Las tecnologías 5G permitirán recopilar datos de telemetría de manera más eficiente y abrirán funciones completamente nuevas para los vehículos que pueden mejorar la seguridad vial y desarrollar el campo de los vehículos no tripulados. Los sistemas V2X (un sistema para el intercambio de datos entre vehículos, elementos de infraestructura vial y otros usuarios de la carretera) tienen el potencial de desbloquearse mediante comunicaciones 5G NR. Esto aumentará significativamente el nivel de seguridad para conductores, pasajeros y peatones, reducirá el consumo de combustible y el tiempo de viaje.
En marzo de este año, la organización 3GPP, que estandariza las redes 5G, aprobó la introducción de las primeras especificaciones C-V5X con soporte para 16G NR en la próxima versión del estándar global 2G NR (Versión 5). Creemos que esta versión se adoptará en el primer semestre de 2020. La combinación de esta tecnología y el soporte para eMBB (banda ancha ultra móvil), las especificaciones aprobadas en 3GPP Release 15, será el primer paso hacia el uso de 5G NR para crear automóviles inteligentes basados en la plataforma automotriz Qualcomm Snapdragon.
No estamos esperando el despliegue global de las redes 5G para permitir comunicaciones directas entre vehículos utilizando tecnologías celulares. En la versión 3 del 14GPP, se describieron las tecnologías V2X que permiten a los automóviles intercambiar información básica con otros usuarios de la carretera y, por ejemplo, con los semáforos, en determinados intervalos. Sus capacidades se han demostrado en muchas pruebas utilizando nuestro chip C-V2X, Qualcomm 9150. La comunicación directa mediante tecnologías C-V2X permite a la máquina "ver" su entorno incluso en situaciones en las que otros objetos no están en la línea de visión, como en en cruces ciegos o en malas condiciones meteorológicas. Al hacerlo, las nuevas tecnologías complementan y amplían las capacidades que ofrecen otros sensores pasivos como el radar, el LIDAR y los sistemas de cámaras, que tienen limitaciones de alcance y visibilidad.
3GPP Release 16 y la estandarización C-V2X habilitada para 5G NR llevarán estas capacidades a un nivel completamente nuevo y permitirán a los vehículos recibir y enviar mucha más información, como datos de sensores más detallados e información sobre las "intenciones" de los usuarios de la carretera. infraestructura viaria y sobre los movimientos de peatones. Además, el intercambio de datos sobre las “intenciones” ayudará a planificar la ruta del vehículo de forma más eficaz, lo cual es importante para el desarrollo de vehículos no tripulados en el futuro. C-V2X evolucionará de una tecnología que sirvió principalmente como un medio para mejorar la seguridad vial básica en la versión 14, a una herramienta de interacción directa entre usuarios de la carretera que ayudará a mejorar la seguridad vial y la concienciación sobre el tráfico, así como a reducir el consumo de combustible y tiempo cuesta camino.
Aprovechando al máximo C-V2X y 5G NR
Las soluciones C-V2X basadas en 5G NR aprovechan las capacidades innovadoras que han surgido con las redes 4G y 5G. La primera versión de las redes 5G, que comenzará a implementarse esta primavera y se estandarizó en la versión 3 de 15GPP, introdujo un espaciado de red de frecuencia escalable que también se utiliza para C-V2X. Un ejemplo de su aplicación es la capacidad de cambiar la densidad de la señal de referencia en función de la velocidad del vehículo. Según nuestras estimaciones, la eficiencia espectral a altas velocidades en este caso aumentará 3,5 veces, lo cual es extremadamente importante para nuevos escenarios de uso del C-V2X, por ejemplo, para el intercambio entre automóviles y elementos de infraestructura vial con grandes volúmenes de datos. de sensores.
Las implementaciones de C-V2X habilitadas para 5G NR ofrecen varias mejoras importantes a nivel de radio que son exclusivas de 5G NR. En la versión 16, por primera vez, se agregará un enlace "lateral" al estándar 5G: un canal de intercambio directo de datos para sistemas V2X. Esta tecnología servirá de base para el desarrollo de futuras soluciones utilizando 5G NR en smartphones y otros ámbitos como la seguridad pública. La base para su creación fue el desarrollo de tecnologías Qualcomm para LTE Direct, lo que de hecho condujo a la aparición de tecnologías C-V3X en 14GPP Release 2. Además, las tecnologías descritas en la Versión 14 permitirán que los vehículos compatibles con la versión anterior de C-V2X se comuniquen en la carretera incluso con los modelos más recientes que utilizan ambas versiones de C-V2X (de la Versión 14 y la Versión 16 con soporte 5G NR). ).
Un nuevo paradigma para el intercambio de datos de vehículo a vehículo
En el paradigma moderno del intercambio de datos mediante redes móviles, los dispositivos cambian los parámetros de transmisión de la señal, como su modulación y codificación, dependiendo de la calidad de la señal de las estaciones base. Con C-V2X, el desafío se complica por el hecho de que estamos hablando de vehículos en constante movimiento en lugar de estaciones base estacionarias. En este caso, la calidad de la señal por sí sola no es suficiente para entender qué vehículos son adecuados para la comunicación en cada caso. Imagínese que hay un automóvil en una intersección a la vuelta de la esquina. Su nivel de señal es débil, pero el coche en sí está bastante cerca, es decir, es parte del entorno importante para nuestro coche. Por lo tanto, en este caso ambos vehículos deben poder recibir información completa de los sensores, independientemente de si se encuentran en línea directa de visión entre sí.
Y esto, a su vez, significa que se necesita un nuevo paradigma que tenga en cuenta no sólo el nivel de la señal, sino también la distancia entre los objetos. Debido a esto, el enfoque para desarrollar redes 5G difiere de cómo se construyeron las redes de generaciones anteriores. En particular, en las capas “inferiores” de 5G NR (capas física y MAC), existe la necesidad de estimar la distancia. Por ejemplo, los vehículos enviarán acuses de recibo, como solicitudes de retransmisión automática como ACK/NAK, solo si están dentro de una cierta distancia del transmisor y solo si la información transmitida es útil para ese vehículo. Este enfoque también ayudará a resolver el problema del "nodo oculto" en forma del automóvil descrito anteriormente con un nivel de señal débil, que se encuentra a la vuelta de la esquina. En general, gracias a esto, aumenta la confiabilidad de la transmisión de información para todos los vehículos y se garantiza un mayor rendimiento del sistema, ya que los recursos de la red ya no se gastan en transmitir información "inútil" para algunos participantes del tráfico.
C-V2X basado en 5G NR no es solo una tecnología de transmisión de datos
La decisión de incluir especificaciones C-V2X habilitadas para 5G NR en la versión 3 de 16GPP será un paso importante en la estandarización de tecnologías avanzadas de comunicaciones de datos que cumplan con los requisitos de la industria automotriz para vehículos nuevos, incluidos los vehículos autónomos. Además de los métodos de comunicación, también realizamos investigaciones y estandarizamos protocolos de nivel superior y métodos de mensajería en estándares regionales como SAE, ETSI ITS y C-ITS. Estos mensajes estandarizados permitirán que vehículos de diferentes fabricantes aprovechen al máximo las nuevas tecnologías C-V2X. Al igual que el C-V2X descrito en 3GPP Versión 14, las soluciones C-V2X habilitadas para 5G NR utilizarán principalmente la banda de 5,9 GHz, que está reservada para vehículos de motor en muchas partes del mundo, como EE. UU., Europa y China. Sin embargo, la nueva versión de C-V2X utilizará otros canales en este rango.
Fuente: habr.com