Cellular vs. DSRC für V2X-Kommunikation: Die Debatte geht weiter...

Vernetzte Autos werden der Realität einen Schritt näher kommen, sobald die Industrie entscheiden kann, welches Kommunikationsprotokoll am besten für die Vernetzung zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur geeignet ist. Für diese Verbindungen müssen drahtlose Protokolle verwendet werden, wobei 802.11 und zellulare Protokolle die primären Optionen für diese Systeme sind. In der Branche gibt es noch einige Debatten darüber, welches Protokoll sich durchsetzen wird, oder ob alles einfach zellular wird, sobald 5G verfügbar ist.

Was also müssen Designer tun, um neue Systeme für jedes Protokoll zu entwickeln? In einem vorherigen Artikel haben wir uns einige aktuelle Optionen für 5G-Modems in Handgeräten angesehen; ähnliche Komponenten sind verfügbar für 3G/4G/4G-LTE, um V2X-Kommunikationssysteme zu erstellen. Wenn Sie sich für 802.11p entscheiden, dann müssen Sie einen dedizierten Kurzstreckenkommunikations-Transceiver (DSRC) für die drahtlose Kommunikation verwenden. Es gibt einige Gründe, sich in dieser Debatte für DSRC zu entscheiden, und einige Komponenten sind bereits verfügbar, die dieses Protokoll unterstützen werden.

Was ist DSRC?

Im Oktober 1999 hat die US-amerikanische Federal Communications Commission (FCC) 75 MHz im 5,9-GHz-Band für die Nutzung durch intelligente Transportsysteme (ITS) auf Basis des DSRC-Protokolls reserviert. Das Ziel war es, einen dedizierten Kanal für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen bereitzustellen. Die EU würde später im Jahr 2008 30 MHz im selben Band für ITS folgen. Länder wie Japan, Singapur und europäische Länder nutzen DSRC für die Mauterhebung.

DSRC ist ein drahtloses Protokoll, das eine Variante von WiFi ist und am oberen Ende des WiFi-5-Bereichs arbeitet. Speziell operiert dieses Protokoll von 5,850 bis 5,925 GHz mit BPSK, QPSK, 16QAM oder 64QAM Modulation unter Verwendung von OFDM mit CSMA. Dieses Protokoll folgt der Spezifikation, die im IEEE 802.11p-Standard aufgeführt ist.

DSRC vs. C-V2X-Kommunikation

Im Vergleich zu DSRC bietet die zellulare VX2 (C-V2X)-Kommunikation zusätzliche Fähigkeiten wie die direkte Kommunikation mit Fußgängern (genannt V2P), was ein großer Wendepunkt ist. Beide Protokolle können sich für nicht-sicherheitsrelevante Zwecke mit zellularen Netzwerken verbinden, was DSRC zu einem Hybrid-System für V2X macht. Auf einer Leiterplatte können die Layout-Techniken, die für WiFi verwendet werden, mit DSRC verwendet werden, was es vielen Designern leicht macht, schnell mit diesen Systemen zu beginnen.

Verschiedene Unternehmen haben Chipsätze und Komponentensätze entwickelt, um entweder Protokoll zu unterstützen, und viele unterstützende Komponenten werden zwischen den beiden Systemtypen austauschbar sein. Zum Beispiel behauptet ein NXP-Whitepaper, dass DSRC dank der Interoperabilität mit 4G LTE das dominierende Protokoll sein sollte. Aufgaben auf DSRC erfordern keine massiven Datenmengen und können von der geringen Latenz WiFi-ähnlicher Protokolle profitieren. NXP unterstützt auch V2X über DSRC mit Telematikmodulen, automobilen PMICs, Anwendungsprozessoren (MCUs) und RF-Frontend-Komponenten.

Im Gegensatz dazu haben sich Intel, Qualcomm und andere Chiphersteller auf die Seite von C-V2X gestellt und arbeiten aktiv an C-V2X-Chipsätzen, um 5G NR und zukünftige Einführungen zu unterstützen. Einige in der Branche erklären DSRC bereits für tot im Wasser, da 5G anfängt, online zu gehen, aber es ist noch zu früh, um den Nutzen von DSRC für die Vernetzung auf kurze bis mittlere Distanz zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur abzuschreiben. Einige frühere Studien zu dem Thema legen nahe, dass V2X-Kommunikation über 4G LTE für Nicht-Sicherheitsanwendungen wie Verkehrsinformationsübertragung, Dateidownload oder Internetzugang bevorzugt werden sollte. Für Sicherheitsanwendungen, wie ADAS oder Kommunikation mit Verkehrsschildern, ist DSRC vorzuziehen.

Das Urteil

Meiner Meinung nach trifft das oben verlinkte NXP-Whitepaper den Nagel auf den Kopf. C-V2X wird letztendlich dominant sein (sie sagen dies nicht explizit), aber DSRC wird weiterhin relevant sein, da 5G noch nicht für die Massenadoption bereit ist. Das heißt, große Automobilhersteller unterstützen C-V2X; Toyota wird in seinen Fahrzeugen des Modelljahres 2021 keine DSRC-Chipsätze mehr einbauen, und es entwickeln sich bedeutende Partnerschaften zwischen Automobilherstellern und Chipherstellern. Darüber hinaus beobachten Kommunen und OEMs, was die FCC entscheiden wird, da dies die Zukunft von DSRC bestimmen wird.

Da sich ein großer Teil der Autoindustrie, einschließlich Toyota (der weltweit größte Autohersteller) und amerikanischer OEMs, in Richtung C-V2X bewegt, hat Volkswagen (der weltweit zweitgrößte Autohersteller) DSRC in seinen neuen Fahrzeugen vorerst angenommen. Bevorstehende C-V2X-Versuche auf kommunaler Ebene werden geplant (zum Beispiel in Gainesville, FL), um dieses neue Paradigma mit ihrer Infrastruktur zu testen und Sicherheit sowie Kompatibilität zu bewerten.

Welche Technologie wird sich durchsetzen? Es hängt teilweise davon ab, ob die FCC einen Teil des 5,9-GHz-Bandes für C-V2X freigeben wird. Das Interesse der Industrie an C-V2X ist der FCC nicht entgangen, die entscheiden muss, ob die 20 Jahre alte Zuweisung des 5,9-GHz-Bandes auf C-V2X umgestellt werden muss. Das US-Verkehrsministerium hat anerkannt, dass eine Mischung aus Technologien in neueren Fahrzeugen benötigt wird, um eine kurze, mittlere und lange Reichweite der V2X-Kommunikation zu ermöglichen.

Die Automobilindustrie wird mit der Einführung der V2X-Kommunikation in großem Maßstab fortschrittlicher werden. Wenn Sie neue Systeme für die V2X-Kommunikation unter Verwendung des 802.11p-Protokolls entwerfen, bietet Ihnen Octopart die Such- und fortgeschrittenen Filterfunktionen, die Sie benötigen, um die Komponenten für DSRC- und C-V2X-Systeme zu finden. Werfen Sie einen Blick auf unsere Seite mit RF-Transceivern, um mit Ihrer Suche nach den benötigten Komponenten zu beginnen.

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