5G para desarrollar el potencial de la conducción automatizada

Las redes de vehículo están basadas en la tecnología 5G de próxima generación / Pxhere

Las redes inalámbricas sólidas y distribuidas con amplia cobertura, grandes velocidades de transferencia de datos y una baja latencia son fundamentales para conseguir una conducción automatizada segura.

 

Cordis / Un grupo de investigadores financiados con fondos europeos desarrollaron unos conceptos con visión de futuro de redes vehículo con todo (V2X, por sus siglas en inglés) optimizadas de extremo a extremo basadas en la tecnología 5G de próxima generación.

La conducción automatizada respaldada por sistemas V2X mejorará drásticamente la seguridad y la comodidad de la conducción. Al compartir datos con los vehículos e infraestructuras circundantes, los sistemas V2X pueden hacer que el conductor tenga un mayor conocimiento de los posibles peligros inminentes y mejorar radicalmente el sistema anticolisión.

La conducción automatizada respaldada por sistemas V2X mejorará drásticamente la seguridad y la comodidad de la conducción

Los sistemas V2X hacen referencia a un sistema de comunicación del coche en el que la información de los sensores y otras fuentes viaja a través de enlaces de un gran ancho de banda, baja latencia y alta fiabilidad. Dirigido por Ericsson el proyecto financiado con fondos europeos 5GCAR probó y validó la idea de crear una red V2X que utilizara 5G de formas novedosas.

El trabajo giró principalmente en torno al desarrollo de nuevos componentes para la interfaz radioeléctrica y unos diseños de arquitectura de red para satisfacer los estrictos requisitos sin precedentes de los sistemas V2X para la industria automovilística. Innovaciones en el nivel de interfaz radioeléctrica «Ofrecer unos servicios sensibles a la latencia que necesitan un altísimo nivel de fiabilidad, disponibilidad y seguridad en una amplia zona de cobertura se hace a expensas de una velocidad de datos elevada», destaca el doctor Mikael Fallgren, coordinador del proyecto. Para abordar este reto, el proyecto propuso varios componentes tecnológicos de infraestructuras avanzadas, conexiones de enlace directo («sidelink») y de posicionamiento.

Los investigadores propusieron el uso de bandas de frecuencia de onda tanto centrimétricas como milimétricas como espectros candidatos para lograr el objetivo de una velocidad de datos elevada. Entre las tecnologías fundamentales relacionadas que se estudiaron figuraban los sistemas multiantena realistas, los sistemas de radiodifusión de ondas milimétricas y de formación de haces, el seguimiento de canales de alta movilidad, las técnicas de diversidad, la asignación y gestión de recursos y las técnicas de control de interferencias.

Los componentes propuestos para la comunicación «sidelink» de 5GCAR pueden complementar las comunicaciones celulares para mejorar la fiabilidad del servicio V2X

Además, se investigaron la multiplexación dinámica de distintos tipos de tráfico y el diseño de la trama radioeléctrica. Los conceptos propuestos relacionados con la tecnología V2X basada en las comunicaciones «sidelink» de 5GCAR incluían un mecanismo de detección asistido por red, el diseño de señales de referencia y señales de sincronización, la mitigación de interferencias de canales adyacentes, la gestión del recurso radioeléctrico y mecanismos de control de potencia y programación. Sin duda, los componentes propuestos para la comunicación «sidelink» de 5GCAR pueden complementar las comunicaciones celulares para mejorar la fiabilidad del servicio V2X.

Una combinación de sofisticados algoritmos de seguimiento como el filtro de partículas y el radioposicionamiento son fundamentales para mejorar la precisión del posicionamiento. 5GCAR investigó un algoritmo de posicionamiento para casos con una única estación base y redes de antena tanto en la estación base como en la terminal. Además, se estudiaron posibles ampliaciones del protocolo de posicionamiento para una futura normalización.

 

Soluciones arquitectónicas

Innovaciones en la arquitectura de la red 5GCAR propuso unos conceptos avanzados de arquitectura de red y el apoyo a servicios y aplicaciones V2X. Las mejoras abarcaron una gran variedad de ámbitos, como la organización y gestión de las redes, su seguridad, la cooperación con múltiple conectividad y la computación en el extremo o «edge computing».

La definición de unidades flexibles y reconfigurables en la carretera y el concepto asociado de zonas inteligentes es un ejemplo representativo. Se propusieron nuevos procedimientos para incrementar la sensibilización de la red. Las tecnologías asociadas permiten que los servicios V2X comuniquen a la red el área de referencia del servicio, la trayectoria del vehículo, la cantidad de datos que van a transmitirse y la duración prevista del servicio, entre otras cosas.

Innovaciones en la arquitectura de la red 5GCAR propuso unos conceptos avanzados de arquitectura de red y el apoyo a servicios y aplicaciones V2X

Esta información debería utilizarse o bien para optimizar la prestación del servicio por parte de la red o para comunicar al servicio la capacidad de la red de cumplir con el servicio. El proyecto puso de relieve, asimismo, el uso de múltiples enlaces (tanto directos de vehículo a vehículo como de vehículo a red) y múltiples tecnologías de acceso radioeléctrico (sub 6 GHz y ondas milimétricas) de suma importancia para mejorar la fiabilidad y las tasas de datos.

Además, se proporcionaron otras soluciones arquitectónicas para apoyar el desarrollo de los casos de uso en escenarios con varios operadores. En general, 5GCAR propuso soluciones de interfaz radioeléctrica y de arquitectura de red que aprovechan la tecnología 5G adaptada a las necesidades de la industria automovilística.

«Nuestras soluciones técnicas tienen como objetivo latencias muy bajas inferiores a los 5 milisegundos, una fiabilidad muy elevada (un 99,999 %) y una precisión de posicionamiento de vehículos inferior a un metro», añade Fallgren.

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