车联网主流技术C-V2X测试解决方案分析

权威市场机构预测，到 2025 年，全球联网汽车市场将增至 1660 亿美元 ；而2020年，受新冠肺炎疫情影响，其市场规模为540亿美元，由此推算，联网汽车市场将在五年时间增长三倍。

车联网（V2X） 使车辆能够与其他车辆和交通系统中的其他要素进行通信，包括道旁基础设施、自行车和行人。根据美国运输部的资料，全面采用 V2X 技术可将交通事故的严重度完全消除或减少高达 80％。这项技术还将大大减少车辆在高速公路上的行驶时间和燃油消耗。

当前有两种无线通信技术启用了 V2X：专用短距离通信 (DSRC) 和蜂窝 V2X (C-V2X)。

尽管 V2X 使用 DSRC 已有 20 多年，但现在随着 C-V2X 的成熟发展， 它正成为 V2X 的主流技术。

C-V2X技术优势

C-V2X 使用经 3GPP 标准化的 4G 或 5G 移动连通性，从一辆车向其辐射范围内的其他车辆、 行人或其他固定物体发送和接收信号。该技术通过整合车对车 (V2V)、车对基础设施 (V2I)、 车对行人 (V2P)、车对网络 (V2N) 和车到云，为汽车制造商提供完整的通信套件。采用 3GPP 第 14 版的 C-V2X 在一种技术中提供了两种传输模式（模式3和模式4），可涵盖广泛的用例。

由于该技术可以独立于蜂窝网络（PC5 侧链路用于直接通信，例如 V2V、V2I）工作，因此可在在专用的ITS 5.9 GHz 频谱中提供低时延、增强的通信范围和可靠性。它还使用传统移动宽带许可频谱中的 UTMS 空中接口 (Uu) 提供车对网络 (V2N) 通信。与 802.11p 类技术相比，C-V2X PC5 侧链通信提供了更大的通信范围、更高的可靠性、更好的非视距 (NLOS) 性能以及显著的成本效益。

汽车制造商可以设计具有增强安全功能的车辆，而无需依赖蜂窝网络。包括快速增长的电动汽车(EV) 在内，各主流车型均纷纷均采用 C-V2X 作为通信的首选技术方法，为新车先进安全系统的研发与设计奠定基础。

与 4G LTE 不同，5G 已经多元化到全球范围内的一系列垂直行业，包括交通运输行业，使其成为构建和开发互联、自动运输系统的杰出平台。产业联盟面对不断变化的市场，公司必须不断推出新的产品和服务，以满足消费者不断变化的需求。借助在大多数国家都适用的共同标准，今天的全球市场提供了成熟的制造系统。汽车制造商将从这种规模经济中受益——为全球受众应用一种技术或生产一种车型，而不是为较小的区域市场推出众多不同的车型。规模经济最终将使互联汽车的价格对于最终用户更实惠，并随着需求的增加更快地部署。

部署C-V2X的关键

2017 年，3GPP  R14 标准中首次提出C-V2X 标准，2019 年，支持 C-V2X 的芯片组上市。实际上，C-V2X 商业部署存在一些关键事项。

• 保全性—— 物理层测试对于确保 C-V2X 模块满足当前从物理层到应用层的射频和协议标准至关重要。

• 安全性 —— 汽车中各种类型的无线通信都会带来潜在的漏洞。网络安全测试对于 C-V2X 技术至关重要，但是目前没有针对汽车网络安全的标准。大型原始设备制造 商(OEM) 各自使用自己的网络安全标准和要求。

• 互操作性 ——由美国 OmniAir 联盟和 5G 汽车 协会组织的 Plugfest 活动和欧洲电信标准协会 (ETSI) 共同促进了由多个供应商生产 的芯片组、软件堆栈和模块之间的互操作性。

认证挑战

与前几代的蜂窝连通性相比，5G 通信更容易受到由于 IQ 调制、相位噪声、失真、信噪比、 幅度和相位线性度所导致的信号质量问题。随着政策制定者努力对 5G 的使用进行立法，目前有关 5G 的部署和性能质量标准的规则仍然是动态变化的。制造商要对新的5G标准进行测试，就必须为认证目标随法规的变化而变化做好准备，例如释放更多频谱以充分利用5G新空口。

尽管 C-V2X 的认证标准仍在不断发展，但对于物理层、协议层和应用层，都已经有了全球和区域定义的标准。除了 3GPP 无线电接入标准之外，这些初步标准还得到了一系列世界立法组织的支持，例如电气和电子工程师协会 (IEEE)、汽车工程师协会 (SAE)、交通工程师协会 (ITE)、美国电气制造商协会 (NEMA)、欧洲电信标准协会 (ETSI)、中国通信标准化协会 (CCSA)、中国汽车工程学会 (SAE-C) 等。ITS 组织和道路运营商监管机构需要满足各自的标准开发组织、电信和汽车行业管理机构设定的性能标准。

测试和验证

通常，C-V2X 设备需要根据全球蜂窝标准进行 GCF 射频/协议认证。针对设备工作时的所在区域， 可能 需 要 根 据 ITS 上 层 标 准（ 例 如 IEEE 1609.2/3/4、北美的 SAE J2945、和/或 欧盟和中国的其他适用地区标准）进行测试。

此外，设备可能需要通过测试，以满足当前为ITS 应用层开发的特定区域的测试用例。对于许多制造商而言，购买能够测试 5G 新空口未来扩展的测试设备是一项巨大的投资；不过，这不应成为走向成功的障碍。全球经过全面审核的测试机构提供专业技术和极其 先进的测试技术。使用外部资源确保每个被测器件 (DUT) 符合不断演进的C-V2X 标准。

所有这些都以一个更经济的运营费用实现。测试标准有时是一个不断变化的目标，因此使用独立的测试机构可以帮助您了解最新的指导方针，以确保您的产品符合规定要求。

无论是选择为内部实验室购置测试设备，还是与领先的独立测试机构合作，选择使用经过全面审核的测试设备来测试当前和未来的 5G/C-V2X 标准都是必不可少的。这样做可以根据最新指南提供精确、可重复的结果——最大限度缩短测试时间，加快产品上市时间。

确保一致性

无论您是进行内部测试还是通过独立第三方实验室进行测试，使用 OmniAir Consortium 等测试和认证机构可能是获得 C-V2X 设备所需认证的比较省时和经济高效的方法。使用经过审核的先进设施进行工作台、现场和安全测试，确保符合最新的测试标准。

在实验室报告完成后，监管机构会批准调查结果，并且设备会收到认证标志以证明合规性。

OmniAir 认证测试具有以下优势：

• 与其他方法相比，这个综合认证过程需要更少的时间和财务资源。

• 包括根据相关标准对 RF 和 MAC 进行一致性测试、进行上层信息结构测试、以及提供 网络和安全服务测试。

• 广泛的认证框架，确保被测器件 (DUT) 符合所有相关标准。

• 确保互操作性的良好实践，以便一级供应商和原始设备制造商 (OEM) 可以轻松识别兼容 设备以确保获得认证。

C-V2X测试解决方案

是德科技经济高效的测试流程可以帮助汽车制造商通过 C-V2X 认证。我们拥有先进的技术 来支持一系列测试类型，这些测试类型将支持未来的 5G 新空口 (NR) C-V2X 版本。

这些测试功能使您能够：

• 表征发射机的性能，例如功率、误差矢量幅度 (EVM)、频率精度、带内发射、相邻信道泄漏比 (ACLR)。

• 执行详细的接收机测试，包括灵敏度、最大输入电平和相邻信道选择性。

• 全面覆盖 C-V2X、全球认证论坛 (GCF) LTE 测试用例和 PTCRB 设备认证测试的测试协议。

• 使用应用层测试，将 C-V2X 场景与硬件在环 (HIL) 系统结合并集成。

汽车制造商、智能交通系统 (ITS) 设备的创新者以及负责部署基础设施的人必须与认证测试专家合作。跨越各行业领域的通信共享可确保为上市的技术提供互操作性，满足 5G和C-V2X 不断演进的标准要求。

全球对蜂窝车联网 (C-V2X) 通信技术的认可将会把自动驾驶从人类共同的愿景变为大众市场的现实。C-V2X 使用第3方合作伙伴项目(3GPP) 标准进行4G 和 5G 移动蜂窝连接，并在 5.9 GHz 频段运行。

在大多数国家，这是官方指定的智能交通系统 (ITS) 频段。

这种全球协调正在为汽车制造商和基础设施专家创建安全、互联和统一的驾驶生态系统铺平道路，此生态系统可在不同地区快速扩展且极具成本效益。由于区域性的ITS 标准不断发展，同时对5G的监管要求也在不断变化，因此 C-V2X 认证也在不断变化之中。制造商必须适应未来的技术迭代和立法方面的变化，才能在快速扩张的市场中保持竞争力。

编辑：黄飞