2G NR 네트워크를 지원하는 C-V5X: 차량 간 데이터 교환을 위한 새로운 패러다임

5G 기술을 통해 원격 측정 데이터를 보다 효율적으로 수집하고 도로 안전을 향상하고 무인 차량 분야를 발전시킬 수 있는 완전히 새로운 차량 기능을 열 수 있습니다. V2X 시스템(차량, 도로 인프라 요소 및 기타 도로 사용자 간의 데이터 교환 시스템)은 5G NR 통신을 사용하여 잠금을 해제할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이를 통해 운전자, 승객, 보행자의 안전 수준이 크게 향상되고 연료 소비와 이동 시간이 단축됩니다.

올해 3월, 5G 네트워크를 표준화하는 5GPP 조직은 16G NR을 지원하는 최초의 C-V2X 사양을 글로벌 5G NR 표준(릴리스 2020)의 다음 버전에 도입하는 것을 승인했습니다. 우리는 이 버전이 3년 상반기에 채택될 것이라고 믿습니다. 이 기술과 15GPP 릴리스 5에서 승인된 eMBB(초모바일 광대역) 사양의 결합은 XNUMXG NR을 사용하여 Qualcomm Snapdragon 자동차 플랫폼을 기반으로 스마트 자동차를 만드는 첫 번째 단계가 될 것입니다.

우리는 셀룰러 기술을 사용하여 차량 간 직접 통신을 가능하게 하는 5G 네트워크의 글로벌 출시를 기다리지 않습니다. 3GPP Release 14에서는 자동차가 특정 간격으로 신호등과 같은 다른 도로 사용자와 기본 정보를 교환할 수 있도록 하는 V2X 기술이 설명되었습니다. 이들 기능은 C-V2X 칩인 Qualcomm 9150을 사용한 여러 테스트에서 입증되었습니다. C-V2X 기술을 사용한 직접 통신을 통해 기계는 다른 물체가 시야에 들어오지 않는 상황에서도 주변을 '볼' 수 있습니다. 맹목적인 교차로 또는 악천후 조건에서. 이를 통해 새로운 기술은 범위와 가시성에 제한이 있는 레이더, LIDAR, 카메라 시스템과 같은 다른 수동 센서가 제공하는 기능을 보완하고 확장합니다.

3GPP 릴리즈 16과 2G NR 지원 C-V5X 표준화는 이러한 기능을 완전히 새로운 수준으로 끌어올려 차량이 더욱 자세한 센서 데이터와 도로 사용자의 '의도'에 관한 정보 등 훨씬 더 많은 정보를 수신하고 전송할 수 있도록 해줍니다. 도로 인프라 및 보행자 이동에 관한 정보입니다. 또한, "의도"에 대한 데이터 교환은 차량의 경로를 보다 효과적으로 계획하는 데 도움이 될 것이며 이는 향후 무인 차량 개발에 중요합니다. C-V2X는 릴리즈 14에서 기본적인 도로 안전을 향상시키는 수단으로 주로 사용되었던 기술에서 도로 안전과 교통 인식을 개선하고 연료 소비량을 줄이는 데 도움이 되는 직접적인 사용자 대 도로 사용자 상호 작용 도구로 진화할 것입니다. 시간 비용.

C-V2X와 5G NR을 최대한 활용

2G NR 기반 C-V5X 솔루션은 4G 및 5G 네트워크에서 등장한 혁신적인 기능을 활용합니다. 올 봄 구현을 시작하고 5GPP 릴리스 3에서 표준화된 15G 네트워크의 첫 번째 버전에서는 C-V2X에도 사용되는 확장 가능한 주파수 그리드 단계를 도입했습니다. 이를 적용한 한 가지 예는 차량 속도에 따라 기준 신호의 밀도를 변경하는 기능입니다. 우리의 추정에 따르면 이 경우 고속에서의 스펙트럼 효율성은 3,5배 증가할 것으로 예상됩니다. 이는 C-V2X를 사용하는 새로운 시나리오, 예를 들어 대량의 데이터가 포함된 자동차와 도로 인프라 요소 간의 상호 교환에 매우 중요합니다. 센서에서.

2G NR 지원 C-V5X 구현은 5G NR 고유의 무선 수준에서 몇 가지 주요 개선 사항을 제공합니다. Release 16에서는 처음으로 V5X 시스템을 위한 직접 데이터 교환 채널인 "사이드" 링크가 2G 표준에 추가됩니다. 이 기술은 스마트폰과 공공 안전 등 기타 분야에서 5G NR을 활용한 미래 솔루션 개발의 기반이 될 것입니다. 그 탄생의 기초는 LTE Direct를 위한 Qualcomm 기술의 개발이었으며 실제로 3GPP Release 14에 C-V2X 기술이 등장하게 되었습니다. 또한, 릴리스 14에 설명된 기술을 통해 이전 버전의 C-V2X를 지원하는 차량은 두 버전의 C-V2X(14G NR을 지원하는 릴리스 16 및 릴리스 5)를 모두 사용하는 최신 모델과도 도로에서 통신할 수 있습니다. ).

차량 간 데이터 교환을 위한 새로운 패러다임

모바일 네트워크를 사용하는 데이터 교환의 현대 패러다임에서 장치는 기지국의 신호 품질에 따라 변조 및 인코딩과 같은 신호 전송 매개 변수를 변경합니다. C-V2X의 경우 고정된 기지국이 아닌 끊임없이 움직이는 차량에 대해 이야기하고 있다는 사실로 인해 문제가 복잡해집니다. 이 경우 신호 품질만으로는 각 경우에 어떤 차량이 통신에 적합한지 이해하는 데 충분하지 않습니다. 모퉁이를 돌면 교차로에 자동차가 있다고 상상해 보세요. 신호 레벨은 약하지만 자동차 자체는 매우 가깝습니다. 즉, 자동차에 중요한 환경의 일부입니다. 따라서 이 경우 두 차량은 서로 직접 시야에 있는지 여부에 관계없이 센서로부터 완전한 정보를 수신할 수 있어야 합니다.

이는 신호 레벨뿐만 아니라 물체 사이의 거리도 고려하는 새로운 패러다임이 필요하다는 것을 의미합니다. 이 때문에 5G 네트워크를 개발하는 접근 방식 자체가 이전 세대의 네트워크 구축 방식과 다르다. 특히 5G NR의 '하위' 계층(물리 및 MAC 계층)에서는 거리 추정이 필요합니다. 예를 들어, 차량은 송신기로부터 특정 거리 내에 있고 전송된 정보가 해당 차량에 유용한 경우에만 ACK/NAK와 같은 자동 재전송 요청과 같은 승인을 보냅니다. 이 접근 방식은 위에서 설명한 자동차 형태의 모퉁이에 약한 신호 레벨이 있는 "숨겨진 노드" 문제를 해결하는 데에도 도움이 됩니다. 일반적으로 이로 인해 모든 차량에 대한 정보 전송의 신뢰성이 향상되고 더 큰 시스템 처리량이 보장됩니다. 왜냐하면 네트워크 리소스가 더 이상 일부 교통 참가자에게 "쓸모없는" 정보를 전송하는 데 소비되지 않기 때문입니다.

2G NR 기반 C-V5X는 단순한 데이터 전송 기술이 아닙니다.

2GPP 릴리즈 5에 3G NR 지원 C-V16X 사양을 포함하기로 한 결정은 자율주행 차량을 포함한 새로운 차량에 대한 자동차 산업의 요구 사항을 충족하는 고급 데이터 통신 기술을 표준화하는 데 중요한 단계가 될 것입니다. 통신 방법 외에도 SAE, ETSI ITS 및 C-ITS와 같은 지역 표준의 상위 프로토콜 및 메시징 방법을 연구하고 표준화합니다. 이러한 표준화된 메시지를 통해 다양한 제조업체의 차량이 새로운 C-V2X 기술을 최대한 활용할 수 있습니다. 2GPP 릴리즈 3에 설명된 C-V14X와 마찬가지로 2G NR 지원 C-V5X 솔루션은 주로 미국, 유럽, 중국 등 세계 여러 지역의 자동차 전용 5,9GHz 대역을 사용하게 됩니다. 그러나 C-V2X의 새 버전은 이 범위의 다른 채널을 사용합니다.

출처 : habr.com