Les technologies 5G permettront de collecter plus efficacement les données de télémétrie et de découvrir des fonctions complètement nouvelles pour les véhicules qui peuvent accroître la sécurité routière et développer la portée des véhicules sans pilote. Les systèmes V2X (un système d'échange de données entre les véhicules, les éléments d'infrastructure routière et les autres participants à la circulation) ont le potentiel de révéler les communications 5G NR qui seront utilisées. Cela augmentera considérablement le niveau de sécurité des conducteurs, des passagers et des piétons, réduira la consommation de carburant et le temps de trajet.
En mars de cette année, l'organisation 3GPP qui standardise les réseaux 5G a approuvé l'introduction des premières spécifications C-V2X avec prise en charge de 5G NR dans la prochaine version de la norme mondiale 5G NR (Release 16). Nous pensons que cette version sera adoptée au premier semestre 2020. La combinaison de cette technologie et de la prise en charge des eMBB (communications mobiles ultra-large bande), dont les spécifications ont été approuvées dans la version 15 du 3GPP, sera la première étape de l'utilisation de 5G NR pour créer des voitures intelligentes basées sur la plate-forme automobile Qualcomm Snapdragon.
Nous n'attendons pas le déploiement mondial des réseaux 5G pour lancer un échange direct de données entre véhicules utilisant la technologie cellulaire. Dans la version 14 du 3GPP, des technologies V2X ont été décrites qui permettent aux voitures d'échanger des informations de base avec d'autres participants à la circulation et, par exemple, des feux de circulation, à certains intervalles. Leurs capacités ont été démontrées lors de nombreux tests à l'aide de notre puce C-V2X, Qualcomm 9150. L'échange direct de données utilisant les technologies C-V2X permet à la machine de "voir" son environnement même dans des situations où d'autres objets ne sont pas en ligne de vue directe, par exemple, sur les aveugles carrefour ou par mauvais temps. Dans le même temps, les nouvelles technologies complètent et étendent les capacités introduites par d'autres capteurs passifs, tels que les systèmes radar, LIDAR et de caméra, qui ont des limites de portée et de visibilité.
Le document 3GPP Release 16 et la normalisation du C-V2X avec la prise en charge de 5G NR porteront ces capacités à un tout nouveau niveau et permettront aux véhicules de recevoir et d'envoyer beaucoup plus d'informations, par exemple, des données plus détaillées provenant de capteurs et des informations sur les "intentions" des participants à la circulation, sur les infrastructures routières et sur les mouvements des piétons. De plus, l'échange d'informations sur les "intentions" aidera à planifier plus efficacement l'itinéraire de la voiture, ce qui est important pour le développement des véhicules sans pilote à l'avenir. Le C-V2X passera d'une technologie qui, dans la version 14, servait principalement de moyen d'améliorer la sécurité routière de base, à un outil d'interaction directe entre les participants au trafic, ce qui contribuera à accroître la sécurité routière et la sensibilisation au trafic, ainsi qu'à réduire la consommation de carburant et de temps. la route.
Profiter pleinement des C-V2X et 5G NR
Les solutions C-V2X basées sur la NR 5G utilisent les capacités innovantes fournies avec les réseaux 4G et 5G pour leur travail. La première version des réseaux 5G, qui commencera à être introduite ce printemps et a été normalisée dans la version 15 du 3GPP, a introduit une étape de grille de fréquence de canal évolutive, qui est également utilisée pour le C-V2X. Un exemple de son application est la possibilité de changer la densité du signal de référence en fonction de la vitesse du véhicule. Selon nos estimations, l'efficacité spectrale à haute vitesse dans ce cas augmentera de 3,5 fois, ce qui est extrêmement important pour les nouveaux scénarios d'utilisation du C-V2X, par exemple, pour l'échange de grandes quantités de données de capteurs entre les voitures et les éléments d'infrastructure routière.
Les implémentations de C-V2X avec prise en charge de 5G NR impliquent plusieurs améliorations majeures au niveau radio, uniques à 5G NR. Dans la version 16, pour la première fois, une ligne de communication «latérale» sera ajoutée à la norme 5G - un canal d'échange de données direct pour les systèmes V2X. Cette technologie servira de base au développement de futures solutions utilisant la 5G NR dans les smartphones et dans d'autres domaines, par exemple, dans la sécurité publique. La base de sa création a été le développement de Qualcomm Technologies pour LTE Direct, qui a en fait conduit à l'apparition des technologies C-V2X dans la version 14 du 3GPP. De plus, les technologies décrites dans la version 14 permettront aux voitures prenant en charge une ancienne version du C-V2X d'échanger des données sur la route, même avec les derniers modèles qui utilisent le C-V2X des deux versions (à partir de la version 14 et de la version 16 avec prise en charge de la 5G NR).
Un nouveau paradigme d'échange de données entre véhicules
Dans le paradigme moderne de l'échange de données utilisant des réseaux mobiles, les appareils modifient les paramètres de transmission du signal, tels que sa modulation et son codage, en fonction de la qualité du signal des stations de base. Avec le C-V2X, la tâche est compliquée par le fait que nous parlons de véhicules en mouvement constant, et non de stations de base fixes. Dans ce cas, la qualité du signal ne suffit pas à elle seule pour comprendre quels véhicules sont adaptés à l'échange de données dans chaque cas. Imaginez qu'à un carrefour au coin de la rue se trouve une voiture. Le niveau du signal est faible, mais la voiture elle-même est assez proche, c'est-à-dire qu'elle fait partie de l'environnement qui est important pour notre voiture. Par conséquent, les deux véhicules dans ce cas devraient pouvoir recevoir des informations complètes des capteurs, qu'ils soient en visibilité directe l'un par rapport à l'autre.
Et cela signifie à son tour que nous avons besoin d'un nouveau paradigme qui prendra en compte non seulement le niveau du signal, mais aussi la distance entre les objets. Pour cette raison, l'approche du développement des réseaux 5G est différente de la façon dont les réseaux des générations précédentes ont été construits. En particulier, aux niveaux "inférieurs" de 5G NR (niveaux physique et MAC), il existe un besoin d'estimation de la distance. Par exemple, les véhicules transmettront des accusés de réception, tels que des demandes de répétition automatiques de type ACK / NAK, uniquement s'ils se trouvent à une certaine distance de l'émetteur et uniquement si les informations transmises sont utiles à ce véhicule. Cette approche aidera à faire face au problème du «nœud caché» sous la forme de la voiture décrite ci-dessus avec un niveau de signal faible, qui est au coin de la rue. En général, grâce à elle, la fiabilité du transfert d'informations pour tous les véhicules est augmentée et une grande capacité du système est assurée, car les ressources du réseau ne sont plus dépensées pour transmettre celles «inutiles» pour certains participants au trafic.
C-V2X basé sur 5G NR - bien plus qu'une technologie de transfert de données
La décision d'inclure les spécifications C-V2X avec prise en charge 5G NR dans la version 16 du 3GPP sera une étape importante dans la normalisation des technologies modernes de transfert de données qui répondent aux exigences de l'industrie automobile pour les nouveaux véhicules, y compris les véhicules sans pilote. En plus des méthodes de transfert de données, nous menons également des recherches et normalisons des protocoles de niveau supérieur et des méthodes de transfert de messages dans des normes régionales telles que SAE, ETSI ITS et C-ITS. Ces messages standardisés permettront aux véhicules de différents constructeurs de profiter pleinement de la nouvelle technologie C-V2X. Comme le C-V2X décrit dans la version 14 du 3GPP, les solutions C-V2X avec prise en charge 5G NR utiliseront principalement la bande 5,9 GHz, qui est attribuée aux véhicules dans de nombreux pays à travers le monde, par exemple aux États-Unis, en Europe et en Chine. Dans ce cas, la nouvelle version du C-V2X utilisera d'autres canaux de cette gamme.