Il 5G rivelerà le potenzialità della guida automatizzata
La guida automatizzata sostenuta da V2X migliorerà drasticamente la prevenzione dei rischi e il comfort di guida. Condividendo dati con i veicoli e le infrastrutture circostanti, i sistemi V2X possono sensibilizzare il guidatore su potenziali pericoli in arrivo e migliorare drasticamente la prevenzione delle collisioni. V2X si riferisce in particolare al sistema di comunicazione dell’automobile, in cui le informazioni dai sensori e da altre fonti viaggiano attraverso collegamenti a banda larga, bassa latenza e alta affidabilità. Sotto la guida di Ericsson, il progetto 5GCAR, finanziato dall’UE, ha dimostrato e convalidato concetti di costruzione di una rete V2X che utilizza la 5G in modi nuovi. Il lavoro si è focalizzato principalmente sullo sviluppo di nuovi componenti per l’interfaccia radio e la progettazione di architetture di rete per soddisfare i rigorosi requisiti V2X senza precedenti per il settore automobilistico. Innovazioni a livello di interfaccia radio «Offrire servizi sensibili ai tempi di risposta, che richiedono affidabilità, disponibilità e sicurezza estremamente elevate lungo un’area ad ampia copertura, va a discapito della possibilità di fornire velocità elevate di trasmissione dati», osserva il coordinatore del progetto, il dott. Mikael Fallgren. Per affrontare tale sfida, il progetto ha proposto diversi componenti tecnologici infrastrutturali, di collegamento e di posizionamento avanzati. I ricercatori hanno proposto l’utilizzo di bande di frequenza ad onda millimetrica (mmWave) e centimetrica quali spettri candidati per raggiungere gli obiettivi di velocità di trasmissione dati elevata da mobile. Tra le tecnologie centrali affini studiate si annoverano modelli multi-antenna realistici, schemi di trasmissione e formazione del fascio mmWave, tracciabilità dei canali ad alta mobilità, tecniche di diversità, gestione e allocazione delle risorse e tecniche di controllo delle interferenze. La multiplazione dinamica di diverse tipologie di traffico e la progettazione della struttura radio sono state altresì approfondite. I concetti proposti in materia di tecnologia V2X basati su collegamenti di 5GCAR comprendevano un meccanismo di scoperta assistita dalla rete, progettazione dei segnali di riferimento e di sincronizzazione, mitigazione delle interferenze di canali adiacenti, gestione delle risorse radio e meccanismi di controllo dell’energia e di programmazione. Senza dubbio, i componenti di collegamento proposti da 5GCAR possono integrare le comunicazioni cellulari per rafforzare l’affidabilità del servizio V2X. Una combinazione di sofisticati algoritmi di tracciamento, quali il filtro per particelle e il posizionamento basato su radio sono fondamentali per migliorare l’accuratezza del posizionamento. 5GCAR ha approfondito un algoritmo di posizionamento per il caso che prevede una singola stazione base e un sistema di antenne sia alla stazione base che al terminale. Estensioni possibili del protocollo di posizionamento per una normalizzazione futura sono state altresì studiate. Innovazioni a livello di architettura di rete 5GCAR ha proposto concetti avanzati di architettura di rete e sostiene servizi e applicazioni V2X. I miglioramenti riguardavano una vasta gamma di campi, tra cui l’organizzazione e la gestione della rete, la sicurezza della rete, la cooperazione multi-connettività e l’edge computing (elaborazione al margine). La definizione di unità su strada flessibili e riconfigurabili e il relativo concetto di zone intelligenti è un esempio tipico. Sono state proposte nuove procedure per aumentare la sensibilizzazione della rete. Le tecnologie correlate consentono ai servizi V2X di informare la rete circa l’area di riferimento del servizio, la traiettoria del veicolo, la quantità di dati da trasmettere, la durata prevista del servizio e altro ancora. Tali informazioni dovrebbero essere utilizzate per ottimizzare l’erogazione del servizio latorete o informare il servizio sulla capacità della rete di raggiungere il servizio. Il progetto ha inoltre evidenziato l’utilizzo di più collegamenti (sia diretti tra veicolo e veicolo che tra veicolo e rete) e tecnologie di accesso radio multiple (sub-6 GHz e mmWaves) di fondamentale importanza per migliorare l’affidabilità e la velocità dei dati. Sono state inoltre fornite altre soluzioni architettoniche per supportare l’attuazione di casi d’uso in scenari multi-operatore. Nel complesso, 5GCAR ha proposto l’interfaccia radio e le soluzioni di architettura di rete sfruttando 5G in base alle esigenze dell’industria automobilistica. «Le nostre soluzioni tecniche sono indirizzate a latenze molto basse, al di sotto dei 5 millisecondi, un’elevata affidabilità (99,999 %) e una precisione di posizionamento del veicolo inferiore al metro», ha aggiunto Fallgren.
Parole chiave
5GCAR, 5G, vehicle-to-everything (V2X), architettura di rete, bassa latenza, guida automatizzata, interfaccia radio, mmWave, diversità
