详情

原文传递基于C-V2X高密度通信场景下的性能测试方法

论文题名：	基于C-V2X高密度通信场景下的性能测试方法
关键词：	车联网;C-V2X通信性能;C-V2X外场测试
摘要：	近年来，随着自动巡航、自动泊车、碰撞预警等辅助驾驶功能逐步走向市场落地商用，智能网联汽车的应用也逐渐普及。车联网作为汽车智能网联化的重要实现路径，也正在飞速发展。V2X（VehicletoEverything，车用无线通信技术）是将车辆与万物相连的新型通信技术。相比于传统的基于摄像头、雷达等视觉感知系统实现的智能驾驶，V2X技术大大降低了成本，是未来智能驾驶的重要发展方向。近年来，我国主推的C-V2X（Cellular-V2X，蜂窝V2X）技术已逐步成为国际上V2X发展的主流技术。目前，C-V2X尚未实现大规模的商用，与之相关的测试活动也大都处于探索阶段，并未形成权威完备的测试规范。对于现有的测试，绝大部分测试囿于实验条件、实验场地、实验器材的限制，并未给出十分具有代表性的测试结果，同时缺乏对未来C-V2X大规模商用后所面临的高密度通信场景的应对能力的研究。　　基于此，为了探究C-V2X设备在高密度通信环境下的性能表现及其影响因素，本文从多个环节对基于C-V2X高密度通信环境下的性能测试进行了研究，给出了一套完备的测试方法，并对产业链中百余家企业组成的五十余个组队，即五十余个参测设备利用此测试方法开展了长达近一个月的实地测试，并将被测设备所记录的日志文件进行了分析。本文将测试场景设置为封闭测试场内的十字路口，并设置了同向跟车行驶和逆向相向行驶两种场景，针对逆向相向行驶场景，本文还将其分为相对行驶和相背行驶两种情况进行分析。　　在对C-V2X设备的性能评估中，包错误率（PacketErrorRate，PER）和收发包间隔（InterPacketGap，IPG、Inter-TransmitTime，ITT）等是衡量设备通信性能的重要指标，衡量了C-V2X通信的可靠性，保证了C-V2X应用持续平稳运行。本文对测试的结果就这些指标给出了分析方法，并对其表现进行了分析；特别地，对于包错误率指标，导致包错误的原因主要分为两部分：发送设备发包失败和接收设备收包失败。由于难以获取发送端底层的实际发包情况，所以目前的研究基本都是对端到端包错误率的分析。对于此，本文还针对C-V2X通信中的发送端包错误率给出了分析方法，将对包错误率的分析分为两部分，分别为发送端包错误率和接收端包错误率，并基于此方法对上述测试中的数据进行了分析；在前向碰撞预警等C-V2X应用中，对周围车辆行驶轨迹的感知和预测至关重要。基于此，本文提出了基于BSM（BasicSafetyMessage，车辆基本安全消息）的车辆行驶轨迹预测方法，并利用上述测试所得的数据对其进行了验证。　　通过上述测试及分析得出：目前各型号的C-V2X通信设备在高密度通信环境下基本都能满足通信需求；包错误率分析中，发送端丢包现象虽常被忽视，但却是其重要组成部分，其与环境通信密度正相关、并与模组及终端设备性能等因素均有关系；另外，接收端包错误率与环境通信密度及收发双方相对距离呈正相关；发包间隔与环境的通信密度呈正相关；收包间隔与包错误率、通信密度、通信双方相对距离等因素均呈正相关；对于接收端相关性能，同向跟车行驶场景要比逆向相向行驶场景下性能更优，相对行驶场景要比相背行驶场景下性能更优；经验证，基于BSM的车辆轨迹预测算法与实际测试结果基本相符。
作者：	杨明希
专业：	计算机应用技术
导师：	刘衍珩
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022