¿Qué hay en C-V2X (vehículo celular-a-todo) (3)?

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.