Technologie 5G umožní efektivněji sbírat telemetrická data a otevřou vozidlům zcela nové funkce, které mohou zlepšit bezpečnost silničního provozu a rozvíjet oblast bezpilotních vozidel. Systémy V2X (systém pro výměnu dat mezi vozidly, prvky silniční infrastruktury a dalšími účastníky silničního provozu) mají potenciál, že k odemknutí bude využita komunikace 5G NR. Tím se výrazně zvýší úroveň bezpečnosti pro řidiče, cestující i chodce, sníží se spotřeba paliva a doba jízdy.
V březnu tohoto roku schválila organizace 3GPP, která standardizuje 5G sítě, zavedení prvních specifikací C-V5X s podporou 16G NR do další verze globálního standardu 2G NR (Release 5). Věříme, že tato verze bude přijata v první polovině roku 2020. Kombinace této technologie a podpory eMBB (ultra mobile broadband), specifikací schválených v 3GPP Release 15, bude prvním krokem k použití 5G NR k vytvoření chytrých vozů založených na Qualcomm Snapdragon Automotive Platform.
Nečekáme na globální zavedení sítí 5G, které umožní přímou komunikaci mezi vozidly pomocí mobilních technologií. Již v 3GPP Release 14 byly popsány technologie V2X, které umožňují automobilům vyměňovat si v určitých intervalech základní informace s ostatními účastníky silničního provozu a například se semafory. Jejich schopnosti byly prokázány v mnoha testech s použitím našeho čipu C-V2X, Qualcomm 9150. Přímá komunikace pomocí technologií C-V2X umožňuje stroji „vidět“ své okolí i v situacích, kdy jiné předměty nejsou v zorném poli, jako např. na slepých křižovatkách nebo za špatných povětrnostních podmínek. Nové technologie tak doplňují a rozšiřují možnosti, které přinášejí další pasivní senzory, jako jsou radar, LIDAR a kamerové systémy, které mají omezený dosah a viditelnost.
3GPP Release 16 a standardizace C-V2X s podporou 5G NR posunou tyto schopnosti na zcela novou úroveň a umožní vozidlům přijímat a odesílat mnohem více informací, jako jsou podrobnější data ze senzorů a informace o „záměrech“ účastníků silničního provozu, silniční infrastruktura a o pohybu chodců. Výměna dat o „záměrech“ navíc pomůže efektivněji plánovat trasu vozidla, což je důležité pro budoucí vývoj bezpilotních vozidel. C-V2X se vyvine z technologie, která sloužila především jako prostředek ke zlepšení základní bezpečnosti silničního provozu ve verzi 14, na nástroj přímé interakce mezi uživatelem a uživatelem silničního provozu, který pomůže zlepšit bezpečnost silničního provozu a dopravní povědomí, stejně jako snížit spotřebu paliva a časové náklady.cesta.
Plné využití výhod C-V2X a 5G NR
Řešení C-V2X založená na 5G NR využívají inovativní schopnosti, které se objevily u sítí 4G a 5G. První verze sítí 5G, která se začne implementovat letos na jaře a byla standardizována v 3GPP Release 15, zavedla škálovatelné frekvenční mřížky, které se používají také pro C-V2X. Jedním z příkladů jeho použití je schopnost měnit hustotu referenčního signálu v závislosti na rychlosti vozidla. Podle našich odhadů se spektrální účinnost při vysokých rychlostech v tomto případě zvýší 3,5krát, což je mimořádně důležité pro nové scénáře použití C-V2X, například pro výměnu mezi automobily a prvky silniční infrastruktury s velkými objemy dat z senzory.
Implementace C-V2X s podporou 5G NR nabízejí několik významných vylepšení na úrovni rádia, která jsou jedinečná pro 5G NR. Ve verzi 16 bude ke standardu 5G poprvé přidán „boční“ odkaz – kanál přímé výměny dat pro systémy V2X. Tato technologie poslouží jako základ pro vývoj budoucích řešení využívajících 5G NR v chytrých telefonech a dalších oblastech, jako je veřejná bezpečnost. Základem pro jeho vytvoření byl vývoj Qualcomm Technologies pro LTE Direct, což ve skutečnosti vedlo k tomu, že se v 3GPP Release 14 objevily technologie C-V2X. Technologie popsané ve verzi 14 také umožní vozidlům s podporou starší verze C-V2X komunikovat na silnici i s nejnovějšími modely, které používají obě verze C-V2X (od verze 14 a verze 16 s podporou 5G NR ).
Nové paradigma pro výměnu dat mezi vozidly
V moderním paradigmatu výměny dat pomocí mobilních sítí mění zařízení parametry přenosu signálu, jako je jeho modulace a kódování, v závislosti na kvalitě signálu základnových stanic. U C-V2X je problém komplikovaný skutečností, že mluvíme o neustále se pohybujících vozidlech spíše než o stacionárních základnových stanicích. V tomto případě samotná kvalita signálu nestačí k pochopení, která vozidla jsou v každém případě vhodná pro komunikaci. Představte si, že na křižovatce za rohem stojí auto. Jeho úroveň signálu je slabá, ale samotné auto je docela blízko, to znamená, že je součástí prostředí, které je pro naše auto důležité. Obě vozidla tedy v tomto případě musí být schopna přijímat kompletní informace ze senzorů bez ohledu na to, zda jsou vůči sobě v přímé viditelnosti.
A to zase znamená, že je potřeba nové paradigma, které bude brát v úvahu nejen úroveň signálu, ale také vzdálenost mezi objekty. Z tohoto důvodu se samotný přístup k rozvoji 5G sítí liší od toho, jak byly stavěny sítě předchozích generací. Zejména u „spodních“ vrstev 5G NR (fyzické a MAC vrstvy) je potřeba odhad vzdálenosti. Vozidla budou například posílat potvrzení, jako jsou automatické požadavky na opakovaný přenos, jako je ACK/NAK, pouze pokud jsou v určité vzdálenosti od vysílače a pouze pokud jsou přenášené informace pro toto vozidlo užitečné. Tento přístup také pomůže vyrovnat se s problémem „skrytého uzlu“ ve formě výše popsaného automobilu se slabou úrovní signálu, který se nachází za rohem. Obecně se díky němu zvyšuje spolehlivost přenosu informací pro všechna vozidla a je zajištěna větší propustnost systému, protože síťové zdroje již nejsou vynakládány na přenos „zbytečných“ pro některé účastníky provozu.
C-V2X založený na 5G NR není pouze technologií přenosu dat
Rozhodnutí zahrnout specifikace C-V2X s podporou 5G NR do 3GPP Release 16 bude důležitým krokem ve standardizaci pokročilých technologií datové komunikace, které splňují požadavky automobilového průmyslu na nová vozidla, včetně autonomních vozidel. Kromě komunikačních metod také provádíme výzkum a standardizujeme protokoly vyšší úrovně a metody zasílání zpráv v regionálních standardech, jako jsou SAE, ETSI ITS a C-ITS. Tyto standardizované zprávy umožní vozidlům různých výrobců plně využít výhod nových technologií C-V2X. Stejně jako C-V2X popsané v 3GPP Release 14, řešení C-V2X s podporou 5G NR budou primárně používat pásmo 5,9 GHz, které je vyhrazeno pro motorová vozidla v mnoha částech světa, jako jsou USA, Evropa a Čína. Nová verze C-V2X však bude používat jiné kanály v tomto rozsahu.
Zdroj: www.habr.com