Le tecnologie 5G consentiranno di raccogliere in modo più efficiente i dati di telemetria e apriranno funzioni completamente nuove per i veicoli che possono migliorare la sicurezza stradale e sviluppare il campo dei veicoli senza pilota. I sistemi V2X (un sistema per lo scambio di dati tra veicoli, elementi dell’infrastruttura stradale e altri utenti della strada) hanno il potenziale per essere sfruttato dalle comunicazioni 5G NR. Ciò aumenterà significativamente il livello di sicurezza per conducenti, passeggeri e pedoni, ridurrà il consumo di carburante e il tempo di viaggio.
Nel marzo di quest’anno, l’organizzazione 3GPP, che standardizza le reti 5G, ha approvato l’introduzione delle prime specifiche C-V5X con supporto per 16G NR nella prossima versione dello standard globale 2G NR (Release 5). Riteniamo che questa versione sarà adottata nella prima metà del 2020. La combinazione di questa tecnologia e delle specifiche eMBB (banda larga ultra mobile) approvate nella versione 3 del 15GPP sarà il primo passo verso l’utilizzo del 5G NR per creare auto intelligenti basate sulla piattaforma automobilistica Qualcomm Snapdragon.
Non stiamo aspettando il lancio globale delle reti 5G per consentire comunicazioni dirette da veicolo a veicolo utilizzando le tecnologie cellulari. Già nella versione 3 del 14GPP sono state descritte le tecnologie V2X che consentono alle auto di scambiare informazioni di base con altri utenti della strada e, ad esempio, con i semafori, a determinati intervalli. Le loro capacità sono state dimostrate in numerosi test utilizzando il nostro chip C-V2X, Qualcomm 9150. La comunicazione diretta utilizzando le tecnologie C-V2X consente alla macchina di "vedere" l'ambiente circostante anche in situazioni in cui altri oggetti non sono in linea di vista, come in gli incroci ciechi o in condizioni atmosferiche avverse. In tal modo, le nuove tecnologie integrano ed estendono le capacità offerte da altri sensori passivi come radar, LIDAR e sistemi di telecamere, che hanno limitazioni di portata e visibilità.
3GPP Release 16 e la standardizzazione C-V2X abilitata per 5G NR porteranno queste funzionalità a un livello completamente nuovo e consentiranno ai veicoli di ricevere e inviare molte più informazioni, come dati dei sensori più dettagliati e informazioni sulle "intenzioni" degli utenti della strada, infrastrutture stradali e sui movimenti pedonali. Inoltre, lo scambio di dati sugli “intenti” aiuterà a pianificare il percorso del veicolo in modo più efficace, il che è importante per lo sviluppo futuro dei veicoli senza pilota. C-V2X si evolverà da una tecnologia che serviva principalmente come mezzo per migliorare la sicurezza stradale di base nella Release 14, a uno strumento di interazione diretta tra utente e utente della strada che aiuterà a migliorare la sicurezza stradale e la consapevolezza del traffico, oltre a ridurre il consumo di carburante e il tempo costa la strada.
Sfruttare appieno C-V2X e 5G NR
Le soluzioni C-V2X basate su 5G NR sfruttano le capacità innovative emerse con le reti 4G e 5G. La prima versione delle reti 5G, che inizierà ad essere implementata questa primavera ed è stata standardizzata nella versione 3GPP 15, ha introdotto un passo della griglia di frequenza scalabile, che viene utilizzato anche per C-V2X. Un esempio della sua applicazione è la possibilità di modificare la densità del segnale di riferimento a seconda della velocità del veicolo. Secondo le nostre stime, l'efficienza spettrale alle alte velocità in questo caso aumenterà di 3,5 volte, il che è estremamente importante per i nuovi scenari di utilizzo di C-V2X, ad esempio per lo scambio tra automobili ed elementi dell'infrastruttura stradale con grandi volumi di dati dai sensori.
Le implementazioni C-V2X abilitate per 5G NR offrono numerosi importanti miglioramenti a livello radio che sono esclusivi di 5G NR. Nella Release 16, per la prima volta, allo standard 5G verrà aggiunto un collegamento “laterale”, un canale di scambio dati diretto per i sistemi V2X. Questa tecnologia servirà come base per lo sviluppo di soluzioni future che utilizzano il 5G NR negli smartphone e in altri settori come la sicurezza pubblica. La base per la sua creazione è stata lo sviluppo delle tecnologie Qualcomm per LTE Direct, che di fatto ha portato alla comparsa delle tecnologie C-V3X nella versione 14 del 2GPP. Inoltre, le tecnologie descritte nella Release 14 consentiranno ai veicoli con supporto per la versione precedente di C-V2X di comunicare su strada anche con gli ultimi modelli che utilizzano entrambe le versioni di C-V2X (dalla Release 14 e dalla Release 16 con supporto 5G NR ).
Un nuovo paradigma per lo scambio di dati da veicolo a veicolo
Nel moderno paradigma dello scambio di dati tramite reti mobili, i dispositivi modificano i parametri di trasmissione del segnale, come la modulazione e la codifica, a seconda della qualità del segnale delle stazioni base. Con C-V2X la sfida è complicata dal fatto che si tratta di veicoli in costante movimento e non di stazioni base fisse. In questo caso la sola qualità del segnale non è sufficiente per capire quali veicoli siano adatti di volta in volta alla comunicazione. Immagina che ci sia un'auto all'incrocio dietro l'angolo. Il suo livello di segnale è debole, ma l'auto stessa è abbastanza vicina, cioè fa parte dell'ambiente importante per la nostra auto. Pertanto, entrambi i veicoli in questo caso devono essere in grado di ricevere informazioni complete dai sensori, indipendentemente dal fatto che siano in linea visiva diretta tra loro.
E questo, a sua volta, significa che è necessario un nuovo paradigma che tenga conto non solo del livello del segnale, ma anche della distanza tra gli oggetti. Per questo motivo, l’approccio allo sviluppo delle reti 5G differisce da come sono state costruite le reti delle generazioni precedenti. In particolare, agli strati “inferiori” del 5G NR (strati fisici e MAC), è necessaria una stima della distanza. Ad esempio, i veicoli invieranno conferme, come richieste di ritrasmissione automatica come ACK/NAK, solo se si trovano entro una certa distanza dal trasmettitore e solo se l'informazione trasmessa è utile a quel veicolo. Questo approccio aiuterà anche a far fronte al problema del "nodo nascosto" nella forma dell'auto sopra descritta con un livello di segnale debole, che si trova dietro l'angolo. In generale, grazie ad esso, aumenta l'affidabilità della trasmissione delle informazioni per tutti i veicoli e viene garantita una maggiore produttività del sistema, poiché le risorse di rete non vengono più spese per trasmettere quelle “inutili” per alcuni partecipanti al traffico.
C-V2X basato su 5G NR non è solo una tecnologia di trasmissione dati
La decisione di includere le specifiche C-V2X abilitate per 5G NR nella versione 3 di 16GPP sarà un passo importante nella standardizzazione delle tecnologie avanzate di comunicazione dati che soddisfano i requisiti dell’industria automobilistica per i nuovi veicoli, compresi i veicoli autonomi. Oltre ai metodi di comunicazione, conduciamo anche ricerche e standardizziamo protocolli di livello superiore e metodi di messaggistica in standard regionali come SAE, ETSI ITS e C-ITS. Questi messaggi standardizzati consentiranno ai veicoli di diversi produttori di sfruttare appieno le nuove tecnologie C-V2X. Come il C-V2X descritto nella versione 3 del 14GPP, le soluzioni C-V2X abilitate al 5G NR utilizzeranno principalmente la banda 5,9 GHz, riservata ai veicoli a motore in molte parti del mondo, come Stati Uniti, Europa e Cina. Tuttavia, la nuova versione di C-V2X utilizzerà altri canali in questa gamma.
Fonte: habr.com