CN111405522A - 一种基于车路协同的v2x测试在线仿真系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，包括以下步骤：步骤一：V2X实测环境搭建，为了验证车与车、车与基础设施、车与行人等通信；步骤二：实际通信环境信号测试，测试区采用矢量信号分析软件89600VSA设备，实时监控测试区通信信号主要状况；步骤三：隧道对V2X信号屏蔽的测试，分析封闭测试区隧道通信测试环境；步骤四：V2X通信环境模拟搭建，以测试验证智能网联汽车多种通信环境下的应对能力和信号处理机制。该基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，通过对智能网联汽车相关技术进行分析以及对V2X测试，对智能网联汽车和V2X测试的研究分析，有利于国家标准制定，加快智能网联汽车上路，对提升交通安全、效率。减少排放意义重大。
Description
技术领域
本发明涉及车路协同技术领域，具体为一种基于车路协同的V2X测试在 线仿真系统及装置。
背景技术
随着科技的发展以及交通安全、出行效率、环境保护等问题日益突出， 智能网联汽车因其具有提升道路交通安全、缓解交通拥堵、提高运输效率等 功能而备受关注。欧洲、美国、日本等发达国家和地区较早进行了智能网联 汽车的研究与测试，并形成一定的标准规范，逐渐将 V2X(Vehicle-To-Every-thing)技术引用和部署到相关领域。
目前V2X在汽车智能化中的应用还处于探索阶段，其技术应用带来的交通 安全问题、信息安全问题及各类应用稳定性、互通性及各类车载无线设备的 频谱共存和电磁兼容性问题等尚未验证，所以测试和示范运行是智能网联汽 车研发和产业化的关键。2015年6月，工信部批准的第一家“国家智能网联汽 车(上海)试点示范区”及封闭测试区已开始运营，为智能网联汽车测试开发 认证、标准规范制定提供重要的平台。V2X作为智能网联汽车关键技术，对应 的测试也是示范区重点布置场景之一，搭建复杂通信环境的V2X场景是本文研 究的重点。
V2X是车与外界进行互联，是未来智能汽车、自动驾驶、智能交通运输系 统的基础和关键技术。V2X主要包括V2N(Vehicle-To-Network,车-互联网)、 V2V(Vehicle-To-Ve-hicle,车-车)、V21(Vehicle-To-Infrastruc-ture,车- 基础设施)、V2P(Vehicle-ToPedes-trian,车-行人)。其主要有C-V2X和LTE-V 两大技术标准和产业阵营。
V2X测试主要涵盖V2V、V2I、V2P、V2N四大类通信方式以及安全、效率、 信息服务和新能源汽车四大类应用场景，同时包含通信能力测试场景，以安 全类场景为主。安全类是指在行驶过程中为了保证汽车安全而必须的应用场 景，包括预警类、提醒类和辅助类；效率类是指为了提高行车效率与交通流通 效率而设置的应用类场景，主要为多车协同等；信息服务类用于为汽车提供 多样化的实时讯息；通信能力包括通信环境恶化(隧道、高架)时的通信能力测 试场景。
此外，针对V2X信号遮挡，V2X信号失效，V2X不同通信方式通用性，信息 安全等都要在封闭测试区验证。V2X测试一般会经过通信设备厂商和汽车主机 厂商的测试，主机厂将搭载车载单元(OBU)的汽车和测试区装有路侧单元的通 信模块(RSU)进行多种场景下通信测试，以验证V2X应用的功能和性能。由于 各种测试安全尚未得到认可，所以大量试验验证需要在封闭测试区进行，搭 建各种V2X测试场景的需求是封闭区建设的重点之一。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于车路协同的VX测 试在线仿真系统及装置，包括：基站架、测试装置、主板、信道仿真模块、 信号发生模块、功放单元、功放单元和天线，其特征在于：所述基站架上安 装有测试装置，所述测试装置的内部设置有主板，所述主板上设置有信道仿 真模块、信号发生模块、功放单元和信息接收处理模块，所述主板与天线之 间为电性连接。
一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，包括以下步骤：
步骤一：V2X实测环境搭建，为了验证车与车、车与基础设施、车与行人 等通信，封闭测试区搭建用以LTE-V通信的基站架，路口安装布置多种C-V2X 设备，此外测试区域搭建模拟信号遮挡的隧道和模拟视线遮挡的模拟建筑， 以完善真是道路通信环境；
步骤二：实际通信环境信号测试，测试区采用矢量信号分析软件89600VSA 设备，实时监控测试区通信信号主要状况；
步骤三：隧道对V2X信号屏蔽的测试，V2X通信能力V2X通信能力测试主 要是搭建隧道和林荫道路，在通信环境恶化下对智能网联汽车性能测评为此 我们在搭建的隧道环境下对信号进行测试，分析封闭测试区隧道通信测试环 境；
步骤四：V2X通信环境模拟搭建，为了将复杂道路通信环境复原在测试区， 我们通过模拟真实的V2X通信信号，并通过无线模块发送给测试车辆，以测 试验证智能网联汽车多种通信环境下的应对能力和信号处理机制。
优选的，所述步骤一中，封闭测试区的测试为智能网联汽车上路测试做 前期准备验证，由于测试区的道路特征相对简单，不能完全还原真实中国的 道路交通环境，所以，搭建相应模拟环境相当重要，其中，V2X通信模拟环境 搭建是重点之一，为了模拟多种车车通信、通信信道被占用、强磁干扰的通 信环境，我们在路口装配测试装置，将复杂通信环境复现示范区。通过布置 复杂通信场景测试，验证V2X应用的性能，C-V2X和LTE-V对比分析，车辆 通信失效策略等。
优选的，所述步骤二中，通过C-V2X的设备分析星座图、码率、Search 信号、频谱、解调汇总、时域信号的结果，通过实时信号捕获采集，我们可 以分析查找C-V2X通信中各种异常问题，以便对V2X通信测试做进一步的完 善。
优选的，所述步骤三中，在信号分析仪输入端接入天线，采用实时频谐 和深布图的功能，对实际场录的电磁环境和PC5和Uu口信号进行测试，测试 的地点分别为路边(Sitel)，隧道人口(Site2)和隧道中间(Site3)，采用信号 分析仪的实时功能和瀑布图可以实现对空间的电磁环境和瞬时信号捕捉。
优选的，所述步骤四中，根据测试数据，可以对，信号产生、标准信号 的生成、信号的回放、实际V2X信号(干扰、衰落)的模拟生成。
优选的，所述步骤四中，进行信号分析、实时频谱的捕捉和分析、矢量 信号的时域、频谱、解调城的完整测试、波形文件的管理和记录。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对智能网联汽车相关技术 进行分析以及对V2X测试，对智能网联汽车和V2X测试的研究分析，有利于国 家标准制定，加快智能网联汽车上路，对提升交通安全、效率。减少排放意 义重大，降低了网联汽车的事故发生率，对与交通安全方面意义重大，通过 对V2X进行测试分析，提高了V2X研究的进程，及时发现其中的问题所在，加 快了V2X的推展。
附图说明
图1为本发明V2X基站结构示意图；
图2为本发明V2X内部结构示意图。
图中：1、基站架；2、测试装置；3、主板；4、信道仿真模块；5、信号 发生模块；6、功放单元；7、功放单元；8、天线。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于车路协同的V2X测试 在线仿真系统及装置，包括：基站架1、测试装置2、主板3、处理器4、信 号发生模块5、功放单元6、信息接收处理模块7和天线8，所述基站架1上 安装有测试装置2，所述测试装置2的内部设置有主板3，所述主板3上设置 有信道仿真模块4、信号发生模块5、功放单元6和信息接收处理模块7，所 述主板3与天线8之间为电性连接。
一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，包括以下步骤：
步骤一：V2X实测环境搭建，为了验证车与车、车与基础设施、车与行人 等通信，封闭测试区搭建用以LTE-V通信的基站架1，路口安装布置多种C-V2X 设备，此外测试区域搭建模拟信号遮挡的隧道和模拟视线遮挡的模拟建筑， 以完善真是道路通信环境；
步骤二：实际通信环境信号测试，测试区采用矢量信号分析软件89600VSA 设备，实时监控测试区通信信号主要状况；
步骤三：隧道对V2X信号屏蔽的测试，V2X通信能力V2X通信能力测试主 要是搭建隧道和林荫道路，在通信环境恶化下对智能网联汽车性能测评为此 我们在搭建的隧道环境下对信号进行测试，分析封闭测试区隧道通信测试环 境；
步骤四：V2X通信环境模拟搭建，为了将复杂道路通信环境复原在测试区， 我们通过模拟真实的V2X通信信号，并通过无线模块发送给测试车辆，以测 试验证智能网联汽车多种通信环境下的应对能力和信号处理机制。
步骤一中，封闭测试区的测试为智能网联汽车上路测试做前期准备验证， 由于测试区的道路特征相对简单，不能完全还原真实中国的道路交通环境， 所以，搭建相应模拟环境相当重要，其中，V2X通信模拟环境搭建是重点之一， 为了模拟多种车车通信、通信信道被占用、强磁干扰的通信环境，我们在路 口装配测试装置，通过测试装置的信道仿真模块4、信号发生模块5、功放单 元6、功放单元7和天线8相互配合，将复杂通信环境复现示范区。通过布置 复杂通信场景测试，验证V2X应用的性能，C-V2X和LTE-V对比分析，车辆 通信失效策略等。
步骤二中，通过C-V2X的设备分析星座图、码率、Search信号、频谱、 解调汇总、时域信号的结果，通过实时信号捕获采集，我们可以分析查找C-V2X 通信中各种异常问题，以便对V2X通信测试做进一步的完善。
步骤三中，在信号分析仪输入端接入天线，采用实时频谐和深布图的功 能，对实际场录的电磁环境和PC5和Uu口信号进行测试，测试的地点分别为 路边(Sitel)，隧道人口(Site2)和隧道中间(Site3)，采用信号分析仪的实时 功能和瀑布图可以实现对空间的电磁环境和瞬时信号捕捉
利用矢量分析软件，实现了对PC5和Uu口信号的时域、频域、解调域的 完整测试，同时可实现数据采集回放。不同测试点的电磁环境和PC5和Uu口 信号的总体趋势一致，差异主要体现在功率方面，尤其是Site2与Site3功 率相差10dB左右，主要是由空间衰落和隧道屏蔽引起的。
步骤四中，根据测试数据，可以对，信号产生、标准信号的生成、信号 的回放、实际V2X信号(干扰、衰落)的模拟生成。
步骤四中，进行信号分析、实时频谱的捕捉和分析、矢量信号的时域、 频谱、解调城的完整测试、波形文件的管理和记录。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人 员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其 中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何 修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，包括：基站架(1)、测试装置(2)、主板(3)、信道仿真模块(4)、信号发生模块(5)、功放单元(6)、功放单元(7)和天线(8)，其特征在于：所述基站架(1)上安装有测试装置(2)，所述测试装置(2)的内部设置有主板(3)，所述主板(3)上设置有信道仿真模块(4)、信号发生模块(5)、功放单元(6)和信息接收处理模块(7)，所述主板(3)与天线(8)之间为电性连接。
2.一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：V2X实测环境搭建，为了验证车与车、车与基础设施、车与行人等通信，封闭测试区搭建用以LTE-V通信的基站架(1)，路口安装布置多种C-V2X设备，此外测试区域搭建模拟信号遮挡的隧道和模拟视线遮挡的模拟建筑，以完善真是道路通信环境；
步骤二：实际通信环境信号测试，测试区采用矢量信号分析软件89600VSA设备，实时监控测试区通信信号主要状况；
步骤三：隧道对V2X信号屏蔽的测试，V2X通信能力V2X通信能力测试主要是搭建隧道和林荫道路，在通信环境恶化下对智能网联汽车性能测评为此我们在搭建的隧道环境下对信号进行测试，分析封闭测试区隧道通信测试环境；
步骤四：V2X通信环境模拟搭建，为了将复杂道路通信环境复原在测试区，我们通过模拟真实的V2X通信信号，并通过无线模块发送给测试车辆，以测试验证智能网联汽车多种通信环境下的应对能力和信号处理机制。
3.根据权利要求2所述的一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，其特征在于：所述步骤一中，封闭测试区的测试为智能网联汽车上路测试做前期准备验证，由于测试区的道路特征相对简单，不能完全还原真实中国的道路交通环境，所以，搭建相应模拟环境相当重要，其中，V2X通信模拟环境搭建是重点之一，为了模拟多种车车通信、通信信道被占用、强磁干扰的通信环境，我们在路口装配测试装置(2)，将复杂通信环境复现示范区。通过布置复杂通信场景测试，验证V2X应用的性能，C-V2X和LTE-V对比分析，车辆通信失效策略等。
4.根据权利要求2所述的一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，其特征在于：所述步骤二中，通过C-V2X的设备分析星座图、码率、Search信号、频谱、解调汇总、时域信号的结果，通过实时信号捕获采集，我们可以分析查找C-V2X通信中各种异常问题，以便对V2X通信测试做进一步的完善。
5.根据权利要求2所述的一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，其特征在于：所述步骤三中，在信号分析仪输入端接入天线，采用实时频谐和深布图的功能，对实际场录的电磁环境和PC5和Uu口信号进行测试，测试的地点分别为路边(Sitel)，隧道人口(Site2)和隧道中间(Site3)，采用信号分析仪的实时功能和瀑布图可以实现对空间的电磁环境和瞬时信号捕捉。
6.根据权利要求2所述的一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，其特征在于：所述步骤四中，根据测试数据，可以对，信号产生、标准信号的生成、信号的回放、实际V2X信号(干扰、衰落)的模拟生成。
7.根据权利要求2所述的一种基于车路协同的V2X测试在线仿真系统及装置，其特征在于：所述步骤四中，进行信号分析、实时频谱的捕捉和分析、矢量信号的时域、频谱、解调城的完整测试、波形文件的管理和记录。
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