En 2023 se venderán más de 76 millones de coches conectados en todo el mundo. La tecnología vehículo con todo (V2X) les permitirá comunicarse con la infraestructura, la nube y entre sí. La comunicación de alta velocidad, la conectividad permanente a la red y las respuestas rápidas allanan el camino a los coches inteligentes. El ecosistema V2X, junto con el 5G, puede mejorar la experiencia del conductor y abrir nuevos horizontes para las empresas de automoción. He aquí cómo.
El ecosistema de los vehículos modernos
Los vehículos inteligentes actuales pueden comunicarse con los sistemas de navegación, los semáforos, los aparcamientos y otros vehículos. Los coches leen su entorno a través de múltiples sensores de reconocimiento como cámaras, radares y ultrasonidos. La conectividad de las soluciones de la industria del automóvil se basa en varias tecnologías de comunicación, como DSRC (comunicaciones dedicadas de corto alcance), Wi-Fi, GPS y conectividad móvil.
La tecnología V2X implica la comunicación entre vehículos (V2V), vehículos e infraestructura (V2I), y vehículos y otros usuarios de la carretera. En la mayoría de los casos, se trata de peatones y ciclistas (V2P). También permite a los coches establecer diversas conexiones fuera del vehículo:
- Vehículo a sistema de navegación: La integración de los vehículos con los sistemas de navegación es una herramienta clave para la gestión del tráfico. La información del mapa, el GPS y los sensores de otros coches ayudan a calcular la hora de llegada, controlar el tráfico, determinar el límite de velocidad actual, localizar cualquier accidente, etc.
- Infraestructura del vehículo al tráfico: Los vehículos pueden conectarse a varios tipos de infraestructuras de tráfico. Entre ellas se encuentran las señales, los semáforos, las cabinas de peaje, las zonas de trabajo y las zonas escolares.
- Vehículo a sistemas de transporte público: La conexión de los vehículos a los sistemas de transporte público proporciona a los conductores información en tiempo real sobre el transporte público y las condiciones del tráfico. También ayuda a sugerir rutas alternativas y opciones para reprogramar los viajes
Está claro que los vehículos conectados generan muchos más datos que los ordenadores, los smartphones y los dispositivos IoT de consumo. Estos datos incluyen las rutas de viaje, la velocidad y el seguimiento del desgaste de los componentes. Un ecosistema vehicular moderno también captura datos de cámaras, mapas y sistemas de tráfico. Las redes WiFi y celulares ayudan a enviar y recibir estos flujos. El 5G, en particular, puede mejorar la capacidad de las redes inalámbricas móviles y las velocidades de los datos.
La red 5G entra en el mercado
El 5G es el estándar de quinta generación de redes móviles de banda ancha. Desde su primer lanzamiento en abril de 2019, el 5G se ha enfrentado a muchos retos. La incertidumbre económica causada por la pandemia duradera es solo uno de ellos. Desde COVID-19, las predicciones sobre el posible volumen de conexiones 5G para 2025 se han vuelto menos optimistas. Las cifras de 2020 son dos veces inferiores a las previstas en 2017. Las recientes previsiones para 2025 informan:
- La difusión del 5G supondrá una quinta parte de las conexiones en todo el mundo
- Habrá más de 320 millones de abonados al 5G en todo en el mundo
Muchos proveedores de servicios ya se benefician de este nuevo tipo de conectividad, y la industria del automóvil no es una excepción. He aquí algunos ejemplos de asociaciones recientes:
- Ericsson y Telefónica Alemania colaboraron para utilizar el 5G en la producción de automóviles en una fábrica de Mercedes-Benz
- Continental se asoció con Vodafone para crear un escudo de seguridad digital que conecta vehículos, ciclistas y peatones
- Samsung y HARMAN se unieron a BMW para lanzar el BMW iNEXT equipado con una unidad de control telemático (TCU) 5G
El uso del 5G en la conectividad V2X es posible gracias al cambio a la V2X móvil (C-V2X), el estándar más reciente de la industria para la comunicación de vehículos después de la V2X basada en WLAN. Los principales fabricantes de automóviles, como Audi, BMW, Ford y Tesla, utilizan C-V2X en sus vehículos. Los productos C-V2X están instalados en más de 500 ciudades en todo el mundo y permiten la conectividad celular con los semáforos, las balizas de las zonas escolares y los vehículos de emergencia.
Los coches inteligentes requieren una comunicación de gran ancho de banda, conectividad continua a la red y respuestas rápidas. El 5G lo ofrece todo.
5G vs. 4G: Velocidad, latencia y capacidad
C-V2X puede emplear tanto redes móviles 4G como 5G. Comparada con la 4G, la quinta generación de conectividad móvil es hasta 100 veces más rápida, con una velocidad máxima teórica de unos 20 gbps. Es capaz de manejar hasta un millón de dispositivos por kilómetro cuadrado. El 5G opera en un rango de frecuencias más amplio que el 4G, lo que añade más capacidad. También puede procesar datos con un tiempo de respuesta más corto, con 4 ms en condiciones típicas y 1 ms a máxima velocidad. A finales de 2020, el 5G estuvo disponible en 100 ciudades de Estados Unidos, y su expansión es solo cuestión de tiempo.
El 5G puede ofrecer una baja latencia, un mayor acceso al ancho de banda y una conectividad generalizada. Pero la mejora de la transmisión de datos sin sacrificar la velocidad y la mejor capacidad de la red no son los únicos beneficios de las redes 5G.
Casos de uso de V2X que son posibles gracias al 5G
La conectividad C-V2X añade eficiencia a la infraestructura de tráfico y mejora la seguridad vial. Proporciona a las empresas de automoción nuevas áreas de desarrollo y tiene una gran variedad de usos posibles. La Asociación de Automoción 5G (5GAA), que promueve grupos de conectividad V2X basados en 5G interoperables, clasifica las aplicaciones para vehículos en cuatro categorías:
- Seguridad: Casos de uso que pretenden reducir la frecuencia y gravedad de los accidentes de vehículos (como avisar a los conductores de los riesgos de colisión)
- Comodidad: Casos de uso que gestionan los datos y el estado del vehículo, ofreciendo diagnósticos y actualizaciones de software (como las actualizaciones por aire descargadas de forma autónoma en modo seguro y a una hora determinada)
- VRU (Vulnerable Road User): Casos de uso que apoyan una interacción segura entre los vehículos y los usuarios de la carretera que no son vehículos: peatones, motocicletas y bicicletas
- Asistencia avanzada a la conducción: Casos de uso que se centran en mejorar el flujo del tráfico, la sincronización de las señales de tráfico, los límites de velocidad variables, las alertas meteorológicas, etc. Por ejemplo, los vehículos pueden notificar a los conductores sobre las condiciones peligrosas de la carretera que tienen delante.
V2X se basa no sólo en los sensores, sino también en los datos de los coches cercanos, lo que introduce un conjunto de soluciones avanzadas para la conducción cooperativa, la evitación de colisiones y las advertencias de seguridad. Veamos con más detalle algunos de los posibles usos de V2X mejorados con 5G:
- Platooning: Permite a los usuarios conducir vehículos que operan en estrecha proximidad. Este convoy puede acelerar y frenar simultáneamente, aumentando la capacidad de las carreteras y ahorrando combustible. Además, según la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles, podría reducir las emisiones de CO2 de los vehículos hasta un 16%.
Con el 5G, el platooning de alta densidad es posible cuando más de tres vehículos pueden comunicarse entre sí. El platooning aporta sus mayores ventajas de eficiencia y seguridad a la conducción de camiones de larga distancia. Por ejemplo, si un conductor se queda dormido, su camión sigue automáticamente al líder del pelotón. Los fabricantes Volvo, MAN, Daimler y Scania ya han desplegado prototipos en carretera, y varios estados de EE.UU. han permitido el seguimiento automático.
- Conducción cooperativa: La conducción cooperativa es una solución avanzada de vehículos conectados que permite a los coches adaptarse al tráfico circundante. Los coches cercanos comparten datos de sensores para coordinar sus trayectorias y maniobras. Un escenario posible es que cuando un vehículo pase, el otro reduzca la velocidad automáticamente. Actuando de forma cooperativa, los coches pueden eliminar las interrupciones causadas por cambios de carril, frenadas repentinas u otros movimientos inesperados. En la práctica, la conducción cooperativa es imposible sin el 5G.
- Advertencia de colas o peligros: Esto advierte a los conductores sobre las condiciones climáticas cambiantes, las obras en la carretera o los accidentes de vehículos que se avecinan. Los datos en tiempo real de los vehículos, las redes y la infraestructura hacen que estas alertas sean altamente localizadas y precisas. Estas advertencias también motivan a los conductores a reducir la velocidad y evitar frenazos o colisiones repentinas.
5G para la conducción de vehículos autónomos
La red 5G se está convirtiendo en la tecnología clave para construir vehículos autónomos. Estos coches producen un inmenso océano de datos, ya que cada vehículo conectado y autónomo genera hasta 5TB de datos a la hora. Esto incluye información captada por cientos de sensores, como cámaras, radares, lidares y ultrasonidos. Basta con comparar: unas 3.000 personas con sus gadgets generan la misma cantidad de datos que un vehículo sin conductor durante este periodo.
Los coches que se conducen solos requieren una transmisión de datos más rápida que la de otros vehículos. Es necesario un tiempo de respuesta rápido para tomar decisiones eficaces en condiciones de carretera en tiempo real. Localizar la posición exacta de un peatón o predecir el próximo semáforo en verde son sólo algunos ejemplos de cómo funciona esta tecnología. Con la velocidad 5G, los sistemas de control de la automatización pueden responder instantáneamente en situaciones de emergencia, donde la toma de decisiones rápida es crucial.
Con el 5G, los vehículos conectados pueden procesar los datos en la nube y permitir que la IA basada en la nube tome decisiones autoguiadas inmediatamente. Utilizando los datos de los coches inteligentes, las técnicas de ML pueden producir modelos precisos del entorno del coche, obligando a los coches a reducir la velocidad o a cambiar de carril.
Además, la combinación inteligente de 5G y edge computing ayuda a descifrar los datos aún más rápido. El procesamiento y el análisis de datos con edge computing se despliegan automáticamente en servidores más cercanos a los dispositivos y a los usuarios. Esta sinergia acelera la comunicación con el borde, permite a la infraestructura del automóvil procesar grandes cantidades de datos sin llegar a los límites de la red, y reduce el tráfico de la red y los costes de transmisión.
