Nous sommes ravis de vous annoncer que nos véhicules sont désormais équipés de la nouvelle norme de communication mobile 5G. Dans cet article, nous vous expliquerons pourquoi nous avons décidé d’introduire cette technologie révolutionnaire dans nos véhicules et comment elle profitera aux conducteurs.
Quand et où Audi déploiera-t-il la 5G et C-V2X ?
Nous prévoyons de lancer prochainement les modèles A7 L et A6 L en Chine, équipés d’un nouveau module sans fil prenant en charge à la fois la communication mobile 5G et la technologie C-V2X. D’autres marchés suivront probablement en 2023.
Comment les véhicules communiquent-ils via C-V2X ?
C-V2X, ou “cellular vehicle-to-everything”, est une technologie qui permet aux véhicules de communiquer avec leur environnement. Cela inclut les autres usagers de la route, mais aussi les infrastructures connectées telles que les feux de circulation, les panneaux de signalisation, les places de parking connectées et les systèmes de guidage du trafic.
La communication C-V2X repose sur la technologie cellulaire et offre deux modes de transmission complémentaires. La communication directe C-V2X permet de connecter directement le véhicule à son environnement immédiat. Les données sont transmises dans la bande de fréquence 5,9 GHz ITS harmonisée au niveau mondial et ne dépendent pas du réseau cellulaire.
En revanche, la communication en réseau C-V2X utilise le réseau cellulaire pour étendre la portée de transmission pour des applications de télématique ou d’infodivertissement, par exemple. Les modèles Audi A7 L et A6 L utilisent les deux modes de transmission C-V2X. Pour la première fois, le module utilisé en Chine envoie également et reçoit des données via un réseau 5G.
Quels avantages offre la 5G par rapport aux normes de communication mobile précédentes ?
La norme 5G a été spécifiée par le 3rd Generation Partnership Project (3GPP) fin 2018. En tant qu’amélioration de la norme cellulaire 4G/LTE, la 5G, cinquième génération de communications mobiles, est principalement conçue pour des communications robustes dans des applications industrielles critiques. L’Union internationale des télécommunications (UIT) a défini trois profils d’application pour la 5G :
Communications ultra fiables à faible latence (uRLLC) : nécessite à la fois une haute fiabilité et une faible latence avec des temps de réponse de quelques millisecondes pour des applications particulièrement critiques en termes de temps, telles que les alertes liées à la sécurité et la conduite automatisée (par comparaison, 4G : >20 ms).
Communications massives entre machines (mMTC) : garantit une connexion fiable entre jusqu’à un million de dispositifs par kilomètre carré, ce qui est important, notamment pour la communication sécurisée entre les usagers de la route et l’infrastructure dans les zones urbaines (4G : 100 000/km²).
Amélioration de la bande passante mobile (eMBB) : offre des débits extrêmement élevés dans des conditions idéales, avec des vitesses de téléchargement pouvant atteindre 20 Gbit/s ou des vitesses de téléchargement de 10 Gbit/s pour des applications gourmandes en données telles que l’infodivertissement ou le streaming (4G : 1 Gbit/s en téléchargement et 500 Mbit/s en téléversement).
Comment les conducteurs bénéficieront-ils de la 5G ?
En tant que successeur de la 4G/LTE, la 5G optimise trois domaines d’application en même temps.
Sécurité routière accrue : Grâce à la communication à faible latence et ultra fiable (uRLLC), la 5G permet de mettre en œuvre des applications extrêmement critiques en termes de temps, par exemple en fournissant des avertissements dans des situations dangereuses telles que les accidents et les freinages d’urgence.
Connectivité étendue : Avec la communication massive entre machines (mMTC), la 5G renforce la connectivité simultanée entre un grand nombre de dispositifs, tels que les voitures, les motos, les feux de circulation et les panneaux de signalisation, et le réseau cellulaire, avec une qualité et une disponibilité garanties.
Divertissement amélioré : Que ce soit pour une audio multi-canal lors de l’écoute de musique ou le streaming de vidéos en direct en qualité 4K, la 5G constitue la base d’expériences de divertissement immersives en voiture. Les vidéos en haute définition, les conférences téléphoniques fluides qui permettent aux passagers de travailler depuis le véhicule pendant leur trajet, bénéficieront également de la 5G, de même que les jeux en réalité étendue ou les visites virtuelles de villes à l’aide de casques de réalité virtuelle, où les passagers sont complètement immergés dans des mondes virtuels réagissant de concert avec les mouvements de la voiture. La bande passante améliorée de la 5G (eMBB) garantit les débits élevés nécessaires à ces applications gourmandes en bande passante.
Dans quelles situations la 5G et C-V2X peuvent-elles être utiles ?
Informations locales sur les dangers : De nombreux services utilisent déjà les réseaux cellulaires pour la communication de données. La 5G améliorera encore le service “Local Hazard Information” d’Audi. Grâce à ses avantages en termes de latence et de bande passante, la 5G pourra accélérer la communication entre les véhicules et le cloud et envoyer des alertes encore plus tôt et avec plus de précision. Le service, qui fonctionne actuellement sur le réseau 4G, permet aux véhicules Audi de se prévenir mutuellement d’accidents, de véhicules en panne, d’embouteillages, de routes glissantes ou d’une visibilité limitée. Le service a pu bénéficier de l’intelligence collective depuis 2019. En 2021, plus de 1,7 million de véhicules du groupe Volkswagen fourniront des données à jour qui seront traitées dans le cloud et affichées aux conducteurs Audi en Europe sur leur tableau de bord ou sur un affichage tête haute en option. Une nouvelle méthode pour estimer le coefficient de frottement, basée sur le glissement des roues, permet de détecter les plus petits changements d’adhérence routière, d’envoyer les données vers le cloud pour traitement, et d’avertir les conducteurs qui suivent le véhicule de la présence de routes glissantes, par exemple.
Alertes en cas de véhicule en panne et freinage d’urgence : Si un véhicule tombe en panne sur la route, le système envoie immédiatement une alerte à tous les usagers de la route situés à proximité via la technologie C-V2X. Si la situation dangereuse est située hors de vue, derrière un virage ou après un sommet de route, la communication directe entre les véhicules peut ne pas être suffisante. Dans ce cas, le message d’avertissement est transmis via le réseau cellulaire 5G à la tour de téléphonie cellulaire la plus proche, qui fait office de relais et le transmet à d’autres véhicules hors de portée. Cela leur permet de réagir plus rapidement et augmente ainsi considérablement la sécurité de tous les usagers de la route. En cas de freinage brusque d’un véhicule, un avertissement ciblé est également envoyé automatiquement via C-V2X à tous les conducteurs qui suivent le véhicule qui freine, même s’il n’est pas directement visible. En Chine, le système permet également d’avertir les conducteurs de l’approche de véhicules d’urgence.
Informations sur les feux de circulation : La connexion des véhicules aux systèmes de feux de circulation rend la conduite en ville plus efficace et plus détendue. Le service “Green Light Optimized Speed Advisory” (GLOSA) calcule et affiche la vitesse idéale pour attraper “la vague verte”. Par exemple, GLOSA peut suggérer de réduire progressivement la vitesse d’environ 250 mètres avant le feu de circulation afin d’arriver à l’intersection juste à temps pour que le feu passe au vert. Cela réduit les arrêts et redéparts inefficaces. Si un arrêt à un feu rouge est inévitable, un compte à rebours indique les secondes restantes jusqu’à la prochaine phase verte. Grâce à cette fonction “time-to-green”, les conducteurs peuvent se détendre et s’approcher du feu en économisant du carburant, tout en attendant la phase verte d’une manière plus détendue.
Quelles applications seront possibles à l’avenir avec C-V2X et 5G ?
Conduite coopérative : l’objectif de la conduite coopérative est de prévenir les accidents et les embouteillages à l’avenir et de rendre la conduite globalement plus sûre. Dans ce contexte, la 5G et le C-V2X permettent une communication directe, intelligemment coordonnée et réactive entre les véhicules. Cette connectivité vise à aider à désamorcer des situations critiques telles que les virages, les dépassements sur les routes rurales ou les voies d’accélération. Le C-V2X et la 5G offrent également la faible latence et la fiabilité nécessaires pour la conduite en convoi, c’est-à-dire une conduite efficace en groupe. Si tous les véhicules s’arrêtent à un feu rouge et accélèrent en même temps, plus de voitures pourront passer à travers l’intersection lorsque le feu est vert.
Conduite autonome : La communication quasi temps réel entre un véhicule et son environnement est une exigence essentielle pour les différentes étapes de la conduite hautement automatisée à la conduite autonome. Atteindre ces étapes ne sera possible qu’avec la 5G et le C-V2X, notamment lorsque le véhicule se déplace sur une autoroute ou dans une circulation urbaine dense et que les situations dangereuses ne sont pas directement visibles. De plus, la 5G offre à la fois la disponibilité et la qualité de service (QoS) nécessaires à la conduite autonome. Parmi les autres exigences, les débits élevés de la 5G sont nécessaires pour transmettre des cartes de navigation extrêmement précises aux voitures autonomes.
Quels sont les projets de recherche d’Audi sur la 5G ?
Christoph Voigt, responsable de la recherche et développement sur la connectivité, les antennes intelligentes et les technologies V2X chez Audi, est également le président du 5GAA (voir ci-dessous) et participe activement à des projets de recherche communs. Lors d’une démonstration à Turin en 2019, Audi, Ericsson, Pirelli et Qualcomm ont présenté la combinaison de la 5G, du C-V2X, de la réalité augmentée et de la technologie de suivi oculaire. Dans la démo, un véhicule dont les pneus intelligents détectaient l’aquaplanage envoyait ses données de capteur vers le cloud en temps réel via la 5G. Un autre véhicule connecté derrière enrichissait ensuite les images de sa caméra frontale avec les données du cloud et utilisait la réalité augmentée pour marquer la zone dangereuse de la route sur l’écran.
Un autre scénario démontrait la communication directe entre les piétons et les voitures, dans le but d’avertir les deux parties en temps opportun si, par exemple, elles ne peuvent pas se voir mutuellement et qu’il y a un risque de collision.
Dans le cadre du projet ConVex, Audi a testé la technologie C-V2X en collaboration avec le fabricant de motos Ducati dans trois situations courantes et dangereuses pour les conducteurs de moto : l’entrée dans une intersection, le virage à gauche et le freinage brusque du véhicule qui les précède. La moto transmet de manière autonome sa position, sa vitesse et sa direction à d’autres usagers de la route. Par exemple, si une moto devant elle doit freiner, un symbole d’avertissement s’affiche immédiatement sur le tableau de bord des véhicules la suivant. En cas d’arrivée d’une moto en sens inverse, le système avertit les conducteurs circulant à une certaine vitesse d’un risque possible de collision s’ils prévoient de tourner à gauche. À l’avenir, le système conçu pour fonctionner avec toutes les classes de véhicules sera également étendu aux vélos et aux smartphones.
Au CES 2019, Audi s’est associé à Ducati, Ford et Qualcomm dans une présentation multi-marques pour démontrer comment le C-V2X peut être utilisé pour résoudre la situation d’un carrefour à quatre voies – une intersection de deux routes où tous les véhicules doivent s’arrêter – qui est courante aux États-Unis. Celui qui arrive en premier à l’intersection a la priorité. Si deux ou trois véhicules arrivent en même temps, ils doivent communiquer entre eux pour entrer en toute sécurité dans l’intersection. Dans cette situation compliquée, le C-V2X aide les conducteurs à décider qui passe en premier en laissant les véhicules gérer la situation eux-mêmes. Ils déterminent la séquence correcte en se basant sur les données de mouvement de tous les véhicules impliqués et confirment les résultats mutuellement. Les conducteurs reçoivent ensuite des informations sur leur tableau de bord pour savoir quand ils sont autorisés à traverser l’intersection.
Aux États-Unis, Audi a utilisé la technologie C-V2X dans un projet pilote pour avertir les conducteurs des travaux routiers et des personnes sur la route. Dans ce cas, le tableau de bord affiche de manière prédictive les informations provenant des panneaux de signalisation routiers équipés de la technologie C-V2X, à savoir la limitation de vitesse actuelle et un graphique montrant quelle voie est fermée. De plus, les conducteurs sont avertis de la présence de personnel de chantier sur la chaussée portant un gilet C-V2X.
Audi mène actuellement des recherches sur les situations à risque impliquant des enfants scolarisés, un groupe particulièrement vulnérable, avec des partenaires privés et publics aux États-Unis. Par exemple, lorsqu’un véhicule entre dans une zone scolaire avec une limitation de vitesse réduite, il recevra automatiquement un message d’avertissement sur son tableau de bord via le C-V2X. De plus, des projets visent à afficher un avertissement sur le tableau de bord dès qu’un bus scolaire s’arrête à un arrêt pour laisser descendre les enfants.
Ces exemples illustrent les avantages potentiels de la connexion des véhicules via la 5G et le C-V2X. Cela améliore la conscience des conducteurs dans les situations dangereuses et rend ainsi la conduite beaucoup plus sûre.
Qui sont les membres du 5GAA ?
Le 5G Automotive Association (5GAA) est une organisation mondiale intersectorielle regroupant des entreprises de l’automobile, de la technologie et des télécommunications qui travaillent ensemble pour développer des solutions pour la mobilité et les services de transport futurs. Fondé en septembre 2016 par huit entreprises, dont AUDI AG, le 5GAA réunit désormais plus de 130 fabricants automobiles, fournisseurs, opérateurs de réseaux mobiles, ainsi que des fournisseurs de puces, de systèmes de communication et d’infrastructures de télécommunications.
