5G-teknologier vil gøre det muligt mere effektivt at indsamle telemetridata og åbne op for helt nye funktioner for køretøjer, der kan forbedre trafiksikkerheden og udvikle feltet for ubemandede køretøjer. V2X-systemer (et system til udveksling af data mellem køretøjer, vejinfrastrukturelementer og andre trafikanter) har potentiale, som 5G NR-kommunikation vil blive brugt til at låse op. Dette vil øge sikkerhedsniveauet for chauffører, passagerer og fodgængere markant, reducere brændstofforbruget og rejsetiden.
I marts i år godkendte 3GPP-organisationen, som standardiserer 5G-netværk, introduktionen af de første C-V5X-specifikationer med understøttelse af 16G NR i den næste version af den globale 2G NR-standard (Release 5). Vi tror, at denne version vil blive vedtaget i første halvdel af 2020. Kombinationen af denne teknologi og understøttelse af eMBB (ultramobilt bredbånd), de specifikationer, der er godkendt i 3GPP Release 15, vil være det første skridt mod at bruge 5G NR til at skabe smarte biler baseret på Qualcomm Snapdragon Automotive Platform.
Vi venter ikke på den globale udrulning af 5G-netværk for at muliggøre direkte køretøj-til-bil-kommunikation ved hjælp af cellulære teknologier. Tilbage i 3GPP Release 14 blev V2X-teknologier beskrevet, der gør det muligt for biler at udveksle grundlæggende information med andre trafikanter og for eksempel trafiklys, med bestemte intervaller. Deres egenskaber er blevet demonstreret i mange test ved hjælp af vores C-V2X-chip, Qualcomm 9150. Direkte kommunikation ved hjælp af C-V2X-teknologier gør det muligt for maskinen at "se" sine omgivelser selv i situationer, hvor andre objekter ikke er inden for synsvidde, som f.eks. de blinde kryds eller under dårlige vejrforhold. På den måde supplerer og udvider nye teknologier de muligheder, som andre passive sensorer som radar, LIDAR og kamerasystemer medfører, som har rækkevidde og synlighedsbegrænsninger.
3GPP Release 16 og den 2G NR-aktiverede C-V5X standardisering vil tage disse muligheder til et helt nyt niveau og gøre det muligt for køretøjer at modtage og sende meget mere information, såsom mere detaljerede sensordata og information om trafikanters "hensigter", vejinfrastruktur og om fodgængeres bevægelser. Desuden vil udveksling af data om "hensigter" hjælpe med at planlægge køretøjets rute mere effektivt, hvilket er vigtigt for udviklingen af ubemandede køretøjer i fremtiden. C-V2X vil udvikle sig fra en teknologi, der primært tjente som et middel til at forbedre den grundlæggende trafiksikkerhed i Release 14, til et direkte bruger-til-vejbruger interaktionsværktøj, der vil hjælpe med at forbedre trafiksikkerheden og trafikbevidstheden, samt reducere brændstof og tidsomkostninger vej.
Få fuld fordel af C-V2X og 5G NR
2G NR-baserede C-V5X-løsninger udnytter de innovative muligheder, der er opstået med 4G- og 5G-netværk. Den første version af 5G-netværk, som begynder at blive implementeret i foråret og blev standardiseret i 3GPP Release 15, introducerede en skalerbar frekvensnetafstand, der også bruges til C-V2X. Et eksempel på dens anvendelse er evnen til at ændre tætheden af referencesignalet afhængigt af køretøjets hastighed. Ifølge vores estimater vil den spektrale effektivitet ved høje hastigheder i dette tilfælde stige med 3,5 gange, hvilket er ekstremt vigtigt for nye scenarier for brug af C-V2X, for eksempel for udvekslingen mellem biler og vejinfrastrukturelementer med store datamængder fra sensorer.
2G NR-aktiverede C-V5X-implementeringer tilbyder flere store forbedringer på radioniveau, som er unikke for 5G NR. I Release 16 vil der for første gang blive tilføjet et "side"-link til 5G-standarden - en direkte dataudvekslingskanal til V2X-systemer. Denne teknologi vil tjene som grundlag for udviklingen af fremtidige løsninger, der anvender 5G NR i smartphones og andre områder såsom offentlig sikkerhed. Grundlaget for dets oprettelse var udviklingen af Qualcomm Technologies til LTE Direct, som faktisk førte til fremkomsten af C-V3X-teknologier i 14GPP Release 2. Teknologierne beskrevet i Release 14 vil også tillade køretøjer med understøttelse af den ældre version af C-V2X at kommunikere på vejen selv med de nyeste modeller, der bruger begge versioner af C-V2X (fra Release 14 og Release 16 med 5G NR-understøttelse ).
Et nyt paradigme for dataudveksling fra køretøj til køretøj
I det moderne paradigme for dataudveksling ved hjælp af mobilnetværk ændrer enheder signaltransmissionsparametre, såsom modulering og kodning, afhængigt af basestationernes signalkvalitet. Med C-V2X kompliceres udfordringen af, at vi taler om konstant bevægelige køretøjer frem for stationære basestationer. I dette tilfælde er signalkvalitet alene ikke nok til at forstå, hvilke køretøjer der er egnede til kommunikation i hvert enkelt tilfælde. Forestil dig, at der står en bil i et vejkryds rundt om hjørnet. Dens signalniveau er svagt, men selve bilen er ret tæt på, det vil sige, at den er en del af miljøet, der er vigtig for vores bil. Derfor skal begge køretøjer i dette tilfælde kunne modtage fuldstændig information fra sensorerne, uanset om de er i direkte synslinje til hinanden.
Og det betyder til gengæld, at der er brug for et nyt paradigme, der ikke kun tager højde for signalniveauet, men også afstanden mellem objekter. På grund af dette adskiller selve tilgangen til at udvikle 5G-netværk sig fra, hvordan netværk fra tidligere generationer blev bygget. Især ved de "nedre" lag af 5G NR (fysiske og MAC-lag) er der behov for afstandsestimering. For eksempel vil køretøjer kun sende kvitteringer, såsom automatisk gentransmissionsanmodninger såsom ACK/NAK, hvis de er inden for en vis afstand fra senderen, og kun hvis de transmitterede oplysninger er nyttige for det pågældende køretøj. Denne tilgang vil også hjælpe med at håndtere problemet med en "skjult knude" i form af bilen beskrevet ovenfor med et svagt signalniveau, som er placeret rundt om hjørnet. Generelt, takket være det, øges pålideligheden af informationstransmission for alle køretøjer, og der sikres større systemgennemstrømning, da netværksressourcer ikke længere bruges på at overføre "ubrugelige" for nogle trafikdeltagere.
C-V2X baseret på 5G NR er ikke kun en datatransmissionsteknologi
Beslutningen om at inkludere 2G NR-aktiverede C-V5X-specifikationer i 3GPP Release 16 vil være et vigtigt skridt i standardisering af avancerede datakommunikationsteknologier, der opfylder bilindustriens krav til nye køretøjer, herunder selvkørende køretøjer. Udover kommunikationsmetoder udfører vi også forskning og standardiserer protokoller og meddelelsesmetoder på højere niveau i regionale standarder som SAE, ETSI ITS og C-ITS. Disse standardiserede meddelelser vil gøre det muligt for køretøjer fra forskellige producenter at drage fuld fordel af de nye C-V2X-teknologier. Ligesom C-V2X beskrevet i 3GPP Release 14, vil 2G NR-aktiverede C-V5X-løsninger primært bruge 5,9 GHz-båndet, som er reserveret til motorkøretøjer i mange dele af verden, såsom USA, Europa og Kina. Den nye version af C-V2X vil dog bruge andre kanaler i dette sortiment.
Kilde: www.habr.com