ستتيح تقنيات 5G جمع بيانات القياس عن بعد بكفاءة أكبر وفتح وظائف جديدة تمامًا للمركبات التي يمكنها تحسين السلامة على الطرق وتطوير مجال المركبات غير المأهولة. تتمتع أنظمة V2X (نظام لتبادل البيانات بين المركبات وعناصر البنية التحتية للطرق ومستخدمي الطريق الآخرين) بإمكانية استخدام اتصالات 5G NR لفتح القفل. سيؤدي ذلك إلى زيادة مستوى الأمان للسائقين والركاب والمشاة بشكل كبير، وتقليل استهلاك الوقود ووقت السفر.
في مارس من هذا العام، وافقت منظمة 3GPP، التي تعمل على توحيد شبكات 5G، على إدخال أول مواصفات C-V5X مع دعم 16G NR في الإصدار التالي من معيار 2G NR العالمي (الإصدار 5). ونعتقد أنه سيتم اعتماد هذا الإصدار في النصف الأول من عام 2020. سيكون الجمع بين هذه التقنية ودعم eMBB (النطاق العريض المتنقل الفائق)، والمواصفات المعتمدة في الإصدار 3 من 15GPP، بمثابة الخطوة الأولى نحو استخدام 5G NR لإنشاء سيارات ذكية تعتمد على منصة Qualcomm Snapdragon للسيارات.
نحن لا ننتظر الإطلاق العالمي لشبكات الجيل الخامس لتمكين الاتصالات المباشرة بين المركبات باستخدام التقنيات الخلوية. مرة أخرى في الإصدار 5 من 3GPP، تم وصف تقنيات V14X التي تسمح للسيارات بتبادل المعلومات الأساسية مع مستخدمي الطريق الآخرين، على سبيل المثال، إشارات المرور، على فترات زمنية معينة. وقد تم إثبات قدراتها في العديد من الاختبارات باستخدام شريحة C-V2X، Qualcomm 2. يتيح الاتصال المباشر باستخدام تقنيات C-V9150X للآلة "رؤية" البيئة المحيطة بها حتى في المواقف التي لا تكون فيها الأشياء الأخرى في خط الرؤية، كما هو الحال في التقاطعات العمياء أو في الظروف الجوية السيئة. ومن خلال القيام بذلك، تكمل التقنيات الجديدة وتوسع القدرات التي توفرها أجهزة الاستشعار السلبية الأخرى مثل الرادار، وLIDAR، وأنظمة الكاميرا، التي لها نطاق محدود ورؤية محدودة.
سوف يرتقي الإصدار 3 من 16GPP وتوحيد C-V2X الذي يدعم 5G NR بهذه القدرات إلى مستوى جديد تمامًا ويمكّن المركبات من استقبال وإرسال المزيد من المعلومات، مثل بيانات الاستشعار الأكثر تفصيلاً والمعلومات حول "نوايا" مستخدمي الطريق، البنية التحتية للطرق وحول تحركات المشاة. علاوة على ذلك، فإن تبادل البيانات حول "النوايا" سيساعد في تخطيط مسار المركبة بشكل أكثر فعالية، وهو أمر مهم لتطوير المركبات غير المأهولة في المستقبل. سوف تتطور C-V2X من تقنية كانت تستخدم في المقام الأول كوسيلة لتحسين السلامة على الطرق الأساسية في الإصدار 14، إلى أداة تفاعل مباشر من مستخدم إلى طريق من شأنها أن تساعد في تحسين السلامة على الطرق والوعي المروري، فضلاً عن تقليل استهلاك الوقود و تكاليف الوقت.الطريق.
الاستفادة الكاملة من C-V2X و5G NR
تستفيد حلول C-V2X المستندة إلى 5G NR من القدرات المبتكرة التي ظهرت مع شبكات 4G و5G. الإصدار الأول من شبكات 5G، والذي سيبدأ تنفيذه هذا الربيع وتم توحيده في الإصدار 3 من 15GPP، قدم تباعد شبكة تردد قابل للتطوير يستخدم أيضًا لـ C-V2X. أحد الأمثلة على تطبيقه هو القدرة على تغيير كثافة الإشارة المرجعية اعتمادًا على سرعة السيارة. وفقًا لتقديراتنا، ستزداد الكفاءة الطيفية عند السرعات العالية في هذه الحالة بمقدار 3,5 مرة، وهو أمر مهم للغاية بالنسبة للسيناريوهات الجديدة لاستخدام C-V2X، على سبيل المثال، للتبادل بين السيارات وعناصر البنية التحتية للطرق التي تحتوي على كميات كبيرة من البيانات. من أجهزة الاستشعار.
توفر تطبيقات C-V2X التي تدعم 5G NR العديد من التحسينات الرئيسية على مستوى الراديو والتي تنفرد بها 5G NR. في الإصدار 16، ولأول مرة، سيتم إضافة رابط "جانبي" إلى معيار 5G - قناة تبادل البيانات المباشرة لأنظمة V2X. ستكون هذه التقنية بمثابة الأساس لتطوير الحلول المستقبلية باستخدام 5G NR في الهواتف الذكية ومجالات أخرى مثل السلامة العامة. كان أساس إنشائها هو تطوير Qualcomm Technologies لـ LTE Direct، والذي أدى في الواقع إلى ظهور تقنيات C-V3X في الإصدار 14 من 2GPP. كما ستسمح التقنيات الموضحة في الإصدار 14 للمركبات التي تدعم الإصدار الأقدم من C-V2X بالتواصل على الطريق حتى مع أحدث الطرازات التي تستخدم كلا الإصدارين من C-V2X (من الإصدار 14 والإصدار 16 مع دعم 5G NR ).
نموذج جديد لتبادل البيانات بين المركبات
في النموذج الحديث لتبادل البيانات باستخدام شبكات الهاتف المحمول، تقوم الأجهزة بتغيير معلمات إرسال الإشارة، مثل تعديلها وترميزها، اعتمادًا على جودة إشارة المحطات الأساسية. مع C-V2X، يصبح التحدي معقدًا لأننا نتحدث عن مركبات متحركة باستمرار بدلاً من محطات قاعدة ثابتة. وفي هذه الحالة، لا تكفي جودة الإشارة وحدها لفهم المركبات المناسبة للاتصال في كل حالة. تخيل أن هناك سيارة عند تقاطع قاب قوسين أو أدنى. مستوى الإشارة ضعيف، لكن السيارة نفسها قريبة جدًا، أي أنها جزء من البيئة المهمة لسيارتنا. ولذلك، يجب أن تكون كلتا المركبتين في هذه الحالة قادرين على تلقي معلومات كاملة من أجهزة الاستشعار، بغض النظر عما إذا كانتا على خط رؤية مباشر لبعضهما البعض.
وهذا بدوره يعني أن هناك حاجة إلى نموذج جديد يأخذ في الاعتبار ليس فقط مستوى الإشارة، ولكن أيضًا المسافة بين الأشياء. ولهذا السبب، فإن النهج المتبع في تطوير شبكات الجيل الخامس نفسه يختلف عن كيفية بناء شبكات الأجيال السابقة. وعلى وجه الخصوص، في الطبقات "السفلية" من 5G NR (الطبقات المادية وطبقة MAC)، هناك حاجة لتقدير المسافة. على سبيل المثال، سترسل المركبات إقرارات، مثل طلبات إعادة الإرسال التلقائي مثل ACK/NAK، فقط إذا كانت ضمن مسافة معينة من جهاز الإرسال وفقط إذا كانت المعلومات المرسلة مفيدة لتلك المركبة. سيساعد هذا النهج أيضًا في التغلب على مشكلة "العقدة المخفية" في شكل السيارة الموصوفة أعلاه بمستوى إشارة ضعيف يقع بالقرب من الزاوية. بشكل عام، بفضل ذلك، يتم زيادة موثوقية نقل المعلومات لجميع المركبات وضمان زيادة إنتاجية النظام، حيث لم تعد موارد الشبكة تنفق على نقل "عديمة الفائدة" لبعض المشاركين في حركة المرور.
إن C-V2X المستندة إلى 5G NR ليست مجرد تقنية لنقل البيانات
سيكون قرار تضمين مواصفات C-V2X التي تدعم تقنية 5G NR في الإصدار 3 من 16GPP خطوة مهمة في توحيد تقنيات اتصالات البيانات المتقدمة التي تلبي متطلبات صناعة السيارات للمركبات الجديدة، بما في ذلك المركبات ذاتية القيادة. بالإضافة إلى طرق الاتصال، نقوم أيضًا بإجراء الأبحاث وتوحيد البروتوكولات عالية المستوى وطرق المراسلة وفقًا للمعايير الإقليمية مثل SAE وETSI ITS وC-ITS. ستسمح هذه الرسائل الموحدة للمركبات من مختلف الشركات المصنعة بالاستفادة الكاملة من تقنيات C-V2X الجديدة. مثل C-V2X الموضح في الإصدار 3 من 14GPP، ستستخدم حلول C-V2X التي تدعم 5G NR في المقام الأول نطاق 5,9 جيجا هرتز، المخصص للسيارات في أجزاء كثيرة من العالم، مثل الولايات المتحدة وأوروبا والصين. ومع ذلك، فإن الإصدار الجديد من C-V2X سيستخدم قنوات أخرى في هذا النطاق.
المصدر: www.habr.com