如何测试V2X网络的覆盖？

伴随着ICT产业与汽车产业、交通产业的深度融合，车联网（V2X）逐渐成为近些年市场需求明确、最有产业潜力的物联网领域之一。V2X跟5G一样，成为当下炙手可热的关键词之一。那么什么是V2X？它跟我们常用的移动通信技术，比如LTE和5G，有什么区别和联系？

车联网（Vehicle-to-everything，V2X）即车辆与其他可以影响车辆驾驶及服务的实体之间以无线通信的方式进行的信息交互，以达到提升交通效率、安全以及服务体验的目的。其中V代表车辆，当前X主要包含车、人、交通路侧基础设施和网络，因此V2X包含了V2V（Vehicle-to-Vehicle，车--车）、V2I（Vehicle-to-Infrastructure，车--基础设施） 、V2N（Vehicle-to-Network，车--互联网）、V2P（Vehicle-to-Pedestrian，车--行人）四种基本的通信模式。

C-V2X中的C是指蜂窝（Cellular），它是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，目前主要指基于3GPP Release14 版本的LTE-V2X。V2X包含了两种通信接口: 一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5），即下图中的蓝色通信接口，PC5接口主要用于在RSU（Road Side Unit，路侧单元）和OBU (On Board Unit，车载单元) 之间收发V2X应用层消息，包括BSM（基本安全消息），RSI（路侧交通消息），RSM（路侧单元消息），SPAT（信号灯相位与配时消息）和MAP（地图消息）等，后续演进版本会承载更多新的消息类型。另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu），可实现长距离和更大范围的可靠通信，即下图中的橘黄色通信接口，在Uu接口上主要收发用户的语音和上网数据等。

车用无线通信技术
（图片来自IMT-2020(5G)推进组，C-V2X 白皮书）

在规范中，PC5接口使用的直接通信链路称为侧行链路（Sidelink，SL），以区别于普通Uu接口中的下行链路（Downlink，DL）和上行链路（Uplink，UL）。前文提到的V2V、V2I、V2P都是用侧行链路进行通信，V2N使用的是Uu接口的下行和上行链路。如下图所示。

C-V2X 通信接口（以LTE-V2X为例）
（图片来自IMT-2020(5G)推进组，C-V2X 白皮书）

C-V2X是我国主推的车联网技术，并且我国具有完备的4G、5G蜂窝网络基础设施，因此，C-V2X将是我国采用的车联网技术。我国将5.905～5.925 GHz的授权频段应用于LTE-V2X试验，并且在北京、无锡、长沙、上海、重庆等城市建立了车联网应用示范园区，和其他国际车联网组织，国内外通信设备商、芯片企业以及车企等组织C-V2X试验，联合推动C-V2X的产业化进程，加速C-V2X产业发展。美国将原先分配给DSRC使用的75 MHz 频谱资源中的30 MHz（5.895 ~ 5.925 GHz）重新分配给了C-V2X技术。由于LTE-V2X是目前大规模试验应用的主流技术，本文后续提的C-V2X技术主要指LTE-V2X技术。

V2X PC5接口的覆盖测量

我们知道，在传统的移动通信网络中，可以通过测量下行链路的参考或同步信号，计算出其RSRP（参考信号接收功率）和SINR（信号与干扰和噪声比）等指标来评估网络的覆盖情况，用于网络规划、试验、部署以及后期的运维、保障和优化等工作。同样地，我们也需要对V2X的网络覆盖进行针对性的测量。那么对于V2X的网络覆盖，主要是RSU的网络覆盖情况，与传统的网络覆盖测试有哪些不同？

首先是测量对象的区别，传统LTE和NR的覆盖测量，主要是对小区参考信号（CRS）或者同步信号（SSB）进行测量，获得其RSRP和SINR等覆盖指标；对于RSU的覆盖，我们可以针对其PSCCH（物理侧行控制信道）的DMRS（解调参考信号）进行测量，获得其RSRP和SINR的覆盖指标。

然后是网元ID上的区别，传统的LTE和NR覆盖以小区为单位，使用PCI（物理层小区ID）来区分，其中NR使用了波束赋形技术，因此覆盖测量对象是PCI下面的SSB波束；在V2X网络中，我们使用层二/MAC层的Source ID（源ID）来区分发射机实体（RSU或者终端）。另外，ITS还给出了应用层ID，例如RSU ID和车辆ID。对于同一个终端，应用层ID可用于关联一个、多个甚至所有的V2X应用。出于隐私原因，应用层ID和层二 ID可以随流程发生变化。因此，相应的网络测量设备也需要支持这些V2X ID的实时解码。再次，考虑V2X的时候，除了考虑RSU的覆盖能力，我们有时还需考虑OBU的PC5信号测量。与位置固定的RSU不同，位于车辆上的OBU是移动的，而且真实场景下，某一区域内同时收发信号的OBU数量可能变化很大。这对V2X测量设备的能力提出了很大挑战。

那么，如何针对V2X的覆盖进行高效可靠的测量呢？

一般情况下，我们可以使用OBU进行测量，类似于传统的路测终端，可以实现从射频到应用层的端到端指标测量。但是受限于OBU的接收机性能和软件版本等差异，OBU的物理层覆盖指标RSRP和SINR等可能因OBU型号和版本而不同。我们需要一款独立的参考测量设备，提供中立的测量参考基础。在传统的LTE和NR覆盖测量中，我们使用扫频仪作为理想的覆盖测量工具。罗德与施瓦茨公司的TSME6和TSMA6网络扫频仪已经率先支持V2X覆盖测量，包括RSRP、SINR、RSSI和MAC层ID等指标和信息的输出。并且参与了中国信通院组织的外场实际道路测试，效果良好。

TSME6和TSM6扫频仪支持从350 MHz ~ 6 GHz的2/3/4/5G、NB-IoT和V2X等所有移动通信制式的覆盖测量，并且支持频谱和连续波CW测量，具备小区广播信息解码能力。适合步行和车载测试等多种任务场景。

使用R&S TSME6/TSMA6扫频仪进行V2X覆盖测量的方案

扫频仪V2X网络指标测量输出

除了以上基本覆盖指标的测量，TSME6/TSMA6后续还会支持高层信息解码能力，为V2X测量提供更加丰富完善的能力支持。