Сотовая связь V2X

Сотовая связь V2X (C-V2X) — это общий термин, охватывающий все проекта партнерства третьего поколения (3GPP) технологии V2X для подключенной мобильности и беспилотных автомобилей . Он включает в себя как прямую, так и сотовую связь и является альтернативой 802.11p , стандарту IEEE для V2V и других форм связи V2X. ^[1]

Cellular V2X использует 3GPP стандартизованную мобильную сотовую связь 4G LTE или 5G для обмена сообщениями между транспортными средствами, пешеходами и придорожными устройствами управления дорожным движением, такими как светофоры. является официальной частотой интеллектуальной транспортной системы Обычно он использует полосу частот 5,9 ГГц, которая в большинстве стран (ИТС). C-V2X может работать без помощи сети и превышает радиус действия DSRC примерно на 25%. ^[2]

C-V2X был разработан в рамках 3GPP. ^[1] заменить DSRC в США и C-ITS в Европе. ^[3]

История

В 2014 году выпуск 13 версии 3GPP стимулировал исследования по проверке применимости действующих на тот момент стандартов к V2X. В результате были созданы спецификации 3GPP Release 14 для связи C-V2X, завершенные в 2017 году. В 3GPP Release 15 представлен 5G для вариантов использования V2N, а в 3GPP Release 16 включена работа над прямой связью 5G NR для V2V/V2I. ^[4]

В Европе ЕС объявил в июле 2019 года, что принимает технологически нейтральный подход к C-ITS, оставляя возможность 4G , 5G и другим передовым технологиям стать частью приложений и услуг V2X. ^[5]

В США в конце 2019 года Федеральная комиссия по связи предложила выделить 20 МГц и, возможно, 30 МГц диапазона 5,9 ГГц для C-V2X. ^[6] В ноябре 2020 года это предложение было принято, и верхние 30 МГц (5,895–5,925 ГГц) были выделены C-V2X. ^[7]

После медленного старта, связанного с более медленным, чем ожидалось, развертыванием сотовых сетей 5G, в первой половине 2024 года на рынке было более 50 устройств C-V2X. ^[8]

Режимы

C-V2X имеет следующие режимы:

Устройство-сеть: связь с использованием обычных сотовых каналов связи для приложений «автомобиль-сеть» (V2N), таких как облачные сервисы в комплексных решениях. ^{[ жаргон ]}
Устройство -устройство: прямая связь без использования сетевого планирования для автомобиля-автомобиля (V2V), ^[9] транспортное средство-инфраструктура (V2I) и транспортное средство-пешеход (V2P). ^[9] такие приложения, как защита уязвимых участников дорожного движения и взимание платы за проезд ^[10]

Связь в режиме 4 C-V2X основана на схеме распределенного распределения ресурсов, а именно на полупостоянном планировании на основе датчиков, которое планирует радиоресурсы в автономном режиме в каждом пользовательском оборудовании (UE). ^[11]

Технические ограничения

Хотя развертывание услуг 5G во всем мире обещает резкое сокращение задержек при сильном сигнале. ^[12] а также повышение безопасности по сравнению с предыдущими сетями, ^[13] все системы связи , полностью основанные на беспроводной связи, особенно старые и сельские сети, страдают от ограничений, присущих беспроводной связи, в том числе:

Ограниченные каналы , ^[14] Это ограничение особенно коснется мегаполисов .
Ограниченная скорость передачи данных , ^[15]
Беспроводная связь подвержена внешним воздействиям, которые могут быть враждебными. ^[16]
В мегаполисах ограничения распространения данных обусловлены такими условиями, как здания , туннели. ^[17] а также эффекты Доплера , вызывающие снижение скорости распространения из-за необходимости повторных передач.
Возможное злоупотребление этой технологией приведет к массовой слежке .

Интеграция покрытия неземной сети в дополнение к сотовой и прямой связи является одним из потенциальных способов решения проблем с ограничениями покрытия и задержками. Автомобильная ассоциация 5G и Европейское космическое агентство обсудили роль внеземных сетей в подключении автомобилей будущего и пришли к выводу, что они предлагают множество преимуществ, таких как расширение более надежной связи в сельских районах по сравнительно низкой цене. Это, в свою очередь, позволит улучшить цифровые услуги и приложения для автономного вождения. ^[18]

Перспективы

Автомобильная ассоциация 5G (5GAA), в которую входят компании автомобильной, технологической и телекоммуникационной отраслей, опубликовала несколько «дорожных карт». ^[19] которые подчеркивают как потенциальные преимущества технологий C-V2X, так и технические, нормативные и рыночные проблемы, с которыми они сталкиваются. Большинство реализаций на сегодняшний день сосредоточены на безопасности дорожного движения и совершенствовании управления дорожным движением, что снижает заторы и загрязнение окружающей среды.

Искусственный интеллект ^[20]^[21] предлагает одно потенциальное решение для управления большим потоком данных, который будет расти по мере расширения рынка коммуникационных приложений C-V2X. Существуют сомнения в искусственном интеллекте (ИИ) и принятии решений с помощью ИИ. ^[22]

Тесты

Технология C-V2X тестируется по всему миру как на уровне компании и отрасли, так и в пилотных проектах, финансируемых государством. Например, ETSI в партнерстве с 5GAA и при совместном финансировании Европейской комиссии и Европейской ассоциации свободной торговли организовал несколько ежегодных мероприятий по тестированию C-V2X под названием « Plugfests ». Это позволяет компаниям, производящим бортовые устройства C-V2X, придорожные устройства и инфраструктуру открытых ключей , проводить сеансы тестирования совместимости, чтобы оценить уровень совместимости своих реализаций технологии C-V2X и подтвердить свое понимание стандартов. ^[23]

В октябре 2023 года 5GAA организовала несколько живых демонстраций потенциала технологии C-V2X для защиты водителей, пешеходов, велосипедистов и других уязвимых участников дорожного движения на испытательном полигоне Mcity в Мичиганском университете в Анн-Арборе. ^[24]

В июне 2024 года Министерство транспорта США объявило, что выделяет гранты на сумму 60 миллионов долларов на развитие подключенных и совместимых транспортных технологий в рамках программы под названием «Спасение жизней с помощью подключения: ускорение программы развертывания V2X». ^[25] В нем говорится, что гранты получателям в Аризоне, Техасе и Юте послужат национальными моделями для ускорения и стимулирования новых развертываний технологий V2X.

Литература

Пино Порчелло. «Безопасность умного города» . Электронная промышленность (на немецком языке) (8/2018): 14–17.
Тоги, Бехрад (2019). «Множественный доступ в сотовой связи V2X: анализ производительности в сильно перегруженных автомобильных сетях». Конференция IEEE по автомобильным сетям : 1–8. arXiv : 1809.02678 . Бибкод : 2018arXiv180902678T .
Стан Дмитриев (28 ноября 2017 г.). «Автономные автомобили будут генерировать более 300 ТБ данных в год» .
Бехрад Тоги (31 января 2019 г.). «Множественный доступ в сотовой связи V2X: анализ производительности в сильно перегруженных автомобильных сетях». Конференция по автомобильным сетям IEEE 2018 (VNC) . стр. 1–8. arXiv : 1809.02678 . дои : 10.1109/VNC.2018.8628416 . ISBN 978-1-5386-9428-2 . S2CID 52185034 .

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б «Cellular V2X как важнейший инструмент предоставления превосходных глобальных транспортных услуг» . Технический фокус IEEE 5G . 1 (2). IEEE. Июнь 2017.
^ Чжун, Цзыи; Кордова, Лорен; Халверсон, Мэтью; Леонард, Блейн. «Полевые испытания диапазона приема DSRC и C-V2X» . Департамент транспорта штата Юта . Архивировано из оригинала 28 ноября 2022 г. Проверено 23 августа 2022 г.
^ Марк Патрик, Бенджамин Кирчбек (27 января 2018 г.). «V2X-Kommunikation: LTE против DSRC» (на немецком языке).
^ GSA: Отчет о рынке C-V2X (получено 15 октября 2019 г.)
^ Пропускная способность: послы ЕС отвергают предложение «только Wi-Fi» для беспилотных автомобилей (4 июля 2019 г.)
^ Эггертон, Джон (25 ноября 2019 г.). «FCC разделит 5,9 ГГц». Радиовещание и кабельное телевидение : 20.
^ «FCC модернизирует диапазон 5,9 ГГц для улучшения Wi-Fi и автомобильной безопасности» . Федеральная комиссия по связи . 18.11.2020 . Проверено 27 апреля 2022 г.
^ «Список устройств c-v2x 2024 года» . 5ГАА . Проверено 11 июля 2024 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Автономные и подключенные транспортные средства: решение юридических вопросов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 августа 2018 г. Проверено 20 августа 2018 г.
^ Дж. Дж. Анайя, П. Мердриньяк, О. Шагдар (17 июля 2014 г.). «Автомобильно-пешеходное сообщение для защиты уязвимых участников дорожного движения» . Материалы симпозиума IEEE по интеллектуальным транспортным средствам, 2014 г. (PDF) . стр. 1037–1042. дои : 10.1109/IVS.2014.6856553 . ISBN 978-1-4799-3638-0 . S2CID 9647051 . {{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)два : 10.1109/IVS.2014.6856553
^ Тоги, Бехрад; Сайфуддин, Мэриленд; Фаллах, Ясер; Хосейн, Нурхиз Махджуб; Миссури, Могол; Джаянти, Рао; Сушанта, Дас (5–7 декабря 2018 г.). «Множественный доступ в сотовой связи V2X: анализ производительности в сильно перегруженных автомобильных сетях». Конференция по автомобильным сетям IEEE 2018 (VNC) . стр. 1–8. arXiv : 1809.02678 . Бибкод : 2018arXiv180902678T . дои : 10.1109/VNC.2018.8628416 . ISBN 978-1-5386-9428-2 . S2CID 52185034 .
^ Джун, Сонми; Кан, Юхва; Ким, Джэхо; Ким, Чангки (октябрь 2020 г.). «Услуги со сверхмалой задержкой в системах 5G: взгляд со стороны стандартов 3GPP» . Журнал ЭТРИ . 42 (5): 721–733. дои : 10.4218/etrij.2020-0200 . ISSN 1225-6463 .
^ Натх Митра, Рупендра; Марина, Махеш К. (2021). «Данные Wiley и кибербезопасность» . ИИЭЭ . doi : 10.1002/9781394197934 (неактивен 10 июля 2024 г.) . Проверено 10 июля 2024 г. {{cite web}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июль 2024 г. ( ссылка )
^ Хун-Чуан Ян, Мохамед-Слим Алуини (24 мая 2018 г.). «Беспроводная передача больших данных: ограничения производительности, ориентированные на данные, и их применение». arXiv : 1805.09923 [ eess.SP ].
^ Патрик Нельсон (7 декабря 2016 г.). «Всего один беспилотный автомобиль будет использовать 4000 ГБ данных в день» . Сетевой мир.
^ Гил Пресс. «6 способов сделать умные города городами кибербезопасности, ориентированными на будущее» . Форбс .
^ «Высокие конструкции и их влияние на вещание и другие услуги беспроводной связи» (PDF) .
^ «5GAA обсуждает роль внеземных сетей в подключении автомобилей будущего» . 5ГАА . Проверено 10 июля 2024 г.
^ «5GAA публикует обновленную дорожную карту до 2030 года для вариантов использования продвинутого вождения, технологий связи и потребностей в радиоспектре» . 5ГАА . Проверено 10 июля 2024 г.
^ Сухасини Гадам (12 января 2019 г.). «Искусственный интеллект и автономные транспортные средства» .
^ «Нейроморфные вычисления встречаются с автомобильным миром» . Проектирование и тестирование. 30 октября 2017 г.
^ «Как искусственный интеллект, машинное обучение и передовые алгоритмы повлияют на нашу жизнь, нашу работу и экономику?» . Гарвардский бизнес.
^ Кристофферсен, Тереза. «Четвертые ИСПЫТАНИЯ ПЛАГТЕРОВ C-V2X» . ЕТСИ . Проверено 10 июля 2024 г.
^ Автомобильная ассоциация 5G (5GAA) (04 апреля 2024 г.). 5GAA Живые выступления в Детройте . Проверено 10 июля 2024 г. - через YouTube. {{cite AV media}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ «USDOT выделяет почти 60 миллионов долларов США на гранты в области передовых транспортных средств Аризоне, Техасу и Юте, чтобы они служили национальными моделями и помогали спасать жизни на дорогах нашей страны» . 20 июня 2024 г.

Внешние ссылки

Официальный сайт Автомобильной ассоциации 5G (5GAA)

[GPP1-1] Перейти обратно: ^а ^б «Cellular V2X как важнейший инструмент предоставления превосходных глобальных транспортных услуг» . Технический фокус IEEE 5G . 1 (2). IEEE. Июнь 2017.

[2] Чжун, Цзыи; Кордова, Лорен; Халверсон, Мэтью; Леонард, Блейн. «Полевые испытания диапазона приема DSRC и C-V2X» . Департамент транспорта штата Юта . Архивировано из оригинала 28 ноября 2022 г. Проверено 23 августа 2022 г.

[HIS1-3] Марк Патрик, Бенджамин Кирчбек (27 января 2018 г.). «V2X-Kommunikation: LTE против DSRC» (на немецком языке).

[C-V2X_Market_Report-4] GSA: Отчет о рынке C-V2X (получено 15 октября 2019 г.)

[5] Пропускная способность: послы ЕС отвергают предложение «только Wi-Fi» для беспилотных автомобилей (4 июля 2019 г.)

[6] Эггертон, Джон (25 ноября 2019 г.). «FCC разделит 5,9 ГГц». Радиовещание и кабельное телевидение : 20.

[7] «FCC модернизирует диапазон 5,9 ГГц для улучшения Wi-Fi и автомобильной безопасности» . Федеральная комиссия по связи . 18.11.2020 . Проверено 27 апреля 2022 г.

[8] «Список устройств c-v2x 2024 года» . 5ГАА . Проверено 11 июля 2024 г.

[VV1-9] Перейти обратно: ^а ^б «Автономные и подключенные транспортные средства: решение юридических вопросов» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 августа 2018 г. Проверено 20 августа 2018 г.

[IE1-10] Дж. Дж. Анайя, П. Мердриньяк, О. Шагдар (17 июля 2014 г.). «Автомобильно-пешеходное сообщение для защиты уязвимых участников дорожного движения» . Материалы симпозиума IEEE по интеллектуальным транспортным средствам, 2014 г. (PDF) . стр. 1037–1042. дои : 10.1109/IVS.2014.6856553 . ISBN 978-1-4799-3638-0 . S2CID 9647051 . {{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)два : 10.1109/IVS.2014.6856553

[11] Тоги, Бехрад; Сайфуддин, Мэриленд; Фаллах, Ясер; Хосейн, Нурхиз Махджуб; Миссури, Могол; Джаянти, Рао; Сушанта, Дас (5–7 декабря 2018 г.). «Множественный доступ в сотовой связи V2X: анализ производительности в сильно перегруженных автомобильных сетях». Конференция по автомобильным сетям IEEE 2018 (VNC) . стр. 1–8. arXiv : 1809.02678 . Бибкод : 2018arXiv180902678T . дои : 10.1109/VNC.2018.8628416 . ISBN 978-1-5386-9428-2 . S2CID 52185034 .

[12] Джун, Сонми; Кан, Юхва; Ким, Джэхо; Ким, Чангки (октябрь 2020 г.). «Услуги со сверхмалой задержкой в системах 5G: взгляд со стороны стандартов 3GPP» . Журнал ЭТРИ . 42 (5): 721–733. дои : 10.4218/etrij.2020-0200 . ISSN 1225-6463 .

[13] Натх Митра, Рупендра; Марина, Махеш К. (2021). «Данные Wiley и кибербезопасность» . ИИЭЭ . doi : 10.1002/9781394197934 (неактивен 10 июля 2024 г.) . Проверено 10 июля 2024 г. {{cite web}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на июль 2024 г. ( ссылка )

[AR1-14] Хун-Чуан Ян, Мохамед-Слим Алуини (24 мая 2018 г.). «Беспроводная передача больших данных: ограничения производительности, ориентированные на данные, и их применение». arXiv : 1805.09923 [ eess.SP ].

[BR1-15] Патрик Нельсон (7 декабря 2016 г.). «Всего один беспилотный автомобиль будет использовать 4000 ГБ данных в день» . Сетевой мир.

[HO1-16] Гил Пресс. «6 способов сделать умные города городами кибербезопасности, ориентированными на будущее» . Форбс .

[BR2-17] «Высокие конструкции и их влияние на вещание и другие услуги беспроводной связи» (PDF) .

[18] «5GAA обсуждает роль внеземных сетей в подключении автомобилей будущего» . 5ГАА . Проверено 10 июля 2024 г.

[19] «5GAA публикует обновленную дорожную карту до 2030 года для вариантов использования продвинутого вождения, технологий связи и потребностей в радиоспектре» . 5ГАА . Проверено 10 июля 2024 г.

[KI1-20] Сухасини Гадам (12 января 2019 г.). «Искусственный интеллект и автономные транспортные средства» .

[KI2-21] «Нейроморфные вычисления встречаются с автомобильным миром» . Проектирование и тестирование. 30 октября 2017 г.

[DAI1-22] «Как искусственный интеллект, машинное обучение и передовые алгоритмы повлияют на нашу жизнь, нашу работу и экономику?» . Гарвардский бизнес.

[23] Кристофферсен, Тереза. «Четвертые ИСПЫТАНИЯ ПЛАГТЕРОВ C-V2X» . ЕТСИ . Проверено 10 июля 2024 г.

[24] Автомобильная ассоциация 5G (5GAA) (04 апреля 2024 г.). 5GAA Живые выступления в Детройте . Проверено 10 июля 2024 г. - через YouTube. {{cite AV media}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[25] «USDOT выделяет почти 60 миллионов долларов США на гранты в области передовых транспортных средств Аризоне, Техасу и Юте, чтобы они служили национальными моделями и помогали спасать жизни на дорогах нашей страны» . 20 июня 2024 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]