Car-to-Car-Kommunikation (C2C, Car2Car)

Bei der Car-to-Car-Kommunikation (C2C, Car2Car) geht es um die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und dem Umfeld. Die grundsätzliche Idee dahinter ist, dass sich Autos untereinander per Funk vernetzen und Autofahrer frühzeitig Informationen über Verkehrslage und Gefahrensituationen erhalten.

Die Aufgaben der europäischen C-ITS-Norm sehen Warnungen vor Stauenden und Schlechtwetterlagen vor, sowie die Erkennung von Verkehrsteilnehmern außerhalb des Sichtfeldes.

  • Fahrzeuge schauen durch Hindernisse hindurch und über Bergkuppen hinweg, warnen sich in Echtzeit gegenseitig vor Blitzeis, Aquaplaning oder Unwetter.
  • Rettungswagen im Einsatz schalten sich Ampeln auf Grün.
  • Zahlreiche Sicherheitssysteme, darunter Unfallwarnung, Auffahrschutz, Spurhalteassistent, Überwachung des toten Winkels, Kreuzungsassistent, Einsatzfahrzeugmelder, Baustellenwarner, Kolonnenbildung und anderes mehr.

Ziele

  • Interoperabilität und grenzübergreifende Nutzung von Car-to-Car-Systemen.
  • Den Straßenverkehr intelligenter organisieren und zugleich sicherer und umweltfreundlicher gestalten.
  • Steigerung der Verkehrssicherheit und Reduzierung der Verkehrsunfälle und Verkehrstoten.

Konzepte der Car-to-Car-Kommunikation

Die Autovernetzung ist in vielen Ländern bereits Pflicht. Aus Sicherheitsgründen und um den Verkehrsfluss zukünftig zu verbessern.

  • Auto mit anderen Autos (Vehicle-to-Vehicle, V2V)
  • Auto mit Ampeln und Schildern am Straßenrand (Vehicle-to-Infrastructure, V2I)
  • Auto mit Fußgängern oder Radfahrern (Vehicle-to-Pedestrian, V2P)
  • Auto mit dem Mobilfunknetz (Vehicle-to-Network, V2N)
  • Auto mit dem eigenen Heim (Vehicle-to-Home, V2H)

Alle Spezifikationen fasst man mit Vehicle-to-Everything zusammen (V2X).

Funkstandards für die Car-to-Car-Kommunikation

Die Car-to-Car-Kommunikation erfolgt

  • indirekt über Basisstationen
  • direkt miteinander, ohne Basisstation

Bei der direkten Kommunikation zwischen Fahrzeugen, wo eine unmittelbare Reaktion gefordert ist, ist die Kommunikation in einem bestimmten Frequenzbereich erforderlich. Zu diesem Zweck ist für die Car-to-Car-Kommunikation weltweit ein 30 MHz breiter Frequenzbereich zwischen 5,875 und 5,906 GHz (5,9-GHz-Band) reserviert. Dafür gibt es zwei Funkverfahren, die diesen Bereich nutzen dürfen.

LTE C-V2X vs. ITS-G5

LTE C-V2X konkurriert mit dem älteren Standard ITS-G5 (IEEE 802.11p). Beide Spezifikationen sehen die Kommunikation zwischen Fahrzeugen vor.
IEEE 802.11p basiert auf einem veralteten WLAN-Standard und es muss Infrastruktur am Straßenrand aufgebaut werden. Für 11p spricht, dass Chips und Module seit Jahren erhältlich sind. Auch hat sich 11p bereits im Massentest auf öffentlichen Straßen bewährt.
C-V2X baut mit LTE auf einer bereits etablierten und verbreiteten Technik, für die das Netz fast überall verfügbar ist. Weltweit gibt es die Tendenz das neuere C-V2X zu bevorzugen. Allerdings ist Mobilfunk erst mit 5G für V2X bzw. Car-to-Car-Kommunikation tauglich.

Beispiele für zukünftige Anwendungen

Besonders für autonome Fahrzeuge bietet die C2C-Kommunikation Vorteile, da diese hauptsächlich mit eigenen Sensordaten arbeiten müssen und durch V2X erweitert werden kann.

  • Alarmierung zwischen den Fahrzeugen bei Unfall oder Glatteis auf der Strecke (V2V).
  • Unfallprävention bei unvorhergesehenen Bremsvorgängen vorausfahrender Fahrzeuge (V2V).
  • Echtzeit-Warnsystem beim Spurwechsel (V2V).
  • Parkplatzinformationen (V2N).
  • Signale von Verkehrszeichen (V2I).

Probleme

  • Verzögerungen: Von der Datenübertragung wird eine kurze Latenz gefordert, um kurzzeitige Reaktionen möglich zu machen. Die Reaktionszeit eines menschlichen Fahrers und die inhärente mechanische Verzögerungen von Autos, können bei hoher Geschwindigkeit trotzdem zu einem Unfall führen.
  • Broadcasting: Senden mehrere Fahrzeuge gleichzeitig Daten, dann können sich die Signalübertragungen überschneiden, dabei unkenntlich werden und damit die Daten verloren gehen.
  • Anonymisierung: Auf der einen Seite möchte man, dass die Verkehrsteilnehmer anonym unterwegs sein können. Gleichzeitig möchte man eine gewisse Verbindlichkeit, wenn Verkehrsteilnehmer Daten senden. Es besteht die Gefahr, dass ein Angreifer durch Manipulation und Falschinformationen Chaos anrichtet.
  • Überlastung: Ein C2C-Standard muss gegen die Überlastung des Funkkanals gewappnet sein, um selbst bei hohem Verkehrsaufkommen noch zu funktionieren. Jedoch stoßen auch diese Schutzmechanismen an ihre Grenzen.
  • Reichweite: Die Funkreichweite kann sich bei baulichen Veränderungen der Umgebung, unterschiedlichen Verkehrssituationen und Wetterverhältnissen verändern.
  • Äußere Einflüsse: Probleme während der Funkübertragung und der Einfluss äußerer Bedingungen lassen sich vorher kaum einkalkulieren und nachträglich nicht nachstellen.

Sicherheit

Car-to-Car-Kommunikation beinhaltet Sicherheitsvorrichtungen, die gefälschte Informationen von echten Informationen unterscheiden können. Kryptografische Verfahren und geheime Schlüssel schützen vor Diebstahl, Manipulation und unerlaubtes Klonen von Steuergeräten und Software. Außerdem wird dadurch die Integrität und Authentizität der Fahrzeuginformationen gewährleistet.

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