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V2X und C2I

Wie spricht das Auto der Zukunft mit seiner Umwelt?

Von Michael Spehr
 - 17:06
Wenn der Fahrer abrupt bremst, die Nebelscheinwerfer und Scheibenwischer einschaltet und der Regensensor anschlägt, ist das ein Indiz für eine unvermittelt auftauchende Nebelwand.

Mehr Sicherheit durch vernetzte Autos: Das ist seit mehr als 15 Jahren ein Thema auf einer Agenda, die von allen Fahrzeugherstellern und führenden Zulieferern sowie vielen Hochschulen getragen wird. Die Idee besteht darin, dass das Auto der Zukunft seine fast unendlich umfangreichen Daten mit der Umwelt austauscht. Jedes Fahrzeug weiß über seine elektronischen Sensoren viel mehr über die Umgebung und die Straße, als der Fahrer ahnt. Systeme wie ABS, ASR, ESP heißen die bekanntesten Helfer, aber auch das Außenthermometer sowie die Sensoren für Warnblinker, Licht, Regen und Lenkwinkel sind unermüdliche Datensammler. Alle diese Daten sollen nicht hierarchisch zu einer Verkehrszentrale geschickt werden, sondern in einem selbstorganisierten, autonomen Netzwerk verteilt werden, das wie eine Internet-Tauschbörse arbeitet, wo sich die Nutzer untereinander direkt und ohne Umwege mit Daten versorgen.

Dazu wird das Fahrzeug mit einer Funkeinheit ausgerüstet. Es ist gleichzeitig Sender und Empfänger, und wichtige Gefahrenmeldungen werden wie ein Staffelstab von einem Fahrzeug zum nächsten weitergereicht. Wenn der Fahrer abrupt bremst, die Nebelscheinwerfer und Scheibenwischer einschaltet und der Regensensor anschlägt, ist das ein Indiz für eine unvermittelt auftauchende Nebelwand. Die entsprechende Warnmeldung oder in anderen Fällen der Hinweis auf einen freien Parkplatz oder die rote Ampel kann über Funk von einem Auto zum nächsten springen. Die Technik erweitert also quasi den Sehbereich des Autofahrers. Er wird deutlich früher auf Probleme hingewiesen, und er sieht das, was die Elektronik anderer Fahrzeuge entdeckt hat. Das ursprünglich Car-to-Car genannte Verfahren erweitert den Horizont der Fahrzeugsensorik durch den Informationsaustausch mit der Umgebung in Echtzeit.

Das alles hört sich fast zu gut an. Aber leider kommt die Umsetzung der Theorie kaum voran. Schon vor 15 Jahren hatten wir über die ersten zarten Anfänge berichtet. Vor sechs Jahren begann ein großer Feldversuch im Rhein-Main-Gebiet mit dem Ergebnis, man habe „bewiesen“, dass die Technik „reif für den Alltagseinsatz“ sei. Die Systemarchitektur mit Protokollen, Komponenten, Anwendungen und Verfahren wurde festgezurrt. Aber kein einziger Hersteller rüstet seine Neuwagen mit den erforderlichen Funkmodulen aus. 2013 berichteten wir, dass sich Mercedes-Benz und Audi von der bis dahin vorgesehenen W-Lan-Technik verabschiedet hätten und die Datenübertragung über Mobilfunk bevorzugten.

Die EU wird wahrscheinlich auf schnellen Mobilfunk setzen

Was sich damals vorsichtig andeutete, ist nun zu einem handfesten Streit eskaliert: Die Europäische Union hatte für einen einheitlichen Einsatz des W-Lan-Standards 801.11p plädiert und in einem entsprechenden Regelwerk verankert. Doch Bundesverkehrsminister Andreas Scheuer hat mit Unterstützung von Automobilherstellern wie BMW und Mercedes-Benz, Mobilfunkern wie der Telekom sowie Chipherstellern die EU-Pläne für eine einheitliche auf W-Lan basierende „Sprache“ der vernetzten Autos gekippt. Die EU wird wahrscheinlich auf schnellen Mobilfunk setzen und langfristig den neuen 5G-Standard zur Referenz der Fahrzeugkommunikation machen.

Denn mittlerweile plant man, dass das Auto nicht nur mit seinesgleichen spricht, sondern auch mit der Infrastruktur ringsum. Die Rede ist von V2X, Vehicle-to-everything. Oder von C2I, Car-to-Infrastructure. Sogar Ampeln, Parkhäuser oder gar Straßenkreuzungen sollen sich in den digitalen Verkehr der Zukunft einklinken. Die Anforderungen an die Technik und die Funkübertragungsverfahren steigen.

Keineswegs aus der kostengünstigen Massenproduktion

Das diskutierte W-Lan-Protokoll 801.11p wurde im Juli 2010 eigens als Standard für Fahrzeuge festgeschrieben. Es funkt im Bereich von 5,85 bis 5,9 Gigahertz. Das ist das europäische Frequenzband für Sicherheitsanwendungen im Transportbereich. Es handelt sich also um W-Lan-Komponenten, die keineswegs aus der kostengünstigen Massenproduktion genommen werden können, sondern um besondere Chips, die mit automobilspezifischen Zusätzen gefertigt werden müssen. So hatten die Mobilfunk-Befürworter argumentiert und sodann darauf hingewiesen, dass Doppelinvestitionen anstünden, wenn die Autos neben der Mobilfunkeinheit auch noch ein W-Lan eingebaut hätten, das wiederum auch ein eigenes Antennensystem benötige.

Die W-Lan-Befürworter, darunter Volkswagen, argumentierten, die Technik sei frei verfügbar und lange erprobt. Eine Mobilfunklösung fördere die Abhängigkeit von chinesischen und amerikanischen Chipherstellern. Unternehmen wie Qualcomm und Huawei hielten viele Patente im Mobilfunk, während W-Lan-Technik offen zugänglich sei. Unterschwellig wird in den Raum gestellt, dass W-Lan günstig auch für Kleinwagen zur Verfügung stehe, während Mobilfunk teuer sei und Bezahlsysteme mitbringe.

Zudem sei der vorgeschlagene Mobilfunk-Standard noch nicht ausgereift. Er heißt C-V2X, das C steht für „Cellular“. Die Normung von C-V2X begann 2014, und die Anpassung an die LTE-Technik mit der Bezeichnung LTE-V2X wurde 2016 veröffentlicht. Mehr als 80 Unternehmen schlossen sich damals zur 5G Automotive Association zusammen, die sich für C-V2X einsetzt. Dazu gehören unter anderem Audi, BMW, Mercedes-Benz, Ericsson, Huawei, Intel, Nokia, und Qualcomm.

2017 wurde LTE-V2X von Vodafone, Bosch und Huawei auf der Autobahn A 9 in Bayern getestet. Dabei ging es auch um den direkten Versand von Daten ohne zwischengeschaltetes Mobilfunknetz. Denn C-V2X muss auch dort funktionieren, wo keine Netzabdeckung vorhanden ist. Zu diesem Zweck übernimmt der Mobilfunk-Chip im Auto zusätzlich die Funktion der Mobilfunkbasisstation, man spricht von C-V2X im Ad-hoc-Modus. Diese Aufgabe können „normale“ LTE-Chips nicht erfüllen. Die Reichweite der Paketsendungen betrug in diesem Versuch 300 Meter. Getestet wurde vor allem die Eignung als Echtzeit-Warnsystem beim Spurwechsel. Im vergangenen Jahr erprobten das Fraunhofer-Institut für offene Kommunikationssysteme und Huawei ein LTE-V2X-Netz in Berlin. Hier ging es um Warnungen vor Pannenfahrzeugen.

Das wohl wichtigste Argument der Mobilfunk-Fraktion ist indes die Option, dass C-V2X langfristig auch die Kommunikation zwischen Autos und Smartphone-Nutzern steuern könne, so dass beispielsweise Fußgänger und Radfahrer ebenfalls von den Vorzügen des digitalen Verkehrs profitieren, indem sie rechtzeitig vor Gefahren gewarnt werden. Doch zunächst muss das vernetzte Fahren erst einmal auf die Straße kommen.

Quelle: F.A.Z.
Autorenporträt / Spehr, Michael (misp.)
Michael Spehr
Redakteur im Ressort „Technik und Motor“.
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