關于V2X通信技術及系統(tǒng)性能的研究

摘要：車輛到一切（V2X）是新一代的信息和通信技術，將車輛連接到一切。它不僅創(chuàng)造了更舒適、更安全的交通環(huán)境，而且對提高交通效率、降低污染和事故率具有重要意義。目前，該技術還處于探索階段，V2X應用帶來的交通安全和信息安全問題尚未得到充分評估。在市場化之前，我們必須確保技術的可靠性和成熟度，這必須經(jīng)過嚴格的測試和驗證。因此，測試是V2X技術的重要組成部分。本文重點介紹V2X應用程序需求及其挑戰(zhàn)，以及測試需求。然后，我們還研究和總結了V2X在通信過程中的測試方法，并從架構的角度對其進行了詳細描述。

關鍵詞：V2X? 系統(tǒng)測試? 應用? 要求

V2X概念使用最新一代的信息和通信技術實現(xiàn)全方位車輛到車輛（V2V）、車輛到基礎設施（V2I）、車輛到行人（V2P）、車輛到網(wǎng)絡/云（V2N/V2C）網(wǎng)絡連接。該技術將交通的各種要素聯(lián)系起來，例如行人、車輛、道路和云環(huán)境。V2X技術的應用對提高交通效率，減少污染，節(jié)約資源，減少事故發(fā)生率，改善交通管理具有重要意義。

目前，V2X使用兩種主要類型的通信技術：專用短程通信（DSRC）和V2X長期演進（LTE-V2X）。DSRC系統(tǒng)由一系列IEEE和SAE標準組成。LTE-V2X通信模式如圖1所示：

V2X的應用涉及許多方面，如智能交通，智能聯(lián)網(wǎng)車輛和自動駕駛。不同的應用程序對V2X環(huán)境的延遲、可靠性、吞吐量、用戶密度和安全性有不同的要求，安全性是V2X的首要任務。

測試是確保車輛安全性的重要手段，對V2X的安全威脅進行建模、分析、測試和評估有助于提高車輛的安全保護能力，并促進車輛安全系統(tǒng)的構建。通過對V2X進行測試，我們可以為自動駕駛和其他應用的商業(yè)化鋪平道路。

對于需要低延遲和高可靠性的應用，網(wǎng)絡性能最為重要。5G網(wǎng)絡將提供小于1毫秒的通信延遲，同時提供99.999%的穩(wěn)定性，因此它們將能夠支持面向自動駕駛的V2X服務。

與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比，V2X網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)更加開放，因此更容易暴露更多的隱私數(shù)據(jù)。測試可以確保通信的可靠性，從而確保整個V2X環(huán)境的安全性。

測試旨在確保安全有效地使用車輛互聯(lián)網(wǎng)。針對不同需求采用不同的測試方法。性能測試主要用于測試V2X網(wǎng)絡在不同場景下的性能，包括延遲、通信范圍、丟包率等，以確保通信能夠滿足應用的需求。確保V2X應用程序的安全性，有效性和可靠性也是測試的重要目標。

我們需要構建一個擴展HIL方法的功能測試系統(tǒng)。系統(tǒng)使用通信設備而不是網(wǎng)絡模擬器。主要用于生成車輛的動態(tài)仿真數(shù)據(jù)，如車速、位置、車輛間距、障礙物、交通場景等，并管理整個測試活動。V2X仿真平臺基于測試用例生成虛擬流量場景。在這種場景下，主車輛是指被測車輛，RV用于輔助HV觸發(fā)應用。V2X仿真平臺連接到V2X通信。

作為新技術，V2X不僅提供更舒適，更安全的交通環(huán)境，而且對提高交通效率，減少污染，降低事故率也很重要。主要的V2X通信技術是DSRC和LTE-V2X。有許多V2X應用程序，其應用程序要求主要集中在延遲/可靠性和安全性上。延遲/可靠性受到網(wǎng)絡性能問題和多種惡意攻擊的威脅。安全面臨移動終端安全威脅，V2X服務平臺安全威脅，V2X通信安全威脅，車輛網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和隱私威脅。測試是V2X的重要組成部分。首先，我們描述抽象測試系統(tǒng)，然后從三個方面介紹測試方法：功能、性能和一致性。然后，我們專注于測試方法，如車輛網(wǎng)關測試、滲透測試和加速測試，并分析現(xiàn)場測試的要求。

參考文獻

[1]常促宇，向勇，史美林.車載自組網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].通信學報，2007，28（11）：116-126.

[2]崔碩，姜洪亮，戎輝.關于C-V2X的標準組成及研究現(xiàn)狀分析[J].汽車電器，2018，361（09）：58-59.

[3]劉宗巍，匡旭，趙福全.V2X關鍵技術應用與發(fā)展綜述[J].電訊技術，2019，59（01）：121-128.

[4]Pete Bigelow. C-V2X vs. DSRC： New connected-car battle[J]. Automotive News， 2019， 93（6867）： 23-27.

[5]沈華剛，呂剛磊.基于ESP8266串口WiFi智能插座設計[J].電子世界，2019（7）.

作者簡介

秦鵬（1995-），男，內(nèi)蒙古人，漢，本科，研究方向：通信工程方向。