5G-baserade C-V2X-system kan hjälpa till att vägleda trafik och rädda liv

Om du har följt smart city-trender, det kommer inte att förvåna dig att höra att nästa generations trådlösa 5G-tjänster kommer att göra smarta städer mer intelligenta.

"Jag tror inte 5G behöver mycket av en push, säger Nakul Duggal, senior VP för produktledning på Qualcomm, till Digital Trends. För Duggal är fördelarna uppenbara, och Qualcomm ser detta som året för 5G; mer än två dussin 5G-kompatibla smartphones förväntas komma ut på marknaden i slutet av året med hjälp av Qualcomms chipset.

Det finns en mängd olika fördelar med 5G, varav den främsta är hastighet. Qualcomm har visat maximala nedladdningshastigheter på cirka 4,5 gigabit per sekund och genomsnittliga dataöverföringshastigheter på cirka 1,4 gigabit per sekund. Det är tillräckligt snabbt för att ladda ner en tvåtimmarsfilm på cirka 17 sekunder, jämfört med cirka 6 minuter för en aktuell 4G-anslutning. Nytt med andra ord 5G telefoner kommer att vara cirka 1 000 gånger snabbare än telefonen för närvarande i din ficka.

Men det handlar inte bara om nästan omedelbara nedladdningar av 4K filmer eller snabbare svep åt höger. 5G erbjuder fördelar som kan visa sig vara avgörande för initiativ inom smarta städer. Det är till stor del tack vare mobil kommunikation mellan fordon och allt (C-V2X)., en extra funktion av 5G som är designad för att leverera direkt kommunikation mellan bilar och andra smarta objekt i en stads infrastruktur. C-V2X kan göra det möjligt för ett trafikljus att skicka varningar till fordon om fotgängare eller låta bilar varna andra närliggande fordon att det finns is på vägen, till exempel - allt utan att behöva en närliggande cell torn.

Det är samma roll avsedd för dedikerad kortdistanskommunikation (DSRC), den standard som för närvarande är testats i många smarta stads- och vägprojekt runt om i USA, som Hondas pilotprogram i Ohio, där kameror låter bilar skilja hundar från Dodges. Medan båda teknikerna fungerar i nästan Wi-Fi-bandbredden, hävdar förespråkare för 5G att C-V2X erbjuder fördelar som DSRC inte kan matcha.

Den främsta fördelen, förklarade Jim Misener, Qualcomms senior chef för tekniska standarder, är tillförlitlighet. Med bättre felkorrigering och codecs kan C-V2X skicka meddelanden dubbelt så långt och dubbelt så snabbt som det äldre DSRC-protokollet. Det är en avgörande skillnad när det gäller kommunikation mellan fordon och fordon, som mäts i millisekunder, något företaget ansträngde sig för att demonstrera på en stor parkeringsplats i Las Vegas under CES 2019.

Nära Rio hotellet markerade Qualcomm en korsning med fyra hållplatser för att bevisa sin sak. Med hjälp av en Ford F-150 pickup och en smart Ducati-motorcykel utrustade ingenjörerna dem med C-V2X transceivrar för att visa vad som skulle hända om båda fordonen försökte ta sig in i korsningen samtidigt tid. När pickupen gick bort från stoppskylten sprängde Ducati-föraren genom korsningen utan att stanna. Lyckligtvis blinkade en varning om att motorcykeln skulle komma i rött på lastbilens head-up display och en hörbar larmet ljöd, vilket fick föraren att slå i bromsen och förhindra en fruktansvärd krasch.

I framtiden är förhoppningen att sådan V2X-kommunikation automatiskt kommer att bromsa fordon. Och när autonoma bilar kör på vägen kommer sådana meddelanden att vara avgörande för att samordna deras rörelser på gator och motorvägar.

Men C-V2X-kommunikation kan också involvera andra delar av en kommunal infrastruktur, såsom trafikkameror, förklarade Qualcomms Duggal.

"Du kan använda den för att ta reda på avsiktsbestämning, till exempel vad en fotgängare sannolikt kommer att göra genom att använda en kamera i en korsning och skicka bilden direkt till en bil som närmar sig," sa Duggal.

Fler bilar utrustade med C-V2X gör det också till ett mer attraktivt alternativ för städer som tittar på långsiktiga investeringar. Och många analytiker förväntar sig att alla fordon snart kommer att vara utrustade med inbyggda trådlösa anslutningar. Ford, till exempel, gav nyligen tekniken ett uppsving genom lovar att sätta C-V2X i alla sina fordon till 2022. Reservdelsleverantörer som Bosch och Continental har också sagt att de kommer att ha radioapparater som stöder både DSRC och C-V2X innan dess.

Mer än trafik

Insatsen för C-V2X är att inte bara hjälpa till att rädda liv utan också att förbättra liv i smarta städer. Enbart trafikstockningar står för 8 miljarder förlorade timmar för amerikanska förare varje år. Trafikstockningar bränner också bränsle - upp till 4 miljarder liter per år - vilket leder till smog och föroreningar, enligt Verizon.

"Det handlar också om säkerhet, videoanalys, skottdetektering, cyberkapacitet och förbättrad operativ effektivitet," sa Lani Ingram, Verizons VP för smarta samhällen, till Digital Trends. Ingram arbetar med enskilda kommuner för att hjälpa dem att planera och installera sådana system.

Ljudnoder, till exempel, installerade på ljusstolpar kan upptäcka skott, magnetometrar inbäddade i trottoaren kan övervaka trafik, och rörelse- och närhetssensorer i trafikljus kan höja eller sänka LED-belysning beroende på trafiktätheten kl. natt. Den sista funktionen kan ge energibesparingar på upp till 80 procent jämfört med traditionell gatubelysning, enligt Verizon. Det är en annan anledning till att Ingram nämner de potentiella miljöfördelarna med smartare 5G-system och tjänster.

(Ingram sa att integriteten också upprätthålls genom att inte länka någon särskild aktivitet till en viss individ. Hon noterade att Verizon rutinmässigt granskar infrastrukturen för att upprätthålla bästa sekretesspraxis.)

Men att använda 5G för att öka IQ för smarta stadsprogram kan skapa andra utmaningar.

Det kommer att finnas en mängd kommunikationsdatatrafik som städer snart kommer att behöva brottas med, från rörelsesensorer på trottoarer till videokameror till mängden meddelanden som indikerar hastighet, plats och aktuellt tillstånd för otaliga fordon, allt från bussar till cyklar och delad bil tjänster. Det kan bli komplicerat snabbt, förklarade Qualcomms Misener.

"Med motorcyklar, till exempel, är det inte bara en fråga om hjulvinkel för att ta reda på vart den är på väg, det finns också faktorn som du kan luta dig för att vända cykeln”, sa Misener och indikerar att ännu mer information kan behöva överföras i V2X spektrum.

Även om det kommer att ta minst ett år innan backhaul-växlingsnäten är helt uppgraderade för att hantera 5G, finns det städer runt om i landet som redan implementerar det. Verizon har 5G service i Houston, Indianapolis, Los Angeles och Sacramento, Kalifornien, sa Ingram. AT&T hävdar att de erbjuder 5G service i 12 städer över hela landet, främst riktad till en hemanvändare med 5G Wi-Fi-routrar.

Dessutom gör det faktum att 5G först kommer att finnas tillgängligt i storstadsområden snarare än på landsbygden, det är det självklara valet för framtida infrastruktur kommunikationsspel, oavsett om det är för att hjälpa brottsbekämpning, förbättra trafikflödet eller leverera mer tillförlitlig trådlös kommunikation för första gången svarande.

Som Misener uttryckte det, "Om en [transportavdelning] placerar den i en korsning, kommer den att vara användbar direkt."

Redaktörens rekommendationer

• T-Mobiles enorma ledning inom 5G-hastigheter kommer inte någonstans
• Bor du på landsbygden? Verizon 5G är på väg att bli bättre för dig
• Qualcomms Snapdragon X75 inleder nästa era av 5G-anslutning
• Verizons billigaste 5G obegränsade plan har precis blivit ännu billigare
• Razers 5G-aktiverade handhållna spelsystem släpps offentligt