shù)

韓慶文　曾令秋　雷劍梅　劉杰

摘要：隨著V2X商用進(jìn)程的推進(jìn)，建立合理有效的測(cè)試評(píng)價(jià)體系的需求已日益明確，V2X測(cè)試涉及跨行業(yè)融合，通信行業(yè)與車輛行業(yè)的測(cè)試思路與測(cè)試方法差異較大，目前尚缺乏權(quán)威測(cè)試認(rèn)證體系。將從通信測(cè)試和車載應(yīng)用測(cè)試兩個(gè)方面入手，分析V2X商用進(jìn)程中面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)，以及目前在外場(chǎng)測(cè)試和暗室測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的瓶頸問題，以之為基礎(chǔ)，對(duì)V2X測(cè)試認(rèn)證體系構(gòu)建中面臨的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了一種面向V2X性能和功能的暗室內(nèi)測(cè)試方案，該測(cè)試方案能夠輸出通信性能參數(shù)和應(yīng)用響應(yīng)結(jié)果，經(jīng)過驗(yàn)證性測(cè)試，證明了該方案的有效性。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng);測(cè)試認(rèn)證;暗室;通信測(cè)試;應(yīng)用測(cè)試

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.11.005? ? ? ? 中圖分類號(hào)：TN92

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-1010（2019）11-0028-08

引用格式：韓慶文，曾令秋，雷劍梅，等. V2X商用進(jìn)程中面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 移動(dòng)通信， 2019，43（11）： 28-35.

Challenges and Key Technologies for Testing and Certification in V2X Commercialization

HAN Qingwen1， ZENG Lingqiu1， LEI Jianmei2， LIU Jie2

（1. Chongqing University， Chongqing 400044， China;

2. China Automotive Engineering Research Institute Co.， Ltd.， Chongqing 401122， China）

[Abstract]

With the development of V2X commercialization， the need to establish a reasonable and effective testing and certification system has become increasingly clear. V2X testing process requires cross-industry cooperation， where communication industry and vehicle industry have different ideas about testing and certification， and thus it is difficult to establish an authoritative testing and certification system. From the aspect of communication and vehicle application testing， this paper analyzes the testing challenges of V2X commercialization and the bottlenecks in both field and darkroom testing. Based on this， the key technologies in the V2X testing and certification system are analyzed， and then a darkroom testing solution is designed for V2X performance and function. It can output communication performance parameters and application response results， and the effectiveness is validated by verification testing.

[Key words]connected vehicle; testing and certification; chamber; communication performance test; application test

0? ?引言

隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車商用化進(jìn)程的推進(jìn)，車載系統(tǒng)復(fù)雜度越來越高，必須在商用前進(jìn)行有效測(cè)試。智能網(wǎng)聯(lián)汽車包含兩個(gè)方面的技術(shù)，即智能化和網(wǎng)聯(lián)化[1]，究其內(nèi)涵，智能化和網(wǎng)聯(lián)化分別屬于兩個(gè)不同的學(xué)科領(lǐng)域，智能化側(cè)重于AI算法及車輛控制，而網(wǎng)聯(lián)化則側(cè)重于車輛信息交互管道問題，而無論智能化還是網(wǎng)聯(lián)化，都需以車輛為載體，因此其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程必須建立在多學(xué)科理解融合的基礎(chǔ)上。

測(cè)試認(rèn)證問題是智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中一個(gè)無法回避的關(guān)鍵問題[2]，自智能網(wǎng)聯(lián)汽車的概念提出以來，不同行業(yè)對(duì)于其測(cè)試認(rèn)證方法便存在認(rèn)知差異。汽車行業(yè)的測(cè)試關(guān)注的是應(yīng)用響應(yīng)表現(xiàn)，而通信行業(yè)的測(cè)試則關(guān)注通信質(zhì)量，包括丟包率、吞吐量等參數(shù)的測(cè)試，兩種測(cè)試?yán)砟畹牟町悓?dǎo)致智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試認(rèn)證體系的建立困難。

自汽車向智能化發(fā)展起，各大汽車廠商采用的測(cè)試方法無外乎兩種，即在環(huán)混合虛擬仿真測(cè)試和道路測(cè)試[3]，在環(huán)測(cè)試簡(jiǎn)單，可重復(fù)性好，測(cè)試成本低，但測(cè)試結(jié)果可靠性存疑;道路測(cè)試能夠反映智能駕駛系統(tǒng)的實(shí)際工作表現(xiàn)，但測(cè)試周期長(zhǎng)，場(chǎng)景有限，效率較低，且故障不可再現(xiàn)，可重復(fù)性差，以上各種原因使得各大汽車廠商對(duì)測(cè)試結(jié)果信心缺乏，但并無更好的解決方案，因此在V2X測(cè)試中沿用了智能駕駛系統(tǒng)的測(cè)試方法，即采用在環(huán)測(cè)試和道路測(cè)試[4]。但隨著通信模塊的引入，故障原因更加復(fù)雜，各大汽車廠商缺乏相應(yīng)的故障診斷能力，對(duì)基于V2X的各類應(yīng)用缺乏信心，目前并無一家汽車廠商對(duì)V2X模塊開放控制接口。

由此可見，如要將網(wǎng)聯(lián)信息引入智能駕駛決策，必須為汽車廠商提供有信心的測(cè)試方式，并構(gòu)建完整的測(cè)試評(píng)價(jià)體系，否則將不會(huì)有實(shí)際意義上的智能網(wǎng)聯(lián)汽車面市。

本文將從應(yīng)用測(cè)試和通信性能測(cè)試兩個(gè)方面入手，分析目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試中存在的問題及挑戰(zhàn)。

1? ?智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試挑戰(zhàn)

從模塊角度來看，影響智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)表現(xiàn)的因素有三個(gè)，即通信表現(xiàn)、控制表現(xiàn)和機(jī)械響應(yīng)表現(xiàn)，這三個(gè)方面的問題最終都會(huì)體現(xiàn)為應(yīng)用響應(yīng)故障。按照汽車行業(yè)傳統(tǒng)，測(cè)試應(yīng)面向應(yīng)用展開，為此SAE定義了多種面向智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的典型應(yīng)用，如前撞告警（FCW， Forward Collision Warning）、路口輔助（IMA， Intersection Moving Assistant）等，各大車企也根據(jù)行業(yè)習(xí)慣制定出了相關(guān)應(yīng)用規(guī)范，例如長(zhǎng)安汽車就根據(jù)需求擬定了52種應(yīng)用，這些應(yīng)用基本涵蓋車輛行駛過程中可能遭遇的各種極端場(chǎng)景。在2016年TIAA&FuTURE發(fā)布的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本應(yīng)用白皮書》[5]中，將智能網(wǎng)聯(lián)汽車相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景和需求分為了三大類，即交通安全類（Safety）、交通效率類（Traffic Efficiency）以及信息服務(wù)類（Infotainment/Telematics），涉及到的通信方式主要包括車—車（V2V）、車—基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、車—行人（V2P）以及車—網(wǎng)絡(luò)/云平臺(tái)（V2N/V2C）。

盡管車企對(duì)給予V2X的應(yīng)用已有明確定義，但卻并無成熟的測(cè)試方案，下面將從外場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試和通信測(cè)試兩個(gè)方面分析智能網(wǎng)聯(lián)汽車測(cè)試中存在的問題。

1.1? 應(yīng)用測(cè)試

車企關(guān)注應(yīng)用表現(xiàn)，因此非常重視應(yīng)用測(cè)試，并以之為目的推出了測(cè)試方法，包括硬件在環(huán)測(cè)試和外場(chǎng)測(cè)試，在過去的幾年中，研究人員和測(cè)試機(jī)構(gòu)開發(fā)了道路外場(chǎng)測(cè)試方案，全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了大量的道路測(cè)試場(chǎng)地，如美國密歇根州的Mcity[6]、中國重慶的I-VISTA、中國上海的國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)和瑞典的AstaZero等，近兩年，國內(nèi)各種示范區(qū)和道路測(cè)試場(chǎng)更加快速涌現(xiàn)，但測(cè)試手段和測(cè)試方法卻很單一。

從2014年至今，美國NHTSA發(fā)布了多個(gè)V2X車載應(yīng)用測(cè)試報(bào)告，定義了詳細(xì)的V2X車載應(yīng)用測(cè)試流程和測(cè)試評(píng)價(jià)方法，如定義了九種FCW測(cè)試流程[7]和十種ICV測(cè)試流程，分別根據(jù)TTC值和TTI值確定測(cè)試是否測(cè)試通過，典型FCW測(cè)試如圖1所示：

如圖1所示，HV的初始位置與RV之間的距離為140 m，RV駐停，HV以20 m/s（72 km/h）的速度向RV方向行駛，當(dāng)HV觸發(fā)FCW告警，或HV與RV的TTC下降到TTCmin的90%以下時(shí)仍無FCW告警觸發(fā)，認(rèn)為該次測(cè)試結(jié)束。

雖然大部分的汽車企業(yè)對(duì)外場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣，但是該類測(cè)試結(jié)果往往缺乏信心，主要原因在于故障不可再現(xiàn)，如某次測(cè)試發(fā)現(xiàn)響應(yīng)失敗，但下一次測(cè)試時(shí)卻響應(yīng)正常，對(duì)于失敗響應(yīng)無法進(jìn)行故障追蹤和診斷。另外，目前尚無明確的測(cè)試次數(shù)要求，即無法判定究竟測(cè)試多少次響應(yīng)成功即表示測(cè)試通過。

SAE給出的測(cè)試重復(fù)次數(shù)定義如式（1）所示[8]：

（1）

式中SS為測(cè)試樣本次數(shù)，Z為可靠性指標(biāo)要求，p為先驗(yàn)概率，c為置信區(qū)間。SAE2945對(duì)正確接收率（Z）的要求為90%，假設(shè)置信區(qū)間為5%，先驗(yàn)概率為0.5，可計(jì)算獲得測(cè)試樣本次數(shù)為81，即表示要達(dá)到90%的正確接受率即需進(jìn)行81次重復(fù)測(cè)試。如采用外場(chǎng)測(cè)試方式，則將耗費(fèi)大量的時(shí)間和測(cè)試成本，且由于測(cè)試過程可能收到外界不可預(yù)測(cè)因素，如電磁干擾、同頻干擾等的影響，可能導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果無效，即無法通過外場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試驗(yàn)證V2X應(yīng)用功能可靠性。

1.2? 通信測(cè)試

2009年美國DOT發(fā)布了DSRC鏈路測(cè)試報(bào)告，定義了5類測(cè)試場(chǎng)景，列舉如下：

（1）面向V2I的DSRC靜態(tài)鏈路場(chǎng)景;

（2）面向V2V的DSRC靜態(tài)鏈路場(chǎng)景;

（3）DSRC鏈路仰角場(chǎng)景;

（4）DSRC動(dòng)態(tài)鏈路場(chǎng)景;

（5）DSRC干擾場(chǎng)景，包括V2I和V2V。

以上測(cè)試場(chǎng)景均基于外場(chǎng)測(cè)試建立，測(cè)試性能參數(shù)為丟包率。

隨著C-V2X技術(shù)的演進(jìn)，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)編制了一系列面向C-V2X終端的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試規(guī)范，包括性能測(cè)試和功能測(cè)試，基本性能測(cè)試配置如圖2所示：

其中信道模擬儀可根據(jù)需要模擬無線信號(hào)的多徑傳播，支持傳播信道相關(guān)性、多徑衰落、傳播時(shí)延的設(shè)置，測(cè)試參數(shù)為端到端時(shí)延和包遞交成功率。

圖2所示測(cè)試方法僅面向車載V2X模組和零部件，缺乏整車級(jí)測(cè)試方法，因此需以之為基礎(chǔ)進(jìn)行完善，拓展整車級(jí)測(cè)試方法。

1.3 測(cè)試挑戰(zhàn)

從目前來看，無論是外場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試方案還是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通信性能測(cè)試方案，都無法全面支撐網(wǎng)聯(lián)功能車輛的測(cè)試認(rèn)證評(píng)價(jià)，這將嚴(yán)重影響網(wǎng)聯(lián)類應(yīng)用的市場(chǎng)化進(jìn)程。從另一角度來看，盡管目前測(cè)試評(píng)價(jià)體系并不完善，各大車企卻依舊計(jì)劃推出網(wǎng)聯(lián)功能車輛，但對(duì)其功能表現(xiàn)持懷疑態(tài)度，并未對(duì)網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)開放控制端口，其直接后果是，網(wǎng)聯(lián)類信息無法參與控制類輔助自動(dòng)駕駛算法及策略設(shè)計(jì)，這對(duì)于輔助/自動(dòng)駕駛技術(shù)的演進(jìn)極為不利，主要體現(xiàn)可預(yù)測(cè)時(shí)間過短，對(duì)決策控制實(shí)時(shí)性要求提升。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，V2X信息必將進(jìn)入車輛決策控制體系，并作為重要數(shù)據(jù)源影響決策控制策略的演進(jìn)，前提條件是能夠通過完備的測(cè)試評(píng)價(jià)輸出提升企業(yè)對(duì)V2X信息的信任度，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)聯(lián)模塊開放控制接口。

V2X測(cè)試評(píng)價(jià)挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）如何建立快速、低成本、可重復(fù)性好的測(cè)試方法;

（2）如何建立測(cè)試場(chǎng)景與測(cè)試設(shè)置之間的映射關(guān)聯(lián)關(guān)系;

（3）如何建立測(cè)試輸出與輔助/自動(dòng)駕駛控制等級(jí)的映射關(guān)系;

（4）如果建立合理的故障跟蹤機(jī)制。

在第2節(jié)，本文將以V2X通信性能及應(yīng)用響應(yīng)為例分析測(cè)試中涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

2? ?網(wǎng)聯(lián)性能及功能測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)聯(lián)類應(yīng)用與通信性能表現(xiàn)密切相關(guān)，而通信性能則可能受到多種外來因素影響，如外部干擾、多徑效應(yīng)、雨霧衰減、多普勒頻移等，因此網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用測(cè)試的關(guān)鍵在于建立一套基于通信條件的應(yīng)用響應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并將響應(yīng)等級(jí)與輔助/自動(dòng)駕駛等級(jí)關(guān)聯(lián)映射，從而確保在某種通信條件下的應(yīng)用響應(yīng)等級(jí)能夠滿足行駛安全需求。

如前所述，在V2X信息介入控制決策的條件下，應(yīng)用響應(yīng)控制響應(yīng)特性將取決于三個(gè)系統(tǒng)的綜合表現(xiàn)，即通信系統(tǒng)、控制決策系統(tǒng)和執(zhí)行響應(yīng)系統(tǒng)。此時(shí)的故障一般表現(xiàn)為執(zhí)行響應(yīng)故障。而測(cè)試過程必須具備數(shù)據(jù)可追蹤特性，即一旦發(fā)生執(zhí)行響應(yīng)故障，通過數(shù)據(jù)分析即可確定故障源自哪個(gè)系統(tǒng)，因此在測(cè)試中必須兼顧通信測(cè)試、應(yīng)用響應(yīng)測(cè)試和執(zhí)行響應(yīng)測(cè)試，執(zhí)行響應(yīng)測(cè)試屬車輛工程范疇，本文不予討論。下面將重點(diǎn)講述通信測(cè)試和應(yīng)用響應(yīng)測(cè)試中涉及的關(guān)鍵技術(shù)問題。

2.1? 暗室內(nèi)測(cè)試方案

暗室測(cè)試是通信行業(yè)和汽車行業(yè)常用的測(cè)試方法，其差別僅在于測(cè)試內(nèi)容不同，通信行業(yè)一般在暗室中進(jìn)行OTA測(cè)試，而汽車行業(yè)則在暗室中進(jìn)行EMC測(cè)試，盡管測(cè)試目標(biāo)不同，但毫無疑問的是，暗室測(cè)試具有測(cè)試環(huán)境可控、測(cè)試價(jià)格相對(duì)較低、測(cè)試可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在過去的幾年中，本研究團(tuán)隊(duì)一直致力于智能網(wǎng)聯(lián)汽車暗室測(cè)試方法的研究，并提出了一種用于ICV（Intelligent Connected Vehicle， 智能聯(lián)網(wǎng)車輛）的半虛擬測(cè)試方法[9]，設(shè)計(jì)了一個(gè)通信性能預(yù)測(cè)試平臺(tái)，用于評(píng)價(jià)車輛多頻無線終端的抗擾性能[10]。并結(jié)合IMT2020（5G）C-V2X工作組測(cè)試認(rèn)證評(píng)價(jià)體系的研究基礎(chǔ)，提出了暗室內(nèi)測(cè)試方案，如圖3所示：

圖3所示測(cè)試方案的關(guān)鍵在于測(cè)試場(chǎng)景劃分，車企關(guān)注網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用響應(yīng)特性，而應(yīng)用響應(yīng)表現(xiàn)與通信質(zhì)量密切相關(guān)，導(dǎo)致通信問題的原因包括信道擁塞、外部干擾、傳輸損耗，本方案據(jù)此將測(cè)試場(chǎng)景設(shè)計(jì)分解為三個(gè)部分，即典型應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)、電磁場(chǎng)景設(shè)計(jì)和環(huán)境場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

典型應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)重點(diǎn)分析不同道路類型條件下的信道擁塞特性，一般而言，信道擁塞與道路特性密切關(guān)聯(lián)，因此將道路場(chǎng)景和通信場(chǎng)景合并考慮，此處的通信場(chǎng)景指車輛用戶數(shù)條件，車輛用戶數(shù)越大，導(dǎo)致信道擁塞的可能性也越大，信道擁塞可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)包發(fā)送延遲增大，因此其對(duì)應(yīng)指標(biāo)為傳輸時(shí)延。

電磁場(chǎng)景設(shè)計(jì)重點(diǎn)分析外部電磁干擾環(huán)境，此處僅考慮外部電磁干擾源對(duì)通信傳輸?shù)挠绊懀瑢?duì)應(yīng)指標(biāo)為丟包率。

環(huán)境場(chǎng)景設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮影響通信傳輸質(zhì)量的因素，包括雨霧衰減、多普勒頻移、多徑衰落，對(duì)應(yīng)指標(biāo)為丟包率。

下面分別進(jìn)行闡述。

2.2? 典型應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

如前文所述，車企關(guān)注的是應(yīng)用響應(yīng)特性，因此測(cè)試也以應(yīng)用為對(duì)象，2016年TIAA&FuTURE的《智能網(wǎng)聯(lián)汽車基本應(yīng)用白皮書》中，列舉了50個(gè)智能網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用，通信方式包括V2V、V2I、V2P和V2N，該白皮書對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了詳細(xì)解釋。實(shí)際測(cè)試中，不同網(wǎng)聯(lián)應(yīng)用場(chǎng)景具有一定的共同特性，例如，應(yīng)用可與道路類型進(jìn)行映射關(guān)聯(lián)，如直道和彎道的FCW（Forward Collision Avoidance，前撞告警）應(yīng)用和十字路口場(chǎng)景的IMA（Intersection Movement Assistant，路口輔助通過）應(yīng)用，另外，網(wǎng)聯(lián)類應(yīng)用必須考慮密度場(chǎng)景，密度場(chǎng)景與信道擁塞直接關(guān)聯(lián)。

一般而言，交通密度可表示為實(shí)際交通流量與道路設(shè)計(jì)最大交通能力的比值，可根據(jù)其取值設(shè)定干擾信號(hào)源數(shù)據(jù)包發(fā)送速率，并以之模擬擁塞場(chǎng)景。具體設(shè)置如下：

（1）低密度：交通密度小于等于0.3;

（2）中密度：交通密度大于0.3，小于等于0.6;

（3）高密度：交通流量大于0.6，小于等于0.8;

（4）擁堵：交通流量大于0.8。

據(jù)此可描述典型應(yīng)用場(chǎng)景如表1所示。

在道路測(cè)試中可能考慮道路場(chǎng)景，但卻很少考慮通信密度場(chǎng)景，即一般應(yīng)用測(cè)試均為考慮信道擁塞條件。分析對(duì)象為鑒于目前網(wǎng)聯(lián)類應(yīng)用的實(shí)用化進(jìn)程現(xiàn)狀，本項(xiàng)目?jī)H考慮V2V方式和V2I方式。

2.3? 電磁場(chǎng)景設(shè)計(jì)

電磁干擾影響通信質(zhì)量，電磁場(chǎng)景設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是外部電磁干擾源分析，外部電磁干擾源典型值如表2所示：

一般而言，通信產(chǎn)品也需進(jìn)行電磁兼容測(cè)試，但照射強(qiáng)度較小，電場(chǎng)照射強(qiáng)度僅為3～5 V/m，V2X模塊最終需要搭載在車輛上，其電磁兼容測(cè)試也需遵照汽車電磁兼容測(cè)試規(guī)范展開，電磁場(chǎng)的參數(shù)設(shè)置可參照電磁抗擾測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO11451-2[11]和SAE J1551-17[12]，一般電場(chǎng)照射強(qiáng)度為30 V/m和50 V/m，磁場(chǎng)照射強(qiáng)度為50 μT。

從目前來看，大多數(shù)V2X零部件廠商并未根據(jù)汽車電磁兼容要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此往往會(huì)在強(qiáng)照射條件下發(fā)生響應(yīng)失效，如將其引入車輛控制，則將嚴(yán)重影響輔助/自動(dòng)駕駛車輛性能表現(xiàn)。

2.4? 環(huán)境場(chǎng)景設(shè)計(jì)

通信環(huán)境重點(diǎn)分析影響數(shù)據(jù)包傳輸質(zhì)量的因素，包括雨霧衰減、多普勒頻移和路徑損耗三個(gè)因素。

雨霧衰減可根據(jù)ITU-R P.838-1[12]計(jì)算獲得，多普勒頻移則根據(jù)EVA（Extended Vehicular A model，擴(kuò)展車輛信道模型）衰落信道確定，多普勒頻移可用式（2）表示：

（2）

式（2）中，其中vA和vB分別是源車輛A和目標(biāo)車輛B的速度，aA和aB是相應(yīng)車輛的天線仰角，c0是無線電波的傳播速度。

環(huán)境場(chǎng)景設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是路徑損耗估計(jì)，路徑損耗不僅與道路類型有關(guān)，還與道路兩側(cè)建筑物密切相關(guān)，包括建筑物高度和建筑物表面反射系數(shù)，其難點(diǎn)問題在于信道模型建立。

CCSA給出的LTE-V2X終端性能測(cè)試規(guī)范中沿用3GPP TR36.885的Annex A中定義的D2D模型，但無法證明該模型適用于V2X場(chǎng)景。

基于幾何的統(tǒng)計(jì)建模方法是最重要和最流行的模型方法之一，它的主要目的是對(duì)信道的簡(jiǎn)單理論研究和真實(shí)信道的完全再現(xiàn)，通過一定的方法處理散射體，并且可以捕獲信道的本質(zhì)特性。但模型建立后依舊需要驗(yàn)證其有效性，本課題組采用幾何模擬對(duì)不同道路類型和建筑物高度場(chǎng)景進(jìn)行信道特性模擬，并選擇典型場(chǎng)景進(jìn)行外場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，將信道模型模擬結(jié)果與外場(chǎng)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比擬合，修正信道模型參數(shù)，以此保證信道模型的有效性。

測(cè)試系統(tǒng)如圖4（a）所示，測(cè)試地點(diǎn)如圖4（b）、圖4（c）所示，被測(cè)車輛向同一方向分別以V1和V2的速度行駛。測(cè)量時(shí)，信號(hào)源頻率為5 915.000 MHz，輸出功率為-30.0 dBm，天線高度為2 m，天線增益為-11.4 dBi，功放增益為43.6 dB，天線口徑面發(fā)射功率為25.0 dBm，線纜損耗為0.8 dB。

2.5? 綜合場(chǎng)景設(shè)置

根據(jù)表1、表2，可將應(yīng)用與具體道路場(chǎng)景進(jìn)行分類對(duì)應(yīng)，考量以道路類型為基礎(chǔ)進(jìn)行分類，并對(duì)應(yīng)相關(guān)信道模型建立參數(shù)，詳細(xì)分類如表3所示。

3? ?測(cè)試系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)

基于第2節(jié)部分所述場(chǎng)景分析結(jié)果，本項(xiàng)目組設(shè)計(jì)了一種面向V2X性能和功能的暗室內(nèi)測(cè)試方案，測(cè)試布置如圖5所示。

本項(xiàng)目組提出的暗室測(cè)試方案中涉及的關(guān)鍵技術(shù)如下。

（1）RV數(shù)據(jù)控制（控制器A）：通過控制器A調(diào)節(jié)車載單元HV的位置信息，該位置信息與HV速度直接相關(guān)，例如，HV的速度設(shè)定為60 km/h，則在直道場(chǎng)景其橫向坐標(biāo)變換率為17 m/s;

（2）車輛用戶數(shù)控制（控制器B）：通過控制器B調(diào)節(jié)V2X數(shù)據(jù)包發(fā)送頻次，以此構(gòu)建多用戶場(chǎng)景;

（3）電磁照射控制：包括電場(chǎng)照射強(qiáng)度控制和磁場(chǎng)照射強(qiáng)度控制。

通信測(cè)試儀CMW500與暗室內(nèi)的通信天線相連，用于建立DUT的通信鏈路并監(jiān)視通信性能參數(shù)。另一個(gè)V2X組件用作測(cè)試模塊，其BSM（Basic Safety Message）信息，如GSP位置和速度，由控制器B設(shè)置。V-Box是一個(gè)數(shù)據(jù)采集器，用于采集DUT的輸出數(shù)據(jù)包，它通過硬連線連接到筆記本電腦以太網(wǎng)。筆記本電腦用于收集數(shù)據(jù)，并將其保存為數(shù)據(jù)包捕獲文件，這些數(shù)據(jù)文件在后期處理過程中被解析。解析的數(shù)據(jù)包含位置、速度、加速度、航向、跟蹤和應(yīng)用響應(yīng)數(shù)據(jù)等。

測(cè)試示例：直道/低建筑物條件下FCW測(cè)試。

參數(shù)設(shè)置如下。

（1）道路/建筑物/反射系數(shù)場(chǎng)景：200 m直道/低建筑物/高反射條件，路徑衰落為94.5 dBm;

（2）車輛行駛速度：RV的速度為0 km/h，HV的速度為60 km/h;

（3）降雨量為150 mm/h，雨衰值為1 dB;

（4）電磁輻射特性：磁場(chǎng)強(qiáng)度為50μT，電場(chǎng)強(qiáng)度為30 V/m、50 V/m。

假設(shè)初始SNR分別設(shè)置為-4 dB、0 dB、4 dB、8 dB、12 dB、16 dB、20 dB、24 dB和28 dB，根據(jù)以上設(shè)置計(jì)算可得設(shè)定信噪比為-6.094、-2.094、1.906、5.906、9.906、13.906、17.906、21.906和25.906。

該測(cè)試方案能夠輸出通信性能參數(shù)和應(yīng)用響應(yīng)結(jié)果，該測(cè)試方案在中國汽研EMC暗室中進(jìn)行了驗(yàn)證性測(cè)試，證明了方法的有效性。

4? ?結(jié)束語

V2X相關(guān)應(yīng)用的性能是汽車廠商和消費(fèi)者非常關(guān)心的問題，也是科研領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，如何評(píng)價(jià)認(rèn)證V2X相關(guān)應(yīng)用功能已經(jīng)成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車市場(chǎng)化進(jìn)程中必須解決的關(guān)鍵問題，本文從通信性能和應(yīng)用表現(xiàn)兩個(gè)方面入手，分析了影響網(wǎng)聯(lián)類應(yīng)用表現(xiàn)的通信因素，如信道擁塞、電磁干擾、多徑傳播、雨霧衰減和多普勒頻移等，并以之為基礎(chǔ)研究道路場(chǎng)景配置方法，將其用于指導(dǎo)暗室內(nèi)測(cè)試環(huán)境配置，進(jìn)而提出了暗室內(nèi)測(cè)試方案。

V2X測(cè)試評(píng)估體系的構(gòu)建依舊任重道遠(yuǎn)，需要在跨行業(yè)深度融合、相互理解的基礎(chǔ)上展開研究，測(cè)試評(píng)估體系的合理性將直接決定智能網(wǎng)絡(luò)汽車上市后的用戶體驗(yàn)和安全表現(xiàn)，必須謹(jǐn)慎對(duì)待，希望中國C-V2X市場(chǎng)化進(jìn)程能順利推進(jìn)。

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