As tecnologias 5G tornarão possível a coleta mais eficiente de dados de telemetria e a descoberta de funções completamente novas para veículos que podem aumentar a segurança nas estradas e desenvolver o escopo de veículos não tripulados. Nos sistemas V2X (um sistema para troca de dados entre veículos, elementos de infraestrutura rodoviária e outros participantes do tráfego), existe um potencial para a divulgação da qual a comunicação 5G NR será usada. Isso aumentará significativamente o nível de segurança para motoristas, passageiros e pedestres, reduzirá o consumo de combustível e o tempo de viagem.
Em março deste ano, a organização 3GPP que padroniza as redes 5G aprovou a introdução das primeiras especificações C-V2X com suporte para 5G NR na próxima versão do padrão global 5G NR (Release 16). Acreditamos que esta versão será adotada no primeiro semestre de 2020. A combinação desta tecnologia e suporte para eMBB (comunicações móveis de banda ultra larga), cujas especificações foram aprovadas no 3GPP Release 15, será o primeiro passo para usar o 5G NR para criar carros inteligentes baseados na plataforma automotiva Qualcomm Snapdragon.
Não estamos aguardando a implantação global de redes 5G para iniciar uma troca direta de dados entre veículos usando a tecnologia celular. De volta ao 3GPP Release 14, foram descritas as tecnologias V2X que permitem que os carros troquem informações básicas com outros participantes do trânsito e, por exemplo, semáforos, em determinados intervalos. Suas capacidades foram demonstradas durante muitos testes usando nosso chip C-V2X, Qualcomm 9150. A troca direta de dados usando as tecnologias C-V2X permite que a máquina "veja" seus arredores mesmo em situações em que outros objetos não estejam na linha de visão direta, por exemplo, às cegas encruzilhada ou com mau tempo. Ao mesmo tempo, novas tecnologias complementam e expandem os recursos introduzidos por outros sensores passivos, como radar, LIDAR e sistemas de câmeras, que têm limitações de alcance e visibilidade.
O documento 3GPP Release 16 e a padronização do C-V2X com suporte para 5G NR levarão esses recursos a um nível totalmente novo e permitirão que os veículos recebam e enviem muito mais informações, por exemplo, dados mais detalhados de sensores e informações sobre as "intenções" dos usuários de estradas, sobre infraestrutura rodoviária e sobre os movimentos dos pedestres. Além disso, a troca de informações sobre as "intenções" ajudará a planejar com mais eficiência a rota do carro, o que é importante para o desenvolvimento de veículos não tripulados no futuro. O C-V2X evoluirá de uma tecnologia que, na Versão 14, serviu principalmente como um meio de melhorar a segurança rodoviária básica, em uma ferramenta para interação direta entre os participantes do tráfego, o que ajudará a aumentar a segurança e a conscientização do tráfego, além de reduzir o consumo de combustível e tempo. a estrada.
Aproveitando ao máximo o C-V2X e o 5G NR
As soluções C-V2X baseadas em 5G NR usam os recursos inovadores que acompanham as redes 4G e 5G para seu trabalho. A primeira versão das redes 5G, que começará a ser introduzida nesta primavera e foi padronizada no 3GPP Release 15, introduziu uma etapa de grade de frequência de canal escalável, que também é usada para o C-V2X. Um exemplo de sua aplicação é a capacidade de alterar a densidade do sinal de referência, dependendo da velocidade do veículo. De acordo com nossas estimativas, a eficiência espectral em alta velocidade, neste caso, aumentará 3,5 vezes, o que é extremamente importante para novos cenários de uso do C-V2X, por exemplo, para a troca de grandes quantidades de dados de sensores entre carros e elementos de infraestrutura rodoviária.
As implementações do C-V2X com suporte para 5G NR envolvem várias melhorias importantes no nível do rádio, exclusivas para 5G NR. Na Versão 16, pela primeira vez, uma linha de comunicação “lateral” será adicionada ao padrão 5G - um canal direto de troca de dados para sistemas V2X. Essa tecnologia servirá de base para o desenvolvimento de futuras soluções usando 5G NR em smartphones e em outras áreas, por exemplo, em segurança pública. A base para sua criação foi o desenvolvimento da Qualcomm Technologies para LTE Direct, que de fato levou ao surgimento das tecnologias C-V2X no 3GPP Release 14. Além disso, as tecnologias descritas no Release 14 permitirão que carros com suporte para uma versão mais antiga do C-V2X troquem dados na estrada, mesmo com os modelos mais recentes que usam o C-V2X de ambas as versões (do Release 14 e do Release 16 com suporte para 5G NR).
Um novo paradigma de troca de dados entre veículos
No paradigma moderno da troca de dados usando redes móveis, os dispositivos alteram os parâmetros de transmissão do sinal, como sua modulação e codificação, dependendo da qualidade do sinal das estações base. Com o C-V2X, a tarefa é complicada pelo fato de estarmos falando de veículos em constante movimento, e não de estações-base estacionárias. Nesse caso, a qualidade do sinal por si só não é suficiente para entender quais veículos são adequados para a troca de dados em cada caso. Imagine que em uma encruzilhada ao virar da esquina há um carro. O nível do sinal é fraco, mas o carro em si está bem próximo, ou seja, faz parte do ambiente que é importante para o nosso carro. Portanto, os dois veículos nesse caso devem poder receber informações completas dos sensores, independentemente de estarem em visibilidade direta um do outro.
E isso, por sua vez, significa que precisamos de um novo paradigma que leve em consideração não apenas o nível do sinal, mas também a distância entre os objetos. Por esse motivo, a abordagem para o desenvolvimento de redes 5G é diferente de como as redes das gerações anteriores foram construídas. Em particular, nos níveis "inferiores" de 5G NR (níveis físico e MAC), é necessário estimar a distância. Por exemplo, os veículos enviarão confirmações, como solicitação de repetição automática do tipo ACK / NAK, apenas se estiverem a uma certa distância do transmissor e somente se as informações transmitidas forem úteis para este veículo. Essa abordagem ajudará a lidar com o problema do "nó oculto" na forma do carro descrito acima com um nível de sinal fraco, que está ao virar da esquina. Em geral, graças a isso, a confiabilidade da transferência de informações para todos os veículos é aumentada e uma grande capacidade do sistema é garantida, pois os recursos de rede não são mais gastos na transmissão de "inúteis" para alguns participantes do tráfego.
C-V2X baseado em 5G NR - mais do que apenas tecnologia de transferência de dados
A decisão de incluir as especificações C-V2X com suporte a 5G NR no 3GPP Release 16 será um passo importante na padronização de modernas tecnologias de transferência de dados que atendem aos requisitos da indústria automotiva para veículos novos, incluindo veículos não tripulados. Além dos métodos de transferência de dados, também realizamos pesquisas e padronizamos protocolos de alto nível e métodos de transferência de mensagens em padrões regionais, como SAE, ETSI ITS e C-ITS. Essas mensagens padronizadas permitirão que veículos de diferentes fabricantes aproveitem ao máximo a nova tecnologia C-V2X. Como o C-V2X descrito no 3GPP Release 14, as soluções C-V2X com suporte a 5G NR usarão principalmente a banda de 5,9 GHz, que é alocada para veículos em vários países do mundo, por exemplo, EUA, Europa e China. Nesse caso, a nova versão do C-V2X usará outros canais nesse intervalo.