Ensayos basados en escenarios para aplicaciones C-V2X en entornos de laboratorio y sobre el terreno

Su misión

Los fabricantes de automóviles y los organismos gubernamentales llevan años buscando maneras de aumentar la seguridad en carretera, gestionar el tráfico de manera eficiente y, en el futuro, hacerlo más confortable. La tecnología de última generación para la comunicación e información del vehículo con todo (V2X) hace posible la comunicación de baja latencia entre vehículos (V2V), entre el vehículo y la infraestructura vial (V2I) y entre el vehículo y los peatones (V2P), añadiendo una nueva dimensión a los futuros sistemas avanzados de asistencia a la conducción.

En la Release 14 de 3GPP relativa a las comunicaciones de vehículos con todo por red celular (C-V2X) se especifica la tecnología LTE como interfaz de comunicación física. El estándar tiene dos modos. El modo vehículo a red (V2N), en el que la comunicación se desarrolla a través de la interfaz Uu y enlaces celulares tradicionales facilitan la integración del servicio en la nube para soluciones de extremo a extremo. Este se puede utilizar para la distribución de información local sobre la situación de las carreteras y del tráfico a los vehículos. El segundo modo es el modo directo o sidelink (V2V, V2I, V2P), en el que la comunicación se realiza a través de la interfaz PC5. En este caso, C-V2X no precisa necesariamente de infraestructura de red y puede funcionar sin una SIM y sin asistencia de red, utilizando GNSS como fuente principal para la sincronización de tiempo. Comprobar la funcionalidad y el rendimiento de un sistema C-V2X sobre el terreno mediante ensayos en condiciones reales puede costar mucho tiempo y dinero y acarrear grandes dificultades técnicas. Los requisitos, tanto para las propias funciones como para las relacionadas con la asistencia, cambian continuamente. Las soluciones de test verifican el cumplimiento de la normativa durante las fases de desarrollo e introducción. El modo de comunicación directa por PC5 hace posible un intercambio altamente fiable de información sensible al tiempo y relevante para la seguridad. Un comprobador de comunicaciones inalámbricas junto con una herramienta de simulación de escenarios de C-V2X permite generar escenarios de test reproducibles. Esto resulta esencial para estandarizar los procesos de verificación de C-V2X y obtener resultados fiables y comparables. Además, ayuda a demostrar la funcionalidad correcta de extremo a extremo entre dos equipos C-V2X de distintos fabricantes. Una vez que un modelo de prototipo ha alcanzado un nivel de desarrollo suficiente, se puede integrar la TCU en un vehículo anfitrión y evaluarse en un circuito de pruebas con un entorno de red C-V2X.

Solución Rohde & Schwarz

El fabricante de herramientas de ensayo para automoción Vector y Rohde&Schwarz han desarrollado una nueva arquitectura para probar y verificar aplicaciones C-V2X críticas para la seguridad en entornos de laboratorio y sobre el terreno. El sistema de medida de Rohde & Schwarz consta del comprobador de radiocomunicación de banda ancha R&S®CMW500 y el simulador de GNSS R&S®SMBV100B, combinados con la completa herramienta de simulación CANoe. Car2x de Vector. El R&S®CMW500 usa un paquete de software C-V2X para simular la capa física y MAC a fin de transmitir y recibir datos a través de la interfaz de radio PC5. Junto con la herramienta de simulación CANoe.Car2x de Vector, el R&S®CMW500 también se puede utilizar para la evaluación sobre el terreno. El R&S®SMBV100B actúa como generador de señales GNSS en entornos de laboratorio, y ofrece al objeto examinado (DUT) información exacta de sincronización para comunicaciones fuera de cobertura en modo C-V2X así como datos de posición muy precisos, tal y como se requiere para los mensajes de seguridad básicos (BSM) de V2X. El conjunto de pruebas LTE V2X R&S®CMW-KAX550 para la herramienta de Vector vincula los instrumentos al entorno de software CANoe. Car2x para los ensayos de aplicaciones V2X. La herramienta de Vector configura y ejecuta escenarios de tráfico que permiten llevar a cabo pruebas rigurosas de las funciones de la unidad de control telemático (TCU). Los usuarios pueden crear y simular situaciones de tráfico detalladas para comprobar la conectividad C-V2X, incluida la gestión de seguridad y certificados para la aplicación prevista. Un editor gráfico de escenarios de fácil manejo ayuda a los usuarios a generar las situaciones de tráfico. Al poner en marcha un escenario, CANoe. Car2x genera los correspondientes mensajes de comunicación de STI conforme al escenario de prueba configurado aplicando la pila de STI relevante para el mercado de destino (p. ej. América del Norte, Europa o China) según las especificaciones. Los mensajes y la información de ruta para el escenario se redirigen al R&S®CMW500 y al R&S®SMBV100B a través del conjunto de pruebas LTE V2X R&S®CMW-KAX550, proporcionando así al dispositivo bajo prueba la capa de acceso de radio. Esto permite estimular unidades de control de C‑V2X en función de la situación concreta y probar las funciones implementadas, como p. ej.:

• advertencia de frenado de emergencia (EBW/EEBL)
• asistente de giro a la izquierda (LTA)
• advertencia de colisión en cruces (ICW)
• control de congestión con varios vehículos simulados

El sistema de prueba de Rohde&Schwarz simula condiciones tales como comunicación sin visibilidad directa, señales GNSS débiles o congestión de tráfico. El comprobador de radiocomunicación de banda ancha R&S®CMW500 también puede transmitir señales de vehículos virtuales por el aire. Se pueden verificar aplicaciones de C-V2X en diferentes situaciones de tráfico. Un amplificador de banda ancha lineal R&S®BBA adicional genera la intensidad de campo necesaria. Los ensayos para los que antes se necesitaban varios vehículos de prueba se pueden llevar ahora a cabo con un único vehículo físico y cualquier cantidad de vehículos virtuales. La cobertura y el rendimiento de C-V2X se pueden monitorizar en tiempo real con escáneres de red PC5 R&S®TSMx. De este modo, los datos del circuito de pruebas se pueden utilizar en el laboratorio para el desarrollo ulterior.