一、什么是eCall/NG-eCall
紧急呼叫（eCall）和下一代紧急呼叫（NG-eCall），也被称为车载紧急呼叫系统，能在交通事故发生时从车载系统（IVS）通过移动网络自动通知紧急援助中心或公共安全应答点（PSAP）。这些系统旨在实现快速应急响应，帮助减轻车内人员受伤严重程度并提高生存率。eCall已在欧洲成为新注册车辆的强制要求，并逐渐在全球其他地区推广。
在eCall/NG-eCall中，IVS检测到车辆碰撞或由驾驶员手动激活后，会通过移动网络基站向PSAP发送最小数据集（MSD）以启动语音呼叫。MSD包括车辆位置、车型和车牌号。
eCall与NG-eCall的区别如表1所示：
表1 eCall与NG-eCall功能对比
eCall通过2G和3G网络实现电路交换域的语音呼叫。欧盟自2004年开始eCall标准化工作，并于2018年起强制要求M1和N1类车辆*1安装。然而，2G和3G网络的支持预计从21世纪20年代末逐步淘汰。
下一代eCall（NG-eCall）基于4G（LTE）和5G网络，采用分组交换技术，利用高速数据传输能力提供更高级的信息传输（如事故现场实时流媒体）。
*1 M1类：载客车辆（含驾驶座最多9座）；N1类：最大重量不超过3.5吨的卡车。
图1 紧急呼叫系统示意图
二、车载紧急呼叫系统的标准趋势
2.1 欧洲
截至2024年，欧盟（EU）和欧洲标准化委员会（CEN）已完成或正在考虑三类车载紧急呼叫系统的标准化：eCall、NG-eCall和混合型NG-eCall。
表2 欧盟法规与对应测试标准
图2 eCall/NG-eCall实施时间表
依据EU 2017/79，eCall自2018年3月31日起成为欧盟新车的强制要求。因此，新车和IVS在上市之前需要获得认证机构的批准。欧洲标准化委员会（CEN）制定了技术规范，要求符合CEN TS 16454:2015，该规范规定了eCall系统的端到端测试方法。
NG-eCall基于CEN TS 17184:2022技术规范，利用IP多媒体子系统（IMS）定义高层应用协议（HLAP），HLAP概述了eCall服务的通信方法和消息结构。一致性测试规范CEN TS 17240包括HLAP的详细规范和相应的测试方法。NG-eCall将于2026年1月1日起强制实施。
混合型NG-eCall旨在实现4G与2G/3G网络的互操作性，技术规范为CEN TS 17905:2023。由于欧洲2G/3G网络计划在几年内关闭，因此推迟2026年强制启动NG eCall是不可行的。互操作性将需要额外的时间来开发，因此，CEN TS 18052（一致性测试规范）标准化工作目前正在进行中。
eCall和NG eCall系统是欧洲新车评估计划（Euro NCAP）的关键评估标准。整合这些系统对于提高车辆安全性是必不可少的。Euro NCAP提供信息，帮助消费者选择安全的车辆，并鼓励汽车制造商提高安全性能。安装eCall和NG eCall也是制造商提高市场竞争力的重要因素。
2.2 联合国法规
联合国欧洲经济委员会（UNECE）颁布了联合国第144号条例（UN-R144），作为联合国大会提出的减少全球交通事故死亡计划的一部分。UN-R144为配备eCall和NG eCall系统的车辆制定了全面的技术要求和测试方法，包括系统配置、操作和数据通信协议。根据UN-R144在欧盟（EU）实施eCall和NG eCall系统可确保互操作性，并提高欧盟成员国的安全标准。该法规于2018年7月生效，适用于联合国欧洲经济委员会成员的欧盟国家，以及日本和其他国家。
2.3 韩国与日本的趋势
截止到2024年12月，韩国和日本都还没有强制实施eCall系统。然而，两国在紧急呼叫的采用和标准化技术方面都取得了重大进展。
韩国的多个制造商已经推出了各自的紧急呼叫技术系统，预计这些系统在未来将继续激增。韩国智能交通协会（ITS Korea）是一个致力于推广智能交通系统（ITS）技术和制定标准的组织，已将ITSK-WD-19003确立为韩国版eCall和NG eCall的测试标准。
在日本，国土交通省于2018年通过并实施了UN-R144。该法规从法律上规定了机动车事故和紧急呼叫系统的技术要求，促进了日本eCall系统的标准化。丰田、本田和日产等日本主要整车制造商正专注于安全技术，并越来越多地将eCall系统集成到新车中。此外，自2020年以来，日本新车评估计划（JNCAP）已将“自动事故紧急呼叫系统”作为其关键评估指标之一。
三、车载紧急呼叫系统测试的必要性
整车制造商需要确保配备eCall系统的车辆符合国家和地区法规。因此，开发eCall系统需要使用认证机构批准的测试方法，进行设计验证，并将结果重新纳入设计中。如果不进行这些测试，在开发过程中可能会忽略验证项目。这种疏忽可能会阻碍产品在型式认证测试中获得认证，并可能导致成本增加和后续故障排除导致的上市延迟。
如果发生实际事故，4G和5G移动网络可能无法使用，需要连接到2G/3G网络，有时还会阻止呼叫PSAP。因此，开发eCall系统需要模拟各种使用条件下的测试。
具体问题包括以下几点：
- 构建测试环境的困难：
在真实环境中进行再现事故条件的测试是不切实际的，因为在测试过程中无法向PSAP发出紧急呼叫，而在道路上重建环境需要大量昂贵的设备。
- 再现多样化的通信环境：
除了3G和4G等移动网络，再现由天气和地理位置引起的不同信号条件是必要的。然而，在真实环境中模拟和测试所有可能的条件是具有挑战性的。
- 支持大量测试项目：
除了正常的通信条件外，还需要测试PSAP无法响应等替代场景。识别和执行所有这些测试用例需要大量的时间和精力。
- 专业知识需求和培训成本：
根据测试标准准确实施测试项目需要对通信技术和系统有深入的了解。此外，持续培训对于跟上新技术和新标准至关重要，这需要人力资源开发方面的巨大成本。
为了克服这些挑战，模拟现实世界环境的复杂测试设备至关重要。以下部分展示了安立测试设备如何应对这些挑战。
四、车载紧急呼叫系统测试方案
在eCall测试中，工程师需要验证IVS连接到移动网络和PSAP的通信质量和消息。安立公司的eCall测试软件MX703330E模拟实际网络并评估IVS的eCall/NG eCall功能。该软件被欧洲政府机构和其他机构认可的测试机构认可作为eCall认证测试的PSAP模拟器。
图3 实际环境与测试环境的比较
eCall测试软件利用安立公司的移动网络模拟器，即MT8000A无线通信测试平台或MD8475B信令测试仪，再现各种通信条件并创建模拟网络。这种功能可以生成信号盲区条件、切换、漫游场景等。在实际网络上难以执行的MSD传输和接收测试也可以快速可靠地进行。利用该测试解决方案可以提高建立符合eCall标准的IVS开发和型式认证测试环境的效率，减少构建测试环境所需的工作时间，降低测试人员的培训成本。
安立公司为各国定义的eCall标准提供认证测试选件，包括：欧洲eCall、欧洲NG112（LTE）、ERA-GLONASS、韩国eCall。
第4.1节介绍了车载紧急呼叫系统开发过程中所需的功能测试解决方案，第4.2节介绍了型式认证自动化测试解决方案。
4.1 研发过程中的功能测试方案
图4展示了研发阶段用于验证的测试系统。该系统由eCall测试软件MX703330E、移动网络模拟器MT8000A或MD8475B以及被测设备（DUT）组成。此配置适用于使用eCall测试软件进行参数微调测试。
图4 研发过程中的功能测试方案
测试系统中每个设备的功能如下：
-
eCall测试软件：
用于测试车载紧急呼叫系统的软件。它控制移动网络模拟器，通过模拟器向DUT发送和接收语音和数据，并显示测试结果。它支持eCall和NG-eCall功能测试。
- 移动网络模拟器：
模拟无线基站的操作，并从移动网络生成控制信号，以创建盲区条件、切换、漫游场景等。DUT连接到该模拟器。
- 模拟器使用：
4G和5G：MT8000A无线通信测试平台
适用于2G、3G和4G：MD8475B信令测试仪
- SmartStudio NR：
用于控制MT8000A的软件
测试步骤如下：
测试设置：
首先在eCall测试软件中设置测试模式、通信方法和测试条件。
-
测试模式：eCall，ERA-GLONASS，NG112
LTE eCall和韩国eCall -
支持通信系统：GSM/GPRS, W-CDMA, LTE和5G NR (SA)。可以在不同系统之间进行切换。
-
测试条件：可以进行以下设置。
从收到DUT的消息到PSAP响应的延迟
通信频率和功率
网络故障期间的行为，如响应拒绝
测试执行：
IVS发起呼叫或发送MSD以启动eCall/NG-eCall测试。根据测试情况，测试软件选择PSAP侧的“Answers（摘机）”或“Ends（挂机）”按钮。
图5 软件界面上测试状态显示
图5显示了PSAP状态转换的示例。
1) 模拟开始时存在的状态，DUT已打开。
2) IVS发起呼叫，PSAP接收紧急呼叫和MSD。PSAP可以选择发起或拒绝呼叫。
3) 当呼叫发起时，回叫功能会将实际语音回环输入到IVS，使用户可以检查IVS接收机上的语音质量。
测试评估：
测试完成后，每个测试项目的测试结果日志都存储在eCall测试软件中。从这些日志中，MSD被解码并与预期值进行比较，以验证测试结果。
图6 测试结果显示
4.2 型式认证自动化测试方案
安立公司的自动化软件SmartStudio
Manager MX847503A用于认证测试，以获得型式批准。可以在SmartStudio Manager中安装测试场景，以确保符合标准。
图7 使用SmartStudio Manager的自动化测试系统
SmartStudio
Manager的测试执行流程如下：
测试设置：
选择一个测试标准，然后选择该标准中定义的测试项目。图8显示了测试标准CEN TS 17240中定义的测试。
图8 测试项选择
测试执行：
测试期间可以监控实时状态和日志。
图9 测试日志
测试评估：
测试后，SmartStudio
Manager确定IVS是否按预期执行，并保存序列日志。通过/失败判定也可以保存为PDF文件。
