Cellular so với DSRC cho Giao tiếp V2X: Cuộc tranh luận tiếp tục...

Xe kết nối sẽ trở nên gần với thực tế hơn một khi ngành công nghiệp có thể quyết định được giao thức truyền thông nào là tốt nhất cho mạng lưới giao tiếp giữa xe và cơ sở hạ tầng. Các giao thức không dây phải được sử dụng cho những kết nối này, với 802.11 và giao thức di động là các lựa chọn chính cho những hệ thống này. Vẫn còn một số tranh luận trong ngành về giao thức nào sẽ chiến thắng, hoặc liệu mọi thứ sẽ chuyển sang di động một khi 5G được triển khai.

Vậy những nhà thiết kế cần gì để xây dựng các hệ thống mới cho mỗi giao thức? Trong một bài viết trước, chúng tôi đã xem xét một số lựa chọn hiện tại cho modem 5G trong điện thoại di động; các thành phần tương tự có sẵn cho 3G/4G/4G-LTE để tạo ra hệ thống giao tiếp V2X. Nếu bạn nghiêng về 802.11p, thì bạn cần sử dụng một bộ thu phát DSRC (giao tiếp phạm vi ngắn chuyên dụng) cho giao tiếp không dây. Có một số lý do để nghiêng về DSRC trong cuộc tranh luận này, và một số thành phần đã sẵn sàng hỗ trợ giao thức này.

DSRC là gì?

Vào tháng 10 năm 1999, Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC) đã dành riêng 75 MHz trong băng tần 5.9 GHz cho việc sử dụng bởi các hệ thống giao thông thông minh (ITS) chạy trên giao thức DSRC. Mục tiêu là cung cấp một kênh chuyên dụng cho giao tiếp giữa các xe. Liên minh Châu Âu sau đó cũng làm theo và phân bổ 30 MHz trong cùng một băng tần cho ITS vào năm 2008. Các quốc gia như Nhật Bản, Singapore, và các quốc gia Châu Âu đã sử dụng thu phí DSRC.

DSRC là một giao thức không dây là một biến thể của WiFi chạy ở phần cuối của dải WiFi 5. Cụ thể, giao thức này hoạt động từ 5.850 đến 5.925 GHz với modul BPSK, QPSK, 16QAM, hoặc 64QAM sử dụng OFDM với CSMA. Giao thức này tuân theo thông số kỹ thuật được liệt kê trong tiêu chuẩn IEEE 802.11p.

DSRC so với Giao tiếp C-V2X

So với DSRC, giao tiếp VX2 di động (C-V2X) cung cấp thêm các khả năng như giao tiếp trực tiếp với người đi bộ (gọi là V2P), đây là một bước tiến lớn. Cả hai giao thức đều có thể kết nối với mạng di động cho mục đích không liên quan đến an toàn, làm cho DSRC trở thành một hệ thống lai cho V2X. Trên một PCB, các kỹ thuật bố trí sử dụng cho WiFi có thể được sử dụng với DSRC, giúp nhiều nhà thiết kế dễ dàng bắt đầu với những hệ thống này.

Các công ty khác nhau đã phát triển bộ vi xử lý và bộ linh kiện để hỗ trợ cho mỗi giao thức, và nhiều linh kiện hỗ trợ có thể được trao đổi giữa hai loại hệ thống. Ví dụ, một bản trắng của NXP tuyên bố rằng DSRC nên là giao thức thống trị nhờ vào khả năng tương thích với 4G LTE. Các nhiệm vụ trên DSRC không yêu cầu khối lượng dữ liệu lớn và có thể được hưởng lợi từ độ trễ thấp của các giao thức giống như WiFi. NXP cũng đang hỗ trợ V2X qua DSRC với mô-đun telematics, PMICs ô tô, bộ xử lý ứng dụng (MCUs), và các thành phần RF front-end.

Ngược lại, Intel, Qualcomm và các nhà sản xuất chip khác đã chọn phía của C-V2X và đang tích cực làm việc trên bộ vi xử lý C-V2X để hỗ trợ 5G NR và các triển khai trong tương lai. Một số người trong ngành đã tuyên bố DSRC chết yểu khi 5G bắt đầu được triển khai, nhưng vẫn còn quá sớm để loại bỏ tính hữu ích của DSRC cho mạng lưới liên lạc từ xa đến trung bình giữa xe cộ và cơ sở hạ tầng. Một số nghiên cứu trước đây về vấn đề này gợi ý rằng giao tiếp V2X qua 4G LTE nên được ưu tiên cho các ứng dụng không liên quan đến an toàn như truyền thông tin giao thông, tải tệp, hoặc truy cập Internet. Đối với các ứng dụng an toàn, như ADAS hoặc giao tiếp với biển báo giao thông, DSRC được ưa chuộng.

Phán quyết

Theo ý kiến của tôi, bản trắng của NXP được liên kết ở trên đã chỉ ra chính xác. C-V2X cuối cùng sẽ trở nên thống trị (họ không nói rõ điều này), nhưng DSRC sẽ tiếp tục có liên quan bởi vì 5G vẫn chưa sẵn sàng cho việc áp dụng rộng rãi. Điều đó được nói, các nhà sản xuất ô tô lớn đang ủng hộ C-V2X; Toyota sẽ không còn bao gồm bộ vi xử lý DSRC trong các mẫu xe của mình cho năm 2021, và các quan hệ đối tác lớn đang được phát triển giữa các nhà sản xuất ô tô và nhà sản xuất chip. Ngoài ra, các đô thị và OEMs đang theo dõi quyết định của FCC vì điều này sẽ quyết định tương lai của DSRC.

Với phần lớn ngành công nghiệp ô tô đang hướng về C-V2X, bao gồm Toyota (nhà sản xuất ô tô lớn nhất thế giới) và các OEM Mỹ, Volkswagen (nhà sản xuất ô tô lớn thứ hai thế giới) đã chấp nhận DSRC trong các phương tiện mới của mình trong thời gian này. Các thử nghiệm C-V2X sắp tới ở cấp đô thị đang được lên lịch (ví dụ, tại Gainesville, FL) để kiểm tra mô hình mới này với cơ sở hạ tầng của họ nhằm đánh giá an toàn và khả năng tương thích.

Vậy công nghệ nào sẽ chiến thắng? Phần nào phụ thuộc vào việc FCC có dành một phần của băng tần 5.9 GHz cho C-V2X hay không. Sự chú trọng của ngành công nghiệp vào C-V2X không làm FCC lơ là, họ sẽ cần quyết định liệu phân bổ 20 năm tuổi của băng tần 5.9 GHz có cần chuyển sang C-V2X. Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ đã thừa nhận rằng một sự kết hợp của các công nghệ sẽ cần thiết trong các phương tiện mới để cung cấp giao tiếp V2X ở các khoảng cách ngắn, trung bình và dài.

Ngành công nghiệp ô tô sẽ trở nên tiên tiến hơn với sự giới thiệu giao tiếp V2X trên quy mô rộng lớn. Nếu bạn đang thiết kế các hệ thống mới cho giao tiếp V2X sử dụng giao thức 802.11p, Octopart cung cấp cho bạn các tính năng tìm kiếm và lọc nâng cao bạn cần để tìm các linh kiện cho hệ thống DSRC và C-V2X. Hãy xem trang RF transceivers của chúng tôi để bắt đầu tìm kiếm các linh kiện bạn cần.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.