LTE C-V2X - Cellular Vehicle-to-Everything

Cellular Vehicle-to-Everything, kurz LTE C-V2X, ist eine LTE-Spezifikation für die Fahrzeugvernetzung per Mobilfunk (in 3GPP-Release 14 enthalten). Im Rahmen von Konzepten, wie Vehicle-to-Vehicle-Communication (V2V), Vehicle-to-Everything (V2X), Car2X-Kommunikation (C2X) und Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS) sollen vernetzte Autos untereinander, mit anderen Verkehrsteilnehmern und mit der Verkehrstechnik in ihrer unmittelbaren Umgebung kommunizieren.
Zu den C-V2X-Vorzügen gehört die große Verbreitung des Mobilfunks, die damit entfallenden Kosten für ein eigenständiges Netz. Unklar ist aber, wer für die Nutzung der Mobilfunknetze bezahlt.

Für C-V2X dient Netz-seitig LTE-Advanced (LTE-A) als Grundlage und wird um 5G-Mobilfunk erweitert. Allerdings ist die LTE-C-V2X-Technik für die 5G-Technik nicht abwärtskompatibel.
Von technischer Seite erfolgt die direkte Kommunikation im 5,9-GHz-Band und ist bezüglich hoher Reichweite und kurzer Latenz optimiert.
Die LTE-Erweiterung ermöglicht die Übertragung von Daten zwischen V2X-Teilnehmern ohne Mobilfunknetz. Das beschleunigt die Übertragung und spart Netzkapazität. Die Daten können aber auch ins Netzwerk gesendet oder von dort empfangen werden. Beispielsweise um über Gefahrensituationen auf größerer Distanz informieren zu können und nachfolgende Unfälle zu vermeiden.

Technik

Die Kommunikation erfolgt

  • indirekt über Basisstationen
  • direkt miteinander, ohne Basisstation (z. B. LTE-Direct oder Device-to-Device)

C-V2X kann im gleichen Funkmodul mit herkömmlicher LTE-Technik eingebaut sein. So können auch Fußgänger oder Fahrradfahrer mit anderen V2X-Teilnehmern kommunizieren und die Informationslage verbessern.
Wenn die netzseitige Zuteilung der Funkressourcen fehlt, zum Beispiel weil die notwendige Mobilfunk-Netzabdeckung fehlt, dann können die Funkmodule das Sidelink-Verfahren anwenden, um die Funkressourcen selbst zu wählen. Sidelink gibt es als LTE- und als 5G-Variante (New Radio).

Problem: Latenz

Ein Schwachpunkt von LTE-basiertem C-V2X ist die Signallaufzeit, auch Latenz genannt. Die beträgt nach offiziellen Angaben 5 Millisekunden (bei 5G: 1 ms). Die üblichen LTE-Latenzen betragen aber leicht 30 bis 60 Millisekunden und mehr. Das bedeutet, dass Informationen, die umgehende Reaktionen erfordern, zu spät ankommen. Das ist etwa bei abruptem Bremsen des Vordermanns bei hohen Geschwindigkeiten oder bei plötzlichem Kollisionskurs eines Nebenmanns der Fall.

Fazit

Die LTE-Mobilfunktechnik eignet sich sehr gut zur Verkehrstelematik, bei der Verkehrsfluss, Baustellen oder örtliche Wetterverhältnisse erfasst und zur Verkehrssteuerung verwendet werden.
Für die unmittelbare Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug eignet sich LTE weniger gut. Dafür ist die Signallaufzeit zu lang. Die muss deutlich unter 10 Millisekunden liegen.

Die C-V2X-Entwicklung schreitet jedoch weiter voran. Die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) verspricht nicht nur drastisch höhere Geschwindigkeiten als LTE. Für automobile und industrielle Anwendungen ist die niedrigere Latenz noch viel wichtiger. Deshalb ist erst mit der 5G-Mobilfunktechnik mit ernsthaften V2V- und V2V- und C2C-Konzepten zu rechnen.

Übersicht: LTE

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