Komunikacja komórkowa vs. DSRC dla komunikacji V2X: Debata trwa...

Samochody połączone staną się rzeczywistością, gdy branża zdecyduje, który protokół komunikacyjny najlepiej sprawdzi się do sieci między pojazdami i infrastrukturą. Protokoły bezprzewodowe muszą być używane do tych połączeń, przy czym 802.11 i protokoły komórkowe są głównymi opcjami dla tych systemów. W branży nadal trwa debata, który protokół zwycięży, lub czy wszystko przejdzie na komórkę, gdy tylko pojawi się 5G.

Więc czego projektanci potrzebują, aby budować nowe systemy dla każdego protokołu? W poprzednim artykule przyjrzeliśmy się niektórym obecnym opcjom modemów 5G w urządzeniach przenośnych; podobne komponenty są dostępne dla 3G/4G/4G-LTE, aby tworzyć systemy komunikacji V2X. Jeśli skłaniasz się ku 802.11p, wtedy musisz użyć dedykowanego nadajnika komunikacji krótkiego zasięgu (DSRC) do komunikacji bezprzewodowej. Istnieją pewne powody, aby skłaniać się ku DSRC w tej debacie, i niektóre komponenty są już dostępne, które będą wspierać ten protokół.

Co to jest DSRC?

W październiku 1999 roku, Federalna Komisja Łączności (FCC) w USA wydzieliła 75 MHz w paśmie 5,9 GHz do użytku przez inteligentne systemy transportowe (ITS) działające na protokole DSRC. Celem było zapewnienie dedykowanego kanału dla komunikacji między pojazdami. UE później poszła w ich ślady i przydzieliła 30 MHz w tym samym paśmie dla ITS w 2008 roku. Kraje takie jak Japonia, Singapur i kraje europejskie używały DSRC do poboru opłat drogowych.

DSRC to protokół bezprzewodowy, który jest wariantem WiFi działającym na górnym końcu zakresu WiFi 5. Konkretnie, ten protokół działa od 5,850 do 5,925 GHz z modulacją BPSK, QPSK, 16QAM lub 64QAM używając OFDM z CSMA. Ten protokół podąża za specyfikacją wymienioną w standardzie IEEE 802.11p.

DSRC a komunikacja C-V2X

W porównaniu do DSRC, komunikacja komórkowa VX2 (C-V2X) zapewnia dodatkowe możliwości, takie jak bezpośrednia komunikacja z pieszymi (nazywana V2P), co jest dużym przełomem. Oba protokoły mogą łączyć się z sieciami komórkowymi do celów niesłużących bezpieczeństwu, czyniąc DSRC czymś w rodzaju hybrydowego systemu dla V2X. Na płytce PCB, techniki układu stosowane dla WiFi mogą być używane z DSRC, co ułatwia wielu projektantom szybkie rozpoczęcie pracy z tymi systemami.

Różne firmy opracowały chipsety i zestawy komponentów wspierające oba protokoły, a wiele komponentów wspierających będzie wymiennie używane między dwoma typami systemów. Na przykład biała księga NXP twierdzi, że DSRC powinien być dominującym protokołem dzięki interoperacyjności z 4G LTE. Zadania w DSRC nie wymagają masowych ładunków danych i mogą korzystać z niskiego opóźnienia protokołów podobnych do WiFi. NXP wspiera również V2X przez DSRC za pomocą modułów telematycznych, automobilowych PMIC, procesorów aplikacyjnych (MCU) i komponentów RF front-end.

W przeciwieństwie, Intel, Qualcomm i inni producenci chipsetów opowiedzieli się za C-V2X i aktywnie pracują nad chipsetami C-V2X wspierającymi 5G NR i przyszłe wdrożenia. Niektórzy w branży już teraz deklarują DSRC za martwy, gdy 5G zaczyna być wdrażane, ale jest jeszcze za wcześnie, aby umniejszać użyteczność DSRC do krótko- i średniodystansowej komunikacji między pojazdami a infrastrukturą. Niektóre wcześniejsze badania nad kwestią sugerują, że komunikacja V2X przez 4G LTE powinna być preferowana dla aplikacji niesłużących bezpieczeństwu, takich jak transmisja informacji o ruchu drogowym, pobieranie plików czy dostęp do Internetu. Dla aplikacji związanych z bezpieczeństwem, takich jak ADAS czy komunikacja ze znakami drogowymi, preferowany jest DSRC.

Werdykt

Moim zdaniem, biała księga NXP, do której link znajduje się powyżej, trafia w sedno. C-V2X ostatecznie zdominuje (choć nie stwierdzają tego wprost), ale DSRC będzie nadal istotny, ponieważ 5G nie jest jeszcze gotowe do masowego przyjęcia. Mając to na uwadze, główni producenci samochodów popierają C-V2X; Toyota nie będzie już dołączać chipsetów DSRC do swoich pojazdów z rocznika 2021, a między producentami samochodów a producentami chipsetów rozwijają się główne partnerstwa. Ponadto, samorządy i OEM-y obserwują, co zdecyduje FCC, ponieważ to zadecyduje o przyszłości DSRC.

Z dużą częścią przemysłu samochodowego skłaniającą się ku C-V2X, w tym Toyota (największy producent samochodów na świecie) i amerykańscy OEMowie, Volkswagen (drugi co do wielkości producent samochodów na świecie) na razie przyjął DSRC w swoich nowych pojazdach. Nadchodzące próby C-V2X na poziomie samorządowym są planowane (na przykład, w Gainesville, FL), aby przetestować ten nowy paradygmat z ich infrastrukturą pod kątem bezpieczeństwa i kompatybilności.

Która technologia zwycięży? Częściowo zależy to od tego, czy FCC wydzieli jakąś część pasma 5,9 GHz na potrzeby C-V2X. Skupienie branży na C-V2X nie umknęło uwadze FCC, które będzie musiało zdecydować, czy 20-letni przydział pasma 5,9 GHz powinien zostać przesunięty na C-V2X. Departament Transportu Stanów Zjednoczonych przyznał, że w nowszych pojazdach będzie potrzebna mieszanka technologii, aby zapewnić komunikację V2X na krótkim, średnim i długim dystansie.

Przemysł motoryzacyjny jest przeznaczony do stania się bardziej zaawansowanym dzięki wprowadzeniu komunikacji V2X na szeroką skalę. Jeśli projektujesz nowe systemy do komunikacji V2X, korzystając z protokołu 802.11p, Octopart oferuje funkcje wyszukiwania i zaawansowanej filtracji, których potrzebujesz, aby znaleźć komponenty dla systemów DSRC i C-V2X. Zapoznaj się z naszą stroną nadajników-odbiorników RF, aby rozpocząć poszukiwania potrzebnych Ci komponentów.

Zapoznaj się z naszymi najnowszymi artykułami, zapisując się do naszego newslettera.