CN109618303A - 一种新型v2x系统性能测试系统 - Google Patents

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李娟�
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Abstract

一种新型V2X系统性能测试系统，其包括：提供位于实验室内的第一V2X系统和外界的装载有第二V2X系统的测试车辆且二者通过外部基站进行通讯；实验室内还具有与第一V2X系统相通讯连接的：CAN模拟仿真仪器和GNSS仿真仪器，CAN模拟仿真仪器模拟整车的CAN网络系统并模拟第一V2X系统需求的整车的状态信息，GNSS仿真仪器仿真GPS定位信息，其通过实验室内仿真和与测试车通信，实现数据的传递和比较测试结果，解决了场景复现差、室外电磁环境变性导致的测试有效性低等问题。

Description

一种新型V2X系统性能测试系统
技术领域
本发明关于一种新型V2X系统性能测试系统。
背景技术
V2X通信技术，即“车与外界”的信息交互技术，是车联网技术的重要组成部分。V2X通讯能够让车与车、车与基站、基站与基站之间进行通信，从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。不同于像机和雷达，V2X通信是协作式传感器，其性能严重地依赖交通流量，实际的场地测试不易体现各种交通密度对通信的影响，通信性能十分依赖于各种噪声，场地测试无法定量化控制噪声的水平；通信性能还与道路环境密切相关，例如建筑物密集程度、障碍物遮挡等，场地测试不易覆盖各种工况。
V2X通信，属于智能网联关键技术之一，目前并未完全成熟与产业化。对于V2X的测试，更多的是借鉴于传统车联网的测试系统。如单纯的信道仿真测试，主要是测系统的信号性能、通道模型等；或者是进行实车测试，用两辆装载V2X系统的车进行场景测试，看系统是否能接收信息并进行交互。但单纯的仿真测试与实车测试都有明显的缺点，仿真测试环境太过理想，而且无法进行系统之间的接收信号测试，无法进行通信丢包率、时延等指标测试；而实车测试成本太高，实车场景不好控制，场景重复几率低，而且外界环境电磁环境复杂，对于系统性能有影响。
发明内容
本发明的目的是发明一种新型的V2X系统性能测试系统，以解决V2X系统在当前测试的难题和现有测试手段的缺点。
为实现上述技术目的，本发明提供一种新型V2X系统性能测试系统，其包括：提供位于实验室内的第一V2X系统和外界的装载有第二V2X系统的测试车辆，其中：所述第一V2X系统和所述第二V2X系统通过外部基站进行通讯；且所述实验室内还具有与所述第一V2X系统相通讯连接的：CAN模拟仿真仪器和GNSS仿真仪器，所述CAN模拟仿真仪器模拟整车的CAN网络系统并模拟所述第一V2X系统需求的所述整车的状态信息，所述GNSS仿真仪器仿真GPS定位信息。
本发明通过实验室内仿真和与测试车通信，实现数据的传递和比较测试结果，针对以往实车测试，解决了场景复现差、室外电磁环境变性导致的测试有效性低等问题。
作为进一步的改进，所述CAN模拟仿真仪器采用CANoe，且所述状态信息包括：车速、加速度、横摆角速度。
作为进一步的改进，所述GNSS仿真仪器提供精确的时钟和位置信息。
作为进一步的改进，所述实验室内还具有与所述第一V2X系统相通讯连接的信道模拟仪器，其提供各种信道衰落的模型，以在所述实验室内模拟路面的真实信道模型。
作为进一步的改进，所述外部基站为LTE-V/5G，其将所述第一V2X系统发送的信息对外转发给所述第二V2X系统。
作为进一步的改进，所述第一V2X系统和所述第二V2X系统均连接有上位机PC。
具体实施方式
本发明提供一种新型V2X系统性能测试系统，其包括：提供位于实验室内的第一V2X系统和外界的装载有第二V2X系统的测试车辆，其中：所述第一V2X系统和所述第二V2X系统通过外部基站进行通讯；且所述实验室内还具有与所述第一V2X系统相通讯连接的：CAN模拟仿真仪器和GNSS仿真仪器，所述CAN模拟仿真仪器模拟整车的CAN网络系统并模拟所述第一V2X系统需求的所述整车的状态信息，所述GNSS仿真仪器仿真GPS定位信息。
本发明通过实验室内仿真和与测试车通信，实现数据的传递和比较测试结果，针对以往实车测试，解决了场景复现差、室外电磁环境变性导致的测试有效性低等问题。
作为进一步的改进，所述CAN模拟仿真仪器采用CANoe，且所述状态信息包括：车速、加速度、横摆角速度。
作为进一步的改进，所述GNSS仿真仪器提供精确的时钟和位置信息。
作为进一步的改进，所述实验室内还具有与所述第一V2X系统相通讯连接的信道模拟仪器，其提供各种信道衰落的模型，以在所述实验室内模拟路面的真实信道模型。
作为进一步的改进，所述外部基站为LTE-V/5G，其将所述第一V2X系统发送的信息对外转发给所述第二V2X系统。
作为进一步的改进，所述第一V2X系统和所述第二V2X系统均连接有上位机PC。
由V2X通信原理知：利用V2X系统进行车与车通信时，至少需要发送的信息有两车的位置(一般由GPS提供)，车速、加速度、车辆姿态、转向角等车辆状态信息(一般从整车CAN读取)。首先主车V2X系统将这些需求信息按照协议格式进行发送，向周围车辆广播，周围车辆V2X系统在接收到这些信息后会解码还原为初始信息(主车位置、车辆状态信息等)，并通过内置的算法计算出两车的危险状态(一般根据TTC或危险距离定义)，再通过交互界面显示出来危险信息，进行预警。
在本发明的优选实施例中，实验室内模拟实车接收到的相关需求信号，CAN信息、定位信息、信道信息，进行V2X系统的仿真测试，并包括如下主要部件：
①CAN模拟仿真仪器，位于实验室内并与第一V2X系统通讯连接，主要模拟整车的CAN网络系统，一般用CANoe，模拟V2X系统需求的整车状态信息(如车速、加速度、横摆角速度等)。
②信道模拟仪器，位于实验室内并与第一V2X系统通讯连接，主要提供各种信道衰落的模型，最大限度在实验室中模拟路面的真实信道模型。
③GNSS仿真仪器，位于实验室内并与第一V2X系统通讯连接，主要是仿真GPS定位信息，提供精确的时钟和位置信息。
④第一V2X系统，位于实验室内，其是集成了V2X通信技术的车载终端，它主要是将从几个仿真仪器获取的信息按照协议格式进行发送，可以看做是实车测试中的主车。
⑤外部基站，可以是LTE-V/5G，它和现实的基站工作原理一样，只是机制可能不同(现大多为LTE)，它将第一V2X系统发送的信息进行对外转发。
⑥装载有第二V2X系统的真实车辆，用来接收第一V2X系统发出的信息(测试时最好在周围空旷区域)，通过软件进行相关性能测试，来验证V2X系统信息收发是否稳定、可靠，验证不同场景下的通信性能、准确度、时延、丢包率等。
⑦PC机，第一V2X系统和第二V2X系统均装有。其一般是装有远程连接的软件，因为V2X系统是封装好的，需要通过软件进入系统进行指令发送、进行接收信号的查收等。
本发明的具体实现流程：
通过CAN模拟仿真仪器、信道模拟仪器、GNSS仿真仪器，模拟发送所需的信息并传递给第一V2X系统，通过第一V2X系统的收发机制对外发送，信息可以被基站接收并转发，可以被基站范围内室外的真实车辆(第二V2X系统)接收，进行V2X系统的算法计算，输出决策结果，实现V2X系统通信的过程。验证时，通过远程连接软件(如Putty)，连入第一V2X系统和第二V2X系统中，通过在DUT1中发送测试指令，如发包数量、发包大小、发包间隔等，在第二V2X系统中通过软件查看接收情况，进行通信性能的测试验证。
通过改变第一V2X系统和第二V2X系统的距离(定位信息)，测试通信距离；通过发包数量与接收包数量，测试丢包率；通过从第一V2X系统发送数据到第二V2X系统接收数据，测试通信时延是否满足现实中场景需求；通过持续发送指令与接收指令，来验证系统的稳定性以及发送数据和接收数据的准确度；以及其它传统车联网验证都能通过此方式进行验证。
本发明改善了V2X系统测试方法，针对以往实车测试，解决了场景复现差、室外电磁环境变性导致的测试有效性低等问题。降低了测试难度与测试工作量，减少了测试成本。以往实车测试，需要两个车外出测试(司机、油费、精力)，要找好场景，控制好距离、车速等变量，非常难控制好测试变量。现在只需要在实验室改变发送的仿真信息，在室外各个场景下看接收指令的情况就能验证通信性能指标，而且很容易的在不同场景，进行重复测试。
应了解本发明所要保护的范围不限于非限制性实施方案，应了解非限制性实施方案仅仅作为实例进行说明。本申请所要要求的实质的保护范围更体现于独立权利要求提供的范围，以及其从属权利要求。

Claims (6)

1.一种新型V2X系统性能测试系统，其包括：提供位于实验室内的第一V2X系统和外界的装载有第二V2X系统的测试车辆，其特征在于：
所述第一V2X系统和所述第二V2X系统通过外部基站进行通讯；且
所述实验室内还具有与所述第一V2X系统相通讯连接的：CAN模拟仿真仪器和GNSS仿真仪器，所述CAN模拟仿真仪器模拟整车的CAN网络系统并模拟所述第一V2X系统需求的所述整车的状态信息，所述GNSS仿真仪器仿真GPS定位信息。
2.如权利要求1所述的一种新型V2X系统性能测试系统，其特征在于：所述CAN模拟仿真仪器采用CANoe，且所述状态信息包括：车速、加速度、横摆角速度。
3.如权利要求1所述的一种新型V2X系统性能测试系统，其特征在于：所述GNSS仿真仪器提供精确的时钟和位置信息。
4.如权利要求1所述的一种新型V2X系统性能测试系统，其特征在于：所述实验室内还具有与所述第一V2X系统相通讯连接的信道模拟仪器，其提供各种信道衰落的模型，以在所述实验室内模拟路面的真实信道模型。
5.如权利要求1所述的一种新型V2X系统性能测试系统，其特征在于：所述外部基站为LTE-V/5G，其将所述第一V2X系统发送的信息对外转发给所述第二V2X系统。
6.如权利要求1所述的一种新型V2X系统性能测试系统，其特征在于：所述第一V2X系统和所述第二V2X系统均连接有上位机PC。
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