Cellular vs. DSRC per la comunicazione V2X: Il dibattito continua...

Le auto connesse diventeranno realtà una volta che l'industria deciderà quale protocollo di comunicazione funzionerà meglio per la rete tra veicoli e infrastrutture. I protocolli wireless devono essere utilizzati per queste connessioni, con i protocolli 802.11 e cellulari come principali opzioni per questi sistemi. C'è ancora un po' di dibattito all'interno dell'industria su quale protocollo prevarrà, o se tutto passerà al cellulare una volta che il 5G sarà disponibile.

Cosa devono fare i progettisti per costruire nuovi sistemi per ciascun protocollo? In un articolo precedente, abbiamo esaminato alcune opzioni attuali per i modem 5G nei dispositivi portatili; componenti simili sono disponibili per 3G/4G/4G-LTE per creare sistemi di comunicazione V2X. Se ti stai orientando verso 802.11p, allora hai bisogno di utilizzare un trasmettitore DSRC (Dedicated Short-Range Communication) per la comunicazione wireless. Ci sono alcune ragioni per orientarsi verso DSRC in questo dibattito, e alcuni componenti sono già disponibili che supporteranno questo protocollo.

Cos'è il DSRC?

Nell'ottobre 1999, la Federal Communications Commission (FCC) degli Stati Uniti ha riservato 75 MHz nella banda dei 5.9 GHz per l'uso da parte dei sistemi di trasporto intelligenti (ITS) che funzionano sul protocollo DSRC. L'obiettivo era fornire un canale dedicato per la comunicazione inter-veicolare. L'UE avrebbe in seguito seguito l'esempio e allocato 30 MHz nella stessa banda per gli ITS nel 2008. Paesi come Giappone, Singapore e paesi europei hanno utilizzato la riscossione dei pedaggi DSRC.

DSRC è un protocollo wireless che è una variante del WiFi che funziona all'estremità superiore della gamma WiFi 5. Specificamente, questo protocollo opera da 5.850 a 5.925 GHz con modulazione BPSK, QPSK, 16QAM o 64QAM utilizzando OFDM con CSMA. Questo protocollo segue la specifica elencata nello standard IEEE 802.11p.

DSRC vs. Comunicazione C-V2X

Rispetto al DSRC, la comunicazione cellulare VX2 (C-V2X) offre capacità aggiuntive come la comunicazione diretta con i pedoni (chiamata V2P), che rappresenta un grande cambiamento. Entrambi i protocolli possono interfacciarsi con le reti cellulari per scopi non legati alla sicurezza, rendendo il DSRC una sorta di sistema ibrido per V2X. Su un PCB, le tecniche di layout utilizzate per il WiFi possono essere utilizzate con il DSRC, rendendo facile per molti progettisti iniziare rapidamente con questi sistemi.

Diverse aziende hanno sviluppato chipset e set di componenti per supportare uno o l'altro protocollo, e molti componenti di supporto saranno interscambiabili tra i due tipi di sistemi. Ad esempio, un whitepaper di NXP sostiene che DSRC dovrebbe essere il protocollo dominante grazie all'interoperabilità con il 4G LTE. Le attività su DSRC non richiedono grandi quantità di dati e possono beneficiare della bassa latenza di protocolli simili al WiFi. NXP supporta anche V2X su DSRC con moduli telematici, PMIC automobilistici, processori per applicazioni (MCU) e componenti per il front-end RF.

Al contrario, Intel, Qualcomm e altri produttori di chip si sono schierati dalla parte di C-V2X e stanno lavorando attivamente su chipset C-V2X per supportare il 5G NR e i futuri lanci. Alcuni nel settore stanno già dichiarando DSRC morto nell'acqua con l'avvento del 5G, ma è ancora troppo presto per svalutare l'utilità di DSRC per il networking a corto e medio raggio tra veicoli e infrastrutture. Alcuni studi precedenti sulla questione suggeriscono che la comunicazione V2X su 4G LTE dovrebbe essere preferita per applicazioni non legate alla sicurezza come la trasmissione di informazioni sul traffico, il download di file o l'accesso a Internet. Per applicazioni di sicurezza, come ADAS o la comunicazione con i segnali stradali, DSRC è preferibile.

Il Verdetto

A mio parere, il whitepaper di NXP linkato sopra colpisce nel segno. C-V2X diventerà alla fine dominante (non lo affermano esplicitamente), ma DSRC continuerà ad essere rilevante perché il 5G non è ancora pronto per una diffusione di massa. Detto questo, i principali produttori di automobili stanno supportando C-V2X; Toyota non includerà più chipset DSRC nei suoi veicoli del modello dell'anno 2021, e si stanno sviluppando importanti partnership tra produttori di automobili e di chip. Inoltre, comuni e OEM stanno osservando le decisioni della FCC, poiché determineranno il futuro di DSRC.

Con gran parte dell'industria automobilistica che si sta orientando verso C-V2X, inclusa Toyota (il più grande produttore di automobili al mondo) e gli OEM americani, Volkswagen (il secondo più grande produttore di automobili al mondo) ha abbracciato DSRC nei suoi nuovi veicoli per il momento. Sono in programma prove C-V2X a livello comunale (per esempio, a Gainesville, FL) per testare questo nuovo paradigma con la loro infrastruttura per valutare sicurezza e compatibilità.

Quindi, quale tecnologia prevarrà? Dipende in parte se la FCC riserverà una parte della banda a 5,9 GHz per C-V2X. L'interesse dell'industria verso C-V2X non è sfuggito alla FCC, che dovrà decidere se l'allocazione ventennale della banda a 5,9 GHz dovrà passare a C-V2X. Il Dipartimento dei Trasporti degli Stati Uniti ha riconosciuto che sarà necessario un mix di tecnologie nei veicoli più recenti per fornire comunicazioni V2X a corto, medio e lungo raggio.

L'industria automobilistica è destinata a diventare più avanzata con l'introduzione su larga scala della comunicazione V2X. Se stai progettando nuovi sistemi per la comunicazione V2X utilizzando il protocollo 802.11p, Octopart ti offre le funzionalità di ricerca e filtraggio avanzato di cui hai bisogno per trovare i componenti per i sistemi DSRC e C-V2X. Dai un'occhiata alla nostra pagina sui trasmettitori RF per iniziare la tua ricerca dei componenti di cui hai bisogno.

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