一致性評估：成功部署 C-V2X 的安全通道

作者：Holger Rosier，Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

過去幾十年以來，安全帶、安全氣囊和汽車吸能潰縮區(qū)的引入為挽救道路上的生命做出了巨大貢獻(xiàn)。當(dāng)今的高級駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和未來的自動駕駛解決方案將在一定程度上進(jìn)一步降低高速公路上的事故數(shù)量，但如果無法獲得道路上所有使用者的全局視野，其影響力仍然有限。

即便駕駛員再全神貫注，也無法對直接發(fā)生在眼前或隱藏在急轉(zhuǎn)彎道后方的事故做出反應(yīng)。但我們在道路上的同行者，例如駕駛員、騎車者和行人，可以相互分享視野，讓我們能夠及時做出相應(yīng)的反應(yīng)。這正是車聯(lián)萬物 （V2X） 通信為道路使用者創(chuàng)造的未來愿景。與其他技術(shù)一樣，V2X 也需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來確保所有人以相同的方式實施。但由誰來確保標(biāo)準(zhǔn)得到滿足？有沒有類似的先前經(jīng)驗可以為我們提供合適的方法？

確保自動化和協(xié)同駕駛成為現(xiàn)實，以及不同的汽車制造商及其供應(yīng)商開發(fā)的系統(tǒng)具有互操作性的關(guān)鍵就在于標(biāo)準(zhǔn)。V2X 通信的標(biāo)準(zhǔn)由廣泛的文檔進(jìn)行定義，涵蓋了從無線接入技術(shù)到設(shè)施和應(yīng)用層的所有內(nèi)容。在全球范圍內(nèi)，智能交通系統(tǒng) （ITS） 的各種標(biāo)準(zhǔn)都得到了大幅發(fā)展。這些標(biāo)準(zhǔn)包括 IEEE 1609 標(biāo)準(zhǔn)系列中所定義的美國的車載環(huán)境無線接入 （WAVE） 和歐洲的 ETSI ITS-G5。上述標(biāo)準(zhǔn)都是基于 WLAN 標(biāo)準(zhǔn)的一種擴展，即 IEEE 802.11p 的基礎(chǔ)之上。同時，在全球通信層面的標(biāo)準(zhǔn)上運作的第三代合作伙伴計劃 （3GPP） 也使得 ITS 能夠通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及利用現(xiàn)有的商業(yè)移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來運行。使用該技術(shù)的設(shè)備到設(shè)備 （D2D） 的通信無需任何移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。該標(biāo)準(zhǔn)的條款最初于 2015 年的 R 12 版本標(biāo)準(zhǔn)中首次引入，并在 2017 年的 3GPP R 14 版本（又稱為 LTE V2X）中進(jìn)一步得到完善，以支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)車聯(lián)萬物 （C-V2X） 的通信需求。事實上，目前中國所實施的車聯(lián)網(wǎng) （IoV） 即采用了包括中國汽車工程學(xué)會 （SAE-C） 在內(nèi)的多家機構(gòu)制定的標(biāo)準(zhǔn)和 C-V2X 標(biāo)準(zhǔn)。

從整體上來說，C-V2X 是一項優(yōu)秀的技術(shù)，讓行人到機動車的所有道路使用者都可以與交通基礎(chǔ)設(shè)施共享車輛和高速公路的狀態(tài)信息，同時還能提供互聯(lián)網(wǎng)和云服務(wù)。由于該技術(shù)建立在目前已經(jīng)廣泛部署使用的 4G LTE 蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，并且 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)還包含了更高帶寬、更低延遲的未來 5G 網(wǎng)絡(luò)升級線路圖，因此已將未來的兼容性納入其中。此外，必需的無線通信芯片組和用于證明互操作性的測試設(shè)備也已經(jīng)得到普遍使用。

這里還需要說明一下 C-V2X 的一項重要特點。在可預(yù)見的未來，許多通信仍將基于 4G LTE。隨著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的部署，5G 的支持近在咫尺，部分蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車到網(wǎng)絡(luò) （C-V2N） 通信可能會過渡到 5G。但其他所有 V2X 功能，如車到行人 （V2P），車到車 （V2V） 和車到基礎(chǔ)設(shè)施 （V2I），在可預(yù)見的未來還需要繼續(xù)在現(xiàn)有的 4G LTE 標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行測試和核準(zhǔn)。

C-V2X 誕生的過程也強調(diào)了制定此類標(biāo)準(zhǔn)需要大量合作。其中的部分工作得到了政府補貼的支持，用于研究如何以最好的方式應(yīng)對 ITS 解決方案的挑戰(zhàn)。像 3GPP 等組織也奠定了合作的基礎(chǔ)，確保在全球都可以正常使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)手機。如今，為了確保與 C-V2X 息息相關(guān)的汽車產(chǎn)業(yè)和無線技術(shù)能夠滿足各行各業(yè)的需求，一家新的組織由此成立。

5G 汽車聯(lián)盟 （5GAA） 是一家由汽車產(chǎn)業(yè)重要廠家和電信產(chǎn)業(yè)代表組成的跨行業(yè)組織。自成立以來，該聯(lián)盟已經(jīng)囊括了全球范圍內(nèi)最重要的產(chǎn)業(yè)代表，確保汽車解決方案與電信技術(shù)整合的下一個必要階段能夠順利推進(jìn)。聯(lián)盟的工作組會深入研究一系列問題，涉獵諸如業(yè)務(wù)模式和面市策略等高階話題，同時也涵蓋技術(shù)需求和系統(tǒng)架構(gòu)等專業(yè)探討。工作組還會開展評估并推動大規(guī)模試驗，確保技術(shù)概念有機會在嚴(yán)苛的真實高速公路環(huán)境中得到檢驗。這些舉措促成了一系列全面的白皮書和研究，為 C-V2X 的技術(shù)基礎(chǔ)提供了深入見解。

測試是發(fā)布任何產(chǎn)品之前的必要步驟，伴隨在產(chǎn)品從研發(fā)實驗室一直到生產(chǎn)后終端測試的過程中。顯而易見，測試的一個要點在于確保設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)運行。對于電信設(shè)備而言，包括射頻層次，以及設(shè)備支持的各種協(xié)議測試。作為移動和無線通信行業(yè)中首屈一指的供應(yīng)商，羅德與施瓦茨的測試解決方案對該領(lǐng)域提供的支持處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。多年以來，羅德與施瓦茨的軟件及其快速、便捷化的配置硬件測試設(shè)備，以便測試各種類型終端設(shè)備的強大功能，已成為羅德與施瓦茨的獨特優(yōu)勢。

毋庸置疑，單個 C-V2X 解決方案與測試設(shè)備所定義的參考系統(tǒng)間的交互是需要開展的必要基準(zhǔn)測試。但仍然存在互操作性問題。3GPP 制定的無線通信標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍內(nèi)的成功部分歸因于其所制定的統(tǒng)一測試流程。

事實上經(jīng)過多年發(fā)展，全球認(rèn)證論壇 （GCF） 已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)一致性的裁定機構(gòu)。第一階段需要對手持設(shè)備和調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行相關(guān)的射頻和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)一致性的獨立測試。第二階段包括在運營商驗收測試中對手持設(shè)備的評估部分。該測試包括開展性能基準(zhǔn)測試并驗證各種網(wǎng)絡(luò)功能是否可按預(yù)期運行。隨著汽車基本上都具備了連接功能，并希望在全球不同國家和地區(qū)的其他移動節(jié)點間實現(xiàn)無縫運行，對 C-V2X 組件和電子控制單元 （ECU） 進(jìn)行此類測試的規(guī)程也應(yīng)當(dāng)納入考量。

5GAA 正致力于促進(jìn) C-V2X 一致性評估的統(tǒng)一測試計劃。對于電信行業(yè)而言，一致性評估可以分為特定通信協(xié)議層的一致性測試和應(yīng)用于終端設(shè)備的互操作性測試。此類方法包括統(tǒng)一的測試步驟、一整套最低要求以及選擇合適的測試合作伙伴。無線接入層必須要求符合全球 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)，而上層應(yīng)用相關(guān)層可根據(jù)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，在地區(qū)劃分方面，最有可能的方案會是歐盟、美國和中國。

在顯著改善行人安全和解決交通問題方面，C-V2X 具備無限潛力。羅德與施瓦茨加入了眾多標(biāo)準(zhǔn)化組織、理事會、小組和咨詢委員會，旨在為各項必要技術(shù)貢獻(xiàn)自身的見解與支持，致力于實現(xiàn)道路和高速公路零事故的美好愿景。在 ITS 和 C-V2X 從理想轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實的歷程中，我們還將繼續(xù)利用我們獨特的洞察、知識和經(jīng)驗，為全球汽車和電信產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域搭建合作的橋梁，從而為所有道路使用者造福。

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