Pruebas basadas en escenarios de aplicaciones con tecnología C-V2X (vehículo con cualquier elemento de red celular) en entornos de laboratorio y campo

Cree y simule situaciones de tránsito detalladas para verificar la conectividad de la tecnología C-V2X (vehículo con cualquier elemento de red celular)

Pruebas basadas en escenarios de aplicaciones con tecnología C-V2X (vehículo con cualquier elemento de red celular) en entornos de laboratorio y campo

Su tarea

Los fabricantes de automóviles y los organismos gubernamentales llevan años buscando maneras de aumentar la seguridad en carretera, gestionar el tránsito de manera eficiente y, en el futuro, hacerlo más confortable. La tecnología de la información y la comunicación de vehículos con cualquier elemento (V2X) de próxima generación ofrece comunicaciones de baja latencia de vehículo a vehículo (V2V), vehículo a infraestructura vial (V2I) y vehículo a peatón (V2P), con el fin de agregar una nueva dimensión a los futuros sistemas de asistencia al conductor (ADAS).

El Release 14 del estándar C-V2X (vehículo con cualquier elemento de red celular) de 3GPP utiliza tecnología LTE como la interfaz física de comunicaciones. El estándar tiene dos modos. Modo vehículo a red (V2N), donde las comunicaciones se llevan a cabo en la interfaz Uu y los tradicionales enlaces celulares permiten la integración de servicios de nube para soluciones de extremo a extremo. Esto puede utilizarse para la distribución de información local sobre el tráfico y las carreteras a los vehículos. El segundo modo es el modo enlace directo o lateral (V2V, V2I, V2P), donde las comunicaciones se llevan cabo a través de la interfaz PC5. Aquí, el C-V2X no necesariamente requiere de la infraestructura de red y puede operar sin SIM y la asistencia de red se realiza mediante el sistema mundial de navegación por satélite (GNSS), como fuente primaria para la sincronización de tiempo. La verificación de la funcionalidad y el desempeño del sistema mediante pruebas en condiciones reales puede demandar mucho tiempo, ser costoso y presentar muchos desafíos. Los requerimientos funcionales y aquellos para las funciones de asistencia asociada están en constante cambio. Las soluciones de prueba verifican le cumplimiento de los estándares durante las fases de desarrollo e introducción. El modo de comunicación directa PC5 proporciona un intercambio muy confiable de información sensible al tiempo y relevante para la seguridad. Un probador de comunicación junto con una herramienta de simulación de escenarios C-V2X pueden proporcionar escenarios de pruebas reproducibles. Esto es esencial para estandarizar el proceso de verificación del C-V2X para resultados confiables y comparables. También ayuda a demostrar la correcta funcionalidad de extremo a extremo entre dos instrumentos C-V2X de diferentes fabricantes. Una vez que un prototipo haya alcanzado un estado de desarrollo suficiente, la unidad de control telemático (TCU) puede integrarse en un vehículo hospedador y evaluarse en un circuito de pruebas del entorno de red C-V2X.

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En el laboratorio
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La solución de Rohde & Schwarz

Los proveedores de herramientas de pruebas para la industria automotriz Vector y Rohde &Schwarz han desarrollado una nueva arquitectura para probar y verificar en entornos de laboratorio y campo las aplicaciones C-V2X cruciales para la seguridad. La configuración de Rohde & Schwarz consiste de un probador de radiocomunicaciones de banda ancha R&S®CMW500 y un simulador de GNSS R&S®SMBV100B, en combinación con la completa herramienta de simulación CANoe .Car2x de Vector. Herramienta de simulación Car2x. El R&S®CMW500 utiliza un paquete de software C-V2X para simular la capa física y la capa MAC para transmitir y recibir datos a través de la interfaz de radio PC5. Junto con la herramienta de simulación Vector CANoe.Car2x, el R&S®CMW500 puede también utilizarse para evaluación de campo. El R&S®SMBV100B actúa como un generador de señales GNSS en entornos de laboratorio. Ofrece información de sincronización precisa para comunicaciones de interrupción de cobertura en el modo C-V2X. Además, proporciona información de la posición precisa al dispositivo, como se requiere para los mensajes de seguridad básicos de V2X (BSM). La suite de pruebas R&S®CMW-KAX550 LTE V2X para la herramienta Vector conecta el instrumento al CANoe. Entorno de software Car2x para pruebas de aplicación de V2X. La herramienta Vector configura y ejecuta escenarios de tráfico para que las funciones de la unidad de control telemático (TCU) puedan probarse a profundidad. Los usuarios pueden crear y simular situaciones de tránsito detalladas para comprobar la conectividad C-V2X, incluida la gestión de seguridad y certificados para la aplicación prevista. Un editor gráfico de escenarios de sencillo manejo ayuda a los usuarios a generar situaciones de tránsito. Cuando se inicia un escenario, CANoe. Car2x genera los correspondientes mensajes de comunicaciones STI basados en escenarios de prueba configurados mediante la utilización de la pila STI correspondiente para el mercado objetivo (es decir, América del Norte, Europa o China) según las especificaciones. Los mensajes de escenario y la información de ruta se redirigen al R&S®CMW500 y al R&S®SMBV100B a través del suite de pruebas R&S®CMW-KAA550 LTE V2X, lo que proporciona al dispositivo la capa de acceso radioeléctrico. Esto permite estimular las unidades de control telemático habilitadas para C-V2X según la situación particular y probar las funciones implementadas como:

  • advertencia de frenado de emergencia (EBW/EEBL)
  • asistente de giro a la izquierda (LTA)
  • advertencia de colisión de intersección (ICW)
  • control de congestión con varios vehículos simulados
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En el circuito de pruebas
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El sistema de prueba y medición de Rohde&Schwarz simula condiciones como comunicaciones sin visibilidad directa, señales GNSS débiles o congestión de tráfico. El probador de radiocomunicaciones R&S®CMW500 puede también transmitir señales virtuales «over-the-air» de vehículos. Las aplicaciones C-V2X pueden verificarse en diversos escenarios de tráfico. Un amplificador de banda ancha lineal R&S®BBA adicional genera la intensidad de campo requerida. Pruebas que anteriormente requerían de varios vehículos de prueba ahora pueden realizarse con un solo vehículo físico y múltiples vehículos virtuales. La cobertura y el rendimiento de C-V2X puede monitorearse en tiempo real con los escáneres de redes R&S®TSMx PC5. Los datos del circuito de pruebas pueden luego utilizarse para su posterior desarrollo en el laboratorio.

Aplicación

La solución presentada aquí permite probar aplicaciones C-V2X cruciales para la seguridad en entornos de laboratorio y campo con resultados confiables y repetibles. El Vector CANoe. La herramienta de software Vector CANoe .Car2x, combinada con los instrumentos de Rohde & Schwarz, ofrece la capacidad de crear escenarios de C-V2X complejos y reproducibles para estimular unidades de control telemático habilitadas por C‑V2X según la situación configurada y probar de manera precisa las funciones implementadas. La solución de pruebas es una inversión orientada a satisfacer requerimientos futuros con la posibilidad de ampliarse con un probador de radiocomunicaciones R&S®CMX500 para acomodarse a futuras actualizaciones de C-V2X, como 5G New Radio (5G NR).

Conclusión

La solución de pruebas de C-V2X de Rohde&Schwarz abarca todo el ecosistema del desarrollo, desde la capa física hasta la capa de aplicación. Los equipos de pruebas son ideales para utilizarse tanto en el laboratorio como en el campo, lo que asegura la repetibilidad de los resultados de la medición y la reducción de los costos de inversión.