Tulevaisuuden älykkäässä liikenteessä tarvitaan äärimmäisen luotettavia ja pieniviivei-siä langattoman viestinnän keinoja. Täysin autonomisten ajoneuvojen tulee pystyä kes-kustelemaan keskenään esimerkiksi aikeistaan ja mahdollisista vaaroista, minkä lisäksi tarvitaan nopea internet-yhteys päivityksien, ajantasaisten tietojen ja viihteen takia. Ajo-neuvojen langattoman viestinnän teknologioita on kehitetty jo kauan, mutta viime vuosina kehitystyö on tullut vauhdikkaammaksi kilpailevien teknologioiden ja yhteiskunnan käyt-töönottohalujen myötä.
Ensimmäinen ajoneuvojen väliseen V2V-viestintään kehitetty teknologia on jo vuonna 2010 julkaistu IEEE:n WLAN-standardilisäys 802.11p. Sen toimintaa on tutkittu vuosi-kymmenen aikana paljon, ja standardi onkin todetty jo kypsäksi ja käyttökelpoiseksi tä-män hetkisen liikenteen tarpeisiin nähden. Standardin avulla pystytään välittämään luo-tettavasti ja nopeasti liikenteen turvallisuutta parantavia viestejä ympäristöissä, joissa doppler-siirtymät ja monitie-eteneminen aiheuttavat merkittäviä haasteita langattomalle viestinnälle. 802.11p toimii hyvin, mikäli viestintäkanavaa samanaikaisesti käyttävien ajo-neuvojen määrä ei ole suuri. Tällä hetkellä ajoajo-neuvojen määrä, jotka ylipäätään kykenevät viestimään 802.11p-standardin mukaisesti on kuitenkin hyvin pieni. Todennäköisyys vies-tintäkanavan ruuhkaantumiselle on siis hyvin pieni ja muuten tiedetään, että standardi on käyttökelpoinen. 802.11p-pohjaisten tukiasemien asentaminen ja käyttöönotto onkin aloi-tettu jo ympäri Euroopan unionia.
V2X-viestintään liittyy vielä kuitenkin paljon haasteita, joita pyritään ratkaisemaan uusilla teknologioilla. IEEE kehittää 802.11p:lle seuraajaa, josta käytetään tunnistetta 802.11bd.
Se perustuu uusimpien WLAN-standardien hyödyntämiseen myös ajoneuvojen viestin-nässä. Lisäksi markkinoille on alettu kehittää kilpailevia teknologioita, joista lupaavimmat ovat 3GPP:n mobiiliverkkoteknologiaan pohjautuvat ratkaisut LTE-V2X sekä tulevaidessa 5G-V2X. Varsinkin 5G-teknologian odotetaan mahdollistavan pienet viiveet, suu-ret tiedonsiirtonopeudet sekä luotettavuuden, joita älykkään liikenteen viestinnässä tar-vitaan. Tulevaisuudessa eri V2X-teknologioiden odotetaan täydentävän toisiaan, mihin uskotaan vahvasti ainakin EU:n C-ITS -hankkeessa.
Tietoliikennealan standardisointityö on monimutkainen prosessi ja standardeja on lukui-sia. Erilaiset käyttöympäristöt ympäri maailmaa sekä kansalliset intressit asettavat erilai-sia vaatimukerilai-sia teknologioille. Tämä ilmenee myös ajoneuvojen viestintään kehitettävien ratkaisujen standardisoinnissa. Teknologioita ei välttämättä pystytä kehittämään yhteen-sopiviksi, vaikka siten voitaisiin saavuttaa suurin hyöty. Työn kirjoituksen aikana alkuvuo-desta 2021 tietoa on saatavilla hyvin rajallisesti muista kuin 802.11p:stä. Sen tutkiminen kuitenkin havainnollistaa hyvin myös muiden julkaisemattomien teknologioiden toimintaa, joten se on tällä hetkellä hyvä tutkimuksen pohja, vaikka tulevaisuuden vallitsevaa stan-dardia ei voida vielä tietää.
LÄHTEET
[1] DG Mobility and Transport of the European Commission. Mobility and Transport, Road safety. What We Do. URL: https://ec.europa.eu/transport/road_
safety/what-we-do_en(viitattu 16. 04. 2021).
[2] Euroopan unionin neuvosto.Autoista turvallisempia EU:ssa. 8. marraskuuta 2019.
URL: https://www.consilium.europa.eu/fi/press/press- releases/
2019/11/08/safer-cars-in-the-eu/(viitattu 16. 04. 2021).
[3] Zhang, S., Chen, J., Lyu, F., Cheng, N., Shi, W. ja Shen, X. Vehicular Communica-tion Networks in the Automated Driving Era.IEEE Communications Magazine56.9 (2018), s. 26–32.DOI:10.1109/MCOM.2018.1701171.
[4] Kiela, K., Barzdenas, V., Jurgo, M., Macaitis, V., Rafanavicius, J., Vasjanov, A., Kla-dovscikov, L. ja Navickas, R. Review of V2X–IoT Standards and Frameworks for ITS Applications.Applied Sciences10.12 (2020).ISSN: 2076-3417.DOI:10.3390/
app10124314.
[5] Abboud, K., Omar, H. A. ja Zhuang, W. Interworking of DSRC and Cellular Network Technologies for V2X Communications: A Survey.IEEE Transactions on Vehicular Technology 65.12 (2016), s. 9457–9470.DOI:10.1109/TVT.2016.2591558. [6] SAE J3016. Levels of driving automation. 15. kesäkuuta 2018. URL: https : / /
www.sae.org/standards/content/j3016_201806/.
[7] CAAT-kotisivut. Connected and Automated Vehicles. 2021.URL:http://autocaat.
org/Technologies/Connected_and_Automated_Vehicles/(viitattu 28. 01. 2021).
[8] ERTRAC.Connected Automated Driving Roadmap. 8. maaliskuuta 2019.URL:https:
//connectedautomateddriving.eu/wp-content/uploads/2019/04/ERTRAC-CAD-Roadmap-03.04.2019-1.pdf.
[9] Lumiaho, A. ja Malin, F.Liikenneviraston tutkimuksia ja selvityksiä, Tieliikenteen au-tomatisoinnin etenemissuunnitelma ja toimenpideohjelma 2016–2020. 2016. URL: https : / / julkaisut . vayla . fi / pdf8 / lts _ 2016 - 19 _ tieliikenteen _ automatisoinnin_web.pdf.
[10] Zeadally, S., Javed, M. A. ja Hamida, E. B. Vehicular Communications for ITS:
Standardization and Challenges.IEEE Communications Standards Magazine 4.1 (2020), s. 11–17.DOI:10.1109/MCOMSTD.001.1900044.
[11] ETSI Technical Committee Intelligent Transport Systems.Final draft ETSI EN 302 663 V1.3.1. 2019. URL:https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302600_
302699/302663/01.03.01_30/en_302663v010301v.pdf.
[12] Hiertz, G. R., Denteneer, D., Stibor, L., Zang, Y., Costa, X. P. ja Walke, B. The IEEE 802.11 universe. IEEE Communications Magazine 48.1 (2010), s. 62–70.
DOI:10.1109/MCOM.2010.5394032.
[13] IEEE Standard for Information technology—Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks—Specific requi-rements - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications.IEEE Std 802.11-2016 (Revision of IEEE Std 802.11-2012) (2016).DOI:10.1109/IEEESTD.2016.7786995.
[14] Uzcategui, R. A., Sucre, A. J. D. ja Acosta-Marum, G. Wave: A tutorial.IEEE Com-munications Magazine 47.5 (2009), s. 126–133. DOI: 10 . 1109 / MCOM . 2009 . 4939288.
[15] Gräfling, S., Mähönen, P. ja Riihijärvi, J. Performance evaluation of IEEE 1609 WAVE and IEEE 802.11p for vehicular communications (2010), s. 344–348. DOI: 10.1109/ICUFN.2010.5547184.
[16] Eichler, S. Performance Evaluation of the IEEE 802.11p WAVE Communication Standard (2007), s. 2199–2203.DOI:10.1109/VETECF.2007.461.
[17] Choi, J., Marojevic, V., Dietrich, C. B., Reed, J. H. ja Ahn, S. Survey of Spectrum Regulation for Intelligent Transportation Systems.IEEE Access 8 (2020). DOI:10.
1109/ACCESS.2020.3012788.
[18] Car 2 Car Communication Consortium. C-ITS: Cooperative Intelligent Transport Systems and Services. URL: https://www.car-2-car.org/about-c-its/
(viitattu 12. 04. 2021).
[19] ETSI Technical Committee Intelligent Transport Systems. ETSI EN 302 636-4-1 V636-4-1.4.636-4-1. Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Geo-Networking; Part 4: Geographical addressing and forwarding for point-to-point and point-to-multipoint communications; Sub-part 1: Media-Independent Functionality.
2020-01. URL:https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/302600_302699/
3026360401/01.04.01_60/en_3026360401v010401p.pdf.
[20] Kuhlmorgen, S., Llatser, I., Festag, A. ja Fettweis, G. Performance Evaluation of ETSI GeoNetworking for Vehicular Ad Hoc Networks. 2015 IEEE 81st Vehicular Technology Conference (VTC Spring). 2015, s. 1–6. DOI:10.1109/VTCSpring.
2015.7146003.
[21] Santa, J., Pereniguez-Garcia, F., Moragón, A. ja Skarmeta, A. Experimental evalua-tion of CAM and DENM messaging services in vehicular communicaevalua-tions. Trans-portation Research Part C: Emerging Technologies46 (syyskuu 2014), s. 98–120.
DOI:10.1016/j.trc.2014.05.006.
[22] ETSI Technical Committee Intelligent Transport Systems.ETSI EN 302 636-3 V1.1.2.
Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; GeoNetworking;
Part 3: Network Architecture. 2014-03.URL:https://www.etsi.org/deliver/
etsi_en/302600_302699/30263603/01.01.02_20/en_30263603v010102a.
pdf.
[23] DG Mobility and Transport of the European Commission.TENtec Interactive Map Viewer.URL:https://ec.europa.eu/transport/infrastructure/tentec/
tentec-portal/map/maps.html(viitattu 18. 03. 2021).
[24] Bekker, H.2019 (Full Year) Europe: Best-Selling Car Models. 2019. URL:https:
//www.best-selling-cars.com/europe/2019-full-year-europe-best-selling-car-models/(viitattu 15. 04. 2021).
[25] Euro NCAP. Volkswagen Safety Technology Rewarded by Euro NCAP. 18. maa-liskuuta 2020. URL: https://www.euroncap.com/en/press-media/press-releases / volkswagen - safety - technology - rewarded - by - euro - ncap/
(viitattu 18. 03. 2021).
[26] IEEE P802.11-TASK GROUP BD (NGV) MEETING UPDATE.URL:https://www.
ieee802.org/11/Reports/tgbd_update.htm(viitattu 26. 03. 2021).
[27] Sun, B. ja Zhang, H.IEEE P802.11 Task Group BD Project Authorization Request.
IEEE 802.11-18/0861r9. Marraskuu 2018. URL: https://mentor.ieee.org/
802.11/dcn/18/11-18-0861-09-0ngv-ieee-802-11-ngv-sg-proposed-par.docx.
[28] Anwar, W., Franchi, N. ja Fettweis, G. Physical Layer Evaluation of V2X Commu-nications Technologies: 5G NR-V2X, LTE-V2X, IEEE 802.11bd, and IEEE 802.11p (2019), s. 1–7.DOI:10.1109/VTCFall.2019.8891313.
[29] Yacheur, B. Y., Ahmed, T. ja Mosbah, M. Implementation and Assessment of IEEE 802.11BD for Improved Road Safety. 2021 IEEE 18th Annual Consumer Commu-nications Networking Conference (CCNC). 2021, s. 1–6.DOI:10.1109/CCNC49032.
2021.9369649.
[30] Car 2 Car Communication Consortium.C-ITS: Frequently Asked Questions.URL: https : / / www . car - 2 - car . org / about - c - its / c - its - faqs/ (viitattu 19. 04. 2021).