Test basati su scenari di applicazioni V2X cellulari critiche per la sicurezza in un ambiente di laboratorio

Attività da eseguire

Da diversi anni, i produttori di automobili e gli enti governativi cercano modi per aumentare la sicurezza stradale, gestire il traffico in modo efficiente e, in futuro, renderlo più confortevole. Vehicle-to-everything (V2X) rappresenta una nuova generazione di tecnologie informatiche e di comunicazione che collegano i veicoli a tutto ciò che li circonda. Un sistema V2X è progettato per offrire comunicazioni a bassa latenza da veicolo a veicolo (V2V), da veicolo a infrastrutture stradali (V2I) e da veicolo a pedone (V2P), per aggiungere una nuova dimensione ai futuri sistemi di assistenza alla guida. Lo standard cellulare V2X (C-V2X) come standard di comunicazione definito da 3GPP nella Release 14 utilizza la tecnologia LTE come interfaccia fisica per le comunicazioni. Lo standard descrive due modalità. La modalità da veicolo a rete (V2N), con comunicazione tramite l’interfaccia Uu, utilizza i collegamenti cellulari tradizionali per consentire l’integrazione dei servizi cloud nelle soluzioni end-to-end, ad esempio per consentire la distribuzione ai veicoli di informazioni su strada e traffico per una determinata area.

La seconda modalità è indicata come modalità diretta o sidelink (V2V, V2I, V2P), in cui la comunicazione avviene tramite l’interfaccia PC5. In questa modalità, una soluzione C-V2X non richiede necessariamente un’infrastruttura di rete. Può funzionare senza una SIM e senza assistenza di rete e utilizza il sistema satellitare GNSS come fonte primaria per la sincronizzazione temporale.

La prima attivazione commerciale delle comunicazioni dirette C-V2X basate su LTE 3GPP Release 14 è prevista in Cina entro il 2020/21. Questa prima soluzione sperimentale richiederà l'esecuzione di test esaustivi. La verifica delle funzionalità e delle prestazioni del sistema esclusivamente mediante prove sul campo in un ambiente reale può richiedere molto tempo, denaro e impegno. I requisiti di funzionalità, e di conseguenza le funzioni di assistenza richieste, sono in continua evoluzione. Le soluzioni di test sono necessarie durante la fase di sviluppo e introduzione per verificare la conformità agli standard. La modalità di comunicazione diretta PC5 consente uno scambio altamente affidabile di informazioni tempestive e rilevanti per la sicurezza. L’utilizzo di un tester per le comunicazioni mobili insieme a uno strumento di simulazione di scenari C-V2X permette di creare scenari di test riproducibili in laboratorio. Si tratta di una necessità essenziale per la standardizzazione dei processi di verifica delle applicazioni C-V2X al fine di ottenere risultati affidabili e confrontabili, e aiuta a dimostrare che il collegamento end-to-end tra due dispositivi C-V2X di fornitori diversi funzioni correttamente.

Soluzione Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz, in collaborazione con il fornitore di strumenti di test per autoveicoli Vector, ha sviluppato una nuova architettura di test per verificare il corretto funzionamento delle applicazioni C-V2X critiche per la sicurezza in un ambiente di laboratorio. La configurazione di test Rohde & Schwarz comprende un tester di comunicazioni radio a banda larga R&S®CMW500 e un simulatore GNSS R&S®SMBV100B, combinato con lo strumento di simulazione completo Vector CANoe .Car2x. Il tester R&S®CMW500 utilizza un pacchetto software C-V2X per simulare il livello fisico e MAC al fine di trasmettere e ricevere dati tramite l’interfaccia radio PC5.

Lo strumento R&S®SMBV100B, che funge da generatore di segnale GNSS, fornisce al dispositivo in prova (DUT) le informazioni di sincronizzazione precise per la gestione delle comunicazioni fuori copertura in modalità C-V2X, nonché informazioni molto accurate sulla posizione.

Queste informazioni sono necessarie, ad esempio, per messaggi di sicurezza di base (BSM) V2X. L’adattatore applicativo C-V2X R&S®CMW-KAA550 per lo strumento Vector collega gli strumenti all’ambiente software CANoe .Car2x per il test delle applicazioni V2X. Lo strumento Vector offre funzionalità complete per configurare ed eseguire scenari di traffico in modo che le funzioni della centralina elettronica (ECU) possano essere collaudate in modo esaustivo. È possibile creare e simulare situazioni di traffico dettagliate per verificare la connettività C-V2X, inclusa la sicurezza e la gestione dei certificati per l’applicazione prevista.

Un editor di scenari grafici facile da utilizzare permette di creare scenari di traffico di ogni genere. Quando viene avviato uno scenario in CANoe .Car2x, lo strumento software genera i corrispondenti messaggi di comunicazione ITS in base allo scenario di test configurato utilizzando la variante di stack ITS pertinente per il mercato di destinazione (Nord America, Europa, Cina) in linea con le specifiche. I messaggi e le informazioni sul percorso per tale scenario sono inoltrati al tester R&S®CMW500 e al generatore R&S®SMBV100B tramite l’adattatore applicativo C-V2X R&S®CMW-KAA550 per Vector, fornendo il livello di accesso radio al DUT. Ciò consente di stimolare un’unità di controllo C-V2X in linea con la situazione particolare e di verificare le diverse funzioni implementate quali:

• Indicatore frenata elettronica di emergenza
• Assistenza alla svolta a sinistra (LTA)
• Assistenza all'attraversamento di un incrocio (IMA)
• Controllo della congestione – stimolato con più auto simulate

Applicazione

La soluzione di test qui presentata consente di collaudare applicazioni C-V2X critiche per la sicurezza in un ambiente di laboratorio, fornendo risultati affidabili e ripetibili. Lo strumento software Vector CANoe .Car2x in combinazione con gli strumenti Rohde & Schwarz offre la possibilità di creare scenari C-V2X complessi e riproducibili per stimolare un’unità di controllo C-V2X in linea con la situazione configurata e di collaudare le funzioni implementate in modo mirato. La soluzione di test è un investimento pronto per il futuro, con la possibilità di essere esteso con un tester di comunicazioni radio R&S®CMX500 per funzionare con le future versioni degli standard C-V2X, tra cui 5G New Radio (5G NR), per tenere il passo con gli ultimi sviluppi delle tecnologie C-V2X.