车载应急通信技术与测试方法介绍

1、引言

近几年，扩展汽车通信功能应用的车联网话题急速升温，汽车产业与通信信息产业的结合是通信业发展新的契机，也为汽车行业带来了高新信息技术应用的无限前景，同时也存在跨行业合作的复杂性。目前，车联通信系统的应用遍布汽车驾驶、多媒体娱乐、交通信息交互、应急救援的通信应用等。本文从车载应急通信系统出发，从车载应急通信的技术特性、国内外标准、检测产业进展等方面进行分析介绍。

车载应急通信系统主要功能模块包括自动紧急呼叫通信功能和定位功能两个模块。在发生严重交通事故后，即使司机和乘客失去知觉不能拨打电话，这一系统通过对碰撞力度的感应触发，基于以上两个通信功能模块，能够自动拨叫统一的应急救援平台的紧急救援电话，并且同时报告事故车辆所处的位置信息（见图1）。该系统对应急通信的处理具有自动化和及时的特性，使得紧急事故的信息发送快速，同时因自动包含事发位置信息，可大大缩短救援时间。欧盟委员会曾在致力推动该系统在欧洲的普遍使用的政策研究中，提到采用这套系统，有可能使发生道路交通事故后的救援时间节省40％以上。

图1、车载应急通信系统（来自www.heero-piot.et）

2、车载应急通信技术及标准现状

2.1、技术发展背景

车载应急通信系统的技术近年在欧洲和俄罗斯发展迅速。早在2005年欧盟委员会（European Commission）提出建立车载紧急呼叫业务eCall的需求，希望在欧洲范围内统一实施部署车载紧急呼叫服务系统。为了推广这项重要的道路安全措施，2005年欧盟委员会将技术标准任务下达至ETSI/3GPP（ETSI 欧洲电信标准协会），对eCall技术通信标准体系进行开发建设；2008年，ETSI/3GPP开始发布eCall通信模块技术系列标准；2011年，欧洲9国共同成立HeERO（泛欧州车车载紧急呼叫业务）联盟，召集各国汽车行业和通信行业的公司组织共同加入对eCall的系统性推广建设，致力于建立一个在欧洲范围内可实现互操作的互联互通的车载应急通信大系统。HeERO联盟的任务包括对eCall业务系统的模式设计和部署规划、技术标准的起草推动、技术试验测试、试商用推广等。截止到2015年，HeERO已经发展到16个国家范围和包含车和通信行业在内的43个产业合作伙伴的加盟。

此外，俄罗斯近年大力发展车载应急通信系统，基于俄罗斯的GLONASS定位卫星系统，提出ERA_GLONASS车载应急通信系统，其技术方案与欧洲eCall系统技术方案类似，也即在发生严重交通事故后，通过该系统也能够自动拨叫俄罗斯紧急救援电话，并且报告事故车辆所处的位置和车俩信息，其定位卫星技术明确使用的是俄罗斯的卫星定位GLONASS系统。目前，俄罗斯已经启动了对ERA_GLONASS技术的强制要求。

2.2、技术原理简介

车载应急通信技术（eCall技术）的设计主要包含两条通信路径：如图2所示，一条路径为通过蜂窝网络拨打语音紧急呼叫，这个过程与蜂窝网络紧急呼叫的实现原理一致；另一条路径是通过卫星通信系统截取的定位信息，将位置信息及相关车辆信息打包成规范化格式的数据信息单元通过蜂窝移动网络传送给应急业务平台。通过这两个通信路径，当汽车发生紧急情况（如碰撞），人为或自动的触发应急状态，将终端模块当前的位置信息通过蜂窝网络传送给应急业务平台，同时发起紧急呼叫，联络到应急业务平台，在尽量短时间内完成事故上报。

图2、车载应急通信系统两条通路路径（来自3GPP TS26.267）

2.3、技术标准发展状态

3GPP作为eCall技术的国际标准制定的委托组织，从2005年起开展eCall技术的标准化工作，陆续推出系列eCall系统数据通信传送技术标准。系列标准的主要功能目标是定义两条通信通路（定位信息和紧急呼叫）如何协调统一的工作。

eCall在通信网络技术的实现主要分别架设在两个功能实体（见图3），一个是车载系统（IVS- In-Vehicle System），一个是公共安全应答业务系统（PSAP-Public Safety Answering Point）。两个功能实体通过GPS卫星通信网络和PLMN公共（蜂窝）电信网络进行连接。

图3、车载应急通信系统蜂窝系统框架（来自3GPP TS26.267）

ETSI/3GPP制定的eCall技术标准详细对IVS Data Modem和PSAP Data Modem两个功能实体进行了最小数据单元（MSD-Minimum Set of Data）的结构设计、字段内容定义以及发送接收的流程的全面定义，系列标准参见表1。

表1、系列标准

紧急呼叫的流程因在3GPP标准体系早有定义，故此系列标准不再重新定义该部分，而是重点关注于MSD传输以及其与紧急呼叫过程之间的同步配合。图3清晰地描述了MSD与Speech语音呼叫之间以时间分割开关来完成协调同步的通