用于生产现场测试评价的模拟基站应用研究

李 岩，郭宏伟，谷 淼，张海龙

（中国第一汽车股份有限公司，吉林 长春 130011）

汽车行业正在经历从传统汽车转向网联化汽车和软件定义汽车的变革，在这个过程中，汽车OTA（远程升级)扮演着重要的角色。国外车企如特斯拉，2020年发送了137次OTA远程升级，针对车身娱乐、个性化定制及自动辅助变道等多个方面进行升级，提升用户体验；国内车企如小鹏汽车，通过OTA进行系统升级，推送了最新的Xmart OS 2.5.0，新增和优化了自动辅助驾驶、智能座舱和语音、车主用车习惯设置等200多个功能。

汽车远程升级(OTA)给车主带来了更好驾驶体验和增加了主机厂潜在收入的同时也面临着挑战。目前汽车远程升级(OTA)主要的挑战是稳定的通信性能。2020年11月23日，市场监管总局办公厅出台《关于进一步加强汽车远程升级（OTA）技术召回监管的通知》，规定生产者采用OTA方式消除汽车产品缺陷、实施召回的，应按照《条例》及《实施办法》要求，制定召回计划，向市场监管总局质量发展局备案，依法履行召回主体责任。汽车远程升级(OTA)测试具有重要意义。

1 汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案

1.1 汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案架构设计

通信性能的主要参考指标是下载流量，针对生产现场的汽车远程升级(OTA)通信性能的测试主要测试下载流量。针对测试要求，提出的汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案架构设计如图1所示。

图1 汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案的架构

这套方案核心设备是CMW/X500网络模拟器。汽车互联网应用通过无线信号跟CMW/X500相连，进而根据不同的应用分别连到车企用户服务器、用户APP和第三方互联网网站等。CMW/X500提供了理想的移动通信环境，既可以测试基本的通话功能，也可以测试汽车应用或Tbox通信性能和诊断汽车到车企用户服务器链路等问题。

1.2 汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案功能

汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案的主要功能如下。

1）汽车OTA网速IP数据统计测试：汽车T-box在4G或5G网络下在某特定时间内的数据吞吐量测试，统计IP网络的时延、丢包等。

2）客户定制测试：汽车应用通过CMW/X500网络模拟器连接第三方服务网站如爱奇艺，用户手机APP通过CMW/X500访问汽车等测试。

3）IP数据分析和设置不同服务等级（QoS）：分析每个IP连接、应用、协议所产生的数据流量的行为和占比，可以设置不同IP服务优先级（网络时延、抖动和丢包等级）。

4）IP数据安全分析：能够实现加密协议和证书分析、IP端口分析、服务器地址分析，并以地理化的形式将服务器的IP地址显示在地图上，可以实现对数据分析得出数据是否是加密或明文传输。

在实现上述功能时，需要匹配汽车芯片的eSIM信息，对eSIM信息进行数据填写，并兼容CMW/X500的加密和鉴权参数。改写汽车芯片的eSIM信息具体操作如图2所示。

图2 改写汽车芯片的eSIM信息

此方案支持WiFi和蓝牙扩展，能够支持在WiFi和蓝牙的射频条件下的下载流量测试。

2 “Road to Lab”测试方案

2.1 “Road to Lab”测试方案架构设计

汽车OTA在实际运行过程中可能会由于所处的实际位置的实际网络环境的影响下产生某些问题，为了解决这个问题需要汽车厂家在充分调查汽车OTA所处的实际位置的网络情况，费时费力可重复性差，需要花费大量的费用。为了实现在生产现场环境下复现外场实际网络状态，节省时间和费用，在汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案的基础上，提出Road to Lab方案。Road to Lab方案的架构如图3所示。

图3 Road to Lab方案的架构

“Road to Lab”方案主要包括外场移动网络扫频ROMES、扫频仪以及外场网络信号复现工具CMWcards。外场移动网络扫频软件“Romes”，扫频仪实现外场网络信号的采集及存储；图形化外场网络信号复现编辑软件“CMWcards”将采集的数据进行编辑修改生成测试脚本；最后通过生成的测试脚本将外场网络信号导入CMW/X500网络模拟器中进行测试。

“Road to Lab”的具体流程是：在外场问题出现较多的特定位置进行网络数据采集并生成log文件，CMW/X500网络模拟器便可以根据采集到的数据在生产现场场景下复现网络信号，实现集中定位问题解决问题的目的。

2.2 “Road to Lab”测试方案主要功能

“Road to Lab”测试方案的主要功能如下。

1）4G/5G网络支持范围广：支持移动、联通、电信和国外所有运营商的4G/5G网络。

2）汽车Tbox芯片参数配置支持范围广：支持高通、MTK、Intel等主流汽车Tbox芯片log格式识别、分析、网络配置参数提取、配置文件保存。

3）路测网络参数支持广能实现信号同步：路测采集的网络参数包括小区参数SIB系统消息、L3层信令消息信令流程、小区信号强度动态变化并实现同步等。

4）自动配置、编辑灵活：根据外场log自动化生成网络配置文件和测试脚本，也支持用户灵活编辑。

“Road to Lab”测试方案的外场网络复现步骤和网络参数报告如图4所示。

图4 CMWCards外场网络复现步骤和网络参数报告

3 结论

本文进行用于生产现场测试评价的模拟基站应用的研究，提出了基于CMW/X500网络模拟器作为模拟基站的汽车远程升级(OTA)下载流量测试方案和“Road to Lab”测试方案，分别实现了在生产现场理想场景下的汽车OTA通信性能测试和在生产现场场景下复现外场实际网络状态，节省了大量的时间成本、人力成本。