교통 안전의 필수 요소인 셀룰러 V2X 애플리케이션에 대한 실험 환경에서의 시나리오 기반 테스트

목표

자동차 제조업체와 정부당국은 오랜 기간 교통 안전을 강화하고, 교통을 효율적으로 관리하며 더욱 편안한 미래의 교통을 구현할 방법을 찾았습니다. V2X(Vehicle-to-Everything)는 차량을 모든 것에 연결하는 차세대 정보통신 기술입니다. V2X는 저지연 V2V(Vehicle-to-Vehicle), V2I(Vehicle-to-Roadside infrastructure), V2P(Vehicle-to-Pedestrian) 통신을 제공해 미래 운전자 보조 시스템에 새로운 차원을 더하도록 설계되었습니다. 3GPP가 Release 14에서 하나의 통신 표준으로 정의한 C-V2X(Cellular V2X)는 물리 계층 통신 인터페이스로 LTE 기술을 사용합니다. 이 표준에는 두 가지 모드가 있습니다. Uu 인터페이스를 통해 통신하는 V2N(Vehicle- to-Network) 모드는 기존 셀룰러 링크를 사용해 클라우드 서비스를 end-to-end 솔루션에 통합합니다. 이 모드에서는 예를 들어 특정 지역에 대한 도로 및 교통 정보를 차량으로 분배할 수 있습니다.

두 번째 모드는 PC5 인터페이스에서 통신이 이루어지는 다이렉트 또는 사이드링크 모드(V2V, V2I, V2P)라고 합니다. 이 모드에서는 C-V2X에 반드시 네트워크 인프라가 필요한 것은 아닙니다. SIM 및 네트워크 보조 없이 작동할 수 있으며 시간 동기화의 기본 소스로 GNSS를 사용합니다.

LTE 3GPP Release 14를 기반으로 하는 최초의 상용 C-V2X는 2020/21년까지 중국에 구축될 것으로 계획되어 있습니다. 이 최초의 시험 구축은 포괄적 테스트가 필요합니다. 실제 환경에서 현장 테스트만으로 시스템 기능과 성능을 검증하려면 많은 시간과 비용이 소모되며 매우 까다롭기까지 합니다. 기능과 관련된 요구사항과 그에 따라 요구되는 보조 기능은 항상 달라집니다. 개발 및 도입 단계에서 표준 준수 여부를 검증하기 위한 테스트 솔루션이 필요합니다. PC5 다이렉트 통신 모드에서는 시간에 민감한 안전 관련 정보를 매우 정확하게 교환할 수 있습니다. 모바일 통신 테스터와 C-V2X 시나리오 시뮬레이션 툴을 함께 사용하면 재현 가능한 테스트 시나리오를 실행 할 수 있습니다. 그러한 시나리오는 신뢰성 있고 비교 가능한 결과를 얻기 위한 C-V2X 검증 프로세스의 표준화에 필수적이며, 공급업체가 다른 두 C-V2X 기기 간 end-to-end 기능이 정상 작동하는지 여부를 검증하는 데 활용할 수 있습니다.

로데슈바르즈 솔루션

로데슈바르즈는 자동차 테스트 툴 공급업체인 Vector와의 협력을 통해, 실험 환경에서 안전 중심 C-V2X 애플리케이션을 테스트 및 검증하기 위한 새로운 테스트 아키텍처를 개발했습니다. 로데슈바르즈의 테스트 셋업은 Vector CANoe .Car2x Simulation Tool이 결합된 R&S®CMW500 Wideband Radio Communication Tester와 R&S®SMBV100B GNSS Simulator로 구성됩니다. R&S®CMW500은 PC5 무선 인터페이스에서 데이터를 송수신하기 위해 C-V2X 소프트웨어 패키지를 사용하여 물리 계층과 MAC 계층을 시뮬레이션합니다.

GNSS 신호 발생기 역할을 하는 R&S®SMBV100B는 C-V2X 모드에서 커버리지 밖 통신을 위한 정밀 동기화 정보와 매우 정확한 위치 정보를 DUT(테스트 장치)로 전송합니다.

이 정보는 예를 들어 V2X BSM(Basic Safety Messages)에 필요합니다. Vector 툴 링크를 위한 R&S®CMW-KAA550 C-V2X Application Adapter는 V2X 애플리케이션 테스트에서 CANoe .Car2x 소프트웨어 환경으로 정보를 링크합니다. Vector 툴에서는 ECU(Electronic Control Unit)의 기능을 완전히 테스트할 수 있도록 포괄적 기능을 구성하고 교통 시나리오를 실행할 수 있습니다. 사용자는 자세한 교통 상황을 만들어 시뮬레이션함으로써 적용하려는 환경에서 보안 및 인증 관리를 비롯한 C-V2X 연결을 검증할 수 있습니다.

또한 사용법이 간단한 그래픽 시나리오 편집기를 이용하여 교통 시나리오를 만들 수 있습니다. CANoe .Car2x에서 시나리오를 시작한 경우 이 소프트웨어 툴은 사양에 따라 타겟 시장(북미, 유럽, 중국)에 대한 각각의 관련 ITS 스택을 사용하여 구성된 테스트 시나리오를 기준으로 해당 ITS 통신 메시지를 생성합니다. 해당 시나리오에 대한 메시지 및 경로 정보가 Vector용 R&S®CMW-KAA550 C-V2X 애플리케이션 어댑터를 통해 R&S®CMW500 및 R&S®SMBV100B로 전달되어 DUT에 무선 액세스 계층을 제공합니다. 그러면 특정 상황에 따라 C-V2X 컨트롤 유닛을 활성화하고 다음과 같은 구현 기능을 테스트할 수 있습니다.

• 긴급 전자 브레이크등
• LTA(Left-turn assist, 좌회전 보조장치)
• IMA(Intersection Movement Assist, 교차로 이동 보조장치)
• 혼잡도 제어 - 복수의 시뮬레이션 차량으로 활성화

애플리케이션

여기에 소개된 테스트 솔루션으로 교통 안전의 중심 요소인 C-V2X 애플리케이션을 실험 환경에서 테스트하여 신뢰할 수 있고 반복 가능한 결과를 제공할 수 있습니다. Vector CANoe .Car2x 소프트웨어 툴과 로데슈바르즈 기기를 결합하여 복잡하고 재현 가능한 C-V2X 시나리오를 만든 다음 구성된 상황에 따라 C-V2X 제어 유닛을 활성화하고 구현된 기능을 계획한 방식으로 테스트할 수 있습니다. 이 테스트 솔루션은 최신 C-V2X 개발 사양에 맞추어 5G NR(5G New Radio)을 포함한 미래에 공개될 C-V2X를 지원하기 위해, R&S®CMX500 Radio Communication Tester를 결합하는 확장 옵션을 제공하는 미래 지향형 투자입니다.