Celular vs. DSRC para Comunicação V2X: O Debate Continua...

Os carros conectados estarão mais próximos de se tornarem realidade uma vez que a indústria decidir qual protocolo de comunicação funcionará melhor para a rede entre veículos e infraestrutura. Protocolos sem fio têm que ser usados para essas conexões, com os protocolos 802.11 e celulares sendo as principais opções para esses sistemas. Ainda há algum debate dentro da indústria sobre qual protocolo prevalecerá, ou se tudo irá simplesmente para o celular uma vez que o 5G seja implementado.

Então, o que os designers precisam para construir novos sistemas para cada protocolo? Em um artigo anterior, olhamos algumas opções atuais para modems 5G em aparelhos; componentes similares estão disponíveis para 3G/4G/4G-LTE para criar sistemas de comunicação V2X. Se você está inclinado para o 802.11p, então você precisa usar um transceptor de comunicação de curto alcance dedicado (DSRC) para comunicação sem fio. Há algumas razões para se inclinar para o DSRC neste debate, e alguns componentes já estão disponíveis que suportarão este protocolo.

O que é DSRC?

Em outubro de 1999, a Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC) reservou 75 MHz dentro da banda de 5.9 GHz para uso por sistemas de transporte inteligentes (ITS) que funcionam com o protocolo DSRC. O objetivo era fornecer um canal dedicado para comunicação interveicular. A UE seguiria mais tarde o exemplo e alocaria 30 MHz na mesma banda para ITS em 2008. Países como Japão, Singapura e países europeus têm usado DSRC para cobrança de pedágio.

DSRC é um protocolo sem fio que é uma variante do WiFi que opera no topo da faixa do WiFi 5. Especificamente, este protocolo opera de 5.850 a 5.925 GHz com modulação BPSK, QPSK, 16QAM ou 64QAM usando OFDM com CSMA. Este protocolo segue a especificação listada no padrão IEEE 802.11p.

DSRC vs. Comunicação C-V2X

Comparado ao DSRC, a comunicação celular VX2 (C-V2X) oferece capacidades adicionais como comunicação direta com pedestres (chamada V2P), o que é uma grande mudança de jogo. Ambos os protocolos podem se conectar com redes celulares para propósitos não relacionados à segurança, tornando o DSRC algo como um sistema híbrido para V2X. Em uma PCB, as técnicas de layout usadas para WiFi podem ser usadas com DSRC, facilitando para muitos designers começarem rapidamente com esses sistemas.

Diferentes empresas desenvolveram conjuntos de chips e componentes para suportar um ou outro protocolo, e muitos componentes de suporte serão intercambiáveis entre os dois tipos de sistemas. Por exemplo, um whitepaper da NXP afirma que o DSRC deveria ser o protocolo dominante graças à interoperabilidade com o 4G LTE. Tarefas no DSRC não requerem grandes cargas de dados e podem se beneficiar da baixa latência de protocolos semelhantes ao WiFi. A NXP também está apoiando o V2X sobre DSRC com módulos de telemática, PMICs automotivos, processadores de aplicação (MCUs) e componentes de RF front-end.

Em contraste, a Intel, Qualcomm e outros fabricantes de chips têm se posicionado ao lado do C-V2X e estão trabalhando ativamente em chipsets C-V2X para suportar o 5G NR e futuras implementações. Alguns no setor já estão declarando o DSRC como morto na água à medida que o 5G começa a ser implementado, mas ainda é muito cedo para desconsiderar a utilidade do DSRC para redes de curto a médio alcance entre veículos e infraestrutura. Alguns estudos anteriores sobre o assunto sugerem que a comunicação V2X sobre o 4G LTE deve ser preferida para aplicações não relacionadas à segurança, como transmissão de informações de tráfego, download de arquivos ou acesso à Internet. Para aplicações de segurança, como ADAS ou comunicação com sinais de trânsito, o DSRC é preferível.

O Veredito

Na minha opinião, o whitepaper da NXP linkado acima acerta em cheio. O C-V2X eventualmente será dominante (eles não afirmam isso explicitamente), mas o DSRC continuará relevante porque o 5G ainda não está pronto para adoção em massa. Dito isso, grandes montadoras estão apoiando o C-V2X; a Toyota não incluirá mais chipsets DSRC em seus veículos do ano modelo 2021, e grandes parcerias estão se desenvolvendo entre montadoras e fabricantes de chips. Além disso, municípios e OEMs estão observando o que a FCC decidirá, pois isso determinará o futuro do DSRC.

Com grande parte da indústria automotiva se inclinando para o C-V2X, incluindo a Toyota (a maior montadora do mundo) e OEMs americanos, a Volkswagen (a segunda maior montadora do mundo) adotou o DSRC em seus novos veículos por enquanto. Testes de C-V2X que estão sendo agendados no nível municipal (por exemplo, em Gainesville, FL) para testar esse novo paradigma com sua infraestrutura para avaliar segurança e compatibilidade.

Então, qual tecnologia prevalecerá? Isso depende parcialmente de se a FCC reservará alguma parte da faixa de 5,9 GHz para o C-V2X. O foco da indústria no C-V2X não passou despercebido pela FCC, que precisará decidir se a alocação de 20 anos da faixa de 5,9 GHz precisará mudar para o C-V2X. O Departamento de Transportes dos EUA reconheceu que uma mistura de tecnologias será necessária em veículos mais novos para fornecer comunicação V2X de curto, médio e longo alcance.

A indústria automotiva está destinada a se tornar mais avançada com a introdução da comunicação V2X em larga escala. Se você está projetando novos sistemas para comunicação V2X usando o protocolo 802.11p, a Octopart oferece as funcionalidades de busca e filtração avançada de que você precisa para encontrar os componentes para sistemas DSRC e C-V2X. Confira nossa página de transceptores RF para começar sua busca pelos componentes de que precisa.

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