Une approche définie par logiciel pour intégrer rapidement les cas d’utilisation V2X

Aperçu

La technologie de communications dédiées à courte portée (DSRC) dominait autrefois le marché automobile. Mais au cours des dernières années, il est devenu évident que les véhicules entièrement autonomes ne sont pas réalisables sans une connectivité cellulaire 5G répandue. Les événements récents, y compris l’attribution exclusive par la FCC d’une partie de la bande 5,9 GHz au véhicule cellulaire à tout (C-V2X), accéléreront sans doute le C-V2X [1]. Mais cette accélération s’accompagne d’imprévisibilité, car les normes, les applications et les modèles commerciaux restent à définir. Pour être compétitifs, les fabricants d’équipement d’origine (FEO) et les fournisseurs du secteur de l’automobile doivent rapidement affiner leurs feuilles de route technologiques pour définir la pertinence technique et l’intégration des produits et des fonctions. Et malgré l’importance des simulations, le prototypage de nouvelles idées est essentiel pour démontrer la viabilité des nouvelles technologies.

Contenu

Technologie de limitation actuelle V2X

Alors que la frontière entre l’électronique automobile et l’électronique grand public s’estompe, les constructeurs automobiles devraient proposer des systèmes dotés d’une large gamme de technologies de communication, y compris la connectivité 5G. Mais le déploiement de la 5G dépend fortement de la définition et du raffinement standard, principalement par le 3GPP. À la date de cette rédaction, la dernière version du 3GPP (version 16) définit les spécifications de la phase 2 de la 5G, qui couvrent des cas d’utilisation tels que la circulation en peloton, les capteurs étendus et la conduite automatique et à distance [2].

Cependant, le calendrier serré des versions définit davantage de cas d’utilisation, ce qui oblige les constructeurs automobiles à adapter et à prototyper rapidement leurs unités C-V2X en fonction de toutes les exigences et définitions à venir. Cela se traduit généralement par un investissement important. Souvent, les équipements de test ne peuvent être mis à niveau et les entreprises sont obligées d’acheter de nouveaux équipements pratiquement à chaque version majeure. Chez NI, nous considérons cela comme un défi technologique de test, et non une dure réalité du marché de la connectivité automobile.

Figure 1. La technologie évolue rapidement.

Comment les bancs de test ont un impact sur les normes

Comme pour les normes précédentes, telles que le système mondial de communications mobiles (GSM), il y a une véritable course à la convergence. Une standardisation mondiale présente un énorme potentiel pour transformer la société. La Figure 2 montre comment GSM a démarré : Les contributeurs ont examiné les idées et discuté jusqu’à la définition de la norme. Une fois définie, elle est devenue universelle et a été intégrée dans des milliards de périphériques.

Aujourd’hui, le C-V2X est à un moment décisif. Étant donné que les idées convergent et se transforment en une norme en peu de temps, votre opportunité d’influencer cette norme atteint son apogée. Vous ne voulez pas laisser passer cette opportunité d’améliorer la différenciation et d’être compétitif sur le marché. Cependant, vous avez besoin d’un avantage concret : Comment explorer et démontrer la viabilité de votre idée et d’un cas d’utilisation ?

Figure 2. Approche du moment décisif [3]

La réponse est claire : Par prototypage. À mesure que la complexité du système augmente, vous ne pouvez pas démontrer la viabilité avec une simulation : vous devez utiliser un banc de test ou un prototype. Les bancs de test sont courants dans la communauté sans fil ; un atelier de la National Science Foundation (NSF) a conclu : « L’expérience montre que le monde réel contredit souvent certaines hypothèses formulées dans la recherche théorique. Ainsi, les bancs de test sont un outil important d’évaluation dans des conditions de fonctionnement très réalistes. [Le] développement d’un banc de test capable de tester des idées radicales dans un système complet et opérationnel est essentiel ». [4]

Comment NI peut vous aider

Tout au long de l’histoire du prototypage sans fil de NI, nous avons vu la réussite des chercheurs en sélectionnant des solutions de banc de test définies par logiciel. Vous pouvez utiliser les mêmes blocs de construction dans l’industrie automobile :

  • L’approche logicielle de NI : C’est un moyen très efficace d’explorer les technologies C-V2X et de les prototyper rapidement à l’aide d’un logiciel de conception unifié (de la simulation à l’implémentation) et d’un matériel prêt à l’emploi. Avec le logiciel comme élément central, vous pouvez construire les systèmes dont vous avez besoin pour votre application. Si ces systèmes requièrent des modifications, vous pouvez développer vos idées dans le logiciel et protéger vos investissements en réutilisant votre matériel existant. 

  • L’écosystème de NI - L’utilisation d’un écosystème est essentielle pour accélérer le développement du banc de test. Contrairement aux solutions clés en main fermées, l’écosystème NI offre une expérience C-V2X de lancement originale, avec la possibilité de personnaliser et d’améliorer votre banc de test en fonction de l’évolution des exigences. Par exemple, les chercheurs spécialisés en véhicules intelligents, de l’université de Warwick WMG, ont développé un environnement de simulateur de véhicules connectés en tirant parti de la technologie et de l’écosystème de NI.

Outils et solutions V2X

Selon cet élément de travail 3GPP NR V2X [5], et comme mentionné, il existe quatre principaux cas d’utilisation du C-V2X : La circulation en peloton de véhicules, les capteurs étendus, la conduite avancée et la conduite à distance. Il faut donc une nouvelle stratégie de communication de liaison latérale NR qui prenne en charge une faible latence et une haute fiabilité pour répondre aux exigences strictes. Cette stratégie prendrait en charge la technologie d’accès radio multiples telles que LTE-V2X, NR V2X et DSRC, et envisagerait des fréquences supérieures à 6 GHz. Les expériences de scénarios de communication entre véhicules pourraient déterminer s’il est possible d’intégrer les dernières normes sans fil. Les outils et solutions V2X suivants offrent un écosystème étendu :


Figure 3. Ce banc de test V2X S.E.A. est basé sur une plate-forme radio logicielle NI (image fournie par S.E.A.).

  • Avec les radios logicielles NI, vous pouvez rapidement prototyper des systèmes de communication sans fil pour obtenir des résultats plus rapides. Les radios logicielles flexibles et abordables transforment un PC standard en outil de prototypage sans fil de prochaine génération. Associée à LabVIEW, la solution de radio logicielle NI fournit une intégration matérielle et logicielle sans précédent afin d’accélérer l’innovation. Elle offre également des frameworks d’applications standard prêts à l’emploi qui vous permettent de vous consacrer pleinement à l’innovation ciblée sur des composants spécifiques.
 
Figure 4. Les plates-formes de radio logicielle NI sont hautement portables et performantes.
 
  • Pour des solutions V2X entièrement fonctionnelles, NI s’est associé à S.E.A. pour vous éviter les tracas et les coûts liés à la modification du matériel de test en fonction de l’évolution des exigences, afin que vous puissiez :

    • Tester rapidement les scénarios du premier jour ou personnaliser vos propres scénarios
    • Effectuer des tests de sous-systèmes V2X hardware-in-the-loop ouverts ou fermés
    • Effectuer des tests plus rapides et plus approfondis grâce à un accès aux tests de toutes les couches
    • Vous conformer à toutes les normes 3GPP actuelles et futures sans modifications matérielles coûteuses

Conclusion

Il est essentiel de se tenir informé des exigences technologiques et de rester suffisamment flexible pour s’adapter aux nouvelles tendances. NI allège ce fardeau en vous offrant la possibilité d’affiner vos feuilles de route technologiques et de définir la pertinence technique et l’intégration des produits. En utilisant l’approche de NI, l’écosystème étendu et les meilleures pratiques des chercheurs reconnus du sans fil, les ingénieurs de l’automobile peuvent construire un banc de test V2X et le valider rapidement pour améliorer la différenciation et être compétitifs sur le marché.

Ressources supplémentaires

Pour en savoir plus sur le prototypage et la simulation V2X,

 

Références
 

[1] La FCC autorise le Wi-Fi, le C-V2X à 5,9 GHz. Consulté le 29 janvier 2021. https://www.lightreading.com/4g3gwifi/fcc-votes-to-allow-wi-fi-c-v2x-in-59ghz/d/d-id/765536.

[2] Version 16 de 3GPP. Consulté le 29 janvier 2021. https://www.3gpp.org/release-16.

[3] Historique de GSM. « Qui a créé le GSM ? » Consulté le 18 février 2019. http://www.gsmhistory.com/who_created-gsm/.

[4] Atelier NSF sur les futurs réseaux de communication sans fil. « Rapport : Atelier NSF sur la future recherche sur la communication sans fil », page 29-31. Consulté le 18 février 2019. https://cpb-us-e1.wpmucdn.com/blogs.rice.edu/dist/2/3274/files/2014/08/nsf-wireless-workshop.pdf.

[5] Réunion 3GPP TSG RAN #80. « Étude du NR V2X ». Consulté le 18 février 2019. http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/TSG_RAN/TSGR_80/Docs/RP-181480.zip.