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Die Vorteile von simultanem Zweikanal-V2X

UBX-P3 u-blox dual-channel V2X chip

Zwei Augen sehen mehr als eines. Das Gleiche gilt für V2X‑Empfänger.

Vehicle‑to‑Everything oder V2X ist eine bahnbrechende Technologie mit dem Potenzial, die Verkehrssicherheit dramatisch zu verbessern und jedes Jahr Tausende von Menschenleben zu retten. Sie wurde über Jahrzehnte hinweg entwickelt und getestet und nutzt die drahtlose Kommunikation, um Fahrzeugen ein Bewusstsein von 360 Grad für das Geschehen um sie herum zu geben, jenseits der Sichtverbindung und mit einer Reichweite bis zu einem Kilometer.

Die einzige ausgereifte und einsatzbereite V2X‑Lösung verwendet den DSRC[1]/IEEE 802.11p Wireless‑Standard, um Fahrzeuge direkt miteinander, mit der strassenseitigen Infrastruktur, mit Fussgängern und allem anderen kommunizieren zu lassen. Zunächst einmal liegen die Vorteile in Frühwarnungen bei Vorfällen im Verkehr für mehr Sicherheit und in einem intelligenten Verkehrsmanagement, um einen reibungsloseren Verkehrsfluss zu erreichen. Mit Blick auf die Zukunft wird V2X eine Schlüsselrolle bei der Realisierung des autonomen Fahrens spielen.

Der UBX‑P3: 100% u‑blox

Nach zwei erfolgreichen Generationen von V2X‑Modulen von u‑blox, die auf V2X‑Chips von Drittanbietern basieren, haben wir Anfang des Jahres den UBX‑P3 Chip, unsere komplett intern entwickelte und gebaute V2X‑Lösung angekündigt. Der UBX‑P3 stärkt nicht nur das gesamte Marktangebot von DSRC/IEEE 801.22p. Die Entscheidung, ihn von Grund auf zu entwickeln, gab uns auch die Freiheit, den Chip so zu gestalten, dass er den von uns auf dem Markt beobachteten Anforderungen entspricht. Eine Anforderung ist beispielsweise die simultane Zweikanal‑Kommunikation (Dual‑Channel).

Wenn Sie sich in der Automobilindustrie etwas auskennen, wissen Sie, dass sie stark reguliert ist, um die Einhaltung hoher Qualitätsstandards sicherzustellen. Dies gilt für V2X ebenso wie für die Airbags eines Autos, die Bremsen und die Scheibenwischer. Der Empfang aller Sicherheitsmeldungen, ob von anderen Fahrzeugen oder von der nahegelegenen Infrastruktur, ist ein Muss für Ihre Sicherheit.

Der Standard IEEE 1609.4 für den Multi‑Channel‑Betrieb ermöglicht einen solchen Betrieb mit Kanalumschaltung unter Verwendung von Single‑Radio. Warum haben wir also die simultane Zweikanal‑Kommunikation auf unserem V2X‑Chip implementiert?

Das ist einfach. Zwei Augen sehen mehr als eines. Das Gleiche gilt für V2X‑Empfänger. Auf der Strasse bedeutet dies mehr Zuverlässigkeit, Robustheit und letztlich Sicherheit.

DSRC/IEEE 802.11p Kanäle verstehen

Bevor wir uns aber genauer ansehen, wie die simultane Zweikanal‑V2X‑Kommunikation genutzt werden kann, werfen wir einen Blick auf einige Grundlagen der DSRC/IEEE 802.11p V2X‑Kommunikation.

In Europa und den USA umfasst das DSRC/IEEE 802.11p Spektrum 75 MHz im 5.9 GHz Band und ist in 7 Kanäle unterteilt. In beiden Regionen fungiert ein Kanal als Steuerkanal. Zwei (in Europa) bzw. sechs (in den USA) der restlichen Kanäle sind Servicekanäle, die für spezifische Kommunikation bestimmt sein können. Südkorea hat einen ähnlichen Aufbau wie Europa und die USA übernommen, während Japan einen einzigen 10 MHz‑Kanal mit der Mitte bei 760 MHz für die Technologie reserviert hat. 

Durch ihr einfacheres Design sind einkanalige V2X‑Lösungen kostengünstiger als zweikanalige. Da sie jedoch nur einen einzigen Empfängerkanal zur Überwachung mehrerer Kommunikationskanäle haben, wird ihre verfügbare Bandbreite zur Überwachung von Sicherheitsmeldungen um mindestens 50% reduziert, was die Sicherheitsvorteile und die implementierbaren Anwendungen verringert. Der Zweikanalbetrieb ermöglicht die Maximierung der V2X‑Sicherheitsvorteile, indem ein Kanal so eingestellt wird, dass er Sicherheitsmeldungen empfängt, während der andere für andere Anwendungen verwendet werden kann.

Wichtige Einsatzmöglichkeiten für simultane Zweikanal‑Kommunikation

Abhängig vom Kontext kann Zweikanal‑V2X so konfiguriert werden, dass er kontinuierlich zwei Kommunikationskanäle überwacht, um sicherzustellen, dass keine Sicherheitsmeldungen verloren gehen. Alternativ kann ein Empfänger so eingerichtet werden, dass er ständig auf dem Laufenden über eingehende Sicherheitsmeldungen ist, während der zweite Empfänger abwechselnd zwischen Steuer- und Servicekanal wechselt.

Eine weitere interessante Einsatzmöglichkeit ist das LKW‑Platooning, bei dem Lastwagen in kompakten Konvois fahren, um den Luftwiderstand bei nachfolgenden Fahrzeugen zu reduzieren. Das senkt ihren Kraftstoffbedarf um mehr als 13%. V2X ist die Technologie der Wahl, um die Sicherheit von LKW‑Platoons auch bei hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten. Bei simultaner Zweikanal‑Kommunikation kann einer der verfügbaren Kanäle für die Kommunikation zwischen zwei LKW reserviert werden, während der andere Kanal für die Kommunikation mit den umliegenden Fahrzeugen zuständig ist. 

Der UBX‑P3 ist der kleinste, energieeffizienteste V2X‑Chip auf dem Markt. Er wurde für die strengsten Automobilanwendungen entwickelt, ist sicher und vollständig kompatibel zu den wichtigsten globalen Standards und verfügt über eine integrierte Energiemanagement‑Einheit. Der UBX‑P3 hat viel mehr zu bieten als die simultane Zweikanalkommunikation. Unser On‑Demand V2X‑Webinar beleuchtet weitere bemerkenswerte Highlights, wie z.B. die Single‑Channel‑Diversity, und bietet eine Einführung in V2X, die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen DSRC und C‑V2X sowie Schlüsselanwendungen und Märkte, die von der Technologie profitieren werden.

 

[1] DSRC steht für Dedicated Short Range Communication.