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I. Acceso a NTN: El Canal de Acceso Aleatorio (RACH) es un proceso fundamental para la conexión inicial, la sincronización de enlace ascendente y la autorización de programación entre el equipo terminal (UE) y la red. Si bien este es un proceso maduro y bien comprendido en las redes de acceso por radio terrestres (RAN) tradicionales, su implementación en las Redes No Terrestres (NTN) presenta una serie de desafíos técnicos únicos y más complejos. En las RAN terrestres, las señales de radiofrecuencia suelen propagarse a distancias cortas y predecibles, y el entorno de propagación es relativamente estable; sin embargo, en las redes NTN que involucran satélites de Órbita Terrestre Baja (LEO), Órbita Terrestre Media (MEO) y Órbita Geoestacionaria (GEO), las señales de radiofrecuencia se ven afectadas por distancias de propagación extremadamente largas, movimiento rápido de los satélites, áreas de cobertura dinámicas y condiciones de canal variables en el tiempo. Todos estos factores impactan significativamente la temporización, la frecuencia y la confiabilidad del canal en los que se basan los procesos RACH tradicionales.   II. Características de NTN: Debido a las distancias de transmisión extremadamente largas, el movimiento rápido de los satélites y las condiciones de cobertura y canal variables en el tiempo, NTN presenta inconvenientes críticos únicos (por ejemplo, gran retardo de propagación, largo tiempo de ida y vuelta, desplazamiento Doppler, movilidad del haz y gran dominio de contención) que desafían e impactan severamente el comportamiento y el rendimiento del canal de acceso aleatorio (RACH) del terminal. Además, los satélites están sujetos a estrictas limitaciones en términos de disponibilidad de espectro y presupuesto de energía, lo que hace que los mecanismos de acceso aleatorio eficientes y robustos sean particularmente cruciales.   III. Impactos y Soluciones:Para superar las dificultades que NTN presenta para el acceso terminal, 3GPP ha abordado algunos problemas en sus especificaciones, pero los siguientes aspectos requieren atención:   3.1 Desafíos de TA (Timing Advance) Impactos:En las redes NTN, debido a las grandes áreas de celda, el movimiento de los satélites y las distancias variables entre el UE y el satélite, la estimación del avance de temporización es mucho más compleja que en los sistemas terrestres. Una estimación incorrecta de TA puede hacer que las transmisiones de enlace ascendente queden fuera de la ventana de recepción del satélite, lo que resulta en colisiones o fallas completas de recepción. Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces. Se necesitan técnicas avanzadas de estimación de TA, como la utilización de datos de efemérides de satélites, asistencia GNSS o algoritmos predictivos, para ajustar dinámicamente la alineación de temporización del UE y mantener la sincronización del enlace ascendente.   3.2 Efectos del desplazamiento Doppler Impactos:El movimiento relativo entre el satélite y el UE introduce desplazamientos Doppler significativos, especialmente en los sistemas de Órbita Terrestre Baja (LEO). Estos desplazamientos de frecuencia reducen la precisión de la detección del preámbulo, perjudican la sincronización de frecuencia y aumentan la probabilidad de fallas en los intentos de RACH. Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces. Se requieren mecanismos robustos de precompensación Doppler y seguimiento de frecuencia tanto en el lado del UE como en el de la red para mantener un rendimiento RACH confiable en condiciones de alta movilidad.   3.3 Variaciones de las condiciones del canal: Impacto: Los enlaces NTN están sujetos a atenuación atmosférica, sombreado, centelleo y pérdida de trayectoria a larga distancia. Estos factores aumentan la tasa de error de bloque y pueden afectar la capacidad del UE para recibir correctamente los mensajes RAR después de transmitir con éxito el preámbulo. Solución: Se necesita modulación y codificación adaptativas, control de potencia y un diseño de capa física robusto para mantener la detección y el procesamiento confiables de RACH en diversas condiciones del canal.   3.4 Amplia cobertura y alta densidad de terminales: Impacto: Los haces de satélites suelen cubrir áreas geográficas muy grandes, sirviendo potencialmente a miles de UE simultáneamente. Esto aumenta significativamente el nivel de contención RACH y la probabilidad de colisiones, especialmente en escenarios de acceso a gran escala. Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces. Se necesitan particiones eficientes de recursos RACH, control de acceso consciente de la carga y mecanismos inteligentes de gestión de contención para escalar el rendimiento del acceso aleatorio.   3.5 Aumento de RTT (Latencia y Tiempo de Ida y Vuelta): Impacto: La sincronización inicial en NTN se complica por las grandes incertidumbres de temporización y las compensaciones de frecuencia. La imposibilidad de lograr una sincronización precisa puede impedir que el equipo de usuario (UE) inicie el proceso del Canal de Acceso Aleatorio (RACH) por completo.La gran distancia física entre el UE y el satélite introduce un retardo de propagación unidireccional significativo y un RTT más largo. Por ejemplo, el tiempo de ida y vuelta (RTT) para un enlace de satélite de órbita geoestacionaria (GEO) puede alcanzar cientos de milisegundos. Estos retrasos afectan directamente la temporización del intercambio de mensajes de Respuesta de Acceso Aleatorio (RAR), lo que podría provocar tiempos de espera prematuros del temporizador, mayores tasas de fallas de acceso y retrasos de acceso prolongados. Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces. Los temporizadores relacionados con RACH, como la ventana de Respuesta de Acceso Aleatorio (RAR) y los temporizadores de resolución de colisiones, deben diseñarse en función de los valores RTT específicos de NTN. La configuración del temporizador consciente de NTN es crucial para evitar retransmisiones innecesarias y fallas de acceso.   3.6 Aumento de las colisiones: Impacto: Un gran número de equipos de usuario (UE) que compiten por un número limitado de preámbulos RACH aumenta la probabilidad de colisiones de preámbulos, lo que reduce la eficiencia del acceso y aumenta la latencia. Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces. Los esquemas avanzados de resolución de colisiones, la asignación dinámica de preámbulos y las técnicas de bloqueo de acceso optimizadas para NTN son clave para reducir la probabilidad de colisiones.   3.7 Desafíos de sincronización: Impacto: La sincronización inicial en NTN se complica por las grandes incertidumbres de temporización y las compensaciones de frecuencia. La imposibilidad de lograr una sincronización precisa puede impedir que el equipo de usuario (UE) inicie el proceso del Canal de Acceso Aleatorio (RACH) por completo.Soluciones: Se necesitan técnicas de sincronización mejoradas, que combinen la adquisición precisa de temporización, la compensación Doppler y el conocimiento de la posición del satélite, para un acceso aleatorio exitoso.3.8 Control de potencia   Impacto: Los sistemas NTN dependen en gran medida de arquitecturas de múltiples haces. Es posible que los UE deban realizar la adquisición o el cambio de haz durante el proceso RACH, lo que aumenta la complejidad y la latencia.Solución: Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces.3.9 Gestión de haces   Impacto: Los sistemas NTN dependen en gran medida de arquitecturas de múltiples haces. Es posible que los UE deban realizar la adquisición o el cambio de haz durante el proceso RACH, lo que aumenta la complejidad y la latencia.Solución: Los mecanismos eficientes de descubrimiento de haces, seguimiento de haces y conmutación de haces sin interrupciones son esenciales para garantizar una ejecución RACH confiable en sistemas NTN basados ​​en haces.

I. Alcanzabilidad En las redes de comunicación móvil, la alcanzabilidad del UE se refiere a la capacidad de la red para localizar un dispositivo terminal (UE) para transmitir datos, lo cual es particularmente importante para los UE en estado inactivo. Implica estados como CM-IDLE, modos como MICO (Mobile Initiated Connection Only) y el proceso por el cual el UE o la red (AMF, UDM, HSS) notifica a otras partes cuando el UE está activo o tiene acceso a servicios específicos (por ejemplo, SMS o datos). Durante este proceso, los datos se almacenan en búfer y el terminal (UE) se pagina cuando es necesario para lograr el ahorro de energía del terminal (PSM/eDRX). 3GPP lo define en TS23.501 de la siguiente manera:   II. CM-IDLEEstado para redes de acceso no 3GPP (redes de acceso no 3GPP no confiables, confiables) y W-5GAN, donde el UE corresponde a 5G-RG en el caso de W-5GAN y W-AGF en el caso de soporte de FN-RG. Para los dispositivos N5CW que acceden a 5GC a través de una red de acceso WLAN confiable, sus UE corresponden a TWIF. Específicamente, el UE no puede paginarse a través de una red de acceso no 3GPP. Si el estado del UE en el AMF es CM-IDLE o RM-REGISTERED para la red de acceso no 3GPP, puede haber llamadas PDU donde la última ruta fue a través de la red de acceso no 3GPP y faltan recursos del plano de usuario. Si el AMF recibe un mensaje del SMF que contiene una indicación de tipo de acceso no 3GPP, correspondiente a una sesión PDU de un UE en el estado CMIDLE de acceso no 3GPP, y este UE se ha registrado para el acceso 3GPP en la misma PLMN que el acceso no 3GPP, entonces, independientemente de si el UE está en el estado CM-IDLE o CM-CONNECTED en el acceso 3GPP, puede ejecutar solicitudes de servicio activadas por la red a través del acceso 3GPP. En este caso, el AMF proporcionará una indicación de que el proceso está relacionado con el acceso no 3GPP (como se describe en la Sección 5.6.8) – el comportamiento del UE al recibir dicha solicitud de servicio activada por la red se especifica en la Sección 5.6.8.   III. Estado CM-CONNECTED para redes de acceso no 3GPP(redes de acceso no 3GPP no confiables, confiables) y W-5GAN, donde el UE corresponde a 5G-RG en el caso de W-5GAN y W-AGF en el caso de soporte de FN-RG. Para los dispositivos N5CW que acceden a 5GC a través de una red de acceso WLAN confiable, el UE corresponde a TWIF. Un UE en el estado CM-CONNECTED se define donde:   el AMF conoce la posición del UE en las granularidades de los nodos N3IWF, TNGF, TWIF y W-AGF. Cuando el UE es inalcanzable desde la perspectiva de N3IWF, TNGF, TWIF y W-AGF, es decir, cuando se libera la conexión de acceso no 3GPP, N3IWF, TNGF, TWIF y W-AGF liberarán la conexión N2.

5G (NR) permite a los terminales (UE) acceder al sistema a través deConfiable no 3GPP,no confiable no-3GPP, yW-5GANsistemas; para este fin, el 3GPP define lo siguiente en el TS23.501:   I. Gestión de los registros Para los terminales (UE) que acceden al sistema 5G a travésW-5GAN, el término correspondiente es5G-RG, mientras que paraFrente a la derechase corresponde conF-AGFPara los terminales N5CW (UE) que acceden al 5GC a través de una red de acceso WLAN de confianza, el término correspondiente es TWIF.No 3GPP, la terminal (UE) y la AMF deben entrar en elRM-DEREGISTERED (desregistrado en el Reino Unido)indique lo siguiente:   - después de que se realice un procedimiento explícito de cancelación tanto en la UE como en la AMF; - Después de que la cadenaNo 3GPPel temporizador de cancelación implícita expira en la FMM; - Después de la UENo 3GPPel temporizador de cancelación de registro expira en la UE. ---Asumiendo que se le permite suficiente tiempo a la UE para reactivar la conexión UP de una sesión PDU establecida,independientemente de si la sesión se estableció a través de 3GPP oNo 3GPPel acceso.   II. Acceso a las terminales (UE) Cuando una UE se registra a travésNo 3GPPacceso, se inicia una UENo 3GPPEl tiempo de desinscripción basado en el valor recibido de la AMF durante el proceso de registro al introducir elNo 3GPPacceso al estado CM-IDLE. En elNo 3GPPmodo de acceso, el AMF ejecuta una redNo 3GPPCuando el estado CM de la UE registrada cambia a CM-IDLE a través deNo 3GPPen el modo de acceso, el temporizador de desinscripción implícita de la red no 3GPP se iniciará a un valor mayor que el UENo 3GPPvalor del temporizador de cancelación de registro. Para las EUE registradas a través de:No 3GPPel modo de acceso, los cambios en los puntos de acceso (por ejemplo, los cambios en el punto de acceso WLAN) no deben hacer que la UE realice el proceso de registro. La UE no debe proporcionar parámetros específicos del 3GPP (por ejemplo, indicaciones de las preferencias del modo MICO) durante el registro a través deNo 3GPPmodo de acceso.   III. Administración exitosa de las conexiones,una UE que accede al 5GC a través deNo 3GPPse convertirá enCM-CONNECTED (Conectado por el sistema de transmisión de datos)(acceso fuera del 3GPP). Para personas no confiablesNo 3GPPel acceso a la 5GC, elNo 3GPPla conexión de acceso corresponde a unaNmla conexión. Para el acceso confiable a la 5GC, elNo 3GPPla conexión de acceso corresponde a unaNmla conexión. Para los dispositivos N5CW que acceden al 5GC a través de una LAN de confianza, elNo 3GPPla conexión de acceso corresponde a un¿Qué quieres decir?la conexión. Para el acceso por cable al 5GC, elNo 3GPPla conexión de acceso corresponde aY4yY5las conexiones.   ***AUENo establecerá múltiplesNo 3GPPacceso simultáneo a las conexiones al 5GC;No 3GPPLas conexiones de acceso pueden liberarse mediante un procedimiento de cancelación explícita de registro o un procedimiento de liberación de AN.

    C-V2X (Tecnología de Vehículo a Todo, por sus siglas en inglés, Cellular Vehicle-to-Everything) fue propuesta por primera vez por 3GPP en la era 4G (LTE) con la versión 14, y ha evolucionado con cada versión posterior, ahora capaz de soportar las necesidades del transporte moderno. Los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS), además de la comunicación, involucran a numerosos fabricantes, vehículos y aspectos municipales, y aunque su desarrollo ha sido más lento, se han logrado avances significativos, y hay grandes expectativas para C-V2X. Todo esto se basa en los siguientes aspectos:   I. La tecnología C-V2X puede mejorar la seguridad vial, la eficiencia del tráfico y la eficiencia de la distribución de información vial. En comparación con los sensores tradicionales en el vehículo, es relativamente de bajo costo y altamente efectiva. 3GPP promueve activamente la estandarización de LTE-V2X y NR-V2X, lo que ha animado a muchas organizaciones a desarrollar la tecnología C-V2X. Sin embargo, el despliegue de C-V2X basado en PC5 aún enfrenta algunos desafíos.   II. C-V2X es un ecosistema que requiere la participación activa de las partes interesadas de la industria, incluidos los departamentos de gestión del tráfico vial, los desarrolladores de conducción autónoma, los operadores de red y los gobiernos. Para mejorar el nivel de C-V2X, los gobiernos deben promover la construcción de instalaciones de tráfico vial y unificar los estándares relevantes. Por ejemplo, los sistemas de control de semáforos deben actualizarse de equipos tradicionales a equipos con mayores capacidades de procesamiento. Para transmitir información de tráfico de manera oportuna, el sistema de control de semáforos necesita enviar información de cambio de señal a una frecuencia preestablecida de al menos 10 Hz. Sin embargo, los equipos existentes en Taiwán no pueden cumplir con este requisito, lo que requiere un proceso de conversión intermedio. Sin embargo, la desventaja de este proceso es que aumenta el retraso en la transmisión de mensajes. Por lo tanto, existe un retraso entre la consola de control de semáforos y los semáforos, lo que viola los estándares del Sistema Inteligente de Transporte (ITS). Este problema dificulta que los dispositivos C-V2X obtengan información de sincronización correcta para la sincronización en aplicaciones SPAT. Para abordar estos problemas, el gobierno debe establecer estándares unificados para promover la actualización de los sistemas de control de semáforos.   III. Estandarización de las especificaciones de la capa de aplicación de la tecnología C-V2X. Algunas organizaciones siguen los estándares europeos, otras adoptan los estándares estadounidenses y otras combinan ambos para desarrollar estándares nacionales. Actualmente no está claro qué estándar se adoptará a nivel mundial. Unificar los estándares y sopesar las ventajas y desventajas de varios estándares debería ser parte de la agenda de ciudades inteligentes del gobierno.   IV. Aplicaciones de la tecnología Sidelink 5G: Si bien los servicios C-V2X se han probado y ensayado en muchas regiones, la cobertura 5G completa aún requiere tiempo. Las aplicaciones iniciales se centrarán principalmente en aquellas con requisitos de KPI (Indicador Clave de Rendimiento) menos exigentes. Una vez que 5G logre una cobertura completa y la tecnología Sidelink se implemente por completo, C-V2X alcanzará un nuevo nivel, donde el ancho de banda, la baja latencia y el alto rendimiento se convertirán en elementos clave en sus escenarios de aplicación; el despliegue de 5G NR-V2X conducirá a una integración integral de todo el ecosistema.   V. Desarrollo Sincronizado de Vehículos e Infraestructura Vial: Según el estándar internacional SAE J3016, la conducción autónoma se define en los niveles 0-5; los servicios C-V2X, además de los propios vehículos, también exigen mucho a las carreteras y la infraestructura relacionada; además, una gran cantidad de información privada y confidencial de las cámaras IP se transmitirá en espacios públicos, lo que convierte la protección de la seguridad de la información en un problema crítico en el despliegue de C-V2X basado en PC5; los países deben desarrollar estándares relevantes para definir políticas de seguridad; también se están desarrollando regulaciones y mecanismos de reclamación de seguros para accidentes de tráfico en sistemas de transporte inteligente (ITS).

Soluciones de integración C-V2X: Las soluciones de integración del sistema C-V2X PC5 basado en la red 5G actualmente incluyen las siguientes categorías:   Convertir las señales de control de los semáforos en mensajes internos C-V2X reconocibles por la RSU/OBU para implementar aplicaciones SPAT. Los vehículos autónomos suelen estar equipados con cámaras e inteligencia artificial para reconocer la información de los semáforos. Sin embargo, la precisión del reconocimiento se ve fácilmente afectada por las condiciones climáticas adversas o las obstrucciones. Esta solución mejora la robustez contra cualquier condición que pueda dificultar el reconocimiento visual.   Utilizar la tecnología de inteligencia artificial, que ha demostrado un excelente rendimiento en múltiples campos, para aplicaciones VRUCW. Las funciones de detección de usuarios vulnerables de la vía y de advertencia de colisión basadas en el aprendizaje profundo se pueden implementar a través de una arquitectura de sistema C-V2X basada en PC5.   Integrar C-V2X en el sistema de conducción autónoma (ADS) para mejorar la seguridad. El ADS puede monitorear las condiciones de la carretera, detectar problemas potenciales y tomar medidas para evitar accidentes de tráfico. El éxito de estos proyectos sentará una base sólida para el próximo 5G NR-V2X.   I. Integración del sistema de control de semáforos:Para implementar aplicaciones SPAT localmente, se ha diseñado la arquitectura del sistema que se muestra en la Figura 1. La aplicación SPAT C-V2X basada en PC5 se ha lanzado con éxito, donde: Figura 1. Diagrama de arquitectura de integración del sistema de control de semáforos   El sistema puede recopilar directamente la información de los semáforos del controlador de semáforos. El programa de adquisición de semáforos es responsable de recibir la información de los semáforos en la carretera; esto incluye la fase del semáforo, el color y el tiempo restante, que se envían a la unidad de carretera (RSU). La RSU lee esta información y la empaqueta en mensajes de protocolo C-V2X. La RSU transmite los mensajes C-V2X a la unidad de a bordo (OBU) a través de la interfaz PC5. La unidad de a bordo (OBU) instalada en el vehículo autónomo analiza y filtra esta información, y luego la envía al PC industrial (IPC) del sistema de conducción autónoma para el control de desaceleración o parada. La interfaz de usuario (UI) muestra la información técnica C-V2X de forma intuitiva.   II. Integración del sistema de aplicaciones VRUCW: La aplicación C-V2X VRUCW basada en PC5 se muestra en la Figura (2), donde: Figura 2. Diagrama esquemático del sistema de integración VRUCW La aplicación VRUCW puede considerarse un servicio P2I2V (Peatón-Infraestructura-Vehículo). Se deben instalar cámaras IP en el área de la carretera para la monitorización de la línea de visión (LOS) y la no línea de visión (NLOS). Utiliza un servidor de IA equipado con una serie de tecnologías de aprendizaje profundo (como CNN (Red Neuronal Convolucional) y SSD (Detector de Disparo Único)). Si algún peatón pasa por el área de cobertura de la cámara, el sistema detectará el objeto. El servidor de IA transmite los resultados del análisis, incluido el reconocimiento del objetivo y la predicción del movimiento, a la Unidad de Carretera (RSU), que luego transmite esta información a todas las Unidades de a Bordo (OBU) dentro de su área de cobertura. La OBU es responsable de integrar la información del vehículo (como la velocidad, el rumbo y la posición) para determinar si existe riesgo de colisión. Utilizamos un algoritmo de clasificación de objetivos para determinar la dirección del peatón para el cálculo posterior de la probabilidad de una advertencia de colisión. Suponiendo que existe un riesgo de colisión entre el peatón y el vehículo, por ejemplo, si la distancia entre ellos es inferior a 50 metros y la velocidad del vehículo supera los 10 km/h, activamos una advertencia de colisión a través del algoritmo.   III. Integración del sistema de conducción autónoma:La integración de C-V2X basado en PC5 con el sistema de conducción autónoma se diseña e implementa actualmente como se muestra en la Figura (3), donde: Figura 3. Diagrama esquemático del sistema de integración de conducción autónoma La Unidad de Carretera (RSU) recibe información del controlador de semáforos o del servidor de IA. Luego transmite esta información dentro de su área de cobertura utilizando un formato de mensaje predefinido. La Unidad de a Bordo (OBU) recibe los mensajes transmitidos a través de la comunicación C-V2X basada en PC5. La OBU se conecta al PC industrial (IPC) del sistema de conducción autónoma a través del protocolo TCP/IP. La OBU recibe mensajes del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) y de la Red de Área del Controlador (CAN) del vehículo. La OBU utiliza algoritmos internos avanzados para determinar si la situación es peligrosa. Luego envía mensajes de advertencia correspondientes al IPC del sistema de conducción autónoma en función de la situación.   En este punto, la tecnología C-V2X se integra en el sistema de conducción autónoma como se esperaba.

Desde su inicio durante la era 4G (LTE) hasta la actualidad, C-V2X ha estado desarrollándose durante 10 años. Durante este tiempo, fabricantes de muchos países han participado en investigación y pruebas, y la tecnología se ha implementado con éxito.   I. Progreso de la tecnología C-V2X demuestra un camino hacia la evolución 5G. Si bien la tecnología V2X basada en 802.11p es ampliamente adoptada por los fabricantes, la 5GAA ha propuesto estándares para el desarrollo de C-V2X;   En China, la primera prueba de C-V2X se lanzó en 2016, utilizando chipsets de CATT (Datang), Huawei HiSilicon y Qualcomm. Las pruebas de interoperabilidad de múltiples proveedores de aplicaciones LTE-V2X basadas en PC5 se completaron en Shanghái en noviembre de 2018, y en octubre de 2019 se organizó en Shanghái una demostración de aplicación de interoperabilidad C-V2X de "cuatro capas" centrada en los mecanismos de seguridad. En Japón, las pruebas de C-V2X comenzaron en 2018, con escenarios de aplicación que incluían operaciones V2V, V2P, V2I y V2N en comunicación de área amplia basada en redes celulares, y soporte de acceso a la nube; Corea del Sur demostró con éxito la comunicación 5G C-V2X entre vehículos de prueba de conducción autónoma (AV) en 2019.   Plan de desarrollo de C-V2X: La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. anunció oficialmente la asignación de 5.9GHz espectro del sistema de transporte inteligente (ITS) para C-V2X en diciembre de 2019; finalmente, en noviembre de 2020, decidió reservar 30 megahercios de espectro en la banda 5.895–5.925GHz para los servicios de radio ITS utilizando la tecnología C-V2X. Mientras tanto, Europa está desarrollando una nueva EN (Norma Europea) para definir la aplicación de C-V2X como una tecnología de capa de acceso para C-ITS (Sistemas de Transporte Inteligente Cooperativo), que ha sido aprobada por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI). Australia lanzó inicialmente pruebas en carretera de la tecnología C-V2X en Victoria a finales de 2018. Basado en las versiones 3GPP y la preparación de la cadena de suministro, el plan a largo plazo para la eficiencia del tráfico global y los casos de uso de aplicaciones C-V2X de seguridad básica, desarrollado por 5GAA en septiembre de 2020, se ha realizado por completo.   III. Aplicaciones de la tecnología C-V2X: Actualmente, C-V2X está ganando impulso en mercados como Estados Unidos, Europa, Australia, China, Japón y Corea del Sur. C-V2X se está volviendo dominante a nivel mundial, con muchos países y gobiernos que le dan prioridad en sus planes de sistemas de transporte inteligente; países y regiones como Estados Unidos y China ya han comenzado a emitir licencias para vehículos que utilizan la tecnología C-V2X.

I. La interfaz PC5es una interfaz de comunicación directa utilizada entre terminales en la tecnología 5G (NR) C-V2X (Cellular Vehicle-to-Everything), que permite la comunicación directa entre vehículos, peatones,y la infraestructura sin pasar por la red celularEsto es crucial para las funciones de seguridad de baja latencia en los automóviles conectados y la conducción autónoma (como la alerta de colisión, el uso compartido de sensores y el pelotón).como se muestra en el cuadro siguiente, la interfaz PC5 (basada en la red) puede proporcionar una comunicación ultrafiable y de baja latencia (URLLC) para aplicaciones móviles avanzadas de V2X;   El modo C-V2X basado en PC5 no requiere una red celular, solo se necesitan dos dispositivos:Unidad de control(Unidad de carretera) yEl OBU(Unidad a bordo) para desplegarC-V2X V2I/V2V/V2Pescenarios de aplicación, en los que:   Unidad de seguridad:El dispositivo de transmisión inalámbrica puede proporcionar comunicación directa a través de la interfaz PC5 sin una red celular.La información de las cámaras IP dentro de un área preestablecida puede transmitirse a los vehículos en tiempo real a través de la RSUOtro escenario práctico es que la RSU pueda estar equipada con una tarjeta SIM para transmitir información de la carretera a través de la red celular, desarrollando así más aplicaciones de seguridad pública. OBU:El dispositivo de comunicación inalámbrica está instalado en el vehículo y mejora las capacidades de los sensores de los vehículos autónomos al comunicarse directamente con las unidades de comunicación automática y otras unidades de comunicación automática.El OBU es responsable de transmitir la ubicación del vehículo, dirección y velocidad a otros dispositivos preestablecidos mientras recibe datos de otros vehículos como entrada para sus algoritmos internos para evitar posibles accidentes.   II. Las condiciones de trabajoPC5 admite escenarios de aplicación C-V2X.Cuando se utilizan aplicaciones C-V2X, los dispositivos RSU y OBU deben estar equipados con chipsets compatibles con el estándar 3GPP C-V2X (como los de Qualcomm, Intel, Huawei, Datang y Autotalks).   El C-V2X basado en PC5 se ha probado en el campo y muchas aplicaciones se han implementado en escenarios de despliegue comercial; estos escenarios de aplicación incluyen específicamente: SPAT (Signal Phase and Timing Message): un servicio V2I que integra controladores de señales de tráfico (color de luz y tiempo restante) con equipos de transmisión inalámbrica remota (RSU),que transmite esta información a la OBUEl conductor o la unidad de control de conducción autónoma pueden utilizar esta información para decidir si cambian de ruta o aceleran. TSP (Traffic Signal Priority): Servicio de vehículos conectados (V2I) que permite que vehículos de alta prioridad como ambulancias, camiones de bomberos,y los coches de policía para enviar señales de prioridad cuando se acercan a las intersecciones controladas por señales para que puedan pasar a través. VRUCW (advertencia de colisión para usuarios vulnerables de la carretera):Un servicio de vehículo conectado (V2P) que alerta al conductor o a la unidad de control de conducción autónoma cuando las cámaras IP y las unidades de carretera (RSU) detectan un riesgo potencial de colisión de peatones.. ICW (Intersection Collision Warning): Servicio de vehículos conectados (V2V) que advierte al vehículo anfitrión del riesgo de colisión cuando se acerca a una intersección. EBW (Alerta de frenado de emergencia): otro servicio de vehículo conectado (V2V) que advierte al vehículo receptor cuando un vehículo remoto delante realiza el frenado de emergencia.El vehículo receptor recibe la alerta del vehículo que va delante y determina si se producirá una colisión. DNPW (Do Not Pass Warning): Servicio de vehículo conectado (V2V) utilizado cuando el vehículo anfitrión planea adelantar a un vehículo que va delante desde el carril opuesto.El vehículo anfitrión envía una alerta a los vehículos cercanos que viajan en dirección opuestaLa unidad a bordo del vehículo receptor (OBU) recibirá el mensaje DNPW para determinar si es seguro adelantar. HLW (Hazardous Location Warning): Servicio de vehículo conectado (V2I) que advierte al vehículo anfitrión de situaciones peligrosas potenciales, como aguas profundas después de fuertes lluvias, baches en la carretera,o superficies rodantes resbaladizas.   Todos los escenarios de aplicación anteriores se implementan utilizando tecnología de comunicación directa C-V2X basada en PC5; debido a limitaciones de rendimiento, las redes celulares 4G (LTE) no pueden admitirlos.5G (NR) ofrece oportunidades de desarrollo para aplicaciones sensibles al tiempo.

  El C-V2X sistema aplicado a los ITS (Sistemas Inteligentes de Transporte y Conducción Automatizada) se basa en los estándares 3GPP, y su desarrollo abarca desde la era 4G (LTE) hasta el actual 5G (NR). Los detalles relevantes son los siguientes:   I. LTE-V2X: La primera fase de 3GPP Rel-14 se completó en marzo de 2017, estableciendo estándares iniciales que admiten servicios V2V y servicios V2X que utilizan la infraestructura celular. Las principales características de seguridad de C-V2X bajo 3GPP Rel-14 se implementan a través de redes celulares o la interfaz PC5 Sidelink comunicación. Para admitir la comunicación C-V2X basada en el espectro sin licencia de 5,9 GHz, se introdujo una nueva banda de frecuencia LTE-V2X 47 (con anchos de banda de 10 MHz y 20 MHz). 3GPP Rel-14 también introdujo dos nuevos canales físicos para la comunicación C-V2X basada en PC5: PSSCH (Canal Compartido de Sidelink Físico) y PSCCH (Canal de Control de Sidelink Físico). PSSCH se utiliza para transportar datos, mientras que PSCCH contiene información de control para decodificar el canal de datos en la capa de acceso físico.   Para acelerar el desarrollo de LTE-V2X, se adoptaron los modos 3 (modo de programación centralizada) y 4 (modo de programación descentralizada) de LTE-D2D (Dispositivo a Dispositivo) para admitir la comunicación Sidelink a través de PC5, donde:   Modo 3: La red celular asigna recursos. Modo 4: No se requiere cobertura de red celular.   Los vehículos pueden utilizar un esquema de programación semi-persistente (SPS) basado en la detección para seleccionar de forma autónoma los recursos de radio con el apoyo de mecanismos de control de congestión.   2. Segunda fase de LTE-V2X: En junio de 2018, 3GPP Rel-15 completó la segunda fase de los estándares 3GPP V2X, introduciendo servicios V2X mejorados (incluyendo formación de convoyes, sensores extendidos, conducción avanzada y conducción remota), construyendo un ecosistema estable y robusto en torno a LTE-V2X, incluyendo:   Formación de convoyes: Los vehículos forman convoyes dinámicamente y viajan juntos. Todos los vehículos del convoy intercambian información para mantener de forma segura distancias cortas. Detección extendida: Los datos de sensores brutos o procesados se intercambian entre vehículos, unidades de carretera, dispositivos peatonales y servidores de aplicaciones V2X para mejorar el conocimiento del entorno más allá del rango de detección de sensores individuales (por ejemplo, mediante el intercambio de vídeo en tiempo real). Conducción avanzada: Permite la conducción semiautónoma o totalmente autónoma. Los datos de percepción y las intenciones de conducción obtenidas de los sensores locales se intercambian con los vehículos cercanos para la sincronización y la coordinación. Conducción remota: Un conductor remoto o una aplicación V2X controla un vehículo remoto (por ejemplo, proporcionando asistencia a pasajeros discapacitados, conduciendo vehículos en entornos peligrosos, realizando una conducción de ruta predecible, etc.).   3.5G-V2X: Como la tercera fase de V2X, 5G (NR)-V2X es compatible con las capas superiores de LTE-V2X. Para cumplir con los requisitos de baja latencia y alta fiabilidad de los servicios V2X avanzados, NR-V2X está diseñado para admitir estas aplicaciones. Como un tipo de aplicación V2N, el network slicing (segmentación de red) de 5G URLLC (Comunicación de Ultra-Fiabilidad y Baja Latencia) puede proporcionar funciones avanzadas de conducción autónoma con mayor QoS (Calidad de Servicio) para la conducción L3 (automatización condicional) y L4 (altamente automatizada).   4. Características de 5G-V2X: Para satisfacer las necesidades de algunos escenarios de aplicación avanzados que requieren la transmisión de tráfico periódico, además de la transmisión, 5G NR-V2X introduce dos nuevos tipos de comunicación: unicast y multicast. Similar a LTE-V2X, 5G NR-V2X define dos modos de comunicación Sidelink: Modo 1 y Modo 2, donde:   NR-V2X Modo 1 define un mecanismo que permite a los vehículos comunicarse directamente cuando los recursos inalámbricos son asignados a los vehículos por la estación base de la red celular a través de la interfaz Uu. NR-V2X Modo 2 admite la comunicación directa de vehículos a través de la interfaz PC5 fuera del área de cobertura de la red celular.   3GPP Rel-16 se congeló oficialmente en julio de 2020; durante el desarrollo de 3GPP NR Release 17, se propuso una nueva arquitectura de retransmisión de comunicación Sidelink para admitir algunos servicios V2X avanzados.

  Como una tecnología de comunicación inalámbrica avanzada actualmente aplicada en ITS (Sistemas de Transporte Inteligentes), C-V2X no solo puede abordar el problema de más de un millón de muertes anuales por accidentes de tráfico, sino también extender las capacidades de detección de puntos ciegos en la cobertura de conducción autónoma. Sus estándares técnicos y modos de aplicación son los siguientes:   I. Ventajas Técnicas: C-V2X puede agregar información recopilada en la detección colaborativa, actualizar mapas utilizando información precisa de la estructura vial y distribuir mapas de alta definición (HD) localizados basados en la ubicación del vehículo. Estos servicios avanzados mejorados, como la detección de puntos ciegos, la teledetección, la conducción remota y el convoy, se benefician de la tecnología C-V2X. Puede mejorar la capacidad de la carretera, la seguridad y la comodidad del conductor; como se muestra en la Figura 1, estas son las ventajas que la tecnología C-V2X aporta a la conducción autónoma. Figura 1. Diagrama esquemático de la integración y aplicación de la tecnología C-V2X   II. Modo Estándar: Utilizando conexiones 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 4G (LTE) o 5G (NR) para la transmisión y recepción de señales, opera en dos modos de transmisión complementarios; El primero es la comunicación directa con vehículos, infraestructura y peatones; en este modo, C-V2X opera independientemente de la red celular y utiliza la interfaz PC5 para la comunicación. El segundo es la comunicación de red celular. C-V2X utiliza las redes móviles tradicionales, lo que permite a los vehículos recibir información sobre las condiciones de la carretera y el tráfico en su área, este modo utiliza la interfaz Uu para la comunicación.   III. Perspectivas de Aplicación: Con la evolución y el despliegue tecnológico, los accidentes fatales causados por errores humanos o condiciones de la carretera, y la grave congestión del tráfico causada por circunstancias especiales o accidentes, ya no serán un problema. A través de las tecnologías vehículo a vehículo (V2V) y vehículo a peatón (V2P) en C-V2X, los riesgos pueden detectarse antes de que se conviertan en amenazas, y a través de las tecnologías C-V2X vehículo a infraestructura (V2I) y vehículo a red (V2N), se pueden emitir advertencias antes de que ocurra la congestión del tráfico. Estas tecnologías se están poniendo en uso sucesivamente. La aplicación colaborativa de C-V2X, los sistemas de transporte inteligentes y 5G ayudarán a lograr carreteras más seguras y viajes más eficientes.   IV. Tecnología La tecnología C-V2X integrada de baja latencia y alta fiabilidad permite a los vehículos comunicarse con otros vehículos (V2V), peatones (V2P), infraestructura vial (V2I) y la red (V2N), independientemente de si se utiliza una red celular, mejorando así la seguridad vial y la eficiencia del tráfico. Los vehículos autónomos suelen estar equipados con sensores avanzados: cámaras, LiDAR, radar, Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) y Red de Área de Control (CAN). Entonces, ¿por qué todavía se necesita la tecnología C-V2X para los sistemas de transporte inteligentes? Esto se debe a que C-V2X puede detectar peligros potenciales y condiciones de la carretera a largas distancias. Incluso los vehículos autónomos totalmente equipados no pueden detectar objetos fuera de la línea de visión (NLOS). C-V2X puede superar el problema de NLOS utilizando la comunicación de enlace lateral de la interfaz PC5 o las redes celulares para proporcionar funciones de seguridad adicionales. Los sensores del vehículo proporcionan las funciones básicas de la conducción autónoma; esto no cambiará en el futuro y es crucial para la seguridad. Sin embargo, la industria automotriz se ha dado cuenta de que la conectividad es esencial para mejorar aún más la seguridad y la comodidad de la conducción L3 (Nivel 1: Automatización Condicional) o L4 (Nivel 2: Alta Automatización); para lograr niveles más altos de conducción autónoma, los vehículos deben estar interconectados a través de la tecnología C-V2X.

  C-V2X(Cellular Vehicle-to-Everything) es una tecnología de comunicación inalámbrica avanzada actualmente utilizada en el sector de la telecomunicación.El ITS(Sistemas de transporte inteligentes) para la conducción autónoma; esta tecnología amplía la cobertura de la conducción autónoma y mejora las capacidades de detección de puntos ciegos.   - ¿ Qué? Características de la tecnología C-V2X:En comparación con los sensores tradicionales de uso común, C-V2X es más rentable y más adecuado para su despliegue a gran escala.C-V2X utiliza tecnología Sidelink (comunicación directa de vehículo a vehículo) para lograr conectividad de sensores UrLLC (misión crítica) de baja latencia, con un alcance de comunicación superior al de las redes inalámbricas convencionales.   II. Las condiciones de trabajoC-V2X y conducción autónoma:En 2020, la tecnología 5G (NR) se comercializó completamente a nivel mundial; los operadores de comunicaciones móviles y los departamentos pertinentes esperan ansiosamente su mayor papel en la vida cotidiana de las personas debido a subaja latencia, alta fiabilidad y alto rendimiento.Nivel 3(automación condicional) oNivel 4La conducción autónoma (altamente automatizada) es un ejemplo típico de aplicaciones 5G (NR), en las que laURLLCLa evolución de C-V2X y el despliegue de 5G (NR) se complementan mutuamente.Construir conjuntamente un nuevo ecosistema que cambie la forma en que las personas conducen y gestionan el tráfico en el futuro.   El artículo.Aplicaciones de C-V2X:Teniendo en cuenta que aproximadamente 1 millón de personas mueren en accidentes de tráfico en todo el mundo cada año, lo que hace que los accidentes de tráfico sean la octava causa de muerte en todo el mundo,C-V2XEl sistema de comunicaciones móviles (Cellular Vehicle-to-Everything) se está convirtiendo en una solución popular a este problema.   V2V (vehículo a vehículo):Comunicación entre vehículos, como mantener una distancia segura, velocidad y cambios de carril. V2I (vehículo a infraestructura):Comunicación entre los vehículos y la infraestructura vial, como señales de tráfico, semáforos y puestos de peaje. V2P (vehículo a peatón):Comunicación entre vehículos y peatones, como detectar peatones o ciclistas cercanos. V2N (vehículo a red):Comunicación entre los vehículos y la red, como la obtención de información de entretenimiento a través de Internet y el envío de datos de rendimiento del vehículo al fabricante del automóvil.