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关于C-V2X的那些事!

发布时间:2020-12-23

浏览次数:68

如果提到当今的科技热词,你一定会想到5G。5G商用,5G元年 这些词汇时不时地就出现在新闻首页。5G的来临加速了汽车行业电气化,智能化和网联化的发展。许多年前人们想象出来的无人驾驶,也不再只是想象,自动驾驶成为了汽车发展的下一个趋势。

一、C-V2X从哪里来?

自动驾驶系统中包含不同类别的传感器,采集的数据通过人工智能和边缘计算用来支持快速做出决策,除此以外它还采用了远程信息处理技术,以便进行车队监控和跟踪,为了保证驾驶的安全性,合理规划最佳路线,这些信息需要通过汽车与汽车以及汽车与基础设施之间的通信来支撑,即V2X技术。

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V2X:全称Vehicle to Everything,指的是车联网通信,包括V2I,V2N, V2P和V2V。
V2I:指的是车辆与道路设施之间进行通信,例如,当汽车接近交叉路口时,信号灯可以告诉汽车交通信号会在什么时候切换。
V2N:指的是车辆与蜂窝网络交换数据,可以提供实时交通信息,比如施工区警告,通过 V2N 还可以提供 SOS 服务以及远程诊断和维修。
V2P:指的是车辆与行人和非机动车之间进行通信,以便在驾驶员视线受到妨碍时也能保障这些人的安全。
V2V:指的是车辆与车辆之间的通信,主要是车辆之间的短时延通信,避免车辆碰撞等安全性问题。
在V2X中存在着两种竞争性的技术:
- 其一是 DSRC,它以 802.11p、欧洲的 ITS-G5 等 Wi-Fi 技术为基础,
- 另一种是基于蜂窝技术的 C-V2X,也称为 4G LTE V2X 或R14/15 C-V2X 及 5G NR-V2X。
二者的对比我们后续再谈,先单独来看看C-V2X的概念和发展。



二、C-V2X到哪里去?
C-V2X 是汽车市场中具有颠覆性的前瞻技术,它提供了一个平台,使得车辆之间能够互相通信,并且能与周围的任何事物进行通信。
在 3GPP R14 中,C-V2X 最初被定义成LTE V2X,为集成的 V2V、V2I、V2P 和 V2N 操作提供解决方案,短程 V2V、V2I 和 V2P 模式支持直接通信,无需依赖网络进行调度,而远程的 V2N 模式则会提供需要由移动网络运营商参与的网络辅助和商业服务。
而随着5G的发展,为了利用5G网络带来的高数据吞吐量和短时延,C-V2X也逐渐发展与5G技术兼容。下表中标注了C-V2X发展的过程中不同版本的主要功能。

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频段47(5.9GHz)已在世界许多地方被保留用于运输用途(ITS),并称为Sidelink。该频段适用于C-V2X的V2V接口的PC5直接模式,该模式建立在LTE早期版本中引入的D2D(设备到设备直接通信)的工作基础上。

三、C-V2X的竞争与优势?

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前面提过,C-V2X有一个竞争技术DSRC,二者各有优劣,DSRC基于802.11p,而C-V2X基于蜂窝技术,下图中列出二者一些基本差别。

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由于本篇主要讲C-V2X,所以对于DSRC不做过多的介绍。与基于 802.11p 的 DSRC 相比,C-V2X 的优势在于:

可以利用现有的蜂窝基础设施


  • 技术路线稳固,从R14 / 15进化到增强的R16 5G
  • 安全性更好,这也是蜂窝技术的固有特性
  • 扩大了通信范围
  • 可靠性更高,能够更好地控制拥塞


C-V2X 有两种操作模式。
配置 1 
是没有网络服务的操作,通常称为非管理模式或Mode 4,在这种模式下,处于蜂窝覆盖范围之外的车辆, 仍然能够使用 PC5 Sidelink 互相通信, 同步和资源分配可以通过 GNSS 实现,也可以互相之间进行, 适用于短距离通信(<1km)它与 DSRC 非常相似。
配置 2 

配置 2 是具有网络服务的操作,称为管理模式或Mode 3。在这种模式下,处在 R14 eNB 覆盖范围内的车辆可以通过 PC5 互相通信,从而利用网络分配资源以及进行同步, 车辆的网络通信通过 Uu 接口进行,适用于长距离通信(>1km)。

四、C-V2X面临的挑战

要成功部署 C-V2X,我们需要克服许多挑战。在标准不断演进的同时,设计人员和开发人员需要确保其 V2X 产品的性能充分满足安全要求。
这些要求还必须符合各种国际和地区标准,需要与不同的芯片组、车载单元和路边单元具有互操作性。有些时候,我们可以利用互通性测试(plugfest)来非常有效地检查互操作性。值得一提的是,去年4月份由 DEKRA 在德国举办的5GAA C-V2X 互通性测试,是德科技也参与其中。
由于许多其他应用也使用相同频率或相邻频率,例如 DSRC/ITS-G5 共存问题,因此我们还面临很大的干扰抑制挑战。
在未来,预计将有大辆汽车配备 V2X 通信。连通性增加了数据泄露的风险,并可能潜在地影响到车辆乘员的安全。因此汽车行业需要建立更安全的通信手段来避免这一漏洞出现。为了克服这些挑战,我们需要在开发阶段进行彻底的验证和测试。

五、是德科技如何帮助C-V2X克服挑战?

为了应对C-V2X目前的挑战,是德科技开发了C-V2X测试系统解决方案,加速技术的快速实现,推动行业发展。

  • Keysight SA8700A C-V2X 测试解决方案提供了从物理层,协议层到应用层的全面测试方案。
  • 它还提供 GNSS 仿真用于时间和位置同步,提供用于 C-V2X 信道和信号的 UU 和 PC5 信令测试以及 ITS 堆栈场景生成和监控,这些可以大幅缩短在实际道路上进行路测的时间。
  • 是德科技的 C-V2X 解决方案符合当前的 3GPP 规范,在标准演进的同时,是德科技也紧跟趋势为未来的 C-V2X 规范做好准备,例如具有 5G C-V2X 的 R16。

是德科技的 C-V2X 解决方案由硬件和软件模块组成。

 UXM 5G 无线测试平台(E7515B)

E7515B



UXM 5G 无线测试平台为射频协议、功能和 ITS 堆栈提供信令测试。它采用内置 RFIO 和内部 fader,可在衰落条件下进行测试。



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它不仅支持 4G,还支持 5G NR。当 5G 在未来成为 3GPP  R16 中的 C-V2X 的一部分时,这个 UXM 无线测试平台可继续用于LTE 和 5G C-V2X 端到端信令测试。



MXG GNSS 模拟器(N5182B)


N5182B



Keysight MXG信号发生器可以仿真GNSS卫星,用于C-V2X时间和位置同步。




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它支持 GNSS 的多卫星信号,包括GPS, Beidou, GLONASS 和 Galileo。MXG 还可以实时添加多径、伪距误差、连续波干扰信号等信号。 



是德科技提供的软件解决方案
是德科技提供的软件解决方案包括 X-App、Signal Studio 和 ITS 堆栈应用软件,支持 UU 和 PC5 接口。它还可以仿真多个用户设备。是德科技软件可以支持大量的功能和协议任务以及射频接收和发射能力的测量。


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01.
UXM 5G 使用 X-App 和 Signal Studio 进行物理层测试。针对第 3 层测试,UXM 5G 会使用 C-V2X 测试应用软件。
该软件具有基本的 Sidelink 特性,如 TM3 调度功能以及 GNSS 仿真功能,还包括先进的 Sidelink 调度程序等。

02.
此外,V2X 场景仿真软件waveBEE creator可以在 UXM 5G 内部或单独的 PC 上运行。Wavebee Creator 可以创建和执行像下图这样的场景。


2.PNG



它可以通过触摸手势轻松访问并快速创建视觉场景,同样,流量和基础设施也支持所有类型的 V2X 消息。它可以在单个场景中创建多个实体,如汽车、交通信号灯和事件。被测器件能够轻松地集成到场景中,无需辅助汽车系统调制。


03.
V2X 监控软件具有分析功能和实时视觉场景视图、用户可读的消息,以及用于深入分析的记录和回放功能,并显示详细消息切分的原始值和说明值。它为多级消息分析提供可定制的滤波器。

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此外,是德科技的C-V2X测试方案支持进行拥塞测试,用户可创建多达1,000个随机类型的模拟站,拥堵站点的地理位置基于用户可配置位置(纬度/经度)的内部和外部限制,或者基于宿主车辆的初始位置,每辆车的更新率可配置为1,5,10,20 Hz,支持欧洲(ITS-G5)和美国(WSMP)消息编码–在更高版本中将支持中文标准。

了解更多详情请拨打:

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------转自是德科技