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日本C-V2X測試過程記錄及主要結(jié)論

2019-03-18 17:57:53·  來源：佐思產(chǎn)研  作者：高通  
　
C-V2X(全稱cellular vehicle-to-everything)是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)， 對智能汽車、自動駕駛、智能交通系統(tǒng)提供關(guān)鍵的技術(shù)基礎(chǔ)，并利用全球統(tǒng)一的5.9GHZ
C-V2X(全稱cellular vehicle-to-everything)是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)， 對智能汽車、自動駕駛、智能交通系統(tǒng)提供關(guān)鍵的技術(shù)基礎(chǔ)，并利用全球統(tǒng)一的5.9GHZ ITS頻段， C-V2X能夠利用低延時直接通信技術(shù)為車對車（V2V）、車對基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、車對行人（V2P）提供低時延的信息傳輸。
大陸集團、NTTDOCOMO、愛立信、日產(chǎn)、OKI和高通于2018年7-10月聯(lián)合在日本進行C-V2X測試，目標是展示3GPP R14 規(guī)范定義的技術(shù)優(yōu)勢。
這些測試旨在展示和測試5GHz頻段下C-V2X直連通信的覆蓋范圍，延遲和可靠性。除此之外，測試意在展示使用LTE-A的基于網(wǎng)絡(luò)的通信的好處。試驗結(jié)果將提供給產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)者，包括ITS相關(guān)單位和政府機構(gòu)，將有助于整個生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。
通過利用現(xiàn)有面向網(wǎng)絡(luò)通信的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施，C-V2X 可結(jié)合路側(cè)單元（RSU）和蜂窩網(wǎng)絡(luò)功能，幫助改善安全性并支持自主性。C-V2X與路側(cè)單元和4G/5G基礎(chǔ)設(shè)施及其回傳鏈路相結(jié)合，可支持Uu接口的4G/5G小型基站和直連鏈路/PC5接口的路側(cè)單元。具體C-V2X測試系統(tǒng)架構(gòu)如下： 
此次試驗中，測試車輛采用兩輛日產(chǎn)聆風(fēng)，后備箱里裝有PC5設(shè)備和Uu測試系統(tǒng)（包含用于PC5的C-V2X DP，LTE V2N系統(tǒng)，可實現(xiàn)云記錄和遠程操作的移動路由器，CAN轉(zhuǎn)換器和動力電池）。測試卡車搭載PC5設(shè)備，天線安裝在車頂，主要用于堵車場景；行人PC5測試設(shè)備主要用于車對人（V2P）場景；RSU PC5測試設(shè)備主要用于車對道路基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）場景，PC5定向天線置于5米高的地方。
C-V2X測試系統(tǒng)中的PC5無線配置如下：
C-V2X測試系統(tǒng)中的車對網(wǎng)絡(luò)（V2N）模式如下：
目前，日本C-V2X測試重點不在于智能交通系統(tǒng)（ITS）使用案例驗證和開發(fā)，而選擇按照SAE J2945/1標準下的DNPW、EEBL、IMA、HLW和VRUW的測試場景，旨在建立V2V/V2N/V2P/V2I測試場景，主要包含遠距離低延時場景如超車場景（Overtaking scenario, V2V)， 車輛交匯場景（vehiclesCrossing scenario, V2V)， 跟車場景（Car Following scenario,V2V)，危險地點場景（Hazardous Location scenario, V2I)， 行人交匯場景（Pedestrian crossing scenario, V2P)， 和基于V2N網(wǎng)絡(luò)的超車，交匯，跟車和危險地點場景。
日本C-V2X測試主要在日本汽車研究所（JARI）的Tsukuba（筑波）和Shirosato（城里町）測試場地進行。Shirosato場地的橢圓形跑道（Oval Track）和直線跑道 （Straight Track）主要用于車輛在高速行駛狀態(tài)下和較長距離的行駛測試。TsukubaLOS/NLOS測試場地主要用于車輛非視距（NLOS）和視距（LOS）仿真測試。 
上述2個測試場地分別測試對應(yīng)的場景如下：
在JARI Shirosato橢圓形場地測試中，主車（HV）是靜止的，遠車（RV）車速保持在60km/h；覆蓋距離為1,200米，誤包率（PER）為10%（PER是通過50個樣品采用滑動平均法得到的，10%是參考其他C-V2X測試后作為一個標準，并非應(yīng)用層面要求）；在橢圓形跑道的非視距（NLOS）條件下，超過1,200米就屬于超出測試范圍。
在JARI Tsukuba場地測試中，對NLOS場景測試和LOS場景測試進行對比；確認NLOS覆蓋距離為380m，超過380m就在場地測試范圍外；在NLOS和LOS測試中均未出現(xiàn)誤包情況；NLOS/LOS測試的接收信號強度指示（RSSI）中位為14dB。
在JARIShirosato橢圓形場地進行高速狀態(tài)下的PC5范圍測試，要求：
  • 主車(HV)和遠車(RV)在以110公里/時的速度沿相反方向行駛（相對速度為220公里/時）；
  • 另一條車道上的每輛車沿相反方向行駛；
  • 誤包率（PER）為10%的最大距離為1307米；
  • 跑道的視距(LOS)距離限制在1200米以內(nèi)；
  •  鑒于橢圓形跑道的非視距(NLOS)環(huán)境和每輛車的相對位置，覆蓋距離受到限制。
測試結(jié)果關(guān)于相對速度為220公里/時情況下，誤包率（PER）與距離關(guān)系如下：
在JARIShirosato橢圓形和直線跑道中測試PC5延時，要求為：
  • 資源選擇窗口期設(shè)置為20毫秒；
  • 在三個場景試驗中計算ITS應(yīng)用層端到端的中位延遲時間；
  • 測試在非擁堵環(huán)境中進行。在20毫秒的資源窗口期中隨機選擇Tx資源；
  • 在兩輛測試車輛之間測量延遲時間；
  • 在所有測試場景中，中位延遲時間小于20毫秒。
通過參考信號接收功率（RSRP）來測量LTE下行鏈路信號電平，結(jié)果如下：
車輛-網(wǎng)絡(luò)-車輛通信延遲測試結(jié)果如下：
在行駛過程中并未發(fā)現(xiàn)明顯的端對端延時差異。
在JARI Shirosato橢圓形跑道中測試信號接收功率（RSRP）與端到端延遲，結(jié)果如下： 
測試發(fā)現(xiàn)，在較低參考信號接收功率（RSRP）區(qū)域中的附加延遲是由信號弱而引起的額外重傳造成的。
此次C-V2X測試主要發(fā)現(xiàn)和結(jié)果如下：
  • C-V2X PC5直接通訊基本性能
- 在視線范圍內(nèi)，通信距離為1200米，誤包率（PER）小于10%；
- 當(dāng)相對高速為220 km/h時，通信距離為1200米，誤包率（PER）小于10%；
- 兩輛測試車輛之間的中位延遲時間小于20毫秒；
- 在非視距（NLOS）條件下，通信范圍為380米（信號阻塞會造成14 dB的損耗）
  • Uu LTE網(wǎng)絡(luò)通信性能
- 在連接狀態(tài)下，NTT DOCOMO的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，廣域通信的端到端中位延遲時間為50毫秒；
 - 在95%百分位數(shù)的情況下，端到端延遲時間小于60毫秒；
 - 當(dāng)參考信號接收功率（RSRP）較低時，延遲時間會增加，這是由于參考信號接收功率（RSRP）較低時無線電層重傳（Hybrid ARQ）更為頻繁。
備注：這是在PC5的非擁堵狀況下，基于測試實例的觀察結(jié)論。  
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