Нові можливості для автомобілів завдяки телематичним блокам керування з підтримкою 5G mmWave

Технології, що збагачують автомобільний досвід, розвиваються невпинно: від тих, що попереджають про небезпеку під час руху, до тих, що дають змогу цікаво проводити час у машині. Однак такі можливості потребують встановлених телематичних блоків керування (telematics control unit, TCU), що забезпечують швидше передавання даних до транспортного засобу.

Оскільки вдосконалення TCU збільшує можливості автомобілів, зростає і важливість комунікаційних технологій, здатних ще швидше передавати значні обсяги даних. Після презентації 2019 року першого телематичного блоку TCU, готового до роботи з 5G, Samsung Electronics звернула свою увагу на особливості мереж 5G у міліметровому діапазоні (mmWave). Коли потрібно в режимі реального часу забезпечити водія великою кількістю дорожньої інформації чи імплементувати сервіси для під’єднаних автомобілів, можливість швидкісного обміну даними через 5G mmWave набуває вирішального значення.

Ми докладно розглянули інновації Samsung, завдяки яким у транспортних засобах з’являться телематичні блоки керування з підтримкою мереж 5G mmWave.

Надвисока швидкість, наднизька затримка й надширокі мережеві можливості для під’єднаних автомобілів

Телематичні блоки керування TCU з підтримкою 5G здатні надавати водієві інформацію про дорожні умови й показувати водночас високоякісний контент завдяки під’єднанню до швидкісного інтернету. Розробляючи 5G TCU, Samsung дійшла висновку, що міліметровий діапазон, який зводить затримку під час передавання даних до мінімуму й здатен охопити багато транспортних засобів водночас, стане необхідністю, щоб забезпечити швидку комунікацію між транспортними засобами, пішоходами та інфраструктурою.

Мережі 5G mmWave мають пропускну здатність від 100 МГц до 1 ГГц. Це більш як удесятеро перевищує пропускну здатність 5-100 МГц більшості наявних наразі бездротових комунікаційних систем, що працюють на частоті менш як 6 ГГц. Samsung ще на самому початку збагнула безмежні можливості міліметрового діапазону й понад 10 років працювала над реалізацією 5G, починаючи з передових станом на 2009 рік досліджень у галузі високошвидкісного цифрового передавання даних на надвисоких частотах.

Завдяки цим зусиллям вдалося досягнути швидшого передавання даних у міліметровому діапазоні, який пропонує ширшу пропускну здатність, щоб надати користувачам змогу безперешкодно отримувати дорожню інформацію в режимі реального часу й підтримувати зв’язок між транспортними засобами. Однак запровадження цієї технології вимагало диференційованого орієнтування антени й такої конструкції TCU, яка забезпечила б стабільний зв’язок попри високий рівень згасання радіосигналу, спричинене перешкодами й втратами під час його поширення.

Передавання значних обсягів даних у міліметровому діапазоні з технологією Beamforming

Щоб якомога ефективніше реалізувати можливості 5G mmWave, Samsung використовує технологію спрямованості антенної решітки Beamforming, що концентрує антенні промені в певному напрямку, тож сигнал передається з більшою потужністю. Це також мінімізує небажані перешкоди, збільшує зону поширення сигналу й дає змогу надсилати й отримувати дані на надвисоких швидкостях завдяки стабільнішому під’єднанню й швидшому зв’язку, навіть коли транспортний засіб рухається. Щоб досягнути цього, Samsung знадобилося пройти через безліч спроб та помилок і реалізувати масштабне дослідження, перш ніж вдалося розробити оптимальні схеми й презентувати зрештою телематичний блок керування з підтримкою 5G mmWave.

Автомобільний телематичний блок керування з підтримкою 5G mmWave, розроблений Samsung Electronics

Compact Macro, базова станція від Samsung для роботи в міліметровому діапазоні, має 1024 антенні елементи й підтримує чітке й точне формування променів. 5G Compact Macro гарантує безперешкодне під’єднання навіть для тих автомобілів, що рухаються зі швидкістю 200 км/год, надаючи користувачам можливість відчути всі переваги 5G-зв’язку.

Beamforming було оптимізовано завдяки польовим випробуванням, у рамках яких технологія використовувалася в справжніх автомобілях. Дослідження щодо енергоспоживання та виділення тепла дали змогу впровадити оптимізовану систему терморегуляції, тож TCU працюватиме навіть за екстремально високих чи низьких температур.

Антенна решітка з технологією Beamforming

Нові можливості з телематичними блоками керування з підтримкою 5G mmWave

Очікується, що застосування технології спрямованості антенної решітки Beamforming у міліметровому діапазоні 5G уможливить реалізацію рішень зі значним потенціалом. Із комерціалізацією автомобільних блоків TCU з підтримкою 5G mmWave швидкий і стабільний зв’язок забезпечить цілковито новий досвід користування автомобілем. До того ж нові технології, окрім вдосконалення сервісів для обміну даними між автомобілями й іншими об’єктами дорожньої інфраструктури (V2X, Vehicle to Everything), нададуть користувачам нагоду насолоджуватися безпечними та цікавими поїздками.

Запровадження телематичних блоків керування з підтримкою 5G mmWave має також наблизити реалізацію однієї з найочікуваніших автомобільних функцій – повністю автономного водіння. Це пов’язано з тим, що відсутність затримок під час передавання даних забезпечує безперешкодну комунікацію в режимі реального часу й дає змогу бути завжди освідомленим про дорожні умови та готовим до несподіванок. Крім того, вони стануть у пригоді в таких випадках, як організація руху в колонах чи для дистанційного керування безпілотним транспортом. У разі особистого кермування автомобілем сервіс для швидкого попередження про ризики й наднизька затримка під час передавання високоякісних дорожніх зображень допоможуть водієві їхати безпечно.

На пасажирів також чекають нові можливості, зокрема розширений доступ до розваг. Подорожі більше не мають бути нудним випробуванням: 5G mmWave забезпечить стримінг відео у форматі UHD 8K на будь-якому місці в автобусах чи таксі. Однак розваги не обмежаться тільки цим, технологія надаватиме глядачам доступ до найрізноманітнішого контенту: ігор, онлайн-трансляцій концертів і різних подій, а також до інших мультимедійних послуг із застосуванням віртуальної (VR) чи доповненої (AR) реальностей. Із нетерпінням чекаємо можливості на власні очі побачити, як технологія 5G TCU змінює досвід користування автомобілем.