ستتيح تقنيات 5G جمع بيانات القياس عن بُعد واكتشاف وظائف جديدة تمامًا للمركبات التي يمكن أن تزيد من السلامة على الطرق وتطور نطاق المركبات غير المأهولة. في أنظمة V2X (نظام لتبادل البيانات بين المركبات وعناصر البنية التحتية للطرق والمشاركين الآخرين في حركة المرور) ، هناك إمكانية للكشف عن اتصالات 5G NR التي سيتم استخدامها. سيؤدي هذا إلى زيادة كبيرة في مستوى الأمان للسائقين والركاب والمشاة ، مما يقلل من استهلاك الوقود ووقت السفر.
في شهر مارس من هذا العام ، وافقت مؤسسة 3GPP التي تعمل على توحيد شبكات 5G على تقديم أول مواصفات C-V2X مع دعم 5G NR في الإصدار التالي من معيار 5G NR (الإصدار 16) العالمي. نعتقد أن هذا الإصدار سيتم اعتماده في النصف الأول من عام 2020. سيكون الجمع بين هذه التكنولوجيا ودعم eMBB (اتصالات محمولة فائقة النطاق) ، والتي تمت الموافقة على مواصفاتها في 3GPP الإصدار 15 ، الخطوة الأولى لاستخدام 5G NR لإنشاء سيارات ذكية تعتمد على منصة Qualcomm Snapdragon Automotive.
لا ننتظر النشر العالمي لشبكات 5G لإطلاق تبادل مباشر للبيانات بين المركبات التي تستخدم التكنولوجيا الخلوية. مرة أخرى في 3GPP الإصدار 14 ، تم وصف تقنيات V2X التي تسمح للسيارات بتبادل المعلومات الأساسية مع المشاركين الآخرين في حركة المرور ، وعلى سبيل المثال ، إشارات المرور ، على فترات زمنية معينة. تم إظهار قدراتهم خلال العديد من الاختبارات باستخدام شريحة C-V2X ، Qualcomm 9150. يتيح تبادل البيانات المباشر باستخدام تقنيات C-V2X للجهاز "رؤية" محيطه حتى في الحالات التي لا تكون فيها كائنات أخرى في خط البصر المباشر ، على سبيل المثال ، على المكفوفين مفترق طرق أو في طقس سيء. في الوقت نفسه ، تكمل التقنيات الجديدة وتوسع القدرات التي توفرها أجهزة استشعار سلبية أخرى ، مثل الرادار وأنظمة LIDAR والكاميرات ، والتي لها حدود في المدى والرؤية.
سوف تنقل وثيقة الإصدار 3GPP الإصدار 16 وتوحيد C-V2X مع دعم 5G NR هذه القدرات إلى مستوى جديد تمامًا وتسمح للسيارات بتلقي وإرسال المزيد من المعلومات ، على سبيل المثال ، بيانات أكثر تفصيلًا من أجهزة الاستشعار ومعلومات حول "نوايا" المشاركين في حركة المرور ، حول البنية التحتية للطرق وحول حركات المشاة. علاوة على ذلك ، فإن تبادل المعلومات حول "النوايا" سيساعد على تخطيط مسار السيارة بشكل أكثر فعالية ، وهو أمر مهم لتطوير المركبات بدون طيار في المستقبل. ستتطور C-V2X من تقنية ، في الإصدار 14 ، كانت تعمل في المقام الأول كوسيلة لتحسين السلامة الأساسية على الطرق ، إلى أداة للتفاعل المباشر بين المشاركين في حركة المرور ، مما سيساعد على زيادة السلامة المرورية والوعي بحركة المرور ، وكذلك تقليل استهلاك الوقود والوقت. الطريق.
الاستفادة الكاملة من C-V2X و 5G NR
تستخدم حلول C-V2X القائمة على 5G NR القدرات المبتكرة التي تأتي مع شبكات 4G و 5G لعملهم. أدخلت النسخة الأولى من شبكات 5G ، والتي سيتم طرحها هذا الربيع وتم توحيدها في الإصدار 15 من 3GPP ، خطوة شبكة تردد قناة قابلة للتطوير ، والتي تستخدم أيضًا في C-V2X. مثال على تطبيقه هو القدرة على تغيير كثافة الإشارة المرجعية حسب سرعة السيارة. وفقًا لتقديراتنا ، ستزداد الكفاءة الطيفية عند السرعات العالية في هذه الحالة بمعدل 3.5 مرات ، وهو أمر مهم للغاية بالنسبة للسيناريوهات الجديدة لاستخدام C-V2X ، على سبيل المثال ، لتبادل كميات كبيرة من البيانات من أجهزة الاستشعار بين السيارات وعناصر البنية التحتية للطرق.
تتضمن تطبيقات C-V2X مع دعم 5G NR العديد من التحسينات الرئيسية على مستوى الراديو ، وهي فريدة من نوعها بالنسبة إلى 5G NR. في الإصدار 16 ، لأول مرة ، سيتم إضافة خط اتصال "جانبي" إلى المعيار 5G - قناة تبادل بيانات مباشرة لأنظمة V2X. ستعمل هذه التكنولوجيا كأساس لتطوير حلول مستقبلية باستخدام 5G NR في الهواتف الذكية وفي مناطق أخرى ، على سبيل المثال ، في السلامة العامة. كان أساس إنشائها تطوير Qualcomm Technologies لـ LTE Direct ، مما أدى في الواقع إلى ظهور تقنيات C-V2X في الإصدار 3GPP الإصدار 14. أيضًا ، ستسمح التقنيات الموضحة في الإصدار 14 للسيارات التي تدعم إصدارًا أقدم من C-V2X بتبادل البيانات على الطريق حتى مع أحدث الموديلات التي تستخدم C-V2X لكلا الإصدارين (من الإصدار 14 والإصدار 16 مع دعم 5G NR).
نموذج جديد لتبادل البيانات بين المركبات
في النموذج الحديث لتبادل البيانات باستخدام الشبكات المتنقلة ، تقوم الأجهزة بتغيير معلمات إرسال الإشارة ، مثل التشكيل والتشفير ، وفقًا لجودة الإشارة للمحطات الأساسية. مع C-V2X ، تكون المهمة معقدة بسبب حقيقة أننا نتحدث عن المركبات المتحركة باستمرار ، وليس عن المحطات الأساسية الثابتة. في هذه الحالة ، لا تكفي جودة الإشارة وحدها لفهم المركبات المناسبة لتبادل البيانات في كل حالة. تخيل أنه عند مفترق طرق قاب قوسين أو أدنى هو سيارة. مستوى الإشارة ضعيف ، لكن السيارة نفسها قريبة جدًا ، أي أنها جزء من البيئة المهمة لسيارتنا. لذلك ، يجب أن تكون كلتا المركبتين في هذه الحالة قادرين على تلقي معلومات كاملة من المستشعرات ، بغض النظر عما إذا كانت في وضوح مباشر لبعضها البعض.
وهذا بدوره يعني أننا بحاجة إلى نموذج جديد يأخذ في الاعتبار ليس فقط مستوى الإشارة ، ولكن أيضًا المسافة بين الأجسام. لهذا السبب ، يختلف نهج تطوير شبكات الجيل الخامس عن الطريقة التي تم بها بناء شبكات الأجيال السابقة. على وجه الخصوص ، عند المستويات "الأدنى" من NG 5 (المستويات المادية ومستويات MAC) ، هناك حاجة لتقدير المسافة. على سبيل المثال ، سوف ترسل المركبات إشعارات ، مثل نوع طلب التكرار التلقائي ACK / NAK ، فقط إذا كانت على مسافة معينة من جهاز الإرسال وفقط إذا كانت المعلومات المرسلة مفيدة لهذه السيارة. سيساعد هذا النهج في التغلب على مشكلة "العقدة المخفية" في شكل السيارة الموصوفة أعلاه مع مستوى إشارة ضعيف ، وهو قاب قوسين أو أدنى. بشكل عام ، بفضل ذلك ، يتم زيادة موثوقية نقل المعلومات لجميع المركبات وضمان سعة النظام الكبيرة ، حيث لم تعد موارد الشبكة تنفق على نقل "غير مجدية" لبعض المشاركين في حركة المرور.
C-V2X المستندة إلى NG 5G - أكثر من مجرد تقنية نقل البيانات
سيكون قرار تضمين مواصفات C-V2X مع دعم 5G NR في الإصدار 3GPP الإصدار 16 خطوة مهمة في توحيد تقنيات نقل البيانات الحديثة التي تلبي متطلبات صناعة السيارات للسيارات الجديدة ، بما في ذلك المركبات غير المأهولة. بالإضافة إلى طرق نقل البيانات ، نقوم أيضًا بإجراء الأبحاث وتوحيد البروتوكولات عالية المستوى وطرق نقل الرسائل في المعايير الإقليمية مثل SAE و ETSI ITS و C-ITS. ستمكّن هذه الرسائل الموحدة مركبات مختلف الشركات المصنعة من الاستفادة الكاملة من تقنية C-V2X الجديدة. مثل C-V2X الموصوفة في 3GPP الإصدار 14 ، فإن حلول C-V2X مع دعم 5G NR ستستخدم بشكل أساسي النطاق 5.9 جيجا هرتز ، وهو مخصص للمركبات في العديد من البلدان في جميع أنحاء العالم ، على سبيل المثال الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا والصين. في هذه الحالة ، سيستخدم الإصدار الجديد من C-V2X قنوات أخرى في هذا النطاق.