雖然專用短程通信(DSRC)技術(shù)目前在汽車市場占據(jù)主導(dǎo)地位,但是許多人認(rèn)為,沒有大規(guī)模的5G蜂窩連接,全自動(dòng)駕駛汽車是不可能實(shí)現(xiàn)的。由于V2X通信技術(shù)未來的應(yīng)用情況無法預(yù)測,因此持續(xù)滿足技術(shù)要求并靈活適應(yīng)日新月異的趨勢成為汽車企業(yè)制勝的關(guān)鍵所在。為了在這一新興市場保持競爭力,汽車OEM和供應(yīng)商希望能夠快速完善其技術(shù)路線圖,確定技術(shù)相關(guān)性,整合產(chǎn)品。仿真固然重要,但對新想法進(jìn)行原型驗(yàn)證也是證明新技術(shù)可行性的關(guān)鍵一步。
目前尚不成熟的V2X技術(shù)
隨著汽車行業(yè)和消費(fèi)電子行業(yè)之間的界線變得越來越模糊,人們希望汽車制造商能夠提供支持多種通信技術(shù)的系統(tǒng),包括5G連接。許多全球汽車制造商和政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)都支持DSRC(尤其是美國、日本以及許多歐洲國家和地區(qū)),但由于帶寬有限、互操作性差以及網(wǎng)絡(luò)安全威脅無法完全清除,DSRC的普及速度一直非常緩慢。雖然市場上已經(jīng)出現(xiàn)了幾種商用車間部署,如2017年的凱迪拉克CTS和2015年的豐田普銳斯,但目前還沒有出現(xiàn)未來明顯會(huì)流行的技術(shù)。
測試平臺(tái)如何影響標(biāo)準(zhǔn)
正如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)及之前的標(biāo)準(zhǔn)一樣,融合標(biāo)準(zhǔn)的過程中存在著激烈的競爭。每一次全球標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)都很有可能引發(fā)社會(huì)變革。以下是GSM的制定過程:標(biāo)準(zhǔn)制定者先審議各種想法,然后確定標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)一旦設(shè)定,就會(huì)得到普遍應(yīng)用,納入到數(shù)十億種設(shè)備的設(shè)計(jì)中?,F(xiàn)在,V2X,尤其是C-V2X正處在關(guān)鍵時(shí)刻。各種想法正在快速整合,新的標(biāo)準(zhǔn)在不久的將來推出。
現(xiàn)在正是影響標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)自身差異化競爭優(yōu)勢的良機(jī),萬不可錯(cuò)失!但在此之前,需要先解決一個(gè)問題:如何探索和證明想法和應(yīng)用的可行性?答案顯而易見:原型驗(yàn)證。
隨著系統(tǒng)變得日益復(fù)雜,僅通過仿真并無法證明想法的可行性,因此必須使用測試平臺(tái)或原型來驗(yàn)證。測試平臺(tái)在無線應(yīng)用中很常見;美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)研討會(huì)得出的結(jié)論是:“經(jīng)驗(yàn)表明,實(shí)際情況通常會(huì)與理論研究的一些假設(shè)相悖,因此測試平臺(tái)是在真實(shí)工作條件下進(jìn)行評估的重要工具.....開發(fā)可在完整工作系統(tǒng)中測試創(chuàng)新想法的測試平臺(tái)至關(guān)重要?!?/P>
NI如何提供助力
盡管目前市場上沒有現(xiàn)成的C-V2X解決方案,但成功的無線研究人員會(huì)為其測試平臺(tái)選擇軟件定義的平臺(tái)化解決方案,該解決方案具有以下特性:基于平臺(tái)的方法—探索這些技術(shù)并快速構(gòu)建原型的有效方法是從仿真到最終實(shí)現(xiàn)均采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)軟件,并采用現(xiàn)成的硬件。借助以軟件為主,硬件為輔的平臺(tái),即可構(gòu)建完全滿足應(yīng)用需求的系統(tǒng)。
利用平臺(tái)的可擴(kuò)展性,您不但可以根據(jù)自己的想法擴(kuò)展系統(tǒng),還可以不斷復(fù)用已有的設(shè)備,充分利用已有資源,獲得最大投資收益。
豐富的生態(tài)系統(tǒng)—使用生態(tài)系統(tǒng)是加快測試平臺(tái)開發(fā)的關(guān)鍵。與封閉型一站式解決方案不同,NI生態(tài)系統(tǒng)可為V2X等特定應(yīng)用提供快速啟動(dòng)和現(xiàn)成即用體驗(yàn),還可定制和增強(qiáng)測試平臺(tái)的功能。
真實(shí)的成功案例—NI與世界各地的研究人員共同合作來推進(jìn)無線領(lǐng)域的研究,這些應(yīng)用案例非常具有啟發(fā)意義。通過了解研究人員如何將創(chuàng)新的無線研究設(shè)想轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的原型,我們可以從中受到啟發(fā),知道該從何處下手來解決問題以及哪些工具可以幫助我們。
V2X工具和解決方案
3GPP NR V2X工作項(xiàng)目[4]確定了V2X的四種主要用例:汽車編隊(duì)、擴(kuò)展傳感器、高級(jí)駕駛和遠(yuǎn)程駕駛。這些用例需要采用支持低延遲和高可靠性的全新NR側(cè)鏈路通信策略,以滿足嚴(yán)格的要求。未來LTE-V2X、NR V2X和DSRC等多種無線接入技術(shù)將共存,而且6 GHz以上的頻率也將列入考慮范圍。通過汽車通信場景實(shí)驗(yàn),我們可以確定是否能夠集成最新的無線標(biāo)準(zhǔn)。以下基于平臺(tái)的V2X工具和解決方案就擁有一個(gè)豐富的生態(tài)系統(tǒng):S.E.A基于NI平臺(tái)開發(fā)了V2X開發(fā)、測試、確認(rèn)和驗(yàn)證產(chǎn)品及解決方案?;贜I軟件無線電(SDR)實(shí)現(xiàn)的IEEE 802.11p和LTE-V堆棧負(fù)責(zé)處理所有操作,S.E.A.V2X堆棧則負(fù)責(zé)支持無線接入車載環(huán)境(WAVE)和ITS-G5。S.E.A.測試管理軟件可以處理汽車通信信息,如基本安全、SAE J2735等。
NI毫米波收發(fā)儀系統(tǒng)是一套模塊化硬件,可用于從信道探測到實(shí)時(shí)雙向通信系統(tǒng)原型驗(yàn)證等應(yīng)用。這個(gè)基于PXI平臺(tái)的系統(tǒng)提供了一套靈活的模塊,可自由組合和配置,滿足不斷變化的研究需求。模塊化毫米波射頻頭也可以使用其他RF前端代替,因此,只需使用同一套軟硬件,即可研究不同的頻率,從而節(jié)省工程設(shè)計(jì)時(shí)間,最大限度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)用。該硬件與LabVIEW的強(qiáng)大功能相結(jié)合,構(gòu)成了一個(gè)出色的毫米波通信原型驗(yàn)證平臺(tái),可幫助工程師加快創(chuàng)新。
借助NI SDR,工程師可以快速對無線通信系統(tǒng)進(jìn)行原型驗(yàn)證,更快獲得結(jié)果。SDR不僅靈活,而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,可將標(biāo)準(zhǔn)PC改造成下一代無線原型驗(yàn)證工具。NI SDR解決方案與LabVIEW相結(jié)合,提供了前所未有的軟硬件集成來加快創(chuàng)新,同時(shí)還提供了基于各種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成應(yīng)用框架,從而幫助用戶在開發(fā)特定組件時(shí),能夠更快速地進(jìn)行創(chuàng)新。
Tata Elxsi的V2X仿真器是基于DSRC的綜合性V2X測試解決方案,可生成實(shí)時(shí)RF和控制器局域網(wǎng)(CAN)信號(hào),并模擬真實(shí)場景。V2X仿真器可解決實(shí)際現(xiàn)場測試過程中出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)場測試之前先使用仿真器進(jìn)行測試,將顯著減少測試成本和時(shí)間,提高測試質(zhì)量。
結(jié)論
盡管V2X通信技術(shù)的最終部署情況無法預(yù)測,但我們?nèi)孕枰S時(shí)了解技術(shù)要求,并靈活地適應(yīng)日新月異的趨勢。
我們無法預(yù)知未來會(huì)流行哪種技術(shù);因此需要具備相應(yīng)的能力,在短期內(nèi)完善技術(shù)路線圖,確定技術(shù)相關(guān)性并集成相關(guān)產(chǎn)品。仿真固然重要,但對新想法進(jìn)行原型驗(yàn)證也是證明新技術(shù)可行性的關(guān)鍵一步。
盡管市面上目前尚未有V2X解決方案,但是了解成功的無線研究人員如何充分利用平臺(tái)化方法和豐富的生態(tài)系統(tǒng)以及借鑒他們的做法可幫助您構(gòu)建高效的V2X測試平臺(tái),并利用軟件定義的方法快速進(jìn)行驗(yàn)證,以增強(qiáng)自身的差異化競爭優(yōu)勢。
(轉(zhuǎn)載)