Autonome Fahrzeuge — die bahnbrechende Anwendung zur Förderung von 5G?

Bislang haben Mobilfunknetzbetreiber wie AT&T, Verizon und T-Mobile Hunderte von Milliarden Dollar in 5G-Frequenzspektrum und -Ausrüstung investiert. Die Anzahl der weltweiten 5G-Verbindungen überstieg im letzten Jahr 540 Millionen, laut der Branchenforschungsgruppe Omdia. Dennoch fehlt uns ein zwingender Grund für den Umstieg auf 5G.

Die bahnbrechende Anwendung für 5G

Als 4G eingeführt wurde, waren einige der „bahnbrechenden Anwendungen“, die die Menschen damals begeisterten, Start-ups wie Uber und Lyft, die den 4G-Standard nutzten, um standortbasierte Fahrdienstleistungen zu implementieren, die es zuvor nie gegeben hatte. Der Sprung von 3G zu 4G ermöglichte Apples FaceTime und brachte 4K-Video auf unsere Telefone. Wenn wir 5G betrachten, lautet eine der größten Fragen: Was wird die „bahnbrechende Anwendung“ sein, die die Einführung und Implementierung von 5G in einem massiven, weltweiten Maßstab vorantreibt?

Langsam aber sicher sind viele Technologieexperten davon überzeugt, dass die „bahnbrechende Anwendung“ — oder „Anwendungsfall“, um einen treffenderen Begriff zu wählen — autonome Fahrzeuge (AVs) und das Internet der Dinge (IoT) sein werden.

Verschiedene Autonomiestufen

Es gibt mehrere verschiedene Stufen der Fahrzeugautonomie, definiert durch die Society of Automotive Engineers (SAE), die von Stufe 0 — bei der nichts in einem Auto autonom ist (im Wesentlichen die Beschreibung der meisten heutigen Fahrzeuge) — bis Stufe 5 reichen — bei der ein Auto vollständig autonom ist und keine Person auf dem Fahrersitz benötigt.

Zwischen den Stufen 0 und 5 gibt es verschiedene Stufen der Semi-Autonomie. Eine Gemeinsamkeit der Stufen 1 bis 5 besteht jedoch darin, dass das Fahrzeug Technologie nutzt, um zu „sehen“, was vor und um es herum ist, und mit anderen Fahrzeugen und Objekten zu kommunizieren, die sich möglicherweise in seinem Weg befinden oder auch nicht. 5G ist aufgrund seiner hohen Bandbreite, Geschwindigkeit und extrem niedrigen Latenz besonders für letzteres Unterfangen geeignet, das als Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (V2V) und Fahrzeug-zu-allem- (V2X) Kommunikation bekannt ist.

V2V, V2X, ITS und Vision Zero

Gegenwärtig werden Standards für V2V und V2X auf Basis der Mobilfunktechnologie etabliert, und diese Standards werden mit ziemlicher Sicherheit 5G erfordern. Je mehr AVs auf der Straße sind, desto mehr müssen alle AVs (und Nicht-AVs) miteinander kommunizieren. Auch für intelligente Verkehrssysteme (ITS) werden Standards festgelegt, die es Objekten wie Ampeln, Verkehrsschildern und Autobahnbeschilderungen ermöglichen, miteinander sowie mit vorbeifahrenden Fahrzeugen zu kommunizieren.

Das Hauptargument für autonomes versus manuelles Fahren liegt in der Sicherheit. In den USA werden jedes Jahr mehr als 46.000 Menschen bei Autounfällen getötet, und die überwiegende Mehrheit dieser Todesfälle wird durch menschliches Versagen verursacht. Die Idee ist, dass sich die Sicherheit durch eine nahezu vollständige Einführung von AVs und die Implementierung von mobilfunkbasierten V2V- und V2X-Standards sowie fortschrittlichen ITS verbessern wird.

Randszenarien

Die AV-Technologie hat sich schrittweise entwickelt, und wir stehen nun an der Schwelle, dass Level-4-AV-Plattformen (bei denen Autos fast das gesamte Fahren selbst übernehmen) zum Verkauf mit Nutzfahrzeugen angeboten werden.

Derzeit ermöglichen eine Reihe von Fahrzeugen autonomes Fahren der Stufe 3 (was typischerweise auf einer Autobahn bei einer Mindestgeschwindigkeit stattfindet), aber an einem bestimmten Punkt — normalerweise, wenn ein Fahrzeug auf eine Ausfahrt abbiegt — muss immer noch ein menschlicher Fahrer übernehmen. Was viele AVs daran hindert, auf den Autonomiestufen 4 oder 5 zu operieren, ist etwas, das als „Randszenarien“ bezeichnet wird.

Bedenken Sie, dass auf einer Autobahn fast jedes Auto mit ähnlicher Geschwindigkeit fährt. Fahrzeuge überholen einander, aber die Manöver sind sehr definiert. Fast das gesamte Fahren auf einer Autobahn ist sicher, vorhersehbar und unter Kontrolle; es gibt keine Fußgänger, Radfahrer oder Fremdkörper auf der Straße. Fast.

Sobald ein Auto jedoch eine Autobahn verlässt und auf einer lokalen Durchgangsstraße fährt, kommen Randszenarien ins Spiel. Lokale Straßen können Kreuzungen haben, mit oder ohne Ampeln. Es können Radfahrer und Fußgänger am Straßenrand sein. Objekte oder Tiere können sich auf oder über Straßen befinden.

Die nächste Phase der autonomen Fahrzeuge wird sich nicht nur darauf beschränken, dass das Fahrzeug selbstständig Entscheidungen trifft, sondern auch darauf, dass es mit anderen Fahrzeugen auf der Straße kommuniziert und interagiert. Fahrzeuge werden beginnen, mit anderen intelligenten Architekturen, Smart Cities etc. zu interagieren.

Wenn Fahrzeuge vollständig vernetzt sind, werden sie stündlich nahezu 40 Terabyte an neuen Dateneingaben generieren. Dies entspricht der Datenmenge, die ein durchschnittliches Apple iPhone in 1.000 bis 3.000 Jahren verarbeiten würde. Ein Teil dieser Daten wird von bordeigenen Sensoren und Technologien stammen, während der Rest von anderen Fahrzeugen und „intelligenter“ Infrastruktur kommen wird. Dies ist eine enorme Datenmenge, die in Echtzeit übermittelt und analysiert werden muss, damit die Fahrzeuge Entscheidungen in Sekundenbruchteilen treffen können.

Die 5G-Technologie ist für zukünftige autonome Fahrzeuge so essentiell, dass man mit Fug und Recht behaupten kann, dass diese autonomen Fahrzeuge ohne sie nicht betrieben werden können.

Das hochleistungsfähige Edge-Computing der Plattformen für autonome Fahrzeuge wird aufgrund der unglaublichen Datenmenge, die während der Fahrt zu und von den Fahrzeugen fließen wird, ultraschnelle 5G-Netze mit geringer Latenz erfordern. Wenn die Latenz – oder die Zeit, die ein Signal benötigt, um zur AV-Plattform eines Fahrzeugs zu gelangen und von dieser verarbeitet zu werden – einer 5G-Übertragung 20 Millisekunden beträgt, wird das Fahrzeug in dieser Zeit etwas mehr als einen Fuß Straße zurückgelegt haben. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass 5G-Signale für autonome Fahrzeuge eine möglichst geringe Latenz aufweisen.

5G und fortschrittliche autonome Fahrzeuge werden sich gegenseitig vorantreiben

Während es heute möglicherweise einige „Henne-Ei-Debatten“ darüber gibt, welche Innovation zuerst kommen wird (eine flächendeckende 5G-Einführung oder die Massenadoption von Level-4- und Level-5-autonomen Fahrzeugen), ist klar, dass beide unausweichlich sind und wir uns auf eine Welt zubewegen, in der beides zur Regel und nicht zur Ausnahme werden wird. Eine Technologie wird die andere vorantreiben, und an diesem Punkt gibt es praktisch keine Ausfahrt mehr von dieser Datenautobahn mit geringer Latenz, hoher Geschwindigkeit und 5G-Antrieb.

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 25. Oktober 2022 in RCR Wireless News veröffentlicht.