2018年12月13日

セルラーV2X共同実証実験レポート

Continental, Ericsson, Nissan, NTT DOCOMO, OKI, Qualcomm Confidential

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実証実験の目的
 本実証実験では、国際標準化団体である3GPP（3rd Generation Partnership Project）においてRelease 14として規定された直接通信技術を⽤い、⾞両とあらゆるものをつなぐ⾼信頼・低遅延の通信技術であるセルラーV2Xの評価を⾏います。
 本実証実験により、5GHz帯を用いたセルラーV2Xの直接通信技術の通信距離、信頼性、低遅延特性を評価するとともに、LTE‑Advanced（LTE‑A）ネットワークと通信を相互補完する効果を確認します。
 また、得られた知⾒を⽤いてエコシステムの構築や関連する企業・団体への働きかけを⾏うとともに、3GPPにおける標準化活動を通じて第5世代通信方式（5G）をはじめとするセルラー通信技術を用いた新たなグローバルスタンダードの構築にも貢献していきます。

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2セルラーV2X実証実験システム構成図
Uu ネットワークインタフェース(LTE)PC5 直接通信インタフェース

可視化,ログ収集サーバー

V2N
アプリケーションサーバー
路側機

LTE網
V2I
(PC5)

V2N (Uu)

V2V
(PC5)
V2P
(PC5)
V2P端末
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セルラーV2X実験車両
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実験システム; 実験⾞両、路側機、歩⾏者端末
PC5用アンテナ

実験用トラック
実験⾞両
日産 LEAF

実験⾞両
日産 LEAF

歩⾏者端末

路側機

C‑V2X 実験システム

説明

実験⾞両

2台の日産LEAFを実験⾞両として使⽤。PC5とUuインタフェース双方の実験システムを後部トランクに搭載している。PC5用のC‑V2X DP評価ボードと、Uu用LTE V2N実験システム並びに遠隔操
作・ログ収集用モバイルルータ、CANコンバータ並びにバッテリーなどで構成する実験用トラック

⾒通し外の⾛⾏シナリオを実験するために、フルサイズの実験⽤トラックを1台使用。PC5用アンテ
ナはルーフに設置

歩⾏者端末

V2Pシナリオ⽤に歩⾏者に⾒⽴てたPC5試験用端末を1台使用。PC5用アンテナは手で保持する

路側機

V2Iシナリオ⽤に路側機に⾒⽴てたPC5試験用機器を1台使用。PC5用指向性アンテナを地上高5mに設置

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実験システム; PC5用無線設定

PC5⽤⾞載器
Qualcomm C‑V2X DP(Development Platform)
MDM9150 商用前サンプルチップ

項目

仕様・設定

アンテナ(日産LEAF実験⾞両)

PC5: 2 受信, 1 送信, GNSS: 1 受信
利得: 6 dBi, 無指向性アンテナ
ケーブルロス; 3.8dBアンテナ (路側機)

利得: 10 dBi, 指向性アンテナ
半値角: ±20°, 地上高: 5 m

アンテナ (トラック)

LEAFと同じアンテナをトラックのルーフに設置

アンテナ (歩⾏者想定端末)

LEAFと同じアンテナを手で保持

最⼤送信出⼒

空中線電⼒ 20.3 dBm (⾞載器アンテナ端)EIRP 22.5 dBm (⾞載器+実験⾞両アンテナ)

使用周波数帯5.8 GHz

システム帯域

10 MHz送信帯域幅2.16‑3.24 MHz (12 ~ 18 RBs)

モジュレーション

QPSK

エラー訂正

Turbo Coding と HARQ

BSM 間隔100 ms毎

BSM パケットサイズ

69 ‑126 bytes

リソース選択幅20 ms

PC5 同期方式

GNSS のみ

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V2N実証実験システム
⾞両情報DBV2N アプリケーションサーバー(東京に設置)サーバーアプリケーション
MQTT Broker

運転支援情報NTTドコモ商用LTE網
⾞輌情報

項目説明

無線パラーメータ

NTTドコモ商用LTE網に準ずる

アップリンク
送信間隔100 ms

トランスポート
プロトコル

MQTT(TCP/IP ベース)

パケットサイズ

116 Bytes

スマートフォンUSB

クライアントアプリケーション
クライアント PC

GNSSCANContinental, Ericsson, Nissan, NTT DOCOMO, OKI, Qualcomm Confidential

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⾛⾏シナリオ
本実証実験では、ITSユースケースの検証は対象外としているが、 V2V, V2N, V2P, V2I といった異なる種別のITSテストシナリオでC‑V2Xの動作を確認するため、下記の⾛⾏シナリオをテスト⽤にSAE
J2945/1規格のDNPW, EEBL, IMA, HLW, VRUWを参考にし、実験を⾏った。
V2V, V2I, V2P, 直接通信での試験走行シナリオ(長距離、低遅延特性を評価)

種別

V2N ネットワーク通信での試験走行シナリオ(広域での事前通知特性を評価)

種別

追い越しを想定した走行(長距離、低遅延特性)

V2V

追い越しを想定した走行

V2N

交差走行
(見通し外での通信距離、低遅延特性)

V2V

交差走行

V2N

追走を想定した走行(低遅延特性)V2V追走を想定した走行

V2N

障害物がある場合の走行(路側機との通信距離、低遅延特性)

V2I

障害物がある場合の走行

V2N

歩行者がいる場合の走行(見通し外での通信距離、低遅延特性)

V2P

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実証実験概要
日本でのC‑V2X実証実験は主に、JARI(⽇本⾃動⾞研究所)の城⾥ならびにつくばテストコースを主に利⽤して⾏った
城⾥周回路は⾼速移動時・⻑距離通信の検証に、直線路は⻑距離通信の検証に利⽤した。つくばテス
トコースは⾒通し・⾒通し外環境での通信特性の検証に利⽤
実証実験は2018年7月より10月にかけて実施
JARIつくば

JARI城⾥直線路周回路500m⾒通し・⾒通し外環境

走行シナリオ

テスト実施場所

追い越しを想定した走行

JARI 城里 高速周回路

追走を想定した走行

JARI 城里 高速周回路

障害物がある場合の走行JARI 城里 総合試験路

交差走行

JARI つくば テストコース

歩行者がいる場合の走行JARI つくば テストコース
NTT ドコモ YRP R&D センター

100m

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8⾒通し状態でのPC5直接通信距離、試験結果
JARI 城里 周回路

-40

100
9080
70
60
50
4030
20
100

RSSI (dBm)

-50
-60
-70
-80
-90-100-110
0200

400

600

800

1000

Packet Error Rate (%)• HV(Host Vehicle) は静止状態• RV(Remote Vehicle) は60 km/hにて定速走行• 1200 m離れた車両間で10% 未満のパケットエラー率(PER)を観測
PERは50サンプルの受信成功率で算出• 1200 m以上は 評価区間外(見通し外環境となるため)

1200 m

1200

Distance b/w vehicles (meters)
Mean RSSI (5m bin)

RSSI

Packet Error Rate

JARI 城⾥ 周回路*10 % 未満のPERという指標は 他のセルラーV2X実証実験などでもよく利⽤される指標で、ITSアプリケーションレベルでの要求値を意味しない

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9⾒通し外状態でのPC5直接通信距離、試験結果
JARI つくばテストコース••••

見通し(LOS)と見通し外(NLOS)比較のため、複数のテストシナリオを実施
見通し外で380 mの通信距離を確認
380 m以上はテストコースエリア外となるため評価区間外
NLOS/LOSいずれもパケットエラーなし
NLOS用障害物の減衰によりLOSと比べ平均14 dBの受信レベル差を観測

-40

コンテナ
（NLOS試験時)
HV (静止)トラック(静止)(NLOS試験時)

見通し・見通し外試験においてパケットエラーなし-50

RSSI (dBm)

-60
50m

-70

JARI つくばテストコース

-80
-90
-100
-110
050

100

150

200

250

300

350

Distance (m)LOS, 40km/h

NLOS, 40km/h

LOS,40km/h,Mean(5m bin)

NLOS,40km/h,Mean(5m bin)

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10高速移動時のPC5直接通信距離、試験結果
JARI 城里 周回路•HVとRVはそれぞれ反対方向に110 km/hで⾛⾏し、相対速度 220 km/hの状況で試験実施•HV, RVはそれぞれ異なる⾞線を⾛⾏•コース上⾒通し可能距離である1200 m内では相対速度220 km/hの状態でパケットエラー率(PER)10%未満を確認し、PER 10%未満の最⼤距離は 1307 mであった

PER (%)PER vs Distance at 220 km/h relative speed
1009080706050403020100

周回路 最⼤⾒通し距離0200

400

600

800

1000

1200

1400

Distance (m)Continental, Ericsson, Nissan, NTT DOCOMO, OKI, Qualcomm Confidential

1600

1800

JARI 城⾥ 周回路
11PC5直接通信遅延特性、試験結果
JARI 城里 直線路・周回路

遅延時間 (ms)

走行シナリオ
5%値

中央値

95%値

追走想定した走行

111625• 3種類の⾛⾏シナリオにてITSアプリケーション層での送受信の遅延時間を計測

追い越しを想定した走行

101725• 試験は⾮輻輳環境にて実施。Txリソースは選択幅 20msの中からランダムに選択障害物がある場合の走行

101626• 遅延は2台の試験⾞両間で計測

各走行シナリオ
集計

111626• リソース選択幅は20 msに設定• 遅延時間は全ての⾛⾏シナリオにて中央値20 ms未満であった

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LTE 下り信号レベル
下り信号レベルはreference signal reception power (RSRP)にて計測
RSRP:

JARI 城⾥
(直線路)

‑120

JARI 城⾥(周回路)

Continental, Ericsson, Nissan, NTT DOCOMO, OKI, Qualcomm Confidential‑110‑100‑90‑80‑70

JARI つくば(LOS/NLOS環境)
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V2N 通信遅延※
最小値

5%値

中央値

95%値

JARI 城⾥（直線路）

24 ms

30 ms

39 ms

49 ms

JARI 城⾥（周回路）

26 ms

31 ms

48 ms

52 ms

25 ms

33 ms

41 ms

53 ms

JARI つくば（LOS/NLOS環境）

116 bytes データ⻑のPingを 実験⾞両 → ネットワーク → 実験⾞両 経由にて実施、遅延を計測した

通信遅延特性は⾛⾏場所に依存しなかった
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RSRPと通信遅延との相関
JARI 城里 (周回路)100

通信遅延 [ms]

80

95%

60
40
2050%
5%

0‑120‑110‑100‑90‑80‑70‑60

RSRP [dBm]

RSRPが低い弱電界環境では再送などの影響により遅延時間が増加する傾向が確認されたContinental, Ericsson, Nissan, NTT DOCOMO, OKI, Qualcomm Confidential

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実証実験結果
 セルラーV2X PC5直接通信の基礎的な通信特性を確認– ⾒通し環境にて、PER 10%未満であれば1200 m 離れた通信距離を確認した– 相対速度 220 km/hといった高速移動時において、PER 10%未満・通信距離 1200 mを確認した– ⾞両間の通信遅延が中央値で 20 ms 未満であった– ⾒通し外環境において、380mの通信距離を確認した。(障害物による14 dB減衰環境)

 Uu LTEネットワーク通信特性を確認– NTTドコモの商用ネットワークを用いた広域通信において、connected mode状態時 中央値で 50ms未満の通信遅延であった– 95%値において、通信遅延が 60 ms未満であった– Reference signal reception power (RSRP)が低い弱電界環境では通信遅延が増加した。無線レイヤでの再送処理(Hybrid ARQ)による増加であると考えられる

注) 上記は本実証実験の環境において見受けられた特性でいかなる環境下においてこれらの特性を確認したものではない
PC5は非輻輳環境にて試験実施した
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用語集
3GPP
C-V2X
CAN
DNPW
EEBL
EIRP
GNSS
HARQ
HLW

3rd Generation Partnership Project
Cellular Vehicle to Everything
Controller Area Network
Do Not Pass Warning
Electronic Emergency Brake Light
Effective (or Equivalent) Isotropic Radiated Power
Global Navigation Satellite System
Hybrid automatic repeat request
Hazardous Location Warning

IMAITSJARILOS
MQTT
NLOS
PER

Intersection Movement Assist
Intelligent Transportation System
Japan Automobile Research InstituteLine of Sight
Message Queuing Telemetry Transport
Non-Line of Sight
Packet Error RateOBUQPSKRBRSRP

On Board Unit
Quadrature Phase-Shift Keying
Resource Block
Reference Signal Reception PowerRSSI

Received Signal Strength Indicator

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V2X
V2V
V2I
V2P
V2N
VRUW

Vehicle to Everything

Vehicle to Vehicle
Vehicle to Infrastructure
Vehicle to Pedestrian
Vehicle to Network
Vulnerable Road User Warning17

Thank you

コンチネンタル、エリクソン、⽇産⾃動⾞、NTTドコモ、OKI、クアルコム
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