26. Mai 2020

Projekt „5G NetMobil“ entwickelt Lösungen für den vollvernetzten Straßenverkehr

Zusammen mit fünfzehn weiteren Projektpartnern aus Industrie, Mittelstand und Forschung löst das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut HHI im Projekt „5G NetMobil“ zentrale Herausforderungen der automobilen Echtzeitkommunikation. Die nun veröffentlichten Projektergebnisse ebnen den Weg für Standardisierung und Serienentwicklung.

Mehr Sicherheit, mehr Komfort und weniger Emissionen: Wenn Fahrzeuge miteinander vernetzt sind und sich mit der Verkehrsinfrastruktur in Echtzeit austauschen, reduziert das sowohl das Unfallrisiko als auch Emissionen. Zentrale Voraussetzung ist eine stabile und zuverlässige Datenverbindung – entweder auf Basis des neuen leistungsstarken Mobilfunks der fünften Generation (5G) oder mit WLAN-basierten Alternativen. An einem 5G-Ansatz hat das Fraunhofer HHI im Rahmen des Forschungsprojektes „5G NetMobil“ in den vergangen drei Jahren zusammen mit fünfzehn weiteren Projektpartnern aus Forschung, Mittelstand und Industrie gearbeitet. Nun stellen die Projektpartner ihre Ergebnisse vor und erzielen damit bedeutende Fortschritte für eine neue Ära der Mobilität.

Im Straßenverkehr ergeben sich häufig Situationen, die Fahrerinnen und Fahrer nicht vollständig überblicken können. Deshalb sind Radar-, Ultraschall- und Videosensoren die Augen moderner Fahrzeuge. Sie erfassen das Verkehrsgeschehen im Umfeld eines jeweiligen Fahrzeuges, können aber weder um eine Straßenecke noch hinter Hindernisse schauen. Die direkte Vehicle-to-Vehicle (V2V), Vehicle-to-Infrastructure (V2I) und Vehicle-to-Network (V2N)-Kommunikation bildet die Grundlage dafür, dass sich die Fahrzeuge untereinander vernetzen und mit ihrer Umgebung Daten in Echtzeit austauschen können – auch weit über den Sichtbereich hinaus. Diese Technologien ermöglichen es Nutzfahrzeugen zudem, sich in sogenannten Platoons zusammenzuschließen und in sehr geringem Abstand zueinander zu fahren. Gas-, Brems- und Lenkeingriffe erfolgen mittels V2V-Kommunikation synchron. Das automatisierte Windschattenfahren in der Kolonne reduziert den Kraftstoffverbrauch signifikant und erhöht die Sicherheit auf Autobahnen.

Um beispielsweise die Vernetzung von LKWs beim Platooning zu untersuchen, entwickelte das Fraunhofer HHI ein - auf Software-Defined-Radio-(SDR-)Technologie basiertes - standardkonformes Testsystem für den C-V2X Sidelink-Standard. Dieses System soll zukünftig auch 5G unterstützen und als Testplattform für neue Anwendungen in der Fahrzeugvernetzung dienen. Zur Realisierung der Projektvision des taktilen vernetzten Fahrens hat das Fraunhofer HHI zudem innovative Diversitätsmechanismen, wie Multi-Konnektivität (d. h. die gleichzeitige Übertragung von Daten von/zu mehreren Basisstationen) untersucht. Darüber hinaus wurden erste Ansätze zur Vorhersage der Dienstgüte entwickelt, welche etwa dazu genutzt werden können den Abstand zwischen autonomen Fahrzeugen im Platoon vorauszuplanen sowie Ansätze zur gleichzeitigen Unterstützung von sicherheitskritischen Diensten und Unterhaltungsdiensten.

Ziel des Forschungsprojektes war es, zentrale Herausforderungen der automobilen Echtzeitkommunikation zu lösen. Das vollvernetzte Fahren kann nur Realität werden, wenn die direkte Kommunikation zwischen den verschiedenen Fahrzeugen und zwischen dem Fahrzeug und der Infrastruktur zuverlässig und sowohl mit hohen Datenraten als auch geringen Latenzzeiten funktioniert. „Mit dem Projekt 5G NetMobil haben wir entscheidende Meilensteine auf dem Weg zum vollvernetzten Fahren erreicht und zeigen, wie moderne Kommunikationstechnologien unseren Straßenverkehr gleichzeitig sicherer, effizienter und wirtschaftlicher machen“, sagt Thomas Rachel MdB, Parlamentarischer Staatssekretär im Ministerium für Bildung und Forschung. Das Ministerium hatte das Forschungsprojekt mit 9,5 Millionen Euro gefördert. Die durch das Projekt geschaffenen Grundlagen in den Bereichen Netzwerke, Sicherheit und Kommunikationsprotokolle sind nun die Basis für die Standardisierung, die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle sowie erste Serienprojekte der Projektpartner.