用于生產現場測試評價的模擬基站應用研究

李 巖，郭宏偉，谷 淼，張海龍

（中國第一汽車股份有限公司，吉林 長春 130011）

汽車行業正在經歷從傳統汽車轉向網聯化汽車和軟件定義汽車的變革，在這個過程中，汽車OTA（遠程升級)扮演著重要的角色。國外車企如特斯拉，2020年發送了137次OTA遠程升級，針對車身娛樂、個性化定制及自動輔助變道等多個方面進行升級，提升用戶體驗；國內車企如小鵬汽車，通過OTA進行系統升級，推送了最新的Xmart OS 2.5.0，新增和優化了自動輔助駕駛、智能座艙和語音、車主用車習慣設置等200多個功能。

汽車遠程升級(OTA)給車主帶來了更好駕駛體驗和增加了主機廠潛在收入的同時也面臨著挑戰。目前汽車遠程升級(OTA)主要的挑戰是穩定的通信性能。2020年11月23日，市場監管總局辦公廳出臺《關于進一步加強汽車遠程升級（OTA）技術召回監管的通知》，規定生產者采用OTA方式消除汽車產品缺陷、實施召回的，應按照《條例》及《實施辦法》要求，制定召回計劃，向市場監管總局質量發展局備案，依法履行召回主體責任。汽車遠程升級(OTA)測試具有重要意義。

1 汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案

1.1 汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案架構設計

通信性能的主要參考指標是下載流量，針對生產現場的汽車遠程升級(OTA)通信性能的測試主要測試下載流量。針對測試要求，提出的汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案架構設計如圖1所示。

圖1 汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案的架構

這套方案核心設備是CMW/X500網絡模擬器。汽車互聯網應用通過無線信號跟CMW/X500相連，進而根據不同的應用分別連到車企用戶服務器、用戶APP和第三方互聯網網站等。CMW/X500提供了理想的移動通信環境，既可以測試基本的通話功能，也可以測試汽車應用或Tbox通信性能和診斷汽車到車企用戶服務器鏈路等問題。

1.2 汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案功能

汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案的主要功能如下。

1）汽車OTA網速IP數據統計測試：汽車T-box在4G或5G網絡下在某特定時間內的數據吞吐量測試，統計IP網絡的時延、丟包等。

2）客戶定制測試：汽車應用通過CMW/X500網絡模擬器連接第三方服務網站如愛奇藝，用戶手機APP通過CMW/X500訪問汽車等測試。

3）IP數據分析和設置不同服務等級（QoS）：分析每個IP連接、應用、協議所產生的數據流量的行為和占比，可以設置不同IP服務優先級（網絡時延、抖動和丟包等級）。

4）IP數據安全分析：能夠實現加密協議和證書分析、IP端口分析、服務器地址分析，并以地理化的形式將服務器的IP地址顯示在地圖上，可以實現對數據分析得出數據是否是加密或明文傳輸。

在實現上述功能時，需要匹配汽車芯片的eSIM信息，對eSIM信息進行數據填寫，并兼容CMW/X500的加密和鑒權參數。改寫汽車芯片的eSIM信息具體操作如圖2所示。

圖2 改寫汽車芯片的eSIM信息

此方案支持WiFi和藍牙擴展，能夠支持在WiFi和藍牙的射頻條件下的下載流量測試。

2 “Road to Lab”測試方案

2.1 “Road to Lab”測試方案架構設計

汽車OTA在實際運行過程中可能會由于所處的實際位置的實際網絡環境的影響下產生某些問題，為了解決這個問題需要汽車廠家在充分調查汽車OTA所處的實際位置的網絡情況，費時費力可重復性差，需要花費大量的費用。為了實現在生產現場環境下復現外場實際網絡狀態，節省時間和費用，在汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案的基礎上，提出Road to Lab方案。Road to Lab方案的架構如圖3所示。

圖3 Road to Lab方案的架構

“Road to Lab”方案主要包括外場移動網絡掃頻ROMES、掃頻儀以及外場網絡信號復現工具CMWcards。外場移動網絡掃頻軟件“Romes”，掃頻儀實現外場網絡信號的采集及存儲；圖形化外場網絡信號復現編輯軟件“CMWcards”將采集的數據進行編輯修改生成測試腳本；最后通過生成的測試腳本將外場網絡信號導入CMW/X500網絡模擬器中進行測試。

“Road to Lab”的具體流程是：在外場問題出現較多的特定位置進行網絡數據采集并生成log文件，CMW/X500網絡模擬器便可以根據采集到的數據在生產現場場景下復現網絡信號，實現集中定位問題解決問題的目的。

2.2 “Road to Lab”測試方案主要功能

“Road to Lab”測試方案的主要功能如下。

1）4G/5G網絡支持范圍廣：支持移動、聯通、電信和國外所有運營商的4G/5G網絡。

2）汽車Tbox芯片參數配置支持范圍廣：支持高通、MTK、Intel等主流汽車Tbox芯片log格式識別、分析、網絡配置參數提取、配置文件保存。

3）路測網絡參數支持廣能實現信號同步：路測采集的網絡參數包括小區參數SIB系統消息、L3層信令消息信令流程、小區信號強度動態變化并實現同步等。

4）自動配置、編輯靈活：根據外場log自動化生成網絡配置文件和測試腳本，也支持用戶靈活編輯。

“Road to Lab”測試方案的外場網絡復現步驟和網絡參數報告如圖4所示。

圖4 CMWCards外場網絡復現步驟和網絡參數報告

3 結論

本文進行用于生產現場測試評價的模擬基站應用的研究，提出了基于CMW/X500網絡模擬器作為模擬基站的汽車遠程升級(OTA)下載流量測試方案和“Road to Lab”測試方案，分別實現了在生產現場理想場景下的汽車OTA通信性能測試和在生產現場場景下復現外場實際網絡狀態，節省了大量的時間成本、人力成本。