Självkörande fordon är ett av de applikationsscenarier som kommer att få en extra skjuts av ett rikstäckande 5G-nätverk. Det som för flera år sedan lät som en vision från en science fiction-film testas nu på vägarna. Det innebär att autonom körning nu är mer av en verklighet än en vision. Det kommer fortfarande att dröja innan bilar verkligen kan köra autonomt - utan förare eller annan extern inblandning. Men en viktig grund för framtidens automatiserade körning läggs redan nu: utbyggnaden av 5G-standarden för mobil kommunikation.
Snabba och tillförlitliga kommunikationsnät tack vare 5G
För att bilar, lastbilar och bussar ska kunna köra autonomt och säkert på vägarna behöver de stora mängder data och information. De måste vara helt uppkopplade mot sin omgivning och infrastrukturen för att kontinuerligt kunna använda aktuella data som beslutsunderlag. Och det på millisekunder. Av denna anledning är säker automatiserad körning i slutändan endast möjlig genom snabb och tillförlitlig uppkoppling av alla trafikanter och system. En oumbärlig komponent i detta är den landsomfattande utbyggnaden av 5G-nätet längs federala vägar, motorvägar och järnvägslinjer. Det finns tillämpningar inom området autonom körning som också kan realiseras med LTE-teknik. Men när det gäller just latens och hög bandbredd finns det ingen väg runt 5G-tekniken.
Fördelar med 5G för självkörande fordon
5G-standarden för mobilkommunikation har många fördelar och banar väg för Internet of Things och automatiserad körning. Korta latenstider möjliggör snabbt datautbyte mellan trafiksystem och deltagare. Detaljerade vägkartor, speciella trafiksituationer som havererade fordon, trafikstockningar eller halka - fordonen behöver ständiga data för säker och autonom navigering. Med hjälp av 5G kommer denna information att levereras nästan i realtid. Medan LTE fortfarande uppnår latenstider på cirka 100 millisekunder, är dessa mindre än 20 millisekunder med 5G.
För att säkerställa att data kommer fram riktigt snabbt kan 5G-nätet prioritera den. I det som kallas network slicing delas mobilnätet in i virtuella nätverksnivåer som endast används för specifika ändamål - till exempel autonoma fordon. På så sätt kan data utbytas mellan självkörande fordon med 5G utan datakonkurrens, t.ex. från infotainmentområdet. Detta säkerställer att säkerhetsrelevant information inte fastnar i en virtuell trafikstockning. När allt kommer omkring är millisekunder avgörande när det gäller trafiksäkerhet.
Uppkopplad miljö för uppkopplade fordon
Förutom själva fordonen kan även resten av transportinfrastrukturen enkelt utrustas för att använda mobiltelefonteknik för kommunikation. Ett scenario: lämpligt utrustade trafikljus kan interagera med autonoma fordon via 5G och styra trafiken. För att förbättra trafikflödet kan fordonen öka eller minska hastigheten i god tid om det behövs. Användningen av sensorer och assistanssystem kommer att bli viktig i många delar av infrastrukturen i samband med autonom körning. Förutom trafikljus kan även vägskyltar, avstängningar vid vägarbeten eller vägelement utrustas för att överföra data till självkörande bilar. Till exempel kan sensorer integreras i asfalten så att själva trafiklederna kan kommunicera med fordonen.
Utbyggnaden av 5G
Den landsomfattande tillgången till 5G beror främst på mobilnätsoperatörerna. I Tyskland har nätoperatörerna satt upp målet att göra 5G tillgängligt i hela landet senast 2025. Faktum är att det redan finns en relativt bred täckning. Precis som med andra mobiltelefonitekniker finns det dock fortfarande mycket att ta igen när det gäller utbyggnaden av 5G, särskilt på landsbygden och i östra Tyskland.
Utbyggnaden av autonom körning i Tyskland kommer därför att påverkas avsevärt av hur snabbt nätoperatörerna gör 5G tillgängligt. Ett sätt att använda 5G oberoende av den enskilda nätoperatören är att använda nätoberoende M2M SIM-kort.
Dessa SIM-kort kan använda olika mobilnät och gör det därför enkelt att byta nät om det inte finns någon nättäckning på platsen.
Mer datorkraft vid vägkanten med edge computing
Med 5G kan data snabbt utbytas mellan självkörande bilar, infrastruktur och miljö, men det krävs en hög nivå av datorkraft för att bearbeta dem. Denna måste vara tillgänglig snabbt och tillförlitligt för att säkerställa lämpliga svarstider. I det här sammanhanget tar det för lång tid att överföra, bearbeta och utvärdera data i avlägsna datacenter i molnet. En lösning är därför att installera datacenter längs trafiklederna, som i stället utför beräkningar för intelligent trafikstyrning. Nyckelord: edge computing.
Med detta menas decentraliserad databehandling, inklusive lagringsmöjligheter och datorkraft, i princip direkt i användarnätverket. I fallet med självkörande fordon: vid vägkanten. Vid sidan av 5G är edge computing en av nyckelteknikerna för autonom körning. Enligt de första uppskattningarna bör databehandlingen aldrig ske mer än 50 kilometer från den aktuella platsen. Det skulle därför krävas ett stort antal små datacenter för decentraliserad bearbetning av trafikdata.
