2023营运车辆车路车车通信（V2X）终端性能要求和检测方法

营运车辆车路/车车通信V2X终端性能要求和检测方法目 次前言 Ⅱ范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1符号和缩略语 2车载终端构成与应用 3车载终端性能要求 3车载终端定位性能测试车载终端通信性能测试

…………………4…………………6附录A(资料性) 数据记录和统计 13Ⅰ营运车辆车路/车车通信V2X终端性能要求和检测方法范围本文件规定了营运车辆车路/车车通信V2X终端的构成与应用、性能要求、定位性能及通信性能的测试方法。本文件适用于营运车辆车路/车车通信(V2X)的车载终端,以及该类终端设备在车联网(智能网联汽车)直连通信的通信性能及定位性能测试。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T6113104—2021无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第14部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备辐射骚扰测量用天线和试验场地JT/T1253—2019 道路运输车辆卫星定位系统 车载终端检测方法D/T3848021 基于E的车联网无线通信技术 支持直连通信的车载终端设备测试方法SJ/T11420—2010 GPS导航型接收设备通用规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.3.

营运车辆 commercialvehicle获得道路运输许可,从事经营性道路客、货运输的车辆。来源:JT/T1324—2020,311]车载终端 onboardunit安装在车辆上的具备信息采集、处理及传输功能,通过无线通信技术实现车辆与车辆信息交互、车辆与基础设施信息交互的功能实体。3.3路侧终端 roadsideunit安装在道路两侧或门架上,通过无线通信技术与车载终端进行信息发送和接收,支持车辆与基础设施信息交互的功能实体。3.4接收机灵敏度 receiversensitivity车载终端正常接收的最低信号功率电平。13.3.3.3.3.

吞吐量 throughput车载终端所能达到的数据传输速率。目标测试区间 targettestdistance测试车辆装配的车载终端在安全通信距离内满足通信性能要求而设定的长度区间。时延 delay从发送方应用层递交数据包到接收方应用层接收到数据包的时间。丢包率 packeterrorrate接收丢失的数据包和发送数据包总数之比。冷启动首次定位时间 coldstarttimetofirstfix车载终端在星历、历书、概略时间和概略位置未知的状态下,从开机到首次正常定位所需的时间。3.10热启动首次定位时间 warmstarttimetofirstfix车载终端在星历、历书、概略时间和概略位置已知的状态下,从开机到首次正常定位所需的时间。3.11重新捕获时间 reacquisitiontime用户设备在接收的导航信号短时中断后,从信号恢复到重新捕获导航信号所需的时间。3.12捕获灵敏度 acquisitionsensitivity用户设备在冷启动条件下,捕获导航信号并正常定位所需的最低信号功率电平。3.13跟踪灵敏度 trackingsensitivity用户设备在正常定位后,能够继续保持对导航信号的跟踪和定位所需的最低信号输出功率电平。3.14精度 accuracy测试结果或测量结果与真值间的一致程度。符号和缩略语41 符号下列符号适用于本文件。Vax车辆最高测试时速2 缩略语下列缩略语适用于本文件。N:加性高斯白噪声(ddeheune)S:全球导航卫星系统(blnSeSm)CP:分组数据汇聚协议(ktaCnnel)SK:正交相移键控(udueheShtng)2B:资源块(ueBk)U:服务数据单元(Seant)2I:车辆与基础设施信息交互(heonuue)2V:车辆与车辆信息交互(heoe)2X:车对外界的信息交互(heoEhng)车载终端构成与应用1 构成车载终端应至少包括以下功能单元:无线电通信单元:接收和发送信号,一个车载设备中可以装配一个或多个无线电通信子系统;定位单元:该单元通常包含全球导航卫星系统接收器,用以提供车辆的位置、方向、速度和时间等信息;信号处理单元:运行特定的程序以处理需要发送的信号及接收到的信号;天线:用以实现射频信号的接收和发送。2 应用本文件所规定的性能要求下,应支持车载终端安全应用,应用场景示例见表1。表1 车载终端安全应用场景序 号安全应用场景名称1禁止特定车辆通行路段预警2限速及超速行驶提醒3异常天气实时预报警4危险路段越线行驶报警5行车视距不良路段报警6专用车道偏离报警7车辆偏离班线报警8适遇危险品运输车辆提醒9危险车况报警10危险品货物实时状态信息提醒11营运驾驶员不良驾驶行为提醒车载终端性能要求1 定位性能要求611 静态定位精度在开阔环境下,15m6810m。3612 动态定位精度在开阔环境下,动态水平定位精度应不大于15m68高程定位精度应不大于10m,速1m/s68。13 首次定位时间首次定位时间应满足以下要求:冷启动首次定位时间小于60s;热启动首次定位时间小于5s。614 定位重新捕获时间定位重新捕获时间应小于5s。15 灵敏度灵敏度应符合以下要求:捕获灵敏度不低于140dBm;跟踪灵敏度不低于150dBm。62 通信性能要求21 工作频段车载终端直通链路通信工作频段应符合以下要求:支持工作频率范围5905z~525z;支持信道带宽20z。622 最大输出功率车载终端直通链路最大输出功率为23dBm,容差±2dB。623 接收机灵敏度工作频率位于5905z~5925z,信道带宽20z,占用96个B,传输块大小6968bt,单次传输,调制方式QPSK,AWGN信道条件下,875dBm时,车载终端的吞吐量不小于参考测量信道最大吞吐量的95。24 可靠性车载终端通信可靠性应符合以下要求:安全通信距离内丢包率不大于10安全通信距离内时延不大于100ms。车载终端定位性能测试1 测试条件测试场地射频条件满足GB/T6113104—2021规定的测试场地射频要求。472 静态定位精度静态定位精度的测试方法应符合SJ/T11420—20105411的规定。73 动态定位精度动态定位精度的测试方法应符合JT/T1253—2019733的规定。74 首次定位时间41 冷启动首次定位时间冷启动首次定位时间测试方法如下:清除待测终端内暂存的短效星历与最后一次定位的经纬度,并关闭待测终端;1组卫星模拟器星历样本;载入星历样本,将卫星定位模拟器输出功率调节到130dBm;将待测终端冷启动,开始计时,直到终端正确定位,记录计时时间;5次,d中记录时间的平均值作为测试结果,b中选择星历样本时,应保证与前一次的星历场景时间间隔超过4h。42 热启动首次定位时间热启动首次定位时间测试方法如下:清除待测终端内暂存的短效星历与最后一次定位的经纬度;2组卫星模拟器星历样本,保证星历场景时间间隔超过2h;1组星历样本,将卫星定位模拟器输出功率调节到130dBm;启动待测终端,开始计时,直到待测终端正确定位;关闭待测终端;载入另外一组卫星模拟器星历样本,将卫星定位模拟器输出功率调节到130dBm;使待测车载终端热启动,开始计时,直到终端正确定位,记录计时时间;宜重复步骤e~g不少于5次,取步骤g中得出时间的平均值作为测试结果。5 重新捕获时间重新捕获时间测试方法如下:清除待测终端内暂存的短效星历与最后一次定位的经纬度;2组卫星模拟器星历样本,保证星历场景时间间隔超过2h;1组星历样本,将卫星定位模拟器输出功率调节到130dBm;启动待测终端,开始计时,直到待测终端正确定位,保持定位状态60s;关闭信号输出20s;载入另外一组卫星模拟器星历样本,开启卫星信号输出,将卫星定位模拟器输出功率调节到-130dBm;使待测终端热启动,开始计时,记录从启动到正确定位时所花费的时间;宜重复e~g步骤不少于5次,取步骤g中得出时间的平均值作为测试结果。576 灵敏度61 捕获灵敏度捕获灵敏度测试法如下:将卫星定位模拟器载入固定星历样本,调节输出功率到165dBm;将待测终端开机;1dBm间隔上调卫星定位模拟器输出功率,20s再次上调,直到定位成功;待测终端定位成功后等待60s;记录待测终端定位成功时的模拟器输出功率值。62 跟踪灵敏度跟踪灵敏度测试方法如下:将卫星定位模拟器载入固定星历样本,调节输出功率到130dBm;将待测终端开机;待测终端定位成功后等待60s;1dBm间隔下调输出功率,并在之后每间隔20s再次下调,直到失去定位信息;记录待测终端丢失定位时的模拟器输出功率值。7 测试数据记录与分析车载终端定位性能测试数据记录的样式,可参考表A.1。车载终端通信性能测试1 道路测试条件车载终端性能的道路测试条件应符合以下要求:测试在干燥、平坦的沥青路面或水泥混凝土路面上进行;水平能见度大于1km;测试过程中无雨雾雪天气;风速不大于3m/s;e) 环境温度在20~40之间;f) 95。82 最大输出功率测试最大输出功率的测试方法应符合D/T38482021中6.2.1.1的规定。83 接收机灵敏度测试接收机灵敏度的测试方法应符合D/T38482021中6.3.2的规定。684 通信可靠性测试841 V2I通信可靠性测试8411 测试系统构成2I测试系统构成示意图如图1所示。图1 V2I测试系统构成示意图412 V2I测试方法84121 准备工作测试方法的准备工作如下:基准路侧终端在固定位置布设,天线布设高度5m,周围无遮挡,通过有线以太网连接至数据发送接收记录设备1;营运车辆装配待测车载终端,待测车载终端通过有线以太网连接至数据发送接收记录设备2;待测车载终端与基准路侧终端均配置使用5905z~5925z的20z信道带宽,终端启动并可正常接收GNSS信号,数据发送接收记录设备启动可正常接收GNSS信号进行时钟同步和定位。84122 检测步骤2I测试方法的检测步骤如下:基准路侧终端配置为仅发送模式,待测车载终端配置为仅接收模式;发送端发送周期固定为20ms或100ms即每秒50个或10个数据包),数据包大小固定为CPU=300Be;发包内容包括:发送设备编号、序列号、发送时刻、发送时刻当前位置坐标、发送时刻当前速度。其中,序列号从0~65535循环往复,发送时刻的精度不低于1ms,发送时刻当前位置坐标的精度不低于1m,发送时刻当前速度的精度不低于5km/h;接收端递交的每个接收数据包,均记录数据包内容:接收设备编号、接收数据包内容、接收时刻、接收时刻当前位置、接收时刻当前速度、接收数据包通信距离其中,接收时刻的精度不低于1ms,接收时刻当前位置坐标的精度不低于1m。每个接收数据包的通信距离根据数据包中的发送位置和接收位置计算得到;装配有待测车载终端的营运车辆在测试路径上循环往复行驶,行驶路径如图2所示,其在目标7测试区间内以Vmax匀速直线行驶,一旦驶出此区间应减速掉头进行重复测试;标引序号说明:Dsafe有效通信距离;Dtest目标测试区间,从Dsafe~Dsafe+0m;X车辆行驶轨迹。图2 V2I测试行驶路径示意图根据数据发送接收记录设备显示,通信距离位于上述目标测试区间内的接收数据包数目达到1000后,车辆结束行驶,数据收集完毕;f) 84123进行数据统计和结果判定;g) 将基准路侧终端配置为仅接收模式,待测车载终端配置为仅发送模式,b~f)。4123 数据统计和结果判定数据统计和测试结果判定应包含以下内容:丢包率计算:筛选出通信距离目标测试区间内的接收数据包集合,确定在目标测试区间内的各个连续行驶时间段;在每个连续行驶时间段内的发包数量,为连续行驶时间长度t单位为秒乘以每秒发包数量;在每个连续行驶时间段丢包总数等于序列号跳变值之和;丢包率按式(1计算:式中:A2I测试方法丢包率;

A=s1s2

×100%

…………

(1)s12I测试方法各连续行驶时间段内的丢包总数之和;s22I测试方法各连续行驶时间段内的发包总数之和。时延计算:筛选出通信距离目标测试区间内的接收数据包集合;统计各数据包时延接收时间与发送时间之差的最大值。性能测试结果判定:若丢包率不大于10则待测车载终端发送接收满足624a的要求;若时延最大值不大于100ms,则待测车载终端发送接收满足624b的要求。8842 V2V通信可靠性测试8421 测试系统构成V2V测试系统构成示意图如图3所示。图3 V2V测试系统构成示意图422 V2V通信可靠性静止检测项目84221 准备工作V2V通信可靠性静止检测项目准备工作如下:基准车载终端安装在移动测试车小型车辆上,通过有线以太网连接至数据发送接收记录设备1,天线布设于车顶上,周围无遮挡,布设高度1.5m;装配有待测车载终端的营运车辆静止停放,待测车载终端通过有线以太网连接至数据发送接收记录设备2;待测车载终端与基准路侧终端均配置使用5905z~5925z的20z信道带宽,终端启动并可正常接收GNSS信号,数据发送接收记录设备启动可正常接收GNSS信号进行时钟同步和定位。注:静止检测,V2V通信检测时,一方为静止状态,另一方为运动状态。84222 检测步骤V2V通信可靠性静止检测项目检测步骤如下:待测车载终端配置为仅发送模式,基准车载终端配置为仅接收模式;发送端发送周期固定为20ms或100ms即每秒50个或10个数据包),数据包大小固定为CPU=300Be;发包内容包括:发送设备编号、序列号、发送时刻、发送时刻当前位置坐标、发送时刻当前速度。其中,序列号从0~65535循环往复,发送时刻的精度不低于1ms,发送时刻当前位置坐标的精度不低于1m,发送时刻当前速度的精度不低于5km/h;接收端递交的每个接收数据包,均记录数据包内容:接收设备编号、接收数据包内容、接收时刻、接收时刻当前位置、接收时刻当前速度、接收数据包通信距离其中,接收时刻的精度不低于1ms,接收时刻当前位置坐标的精度不低于1m。每个接收数据包的通信距离根据数据9包中的发送位置和接收位置计算得到;移动测试车在测试路径上循环往复行驶,4所示,Vmax匀速直线行驶,一旦驶出此区间应减速掉头进行往返重复测试;标引序号说明:Dsafe有效通信距离;Dtest目标测试区间,从Dsafe~Dsafe+0m;X车辆行驶轨迹。图4 V2V静止测试行驶路径示意图根据数据发送接收记录设备显示,当通信距离位于上述目标测试区间内的接收数据包数目达1000后,移动测试车结束行驶,数据收集完毕;f) 84223进行数据统计和结果判定;将待测车载终端配置为仅接收模式,基准车载终端配置为仅发送模式,b~f);将装配有待测车载终端的营运车辆水平顺时针分别旋转90°180°270°,重复步骤a)~g)。4223 数据统计和结果判定数据统计和测试结果判定应包含以下内容:丢包率计算:筛选出通信距离分别属于上述目标测试区间内的接收数据包集合,并由此确定在目标距离区间内的各个连续行驶时间段;在每个连续行驶时间段内的发包数量,为连续行驶时间长度t单位为秒乘以每秒发包数量;在每个连续行驶时间段内丢包总数等于序列号跳变值之和;丢包率按式(2计算:式中:

A=s1s2

×100%

…………

(2)A2V通信可靠性静止测试丢包率;s12V通信可靠性静止各连续行驶时间段内的丢包总数之和;s22V通信可靠性静止各连续行驶时间段内的发包总数之和。时延计算:筛选出通信距离属于上述目标测试区间内的接收数据包集合;统计范围内各数据包时延接收时间与发送时间之差的最大值。性能测试结果判定:若丢包率不大于10则待测车载终端发送接收满足624a的要求;若时延最大值不大于100ms,则待测车载终端发送接收满足624b的要求。10423 V2V通信可靠性运动测试项目84231 准备工作V2V通信可靠性运动测试项目准备工作如下:基准车载终端安装在移动测试车小型车辆上,通过有线以太网连接至数据发送接收记录设备1,天线布设于车顶,周围无遮挡,布设高度1.5m;营运车辆装配待测车载终端,待测车载终端通过有线以太网连接至数据发送设备2;待测车载终端与基准路侧终端均配置使用5905z~5925z的20z信道带宽,终端启动并可正常接收GNSS信号,数据发送接收记录设备启动可正常接收GNSS信号进行时钟同步和定位。84232 检测步骤V2V通信可靠性运动测试项目检测步骤如下:待测车载终端配置为仅发送模式,基准车载终端配置为仅接收模式;发送端发送周期固定为20ms或100ms即每秒50个或10个数据包),数据包大小固定为CPU=300Be;发包内容包括:发送设备编号、序列号、发送时刻、发送时刻当前位置坐标、发送时刻当前速度。其中,序列号从0~65535循环往复,发送时刻的精度不低于1ms,发送时刻当前位置坐标的精度不低于1m,发送时刻当前速度的精度不低于5km/h;接收端递交的每个接收数据包,均记录数据包内容:接收设备编号、接收数据包内容、接收时刻、接收时刻当前位置、接收时刻当前速度、接收数据包通信距离其中,接收时刻的精度不低于1ms,接收时刻当前位置坐标的精度不低于1m。每个接收数据包的通信距离根据数据包中的发送位置和接收位置计算得到;营运车辆和移动测试车按照图5所示的行驶路径对向行驶,要求两车在目标测试区间内以Vmax匀速直线行驶,一旦驶出此区间应减速掉头进行对向行驶测试;标引序号说明:Dsafe有效通信距离;Dtest目标测试区间,从Dsafe~Dsafe+0m;X车辆行驶轨迹。图5 V2V运动测试行驶路径示意图根据数据发送接收记录设备显示,当通信距离位于上述目标测试区间内的接收数据包数目达1000后,车辆结束行驶,数据收集完毕;f) 84233进行数据统计和结果判定;g) 将待测车载终端配置为仅接收模式,基准车载终端配置为仅发送模式,b~f)。114233 数据统计和结果判定数据统计和测试结果判定应包含以下内容:丢包率计算:筛选出通信距离属于上述目标测试区间内的接收数据包集合,并由此确定在区间内的各个连续行驶时间段;在每个连续行驶时间段内的发包数量,为连续行驶时间长度t单位为秒乘以每秒发包数量;在每个连续行驶时间段内丢包总数等于序列号跳变值之和;丢包率按式(3计算:式中:

A=s1s2

×100%

…………

(3)A