Co jest w C-V2X (Cellular Vehicle-to-Everything) (3)?

System C-V2X zastosowany w ITS (Inteligentne Systemy Transportowe i Zautomatyzowane Prowadzenie Pojazdów) opiera się na standardach 3GPP, a jego rozwój obejmuje okres od 4G (LTE) do obecnego 5G (NR). Istotne szczegóły są następujące:

I. LTE-V2X: Pierwsza faza 3GPP Rel-14 została zakończona w marcu 2017 roku, ustanawiając początkowe standardy wspierające usługi V2V i usługi V2X wykorzystujące infrastrukturę komórkową. Główne funkcje bezpieczeństwa C-V2X w ramach 3GPP Rel-14 są wdrażane za pośrednictwem sieci komórkowych lub interfejsu PC5 Sidelink komunikacji. Aby wesprzeć komunikację C-V2X opartą na nielicencjonowanym paśmie 5,9 GHz, wprowadzono nowe pasmo częstotliwości LTE-V2X 47 (o szerokości pasma 10 MHz i 20 MHz). 3GPP Rel-14 wprowadziło również dwa nowe kanały fizyczne dla komunikacji C-V2X opartej na PC5: PSSCH (Physical Sidelink Shared Channel) i PSCCH (Physical Sidelink Control Channel). PSSCH służy do przenoszenia danych, podczas gdy PSCCH zawiera informacje kontrolne do dekodowania kanału danych w warstwie dostępu fizycznego.

Aby przyspieszyć rozwój LTE-V2X, LTE-D2D (Device-to-Device) tryby 3 (tryb centralnego planowania) i 4 (tryb zdecentralizowanego planowania) zostały przyjęte w celu obsługi komunikacji Sidelink przez PC5, gdzie:

• Tryb 3: Sieć komórkowa przydziela zasoby.
• Tryb 4: Zasięg sieci komórkowej nie jest wymagany.

Pojazdy mogą wykorzystywać schemat półtrwałego planowania (SPS) opartego na wykrywaniu, aby autonomicznie wybierać zasoby radiowe z obsługą mechanizmów kontroli przeciążenia.

2. Druga faza LTE-V2X: W czerwcu 2018 roku 3GPP Rel-15 zakończyło drugą fazę standardów 3GPP V2X, wprowadzając ulepszone usługi V2X (w tym formowanie kolumn, rozszerzone czujniki, zaawansowane prowadzenie pojazdów i zdalne prowadzenie pojazdów), budując stabilny i solidny ekosystem wokół LTE-V2X, w tym:

• Formowanie kolumn: Pojazdy dynamicznie tworzą kolumny i podróżują razem. Wszystkie pojazdy w kolumnie wymieniają informacje, aby bezpiecznie utrzymywać małe odległości.
• Rozszerzone wykrywanie: Surowe lub przetworzone dane z czujników są wymieniane między pojazdami, jednostkami przy drodze, urządzeniami dla pieszych i serwerami aplikacji V2X w celu zwiększenia świadomości środowiskowej poza zakresem wykrywania poszczególnych czujników (np. poprzez wymianę wideo w czasie rzeczywistym).
• Zaawansowane prowadzenie pojazdów: Umożliwia półautomatyczne lub w pełni autonomiczne prowadzenie pojazdów. Dane percepcyjne i intencje prowadzenia uzyskane z lokalnych czujników są wymieniane z pobliskimi pojazdami w celu synchronizacji i koordynacji.
• Zdalne prowadzenie pojazdów: Zdalny kierowca lub aplikacja V2X kontroluje zdalny pojazd (np. zapewniając pomoc niepełnosprawnym pasażerom, prowadząc pojazdy w niebezpiecznych środowiskach, wykonując przewidywalne prowadzenie po trasie itp.).

3.5G-V2X: Jako trzecia faza V2X, 5G (NR)-V2X jest wstecznie kompatybilne z wyższymi warstwami LTE-V2X. Aby spełnić wymagania niskiego opóźnienia i wysokiej niezawodności zaawansowanych usług V2X, NR-V2X jest zaprojektowane tak, aby obsługiwać te aplikacje. Jako rodzaj aplikacji V2N, 5G URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communication) slicing sieci może zapewnić zaawansowane funkcje autonomicznego prowadzenia pojazdów z wyższą QoS (Quality of Service) dla L3 (warunkowa automatyzacja) i L4 (wysoce zautomatyzowane) prowadzenie pojazdów.

4. Funkcje 5G-V2X: Aby sprostać potrzebom niektórych zaawansowanych scenariuszy zastosowań, które wymagają transmisji ruchu okresowego, oprócz nadawania, 5G NR-V2X wprowadza dwa nowe typy komunikacji: unicast i multicast. Podobnie jak LTE-V2X, 5G NR-V2X definiuje dwa tryby komunikacji Sidelink: Tryb 1 i Tryb 2, gdzie:

• NR-V2X Tryb 1 definiuje mechanizm, który pozwala pojazdom komunikować się bezpośrednio, gdy zasoby bezprzewodowe są przydzielane pojazdom przez stację bazową sieci komórkowej za pośrednictwem interfejsu Uu.
• NR-V2X Tryb 2 obsługuje bezpośrednią komunikację pojazdów przez interfejs PC5 poza obszarem zasięgu sieci komórkowej.

3GPP Rel-16 został oficjalnie zamrożony w lipcu 2020 roku; podczas rozwoju 3GPP NR Release 17 zaproponowano nową architekturę przekaźnika komunikacji Sidelink w celu obsługi niektórych zaawansowanych usług V2X.