聯網汽車解決方案淺析

錢大鵬 思博倫通信

思博倫技術專欄

聯網汽車解決方案淺析

錢大鵬 思博倫通信

編者按：今天，汽車的聯網程度已經很高，其多種內部網絡都在使用各種協議來實現關鍵的電子、監控和診斷功能。直到最近，多數通信還都只是單向的：這就是從基礎設施到汽車，即所謂的X2Car。全球導航衛星系統（GNSS）和其它定位信號可以提供導航和遙測；藍牙可以實現免提電話和媒體；交通信號可以通過RDS以廣播頻率發送。思博倫通信錢大鵬所撰《聯網汽車解決方案淺析》一文首先對聯網汽車技術進行了介紹，然后重點介紹了思博倫：汽車電子領域eCall解決方案。思博倫eCall的測試解決方案硬件由系統控制器SC10、GSM網絡仿真器SR3420和GNSS仿真儀GSS6700或GSS6300M組成，軟件基于TTCN。思博倫已經在對銀行和其它重要機構所需的高端以太網和IP的完整性進行測試，并且是確認全世界軍用、航空航天和空間應用GPS定位和導航安全性方面的全球領導者。

1 引言

盡管科幻小說很早以前就已經構想出有感知能力、通信能力，并且可以自主駕駛的汽車，但“聯網汽車”作為一個概念或者一種說法，仍然是相對較新的現象。的確，2007年它才最早出現在谷歌的搜索檢索中。現在，無論是商業、技術和汽車行業的媒體幾乎每天都在使用這個詞。

2 聯網汽車：M2M技術的縮影

聯網汽車已經成為M2M變革的一個縮影——微軟、谷歌和蘋果等技術巨頭都已經宣布了進軍這一市場的計劃，而且最近AT&T也說明了其聯網汽車戰略。McKinsey&Company預計：“汽車聯網將使聯網組件和服務的全球市場規模大幅提高，從目前的僅300億歐元提高到2020年的1700億歐元。”

今天，汽車的聯網程度已經很高，其多種內部網絡都在使用各種協議來實現關鍵的電子、監控和診斷功能。直到最近，多數通信還都只是單向的：這就是從基礎設施到汽車，即所謂的X2Car。全球導航衛星系統（GNSS）和其它定位信號可以提供導航和遙測。藍牙可以實現免提電話和媒體。交通信號可以通過RDS以廣播頻率發送。

然而，目前的這些信道得到了Car2X越來越多的補充，使汽車在與其自身環境通信的基礎上實現了與其它車輛信息的雙向交流（Car2Car）。在歐洲。eCall系統使汽車能夠在發生車禍時聯系緊急服務，并以無線方式發送氣囊和碰撞傳感器信息，同時還包括衛星定位坐標等。目前該系統已經開始推廣。在北美地區，也出現了同樣的能力，例如通用汽車公司的“安吉星”（Onstar）服務，而俄羅斯的ERAGLONASS系統據稱也可與eCall完全互用。

那么，移動生態體系里究竟有什么呢？

在該領域，有幾項關鍵且將繼續發揮主要作用的技術：

（1）Internet連接能力

在幾年內，我們相信汽車擁有自己的直接網絡連接將成為一種標配，同時也會帶來各種各樣的機遇和安全挑戰。

解決方案之一可能包含基于移動云的平臺，目前正在由Continental和IBM開發，且已經在去年的法蘭克福IAA國際車展上正式宣布。這兩家公司正在合作開發一種全新的汽車聯網技術，包括OEM廠商遠程執行軟件升級的途徑。

（2）智能電話集成

在很長一段時間中，人們對汽車制造商是否應當重復提供服務并試圖超越智能手機技術存在過不同意見，也有很多人認為，只要利用個人移動設備先進且越來越普及的技術能力，將它們更緊密地集成到車載系統中即可。近期的一份報告預計，到2018年所有汽車娛樂信息系統中將有一半運行蘋果的iOS系統。

在2013年，通用汽車首席技術官TimNixon承認：“這是兩個在爭寵的兒子”，而且他們都在極力吸收車載導航系統的能力：一個是連接大屏幕且使用免費應用的智能手機，另一個則是成本高昂的嵌入式系統。因此，通用汽車公司決定提供自行研發且標價50美元的智能應用，將車輛與手持設備聯成為一體。

但是，由于消費者從衛星導航系統突然且堅決地轉向基于智能手機的應用，這種爭論已經變得更加激烈。不過，車輛定位正迅速變得越來越復雜。多種衛星信號正在與蜂窩網絡定位/多種高質量傳感器數據結合在一起。此外，Wi-Fi等輔助信號也將很快加入進來，即使在衛星信號的覆蓋不可用時，也能提供精度和可用性極高的結果。隨著越來越多的信息來源加入這一組合中，有必要對車載系的測試標準進行一番全面的審查，以確保它們能夠精確混合，查出任何以假亂真的位置，并將其從整體結果中排除出去。

（3）潛在漏洞

目前，所有現在的C2C和C2X通信模型都依賴精確的GNSS時鐘讀數。如果長時間拒絕該信號，不管是因意外干擾，還是故意的干擾攻擊，都會直接導致此類網絡無法使用。

目前，僅用150英磅就能從市場中買到衛星信號干擾機。盡管這些設備的用戶通常是那些想隱藏單臺車輛位置的駕駛者，但其干擾影響會波及更廣泛的鄰近區域。更糟糕的是，人們對衛星時間的依賴還可能導致網絡遭受故意的欺騙。2013年6月，德克薩斯大學的學生們使用價格僅為2000英磅且可以裝入手提箱的設備，成功地干擾并大幅改變了一艘價值5000萬英磅的超級游艇的航向。

與此同時，汽車以太網越來越廣泛的使用，在理論上也會增加黑客通過維修接口或車載Wi-Fi熱點發起攻擊的機會。盡管目前的系統（主要是CAN），在理論上可以受到黑客攻擊，但在實際中，攻擊此類接口所需的專業知識和設備非常專業，因此它們遭受攻擊的可能性極低。然而，以太網是一種常見得多的技術，從網上下載的黑客工具可以運行在標準的筆記本和PC機上。因此，新的系統必需接受全面且嚴格的安全測試。

3 測試的必要性

很明顯，在面對事故和故意攻擊時，安全性和彈性只是聯網汽車需要具備的能力之一，而且這種能力必須絕對可以信任。在許多情況下，要想說服消費者，取決于對汽車聯網和數據使用的方方面面進行明確、可重復且標準化的測試，包括從以太網的穩定性和性能，到汽車Wi-Fi所用的802.11p協議。

由于C2X服務在整體或局部上，要依賴與蜂窩網絡（包括4G、3G、GPRS、GSM等）的數據交換，車輛需要證明自己具備保障安全，以及在蜂窩信號可用性不佳時保持運行的能力，當然還有在信號覆蓋恢復時，以盡可能迅速和平衡的方式重新獲得完整功能的能力。

思博倫已經在對銀行和其它重要機構所需的高端以太網和IP的完整性進行測試，并且是確認全世界軍用、航空航天和空間應用GPS定位和導航安全性方面的全球領導者。

4 思博倫：汽車電子領域eCall解決方案簡介

（1）eCall概述

eCall實際上就是EmergencyCall的縮寫，指的是當緊急意外發生時，車輛會自動或手動向PSAP（PublicSafetyAccessPoint）發起緊急呼叫，這個緊急呼叫會自動將用戶的位置信息和車輛信息等匯總，而PSAP會嘗試聯系用戶同時將緊急信息發送給緊急中心（如醫院、消防等），以便實施高效、迅速的救助或處理（見圖1）。

歐洲計劃將車輛eCall的能力測試在2018年3月定義為強制測試，而在這點上俄羅斯走在了前面，它已經在2015年1月將ERA-GLONASS（可以理解為俄羅斯版eCall技術）定義為汽車的強制測試。

（2）eCall測試規范

CENTS16454：Intelligenttransportsystems-eSafetyeCallendtoendconformancetesting（2013）。

ETSI TS 103 321 v1.1.1“ECall HLAP Conformance Tests”。

（3）思博倫eCall測試解決方案

思博倫eCall的測試解決方案硬件由系統控制器SC10、GSM網絡仿真器SR3420和GNSS仿真儀GSS6700或GSS6300M組成，軟件基于TTCN（見圖2）。

（4）思博倫eCall測試系統的能力

●支持上述測試規范。

●eCall目前共52個認證過的測試用例，思博倫支持并通過認證了其中38個。并且提供7個可選測試用例。

●將會在近期（Q3/2015）支持ERA-GLONASSde GOST55532的測試用例。

（5）思博倫eCall解決方案的優勢

●定位測試、輔助定位測試（GSM/WCDMA/LTE/ CDMA）一直以來都是思博倫公司的傳統強項。

圖1 eCall概述

圖2 思博倫eCall測試解決方案

●領先的經過認證的測試用例個數。

●思博倫解決方案軟件基于TTCN，可以靈活地修改HLPA各種參數，適應eCall的將來發展，支持ETSITS103321的測試。

●開放的測試系統，方便用戶編寫建立自己的測試用例。

諾基亞與中國移動簽訂TD-LTE合同大單

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