5G通信は高帯域幅と低遅延という特徴があり、V2X（Vehicle to Everything）アプリケーションに最適な通信技術です。5Gは、車載および車外アプリケーションに新しい機能を提供します。短期的には、車載インフォテインメントの改善と車載マルチメディア機能の強化が図られます。近い将来、V2X通信、運転体験の最適化、自動運転車の将来への5Gの貢献が期待されます。この記事では、V2Xにおける5G技術の応用開発と、村田製作所が提供するV2Xモジュールソリューションについて紹介します。
5G通信は運転体験と安全性を向上させる
現代の自動車はますますインテリジェント化しており、車載コンピューティング能力、センサー ネットワーク、通信システムに関する技術は絶えず向上しています。V2Xは、特に車両の位置、運転者の行動、エンジン診断、車両の活動、インフォテインメントなどに関して、運転者と乗客の体験を向上させるために使用できます。これらのシステムはすべて、5G技術開発の焦点であるセルラー ネットワーク接続に依存しています。
V2X（Vehicle to Everything）とは、車両と周囲の歩行者やあらゆるものを接続する無線通信技術のことであり、通信と接続は自動運転車開発の鍵となります。V2X通信アプリケーションの開発により、セルラー ネットワーク ベースのテクノロジは、モバイル エコシステム全体の変革に不可欠になっています。この新しいプロトコルは、車両同士（Vehicle to Vehicle、V2V）、歩行者同士（Vehicle to Pedestrian、V2P）、ネットワーク（Vehicle to Network、V2N）、周囲のインフラ（Vehicle to Infrastructure、V2I）との通信を可能にし、衝突などの事故を防止し、効率的な交通システムを構築するもので、将来的には完全自動運転の実現に向けた重要な技術となることが期待されています。
5G技術の発展により、スモールセルの無線アクセスネットワークに変化が起こります。5Gネットワークの基盤は多くの場所に根付くことになります。C-V2Xテクノロジーをサポートする通信インフラストラクチャを導入することで、コネクテッド ビークルと交通インフラストラクチャ間の通信をサポートする優れたパフォーマンスが提供され、渋滞の緩和、排出量の削減、運転体験のスムーズ化など、多くのメリットがもたらされます。
豊富な交通情報は、車両と歩行者の道路の安全性を向上させることができます
まず、5Gの高い信頼性と低遅延により、車両、歩行者、道路インフラ間の情報の流れが大幅に促進され、道路の安全性が向上します。これにより、コネクテッドカーは危険な状況を予測して回避し、車両衝突を減らし、人命を救うことができるようになります。
一方、最も近い空き駐車スペースの検索や、リアルタイムの交通情報を通じてドライバーの時間と費用を節約する予測メンテナンスの実現など、ドライバーとエクスペリエンスの機能を最適化すれば、運転エクスペリエンスは大幅に向上します。乗客は次世代インフォテインメント サービスも利用でき、移動中に高品質のビデオ ストリーミングを楽しんだり、ビデオ会議に参加したりできるようになります。
さらに、5GはIoTのインテリジェントモビリティ（V2X、C2X）機能にも応用でき、短期的には、自動車の5Gの重要な領域は、交通や道路状況に関する相互接続されたデータを提供し、リアルタイム通信を共有することとなるでしょう。5GベースのV2Xは3GPP Rel-16の一部として展開され、ユーザーに多くのメリットをもたらし、道路の安全性を向上させる可能性があります。
自動車のエンターテイメント/インフォテインメントでは、5Gの高データレート機能により、データ集約型のビデオや音楽のストリームなどの情報伝送が簡素化され、ドライバーと乗客のエクスペリエンスが向上します。車内小売、AR/VRナビゲーション、最適化されたドライバー フィードバック、その他多くの複雑な車載アプリケーションを含む現在のアプリケーションが強化されます。
高度なV2Xチップセットを搭載したV2X通信ソリューションs
V2X通信ソリューションを提供するために、村田製作所は、V2X（Vehicle to Everything）分野の先駆者であるAutotalksと提携し、協調的な安全性とより高度な自動運転モビリティを実現する画期的な新技術を導入しました。これにより、村田製作所は直接V2X通信をサポートできるワイヤレスモジュールソリューションのポートフォリオを立ち上げることができました。
最大限の汎用性を実現するために、村田製作所のV2Xソリューションは顧客の要件に合わせてカスタマイズできます。ホストレス構成を有効にすると、村田製作所のタイプ2ANワイヤレス モジュールを使用できるようになります。また、ホストが組み込まれている場合は、タイプ1YLが使用されます。両方の自動車グレードのモジュールは、AutotalksのCRATON2およびSECTON V2Xチップセットをベースとしており、最高のパフォーマンスに加えて、最も厳しい動作条件下でも継続的な信頼性を確保できるほど堅牢であり、MurataモジュールはさまざまなベンダーのV2Xソフトウェア スタックをサポートできます。
Autotalksのチップセットを使用したMurataのV2Xモジュールは、専用短距離通信 (DSRC) またはC-V2Xを含む2つのV2X通信規格のいずれかを顧客が選択できるという点で異なります。その結果、顧客はシンプルなソフトウェア構成を通じて同じモジュールを使用してさまざまな地理的地域（ヨーロッパ、アジア、北米など）に直接対応できるようになります。つまり、システム設計を変更せずに済むため、関連するエンジニアリング コストが大幅に削減されます。
DSRCとC-V2Xの両方の規格をサポートするV2Xモジュール
村田製作所は、お客様のV2Xアプリケーション開発の加速を支援することに尽力しており、V2Xモジュールを導入しています。村田製作所は、DSRCとセルラーV2X（C-V2X）の両方をサポートするV2Xモジュールを保有しており、IEEE802.11規格のDSRCと3GPPリリース14/15準拠規格のC-V2Xの両方を1つのモジュールでサポートします。
村田製作所のV2XモジュールType 1YLは、DSRCおよびセルラーV2X(C-V2X)のV2X無線通信方式に対応したモジュールです。車だけでなく、信号機などのインフラにも取り付け可能です。タイプ1YLには、Autotalks社のSECTON ICとPLUTON2 ICも搭載されており、フットプリントは33.0mm×27.0mm×3.0mmと小型で、−40℃～105℃の温度範囲で動作し、表面実装（SMD）をサポートし、ハードウェアセキュリティモジュール（eHSM）を搭載しています。 タイプ1Yは電源電圧が5V/3.3Vで、USB/SPI/UARTインターフェイスをサポートします。モジュールは金属ケースに梱包されており、出荷にはテープとリールの2つの梱包方法が用意されています。
村田製作所のもう一つのV2Xモジュールはタイプ2ANで、V2Xの無線通信方式であるDSRCとセルラーV2X（C-V2X）の両方をサポートするモジュールです。さらに、V2Xミドルウェアやアプリケーションを実行できるプロセッサとオプションのSecure CAN MCUを搭載しています。
タイプ2ANには、Autotalks社のCRATON2 ICとPLUTON2 IC、およびデュアルコアARM Cortex A7 CPUも搭載されています。このCPUは、38.5mm×37.5mm×8.5mmの小型フットプリントを持ち、-40℃～85℃の温度範囲で動作可能で、ボード間（B-to-B）コネクタ、ハードウェアセキュリティモジュール（eHSM）、半導体メモリを搭載しています。 タイプ2ANは5V/3.3Vの供給電圧を持ち、USB/SPI/UART/can/Ethernet (Mac) インターフェイスをサポートします。モジュールは金属ケースに梱包されており、出荷時にはトレイ梱包で提供されます。個別のモジュールや評価ボードのサンプルも村田製作所から入手可能です。この製品にご興味がございましたら、村田までお問い合わせください。
結論
V2Xアプリケーションに5G通信技術を採用すると、運転体験と、運転者、車両、歩行者の安全性が大幅に向上します。完全自動無人運転の開発と相まって、自動車産業の未来を完全に破壊することになるだろう。市場の潜在性は非常に大きく、この新興市場への投資に関心のあるメーカーが積極的に取り組む価値があります。村田製作所のV2Xモジュールは、両方のV2X規格をサポートしており、シンプルなソフトウェア構成で同じモジュールを使用してさまざまな地理的市場をサポートできるため、エンジニアリング開発コストが削減され、より深い理解と採用に値します。