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Le comunicazioni veicolari sono una delle tecnologie che, nel prossimo decennio, rivoluzioneranno maggiormente il nostro modo di vivere. L’idea di far comunicare i veicoli tramite trasmissioni wireless non è nuova: già negli anni ’90 gli Stati Uniti avevano definito una tecnologia chiamata Dedicated Short Range Communication (DSRC) che avrebbe dovuto permettere la comunicazione efficiente tra autovetture, abilitando la possibilità di utilizzare una serie di servizi che andavano dal collision avoidance al pagamento automatico del pedaggio. A causa delle inefficienze trasmissive, dovute principalmente alle frequenze scelte (915 MHz) l’unico servizio che ha avuto un vero successo commerciale è stato proprio il pagamento automatico che, come ben sappiamo, è molto diffuso in tutti i paesi del mondo, Italia compresa.
L’avvento del Wireless Fidelity (Wi-FI) nel 1997 ha segnato l’inizio di una rivoluzione delle comunicazioni wireless. In pochi anni gli standard IEEE 802.11 si sono susseguiti ad un ritmo quasi frenetico continuando a migliorare le prestazioni di quella prima specifica Wi-Fi. Il driver di questo successo è sicuramente stato il mercato che ha premiato la comodità di lavorare senza fili unita all’efficienza e alla robustezza della tecnologia. Recentemente il Wi-Fi ha dimostrato le sue buone caratteristiche non solo nelle bande ISM (2,4 e 5 GHz) in cui è nato, ma anche su altre bande (700 MHz, 900 MHz, 3,5 GHz, 4,9GHz) in cui viene utilizzato visti i bassi costi dell’hardware e la già citata robustezza nelle comunicazioni.
Proprio per queste caratteristiche, il Wi-Fi è oggi alla base del primo standard per le comunicazioni mobili. L’IEEE 802.11p o WAVE (Wireless Access in Vehicular Environment) definisce infatti le specifiche per le comunicazioni tra veicoli (V2V) e tra veicoli ed Infrastruttura (V2I) utilizzando come base lo standard IEEE 802.11a ovvero la “variante” a 5GHz del Wi-Fi. Sotto il cappello WAVE vengono oggi raggruppati, oltre ad 802.11p, anche una serie di altri standard denominati IEEE 1609 che definiscono i livelli alti dello stack protocollare e che affrontano vari problemi dalla sicurezza all’architettura generale della rete, ecc….
Ma quali sono i servizi abilitati da queste comunicazioni? Prima di tutto la sicurezza nell’accezione inglese di safety. Una comunicazione wireless efficiente deve permettere di evitare tutte quelle situazioni che possono mettere in pericolo la vita dei guidatori e dei pedoni. Si pensi ad esempio alla possibilità, presso un incrocio, di avere una segnalazione efficiente di un veicolo che si avvicini non rispettando lo stop o il semaforo.
Oltre a questi servizi si parla anche di infotainment e entertainment, rispettivamente per l’invio di informazioni di servizio (tipicamente dall’infrastruttura ai veicoli) come quelle relative al traffico e per l’utilizzo delle comunicazioni per applicazioni meno critiche che vanno dall’invio di informazioni turistiche alla pubblicità contestuale.
In commercio esistono già soluzioni orientate al mondo Intelligent Transport System (ITS) che cercano di risolvere alcune delle problematiche descritte. Solo la massiccia adozione di una tecnologia standard potrà però portare ad una vera efficacia di questi strumenti.
Il grosso limite di IEEE 802.11p è proprio l’affidabilità per le comunicazioni critiche. Il Wi-Fi infatti non è nato per avere prestazioni deterministiche ma per funzionare bene anche condizioni di canale critiche e/o di disturbi severi. Il nuovo standard ha, nel bene e nel male, le caratteristiche di quello vecchio.
L’Istituto Superiore Mario Boella è ormai attivo da diversi anni nell’ambito ITS, settore che presidia tramite studi di diversa natura. In questo contesto generale, acquisita la conoscenza dei principali problemi legati alle soluzioni di comunicazione esistenti, ISMB sta proponendo in ETSI (l’ente di standardizzazione Europeo) una soluzione di comunicazione veicolare basata sul livello fisico di 802.11p (di cui eredita le caratteristiche di robustezza) ma con un livello di accesso al mezzo completamente nuovo. Lo scopo specifico della nuova proposta è quello di risolvere il problema del determinismo e dell’efficienza delle comunicazioni tra veicoli, un aspetto irrisolto in IEEE 802.11p.
La nuova soluzione è chiamata MS-ALOHA (www.ms-aloha.eu) ed è basata su un classico approccio time division, che permette di raggiungere il determinismo necessario alle applicazioni di safety. Se da un lato l’approccio, a divisione di tempo e riservazione, può garantire la consegna delle trasmissioni, dall’altro richiede la risoluzione di molti punti aperti, essenzialmente legati alla possibilità di funzionare anche in assenza di una infrastruttura fissa di rete.
Un’intensa attività di validazione simulativa del protocollo unita al miglioramento dei simulatori stessi (effettuato per rendere le simulazioni sempre più vicine alla situazione reale) hanno permesso di identificare ulteriori aree di miglioria. Conseguentemente il protocollo è arrivato ad un livello di maturità teorica e di ricchezza di funzionalità tali da offrire una flessibilità inizialmente imprevista. Attualmente ISMB sta investigando possibilità implementative del protocollo.
Superati i problemi tecnologici rimane il fatto che le comunicazioni veicolari sono una di quelle tecnologie che miglioreranno la nostra vita sotto diversi aspetti: riduzione degli incidenti, ottimizzazione del traffico con conseguente diminuzione delle emissioni di CO2 e del tempo passato in auto sono certamente le principali ricadute che avremo sulla nostra vita quotidiana.
