联网汽车解决方案浅析

钱大鹏 思博伦通信

思博伦技术专栏

联网汽车解决方案浅析

钱大鹏 思博伦通信

编者按：今天，汽车的联网程度已经很高，其多种内部网络都在使用各种协议来实现关键的电子、监控和诊断功能。直到最近，多数通信还都只是单向的：这就是从基础设施到汽车，即所谓的X2Car。全球导航卫星系统（GNSS）和其它定位信号可以提供导航和遥测；蓝牙可以实现免提电话和媒体；交通信号可以通过RDS以广播频率发送。思博伦通信钱大鹏所撰《联网汽车解决方案浅析》一文首先对联网汽车技术进行了介绍，然后重点介绍了思博伦：汽车电子领域eCall解决方案。思博伦eCall的测试解决方案硬件由系统控制器SC10、GSM网络仿真器SR3420和GNSS仿真仪GSS6700或GSS6300M组成，软件基于TTCN。思博伦已经在对银行和其它重要机构所需的高端以太网和IP的完整性进行测试，并且是确认全世界军用、航空航天和空间应用GPS定位和导航安全性方面的全球领导者。

1 引言

尽管科幻小说很早以前就已经构想出有感知能力、通信能力，并且可以自主驾驶的汽车，但“联网汽车”作为一个概念或者一种说法，仍然是相对较新的现象。的确，2007年它才最早出现在谷歌的搜索检索中。现在，无论是商业、技术和汽车行业的媒体几乎每天都在使用这个词。

2 联网汽车：M2M技术的缩影

联网汽车已经成为M2M变革的一个缩影——微软、谷歌和苹果等技术巨头都已经宣布了进军这一市场的计划，而且最近AT&T也说明了其联网汽车战略。McKinsey&Company预计：“汽车联网将使联网组件和服务的全球市场规模大幅提高，从目前的仅300亿欧元提高到2020年的1700亿欧元。”

今天，汽车的联网程度已经很高，其多种内部网络都在使用各种协议来实现关键的电子、监控和诊断功能。直到最近，多数通信还都只是单向的：这就是从基础设施到汽车，即所谓的X2Car。全球导航卫星系统（GNSS）和其它定位信号可以提供导航和遥测。蓝牙可以实现免提电话和媒体。交通信号可以通过RDS以广播频率发送。

然而，目前的这些信道得到了Car2X越来越多的补充，使汽车在与其自身环境通信的基础上实现了与其它车辆信息的双向交流（Car2Car）。在欧洲。eCall系统使汽车能够在发生车祸时联系紧急服务，并以无线方式发送气囊和碰撞传感器信息，同时还包括卫星定位坐标等。目前该系统已经开始推广。在北美地区，也出现了同样的能力，例如通用汽车公司的“安吉星”（Onstar）服务，而俄罗斯的ERAGLONASS系统据称也可与eCall完全互用。

那么，移动生态体系里究竟有什么呢？

在该领域，有几项关键且将继续发挥主要作用的技术：

（1）Internet连接能力

在几年内，我们相信汽车拥有自己的直接网络连接将成为一种标配，同时也会带来各种各样的机遇和安全挑战。

解决方案之一可能包含基于移动云的平台，目前正在由Continental和IBM开发，且已经在去年的法兰克福IAA国际车展上正式宣布。这两家公司正在合作开发一种全新的汽车联网技术，包括OEM厂商远程执行软件升级的途径。

（2）智能电话集成

在很长一段时间中，人们对汽车制造商是否应当重复提供服务并试图超越智能手机技术存在过不同意见，也有很多人认为，只要利用个人移动设备先进且越来越普及的技术能力，将它们更紧密地集成到车载系统中即可。近期的一份报告预计，到2018年所有汽车娱乐信息系统中将有一半运行苹果的iOS系统。

在2013年，通用汽车首席技术官TimNixon承认：“这是两个在争宠的儿子”，而且他们都在极力吸收车载导航系统的能力：一个是连接大屏幕且使用免费应用的智能手机，另一个则是成本高昂的嵌入式系统。因此，通用汽车公司决定提供自行研发且标价50美元的智能应用，将车辆与手持设备联成为一体。

但是，由于消费者从卫星导航系统突然且坚决地转向基于智能手机的应用，这种争论已经变得更加激烈。不过，车辆定位正迅速变得越来越复杂。多种卫星信号正在与蜂窝网络定位/多种高质量传感器数据结合在一起。此外，Wi-Fi等辅助信号也将很快加入进来，即使在卫星信号的覆盖不可用时，也能提供精度和可用性极高的结果。随着越来越多的信息来源加入这一组合中，有必要对车载系的测试标准进行一番全面的审查，以确保它们能够精确混合，查出任何以假乱真的位置，并将其从整体结果中排除出去。

（3）潜在漏洞

目前，所有现在的C2C和C2X通信模型都依赖精确的GNSS时钟读数。如果长时间拒绝该信号，不管是因意外干扰，还是故意的干扰攻击，都会直接导致此类网络无法使用。

目前，仅用150英磅就能从市场中买到卫星信号干扰机。尽管这些设备的用户通常是那些想隐藏单台车辆位置的驾驶者，但其干扰影响会波及更广泛的邻近区域。更糟糕的是，人们对卫星时间的依赖还可能导致网络遭受故意的欺骗。2013年6月，德克萨斯大学的学生们使用价格仅为2000英磅且可以装入手提箱的设备，成功地干扰并大幅改变了一艘价值5000万英磅的超级游艇的航向。

与此同时，汽车以太网越来越广泛的使用，在理论上也会增加黑客通过维修接口或车载Wi-Fi热点发起攻击的机会。尽管目前的系统（主要是CAN），在理论上可以受到黑客攻击，但在实际中，攻击此类接口所需的专业知识和设备非常专业，因此它们遭受攻击的可能性极低。然而，以太网是一种常见得多的技术，从网上下载的黑客工具可以运行在标准的笔记本和PC机上。因此，新的系统必需接受全面且严格的安全测试。

3 测试的必要性

很明显，在面对事故和故意攻击时，安全性和弹性只是联网汽车需要具备的能力之一，而且这种能力必须绝对可以信任。在许多情况下，要想说服消费者，取决于对汽车联网和数据使用的方方面面进行明确、可重复且标准化的测试，包括从以太网的稳定性和性能，到汽车Wi-Fi所用的802.11p协议。

由于C2X服务在整体或局部上，要依赖与蜂窝网络（包括4G、3G、GPRS、GSM等）的数据交换，车辆需要证明自己具备保障安全，以及在蜂窝信号可用性不佳时保持运行的能力，当然还有在信号覆盖恢复时，以尽可能迅速和平衡的方式重新获得完整功能的能力。

思博伦已经在对银行和其它重要机构所需的高端以太网和IP的完整性进行测试，并且是确认全世界军用、航空航天和空间应用GPS定位和导航安全性方面的全球领导者。

4 思博伦：汽车电子领域eCall解决方案简介

（1）eCall概述

eCall实际上就是EmergencyCall的缩写，指的是当紧急意外发生时，车辆会自动或手动向PSAP（PublicSafetyAccessPoint）发起紧急呼叫，这个紧急呼叫会自动将用户的位置信息和车辆信息等汇总，而PSAP会尝试联系用户同时将紧急信息发送给紧急中心（如医院、消防等），以便实施高效、迅速的救助或处理（见图1）。

欧洲计划将车辆eCall的能力测试在2018年3月定义为强制测试，而在这点上俄罗斯走在了前面，它已经在2015年1月将ERA-GLONASS（可以理解为俄罗斯版eCall技术）定义为汽车的强制测试。

（2）eCall测试规范

CENTS16454：Intelligenttransportsystems-eSafetyeCallendtoendconformancetesting（2013）。

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

（3）思博伦eCall测试解决方案

思博伦eCall的测试解决方案硬件由系统控制器SC10、GSM网络仿真器SR3420和GNSS仿真仪GSS6700或GSS6300M组成，软件基于TTCN（见图2）。

（4）思博伦eCall测试系统的能力

●支持上述测试规范。

●eCall目前共52个认证过的测试用例，思博伦支持并通过认证了其中38个。并且提供7个可选测试用例。

●将会在近期（Q3/2015）支持ERA-GLONASSde GOST55532的测试用例。

（5）思博伦eCall解决方案的优势

●定位测试、辅助定位测试（GSM/WCDMA/LTE/ CDMA）一直以来都是思博伦公司的传统强项。

图1 eCall概述

图2 思博伦eCall测试解决方案

●领先的经过认证的测试用例个数。

●思博伦解决方案软件基于TTCN，可以灵活地修改HLPA各种参数，适应eCall的将来发展，支持ETSITS103321的测试。

●开放的测试系统，方便用户编写建立自己的测试用例。

诺基亚与中国移动签订TD-LTE合同大单

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