Tests de récepteurs reproductibles dans des conditions de fading (ou évanouissement) entre véhicules

Au sein des scénarios de communication de voiture à voiture, l'évanouissement est toujours présent et a un impact considérable sur le signal reçu. Le générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A vous permet de réaliser les tests reproductibles de récepteurs les plus précis dans des conditions d'évanouissement de voiture à voiture. Les canaux radio nécessaires aux systèmes de communication entre véhicules sont issus d'essais réels sur le terrain et spécifiés par le consortium de communication CAR 2 CAR (voiture à voiture). Dorénavant, il est possible de vérifier la performance des récepteurs en conditions contrôlées au sein de laboratoires.

Typical car-to-car communications scenario
Typical car-to-car communications scenario
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Introduction

Au sein des scénarios de communication de voiture à voiture, les véhicules se partagent sans fil les informations et les messages d'alertes les uns entre les autres. L'information est uniquement diffusée – il n'y a aucun retour. Actuellement, la norme IEEE 802.11p WLAN est un prétendant sérieux à l'établissement des communications entre véhicules. Les capteurs de véhicule actuels, comme par exemple les capteurs radars, les caméras et tachymètres, fournissent déjà des informations relatives aux distances par rapport à l'environnement et aux vélocités. Au sein des informations partagées, les situations critiques relatives au trafic telles que les collisions peuvent être détectées. Les véhicules indiquent alors des messages pour avertir les conducteurs afin qu'ils puissent prendre les contre-mesures pour éviter les accidents ou créer un meilleur flux du trafic. Il en résulte que le nombre de personnes blessées, de dommages matériels et d'embouteillages peuvent être considérablement réduits.

Votre tâche

Les systèmes de communication de voiture à voiture nécessitent une liaison sans fil stable afin d'optimiser le débit d'informations, ce qui augmente la sécurité du conducteur. Afin d'assurer une bonne liaison sans fil, les récepteurs doivent être capables de détecter des signaux tels que l'IEEE 802.11p, même dans des conditions difficiles, comme par exemple un faible rapport signal / bruit (SNR), une faible amplitude du vecteur d'erreur (EVM) ou un évanouissement important. Au sein des scénarios de communication de voiture à voiture, l'évanouissement de Rayleigh, qui est causé par les déplacements relatifs entre les récepteurs et les transmetteurs, détériore significativement la performance des récepteurs. En général, l'évanouissement est causé par la propagation via plusieurs trajets du signal transmis. Le signal reçu correspond à la somme de tous les signaux se propageant le long des différents trajets. Chaque trajet peut influencer l'amplitude, la phase, le décalage Doppler et le délai du signal. Le plus grand défi auquel les ingénieurs doivent faire face en laboratoire consiste à appliquer aux signaux les évanouissements qui caractérisent le mieux le comportement de propagation des scénarios de communication entre véhicules sur plusieurs trajets. Après quoi, les récepteurs peuvent être testés correctement en laboratoire lors des cycles de développement et de vérification, afin de déterminer leur capacité à détecter les signaux dans des conditions d'évanouissement de voiture à voiture.

Solution T&M

Le générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A, équipé des options de simulation d'évanouissement R&S®SMW-B14 et d'évanouissement avancé R&S®SMW-K72, est idéal pour appliquer des conditions d'évanouissement entre véhicules à des signaux tels que l'IEEE 802.11p, afin de créer des situations de tests de récepteurs reproductibles et précises. L'option d'évanouissement avancé R&S®SMW-K72 supporte tous les modèles de canaux radio du voiture à voiture spécifiés par la communication CAR 2 CAR

Consortium :

  • Visibilité en milieu rural
  • Visibilité en milieu urbain
  • Intersection de rues sans visibilité
  • Visibilité sur autoroute
  • Autoroute sans visibilité

A titre d'exemple, le modèle de canal radio relatif à la visibilité rurale sera décrit de manière plus détaillée.

Modèle de canal radio relatif à la visibilité en milieu rural

Des essais terrain indépendants ont été réalisés par des universités et des entreprises afin de déterminer des modèles statistiques pour les différents canaux radio du voiture à voiture, comme pour le scénario relatif à la visibilité en milieu rural décrit ci-dessous.

Rural line-of-sight scenario
Rural line-of-sight scenario

Le scénario de visibilité en milieu rural correspond à un environnement ouvert où il n'y a pas d'immeubles, pas d'objets imposants ni d'autres véhicules. La configuration spécifiée par le consortium de communication CAR 2 CAR, relative au modèle de canal radio correspondant à la visibilité en milieu rural, est indiquée dans le tableau suivant.

Configuration de la visibilité en milieu rural
Paramètres Trajet 1 Trajet 2 Trajet 3
Perte de trajet 0 dB 14 dB 17 dB
Délai 0 ns 83 ns 183 ns
Doppler 0 Hz 492 Hz -295 Hz
Profil statique Demie Rayleigh Demie Rayleigh

La configuration repose sur trois trajets. Chaque trajet contient une perte de trajet spécifiée, un délai, une fréquence Doppler fd et un profil de répartition du spectre Doppler. Le consortium de communication CAR 2 CAR définit seulement la moitié du spectre classique relatif au Doppler Rayleigh, car la répartition du spectre est mieux adaptée qu'avec un spectre de Doppler Rayleigh complet pour les modèles de canaux radio du voiture à voiture. Un profil de répartition type est décrit ci-dessous, il correspond à un demi spectre positif du Doppler Rayleigh de trajet 2 avec un scénario de visibilité en milieu rural.

Normalized Rayleigh Doppler spectra
Normalized Rayleigh Doppler spectra

Grâce à aux puissantes capacités d'évanouissement du générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A, les ingénieurs tirent profit de l'option d'évanouissement avancé R&S®SMW-K72 à tous les niveaux du test de récepteurs pendant les scénarios de communication de voiture à voiture. Les cinq modèles de canaux radio de voiture à voiture peuvent être appliqués de manière très simple à des signaux tels que l'IEEE 802.11p. L'utilisateur peut se consacrer entièrement sur le test de récepteur sans perdre de temps pour la définition et l'implémentation des modèles de canaux radio du voiture à voiture. Il s'agit d'une manière rapide et pratique de simuler des scénarios de communication de voiture à voiture réels dans des conditions de laboratoire. La création de situations de test de récepteurs dans des conditions réelles d'évanouissement de voiture à voiture, devient plus simple que jamais.

Avantages clés

  • Supporte les cinq modèles de canaux radio du voiture à voiture
  • Permet d'avoir les canaux radio réels du voiture à voiture au sein des laboratoires
  • Permet de créer des situations de test de récepteurs reproductibles dans des conditions d'évanouissement contrôlées, au sein de scénarios de communication de voiture à voiture
  • Simplifie la génération du signal dans des conditions d'évanouissement de voiture à voiture
  • Permet aux ingénieurs de se concentrer entièrement sur le test de récepteur