Οι τεχνολογίες 5G θα καταστήσουν δυνατή την πιο αποτελεσματική συλλογή δεδομένων τηλεμετρίας και θα ανοίξουν εντελώς νέες λειτουργίες για οχήματα που μπορούν να βελτιώσουν την οδική ασφάλεια και να αναπτύξουν τον τομέα των μη επανδρωμένων οχημάτων. Τα συστήματα V2X (ένα σύστημα ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ οχημάτων, στοιχείων οδικής υποδομής και άλλων χρηστών του δρόμου) έχουν τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν επικοινωνίες NR 5G για το ξεκλείδωμα. Αυτό θα αυξήσει σημαντικά το επίπεδο ασφάλειας για τους οδηγούς, τους επιβάτες και τους πεζούς, θα μειώσει την κατανάλωση καυσίμου και τον χρόνο ταξιδιού.
Τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους, ο οργανισμός 3GPP, ο οποίος τυποποιεί τα δίκτυα 5G, ενέκρινε την εισαγωγή των πρώτων προδιαγραφών C-V5X με υποστήριξη για 16G NR στην επόμενη έκδοση του παγκόσμιου προτύπου 2G NR (έκδοση 5). Πιστεύουμε ότι αυτή η έκδοση θα υιοθετηθεί το πρώτο εξάμηνο του 2020. Ο συνδυασμός αυτής της τεχνολογίας και των προδιαγραφών eMBB (ultra mobile broadband) που εγκρίθηκαν στην Έκδοση 3GPP 15 θα είναι το πρώτο βήμα προς τη χρήση του 5G NR για τη δημιουργία έξυπνων αυτοκινήτων που βασίζονται στην πλατφόρμα Qualcomm Snapdragon Automotive Platform.
Δεν περιμένουμε την παγκόσμια εξάπλωση των δικτύων 5G για να καταστεί δυνατή η άμεση επικοινωνία μεταξύ οχήματος με χρήση τεχνολογιών κινητής τηλεφωνίας. Στην Έκδοση 3GPP 14, περιγράφηκαν τεχνολογίες V2X που επιτρέπουν στα αυτοκίνητα να ανταλλάσσουν βασικές πληροφορίες με άλλους χρήστες του δρόμου και, για παράδειγμα, με φανάρια, σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Οι δυνατότητές τους έχουν αποδειχθεί σε πολλές δοκιμές χρησιμοποιώντας το τσιπ C-V2X Qualcomm 9150. Η άμεση επικοινωνία με χρήση τεχνολογιών C-V2X επιτρέπει στο μηχάνημα να «βλέπει» το περιβάλλον του ακόμα και σε καταστάσεις όπου άλλα αντικείμενα δεν βρίσκονται σε ευθεία όρασης, όπως τις τυφλές διασταυρώσεις ή σε κακές καιρικές συνθήκες. Με αυτόν τον τρόπο, οι νέες τεχνολογίες συμπληρώνουν και επεκτείνουν τις δυνατότητες άλλων παθητικών αισθητήρων, όπως τα συστήματα ραντάρ, LIDAR και κάμερας, που έχουν περιορισμούς εμβέλειας και ορατότητας.
Το 3GPP Release 16 και η τυποποίηση C-V2X με δυνατότητα 5G NR θα ανεβάσουν αυτές τις δυνατότητες σε ένα εντελώς νέο επίπεδο και θα επιτρέψουν στα οχήματα να λαμβάνουν και να στέλνουν πολύ περισσότερες πληροφορίες, όπως πιο λεπτομερή δεδομένα αισθητήρων και πληροφορίες σχετικά με τις «προθέσεις» των χρηστών του δρόμου. οδικές υποδομές και σχετικά με τις μετακινήσεις πεζών. Επιπλέον, η ανταλλαγή δεδομένων σχετικά με τις «προθέσεις» θα βοηθήσει στον πιο αποτελεσματικό σχεδιασμό της διαδρομής του οχήματος, κάτι που είναι σημαντικό για την ανάπτυξη μη επανδρωμένων οχημάτων στο μέλλον. Το C-V2X θα εξελιχθεί από μια τεχνολογία που χρησίμευσε κυρίως ως μέσο βελτίωσης της βασικής οδικής ασφάλειας στην Έκδοση 14, σε ένα εργαλείο άμεσης αλληλεπίδρασης χρήστη με δρόμο που θα συμβάλει στη βελτίωση της οδικής ασφάλειας και της ευαισθητοποίησης στην κυκλοφορία, καθώς και στη μείωση των καυσίμων και κόστος χρόνου.
Αξιοποιώντας πλήρως το C-V2X και το 5G NR
Οι λύσεις C-V2X που βασίζονται σε 5G NR αξιοποιούν τις καινοτόμες δυνατότητες που έχουν προκύψει με τα δίκτυα 4G και 5G. Η πρώτη έκδοση των δικτύων 5G, η οποία θα αρχίσει να εφαρμόζεται αυτή την άνοιξη και τυποποιήθηκε στην έκδοση 3 του 15GPP, εισήγαγε ένα κλιμακούμενο βήμα πλέγματος συχνοτήτων, το οποίο χρησιμοποιείται επίσης για το C-V2X. Ένα παράδειγμα εφαρμογής του είναι η δυνατότητα αλλαγής της πυκνότητας του σήματος αναφοράς ανάλογα με την ταχύτητα του οχήματος. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις μας, η φασματική απόδοση σε υψηλές ταχύτητες σε αυτή την περίπτωση θα αυξηθεί κατά 3,5 φορές, κάτι που είναι εξαιρετικά σημαντικό για νέα σενάρια χρήσης C-V2X, για παράδειγμα, για την ανταλλαγή μεταξύ αυτοκινήτων και στοιχείων οδικής υποδομής με μεγάλο όγκο δεδομένων από αισθητήρες.
Οι υλοποιήσεις C-V2X με δυνατότητα 5G NR προσφέρουν πολλές σημαντικές βελτιώσεις σε επίπεδο ραδιοφώνου που είναι μοναδικές για το 5G NR. Στην Έκδοση 16, για πρώτη φορά, θα προστεθεί μια "πλευρική" σύνδεση στο πρότυπο 5G - ένα άμεσο κανάλι ανταλλαγής δεδομένων για συστήματα V2X. Αυτή η τεχνολογία θα χρησιμεύσει ως βάση για την ανάπτυξη μελλοντικών λύσεων χρησιμοποιώντας 5G NR σε smartphone και άλλους τομείς όπως η δημόσια ασφάλεια. Η βάση για τη δημιουργία του ήταν η ανάπτυξη της Qualcomm Technologies για LTE Direct, η οποία στην πραγματικότητα οδήγησε στην εμφάνιση των τεχνολογιών C-V3X στο 14GPP Release 2. Επίσης, οι τεχνολογίες που περιγράφονται στην Έκδοση 14 θα επιτρέπουν στα οχήματα με υποστήριξη για την παλαιότερη έκδοση του C-V2X να επικοινωνούν στο δρόμο ακόμη και με τα πιο πρόσφατα μοντέλα που χρησιμοποιούν και τις δύο εκδόσεις του C-V2X (από την έκδοση 14 και την έκδοση 16 με υποστήριξη 5G NR ).
Ένα νέο παράδειγμα για την ανταλλαγή δεδομένων από όχημα σε όχημα
Στο σύγχρονο παράδειγμα ανταλλαγής δεδομένων με χρήση δικτύων κινητής τηλεφωνίας, οι συσκευές αλλάζουν τις παραμέτρους μετάδοσης του σήματος, όπως τη διαμόρφωση και την κωδικοποίησή του, ανάλογα με την ποιότητα του σήματος των σταθμών βάσης. Με το C-V2X, η πρόκληση περιπλέκεται από το γεγονός ότι μιλάμε για οχήματα που κινούνται συνεχώς και όχι για σταθερούς σταθμούς βάσης. Σε αυτήν την περίπτωση, η ποιότητα του σήματος από μόνη της δεν αρκεί για να κατανοήσουμε ποια οχήματα είναι κατάλληλα για επικοινωνία σε κάθε περίπτωση. Φανταστείτε ότι υπάρχει ένα αυτοκίνητο σε μια διασταύρωση στη γωνία. Το επίπεδο σήματος του είναι αδύναμο, αλλά το ίδιο το αυτοκίνητο είναι αρκετά κοντά, δηλαδή είναι μέρος του περιβάλλοντος που είναι σημαντικό για το αυτοκίνητό μας. Επομένως, και τα δύο οχήματα σε αυτήν την περίπτωση πρέπει να μπορούν να λαμβάνουν πλήρεις πληροφορίες από τους αισθητήρες, ανεξάρτητα από το αν βρίσκονται σε άμεση οπτική επαφή μεταξύ τους.
Και αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι χρειάζεται ένα νέο παράδειγμα που θα λαμβάνει υπόψη όχι μόνο το επίπεδο σήματος, αλλά και την απόσταση μεταξύ των αντικειμένων. Εξαιτίας αυτού, η ίδια η προσέγγιση για την ανάπτυξη δικτύων 5G διαφέρει από τον τρόπο κατασκευής των δικτύων προηγούμενων γενεών. Ειδικότερα, στα «κατώτερα» επίπεδα του 5G NR (φυσικά και MAC επίπεδα), υπάρχει ανάγκη για εκτίμηση απόστασης. Για παράδειγμα, τα οχήματα θα στέλνουν επιβεβαιώσεις, όπως αιτήματα αυτόματης αναμετάδοσης, όπως ACK/NAK, μόνο εάν βρίσκονται σε συγκεκριμένη απόσταση από τον πομπό και μόνο εάν οι πληροφορίες που μεταδίδονται είναι χρήσιμες σε αυτό το όχημα. Αυτή η προσέγγιση θα βοηθήσει επίσης στην αντιμετώπιση του προβλήματος ενός "κρυφού κόμβου" με τη μορφή του αυτοκινήτου που περιγράφεται παραπάνω με αδύναμο επίπεδο σήματος, το οποίο βρίσκεται στη γωνία. Γενικά, χάρη σε αυτό, αυξάνεται η αξιοπιστία της μετάδοσης πληροφοριών για όλα τα οχήματα και εξασφαλίζεται μεγαλύτερη απόδοση του συστήματος, καθώς οι πόροι του δικτύου δεν δαπανώνται πλέον για τη μετάδοση «άχρηστων» για ορισμένους συμμετέχοντες στην κυκλοφορία.
Το C-V2X που βασίζεται στο 5G NR δεν είναι μόνο μια τεχνολογία μετάδοσης δεδομένων
Η απόφαση να συμπεριληφθούν οι προδιαγραφές C-V2X με δυνατότητα 5G NR στην Έκδοση 3 του 16GPP θα είναι ένα σημαντικό βήμα για την τυποποίηση προηγμένων τεχνολογιών επικοινωνίας δεδομένων που πληρούν τις απαιτήσεις της αυτοκινητοβιομηχανίας για νέα οχήματα, συμπεριλαμβανομένων των αυτόνομων οχημάτων. Εκτός από τις μεθόδους επικοινωνίας, διεξάγουμε επίσης έρευνα και τυποποιούμε πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου και μεθόδους ανταλλαγής μηνυμάτων σε περιφερειακά πρότυπα όπως SAE, ETSI ITS και C-ITS. Αυτά τα τυποποιημένα μηνύματα θα επιτρέψουν σε οχήματα διαφορετικών κατασκευαστών να επωφεληθούν πλήρως από τις νέες τεχνολογίες C-V2X. Όπως το C-V2X που περιγράφεται στην Έκδοση 3GPP 14, οι λύσεις C-V2X με δυνατότητα 5G NR θα χρησιμοποιούν κυρίως τη ζώνη των 5,9 GHz, η οποία είναι αφιερωμένη στα μηχανοκίνητα οχήματα σε πολλά μέρη του κόσμου, όπως οι ΗΠΑ, η Ευρώπη και η Κίνα. Ωστόσο, η νέα έκδοση του C-V2X θα χρησιμοποιεί άλλα κανάλια αυτού του εύρους.
Πηγή: www.habr.com