未来的汽车紧急呼叫系统

文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2019-07-22
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罗德与施瓦茨 长期以来一直专注于为基于 GSM 的 eCall 提供全面测试解决方案。系统采用通用型设计,甚至可用于俄罗斯紧急呼叫系统 ERA-GLONASS——现在 NG eCall 也不例外。为了便于处理 NG eCall,我们将 R&S®CMW-KA096 加入到了 PC 测试软件套件中。

在自动汽车紧急呼叫系统 eCall 推出之前,欧洲在这方面已经进行了多年的讨论和协调。自 2018 年 3 月起,欧盟地区所有获得认可的新车都必须强制配备紧急呼叫系统。这种系统仅安装在较少的车辆上,然而,它在技术上已经过时了。其“继任者”正蓄势待发。

当发生严重事故时,eCall 可通过移动通信网络自动联系公共安全应答点 (PSAP)。车载电子设备可确定是否发生了严重事故。通常,安全气囊启动即可表明事故的严重性。另外,还可以使用 SOS 按钮手动触发该系统,报告不同类型的紧急情况或涉及其他车辆的事故。

现有的 eCall 装置是基于 ETSI 和 CEN 标准。这些标准的开发始于大约 15 年前。此系统使用带内调制解调器通过 GSM 语音通道,以声学方式(使用类似传真机的唧唧声)将 eCall 最小化数据包 (MSD) 传输到 112 紧急电话。之所以选择这种技术上过时的解决方案是因为当时似乎只有 GSM 可以提供必要的国际覆盖。在过去的计划阶段这种解决方案的确能发挥一定作用,但如今随着移动电话的迅速发展,这让人不得不心生质疑。德国保险行业估计,要到 2035 年 eCall 才能实现近乎完全的市场渗透。但到那时候,由于LTE和5G对频率资源的强烈需求,在一些欧洲国家/地区 GSM 网络将退出通信舞台。如今已有超过 95% 的欧洲人口使用 LTE 网络。所以问题是:eCall 将会发生什么?网络运营商不可能仅仅为了让这项服务延续下去而保留 GSM 基础设施。解决之法很可能是混合式的。在车载通信系统中,基于 GSM 的 eCall 与现代化的后继系统将同生共存,由此一来任何地方的汽车都能正常使用紧急呼叫功能。

 

从 eCall 到 NG eCall

eCall 的继任者便是下一代 eCall NG eCall(NG eCall),而且这已是板上钉钉。当然,在基于 IP 的 LTE 系统中,NG eCall 将不会使用调制音频来进行数据传输。但它仍将使用语音传输,因为 eCall 不仅会传输数据,还会建立与事故车辆的语音连接。LTE IP 多媒体子系统 (IMS) 充当服务器功能。IMS 是一种为固话和移动电话网络中基于 IP 的多媒体应用打造的传输技术。其一大主要用途是为电话提供支持,这在 LTE 中亦称为 Voice over LTE (VoLTE)。

IMS 并不是什么新事物,它于本世纪初开发而成,基于 ETSI (TISPAN) 和 3GPP (IMS) 制定的旧行业标准。随着 LTE 的推出,IMS 框架得以确立。IMS 可用于语音传输、视频电话以及短信服务等,同时也是 NG eCall 的完美基础,并且经过了适当的调整。3GPP Release 14 设定了一个网络支持标识,可以告知网络是否支持 NG eCall,或者是否需使用旧有 eCall。如此可确保 eCall 和 NG eCall 能够同生共存(图 1)。

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在 LTE 网络中,网络支持标识可帮助确定是否支持 NG eCall 或者是否需拨打旧式 eCall。

NG eCall 如何运作?

如果在车辆连接 LTE 网络的情况下发生事故,车载通信系统将评估 NG eCall 的网络支持标识。如支持 NG eCall,车辆则可以使用会话初始协议 (SIP) 和会话描述协议 (SDP) 通过 IMS 拨打紧急呼叫电话。如不支持 NG eCall,则需切换(电路交换回退)到 GSM,以便通过 GSM 带内调制解调器启用旧式 eCall。图 2 显示如何建立连接。

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有关在车载通信装置、网络和紧急呼叫中心之间建立 NG eCall 连接的详情。

到 PSAP 的呼叫路由是由传输 SIP 中的资源名控制。以下为已经定义的统一资源名:

urn: service: sos.ecall.manual:  
    手动 eCall

urn: service: sos.ecall.automatic:  
    自动 eCall

urn: service: test.sos.ecall:  
    测试呼叫

为了不浪费任何时间,在呼叫建立时,MSD 就将被传输到 PSAP。该数据集目前仅限 140 个字节。但是,在 LTE 网络中可轻松增加数据量。

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NG eCall(右)可借助快速 IP 网络的功能传输大量数据。

图 3 显示 eCall 与 NG eCall 之间的对比。

NG eCall 的优势

鉴于 NG eCall 可快速建立数据连接,这种系统还能够传输除 MSD 以外的其他在紧急情况下大有用处的数据,例如驾驶员健康数据,通过 Bluetooth® 与车辆连接的智能手表即可提供此类数据。如果车辆配备联网行车记录仪,那么还可以建立视频连接,以便呼叫中心掌握相关的视觉信息。在另一方向,可以设想紧急呼叫中心可以向车辆发送远程控制命令,例如打开车门或关闭点火器。尽管这些功能存在数据隐私和 IT 安全方面的问题,但事实是,相较于技术上过时的旧有 eCall,NG eCall 具备远远更多的潜在功能。这便是为何 eCall 服务很可能越来越向两个方向分化——使用 112 紧急电话的公共系统和呼叫私人紧急呼叫中心的制造商专有系统。制造商须安装标准 eCall,但同时也可以实施他们自己的收费服务。即便如此,他们仍需让车辆驾驶员选择自己想要使用哪一系统,并确保如若专有系统不可用,车辆可以自动切换到公共 eCall。

 

为何现在就要着手部署 NG eCall?

虽然欧盟委员会目前尚未颁布任何涉及 NG eCall 的约束性指令,但可以肯定未来欧盟委员会必将颁布这方面的规定。一旦有足够数量的网络运营商配置用于 NG eCall 的 LTE IMS,汽车行业便可以将其与适当设计的车载通信系统搭配使用,包括用于私人紧急呼叫服务。汽车行业不需要,也必定不会等待通过立法来强制解决这个问题。

即便移动网络中已实施了 NG eCall 功能,在真实网络中测试车载通信系统也可能非常困难且极耗时间,并且无法在现场测试中实现复现性。另外,要在 IMS 上获取测试结果也并不容易,因为 IMS 作为网络基础架构的一部分,用户根本无法访问。但一款定制的测试与测量系统则可以轻松可靠地提供必要的数据。

 

T&M 解决方案

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使用此装置可对所有车辆紧急呼叫系统进行准入测试。

罗德与施瓦茨长期以来一直专注于为基于 GSM 的 eCall 提供全面测试解决方案(图 4)。系统采用通用型设计,甚至可用于俄罗斯紧急呼叫系统 ERA-GLONASS——现在 NG eCall 也不例外。为了便于处理 NG eCall,我们将 R&S®CMW-KA096 加入到了 PC 测试软件套件中。用作移动网络模拟器的 R&S®CMW500 宽带无线通信测试仪和 R&S®SMBV100A GNSS 模拟器都已搭载所有这些必要功能。

R&S®CMW-KA096 软件可模拟支持 NG eCall 的紧急呼叫中心,并远程控制 R&S®CMW500,这样就可以复制 LTE 移动网络和必要 IMS 基础架构。

借助包含一台控制计算机和 R&S®CMW500 的测试装置,即可验证车载 NG eCall 电子设备 (IVS) 是否能够触发 NG eCall、选择合适的网络、传输正确的 MSD 数据,并通过 Voice-over-LTE 呼叫建立与紧急呼叫中心的语音通信。MSD 中的数据以 RAW 格式和解码格式提供。如将配备 GNSS 选件的 R&S®SMBV100A 矢量信号发生器加入测试装置,则还可以检查 MSD 输入的 GNSS 位置准确性。

测试程序可轻易扩展到多小区场景。此类场景可在互操作性测试中使用,用于模拟进入不支持 NG eCall 区域的车辆。在这种情况下,则需要测试车载通信系统是否可以使用旧有 eCall 备用系统正确地进行紧急呼叫。

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NG eCall 基于此处所述测试解决方案符合的一系列标准(所列不全)。

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