[APPLICATION VECTOR] L’importance croissante de la communication "véhicule-à-tout" (V2X) redéfinit l’avenir de la mobilité. Parmi les différentes technologies qui permettent cette transformation, le C-V2X joue un rôle clé. Dans ce cadre, alors que l’intégration de la 5G NR-V2X est imminente, la coexistence des technologies DSRC, LTE-V2X et NR-V2X introduira de nouvelles exigences en matière de tests, notamment en termes de latence, de débit et de fiabilité. Tester efficacement la LTE-V2X représente désormais un défi certe complexe, mais surmontable.

Auteur : Jens Buttgereit

Expert en outils de test V2X

Vector Informatik

Une précision en avant propos : qu’est-ce que 3GPP C-V2X ? C-V2X ? Avant tout il s’agit d’une norme de communication développée par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project) avec des spécifications initiales pour les versions 14 et 15 fondées sur la technologie de communication LTE et introduisent l’interface PC5 pour la communication directe entre les véhicules et les autres usagers de la route, sans passer par un réseau cellulaire.

Avec l’arrivée de la 5G, le C-V2X a évolué grâce aux versions 15, 16 et 17 du 3GPP autorisant la communication V2X fondée sur la technologie 5G (NR-V2X). Ces versions récentes étendent le système en proposant des débits de données plus élevés, une latence plus faible et une fiabilité accrue. Des améliorations particulièrement importantes notamment pour les systèmes avancés d'aide à la conduite et les applications de conduite autonome.

Cependant il existe deux approches entermes de communication radio : le DSRC (WLAN IEEE 802.11p) et le C-V2X. Les technologies DSRC (*) et C-V2X représentent deux voies éprouvées de la communication véhicule vers les infrastructures (V2X), chacune optimisée pour des applications spécifiques. Chaque pays et région a choisi la technologie à privilégier.

La technologie DSRC délivre une communication directe à faible latence, basée sur le WLAN, tandis que la technologie C-V2X exploite les architectures cellulaires pour prendre en charge la connectivité directe et à travers le réseau.

Leur coexistence peut renforcer la robustesse du système en combinant une communication indépendante de l'infrastructure et une intégration cellulaire à grande échelle.

Des défis à relever pour le test des fonctions LTE-V2X

Dans ce cadre, les tests des fonctions LTE-V2X présentent plusieurs défis techniques et organisationnels.

En premier lieu, on constate une diversité des normes de communication. La technologie LTE-V2X doit en effet fonctionner dans différentes régions (Union européenne, États-Unis, Chine), chacune avec ses propres exigences réglementaires et bandes de fréquences. Les systèmes de test doivent donc être hautement configurables pour s'adapter à ces variations.

En second lieu, se pose le problème de la synchronisation temporelle et spatiale des données. Une telle synchronisation précise est essentielle à l’analyse des communications V2X. Ceci est particulièrement critique dans les configurations distribuées où les environnements de simulation matérielle (HIL, Hardware In the Loop) et la synchronisation avec des signaux de positionnement par satellite GNSS (Global Navigation Satellite System) garantit une corrélation cohérente des données.

En d'autre termes il est impératif de réaliser des simulations de scénarios de trafic complexes. A ce niveau, les fonctions V2X ne révèlent tout leur potentiel que lorsque plusieurs usagers de la route interagissent. La simulation de tels scénarios en laboratoire exige des bancs d’essai performants capables d’émuler les conditions réelles.

Dernier point sensible, l’intégration aux chaînes d’outils existantes. Le matériel de test doit en effet s’intégrer facilement aux environnements de développement et de validation existants, idéalement sans nécessiter de configuration complexe ni de composants logiciels supplémentaires.

Interface cube:tap et CANoe.Car2x

Pour répondre à ces enjeux, Vector Informatik propose l’interface cube:tap, une solution robuste pour tester efficacement les fonctions LTE-V2X. Associée aux outils logiciels CANoe.Car2x ou CANalyzer.Car2x, elle constitue un environnement de test complet, adapté aux analyses en laboratoire et embarqués.

Cette interface matérielle/logicille cube:tap est prête à l’emploi et se connecte directement aux outils logiciels de Vector. Les paramètres de communication sont configurables pour prendre en charge toutes les normes et régions concernées. Un récepteur GNSS intégré fournit en outre des données précises de temps et de position, essentielles pour la synchronisation des mesures et la simulation de scénarios de trafic.

Au-delà, un seul appareil cube:tap permet de simuler plusieurs stations ITS (virtuelles, une approche adaptée à la validation des ECU (Electronic Control Unit) et des RSU (Road Side Unit) (**) réelles.

L’interface cube:tap peut fonctionner pour les applications DSRC (avec le matériel VN4610) autorisant une stratégie de test unifiée pour les technologies DSRC (WLAN IEEE 802.11p) et C-V2X.

En termes de perspective, l’avenir des tests V2X repose sur l’automatisation et l’évolutivité. Les architectures logicielles modernes prennent déjà en charge la combinaison des tests de communication et d’application dans des scénarios à grande échelle. Les environnements virtuels simulent les conditions de trafic réelles, augmentant ainsi la couverture des tests tout en réduisant les coûts et les risques.

Et désormais grâce à un matériel ad hoc, comme l’interface cube:tap associée à des logiciels de tests comme CANoe.Car2x, les ingénieurs peuvent relever ces défis.

(*) DSRC pour l'anglais Dedicated Short Range Communications ou communications dédiées à courte portée sont des technologies de radiocommunications à sens unique ou à double sens et à courte ou moyenne portée, spécialement conçues pour les systèmes de transport intelligent.

(**) L'unité de bord de route (RSU, Road Side Unit) est un équipement qui joue un rôle essentiel dans les systèmes de transport modernes, assurant un lien entre les véhicules et l'infrastructure. Une RSU LINKS peut se voir comme un routeur de données hybride C-ITS et de capteurs procurant une connectivité 5G et prenant en charge les communications à courte portée ITS-G5 et C-V2X.22.