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未来汽车紧急传呼系统
 

【作者: Christian Hof】2019年07月19日 星期五

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在汽车自动紧急传呼系统(eCall)导入之前,曾经在欧洲层面进行了多年的讨论和协调。自2018年3月起,欧盟所有新认证车型都必须配备该系统。虽然eCall只在数量相对较少的车辆中进行了安装,但它在技术层面已经过时。eCall的继任者正在等待时机。


在发生严重交通事故时,eCall会透过行动电话自动联络公共安全应答点(PSAP),车载电子设备确定是否发生严重事故,其中安全气囊是否释放是事故严重程度之典型标志,也可以使用SOS按钮手动触发系统,来报告不同类型紧急状况或事故是否涉及其他车辆。


现有的eCall安装基於ETSI和CEN标准,这些标准的制定始於大约15年前。系统使用带内调变解调器,透过GSM语音通道以音讯传输(使用类似於传真机的呜叫音)eCall最小资料集(MSD)到112紧急号码。选择这种技术上已经过时的解决方案,是因为当时似??只有GSM能够提供必要的国际覆盖。规划阶段这很合??情理,但当下手机技术发展已经让业界对此产生质疑。


德国保险业估计,到2035年才能达到近??完全的eCall市场覆盖率。但到那时,一些欧洲国家将不再提供GSM网路,因为LTE和5G迫切需要这些频谱。目前,已有超过95%欧洲人囗可以使用LTE网路,所以出现的问题是:这会对eCall产生哪些影响?网路营运商不可能仅仅为了提供这种eCall服务而维持GSM基础设施。解决方案可能是一种混合模式:基於GSM和当代新兴系统的eCall将共存於车载远端资讯服务(telematics)系统中,以便在汽车所在之处都能保持功能畅通。


从eCall到NG eCall

eCall的继任者已经被指定为是下一世代eCall(NG eCall)。在基於IP的LTE系统中,NG eCall自然地将不使用调变音讯讯号进行资料传输。但它仍将使用语音传输,因为eCall不仅只传输资料,还可建立与事故车辆的语音连结。LTE IP多媒体子系统(IMS)可以支援服务。IMS是用於陆地和行动电话网路中基於IP多媒体应用的传输技术,其主要目的之一是启用电话,在LTE中被称为语音LTE(VoLTE)。


IMS并不是新技术,它始於21世纪初,基於ETSI(TISPAN)和3GPP(IMS)开发的旧行业标准。随着LTE导入,IMS框架得以建立,可用於语音传输、视讯电话、短信服务等等。IMS也是可用于NG eCall的完美基础技术,并且经过适当调整。 3GPP的Release 14规定了一个网路支援标识,可告知网路是否支援NG eCall或者是否必须使用传统eCall。这确保了eCall和NG eCall可以共存(图1)。



图1 : 在LTE网路中,网路支援指示能够确定是否支援NG eCall,或是否需要传统的eCall。
图1 : 在LTE网路中,网路支援指示能够确定是否支援NG eCall,或是否需要传统的eCall。

NG eCall如何运作?

如果连接到LTE网路的车辆发生事故,远端资讯服务系统将评估网路对於NG eCall的支援标识。如果支援NG eCall,则车辆可使用会话发起协定(SIP)和会话描述协定(SDP)透过IMS发出紧急传呼。如果不支援NG eCall,则需要向GSM网路进行切换(电路交换机回退),以便透过GSM带内调变解调器进行传统eCall。图2显示了如何建立连接。



图2 : 在远端资讯服务系统,网路和紧急传呼中心之间建立NG eCall连接的详细资讯。
图2 : 在远端资讯服务系统,网路和紧急传呼中心之间建立NG eCall连接的详细资讯。

传呼到PSAP路径由发送SIP中的资源名称控制,以下统一资源名称已经定义:


urn: service: sos.ecall.manual:


manual eCall


urn: service: sos.ecall.automatic:


automatic eCall


urn: service: test.sos.ecall:


test call


为了不丢失任何时间,MSD在建立传呼时被发送到PSAP。该资料集目前限於140 bytes。但是在LTE网路中可以容易地增加资料量。


图3显示了eCall和NG eCall之比较。



图3 : NG eCall(右)可以使用快速IP网路的功能来传输大量资料。
图3 : NG eCall(右)可以使用快速IP网路的功能来传输大量资料。

NG eCall优势

由於NG eCall建立了快速资料连接,因此系统可以传输MSD以外的资料,这些资料在紧急状况下可能非常有用,例如驾驶员健康资料,可以透过蓝牙连接到车辆的智慧手表提供。如果连接了dashcam,则可以建立视讯连结,以便传呼中心能够有可视资讯。


在另一个层面,可以想像紧急传呼中心能够向车辆发送远端指令,例如打开车门或关闭点火装置。尽管这些特徵的资料存在隐私和IT安全方面的问题,但事实是NG eCall相较技术上已经过时的传统eCal具有更多潜在功能。


这也是eCall服务可能会变得越来越两极化的一个原因,一种是使用112紧急号码的公共系统,另一种是传呼私人紧急传呼中心的制造商专有系统。制造商需要安装标准的eCall,但也可以实施自己的收费服务。如果他们这样做,仍然必须让车辆驾驶员选择想要使用的系统,并确保如果专有系统不可用,车辆将自动切换到公共eCall。


为何当下开始使用NG eCall?

即使欧盟委员会尚未就NG eCall做出任何具有约束力的指令,但可以安全地假设它会这样做。一旦足够数量的网路运营商为NG eCall配置其LTE IMS,汽车行业就可以将其与适当设计的远端资讯服务系统一起使用,包括私人紧急传呼服务。它不需要,也绝对不会等待立法去强制解决问题。


即便已经在行动网路中实现NG eCall功能,在实际网路中测试远端资讯服务系统也将困难且耗时,在现场测试中永远无法实现资料再现。在IMS上也很难获得测试结果,因为它是用户无法访问的网路基础设施一部分。但是,客制化设计的测试和量测系统可以轻松、可靠地提供必要的资料。


T&M解决方案

Rohde&Schwarz长期以来一直在为基於GSM的eCall提供全面测试解决方案(图4)。该系统的设计非常通用,甚至可用於俄罗斯紧急传呼系统ERA-GLONASS(现在也是NG eCall)。为了处理NG eCall,R&S CMW-KA096已被添加到PC测试软体套件中。作为行动网路模拟器的R&SRCMW500宽频无线电通讯测试仪和R&SRSMBV100AGNSS模拟器都已具备所有必要功能。


@图说;(图4)可以使用此设置测试所有车辆紧急传呼系统的接受程度。


R&SRCMW-KA096软体可模拟支援NG eCall的紧急传呼中心,并远端控制可复制LTE行动网路和必要IMS基础设施的R&SRCMW500。


透过由控制电脑和R&SRCMW500组成的测试装置,可以验证板载NG eCall电子设备(IVS)是否可以触发NG eCall,选择正确的网路,传输正确的MSD资料以及与之建立语音通讯,并透过紧急传呼中心拨打LTE语音电话。MSD中的资料以RAW格式和解码格式提供。如果将带有GNSS选件的R&SRSMBV100A向量讯号发生器整合到测试设置,还可以检查MSD条目(entry)的GNSS位置精度。


测试程式可以轻松扩展到多单元方案。这些场景可用於互用性测试,以模拟车辆进入不支援NG eCall之区域。在这种状况下,有必要测试远端资讯服务系统是否能够使用传统的eCall备份系统正确地发出紧急传呼。


(本文作者Christian Hof为Rohde&Schwarz公司移动无线电测试仪产品经理)


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