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V2V-Kommunikation: realitätsnahe Abbildung von Verkehrsszenarien im Labor

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Da Feldtests sehr aufwendig und teuer sind, hat Qosmotec eine Lösung entwickelt, mit der am Prüfstand die Zuverlässigkeit der Kommunikation in verschiedenen Verkehrsszenarien und die Auswirkungen von hoher Funkkanallast überprüft werden können.
Da Feldtests sehr aufwendig und teuer sind, hat Qosmotec eine Lösung entwickelt, mit der am Prüfstand die Zuverlässigkeit der Kommunikation in verschiedenen Verkehrsszenarien und die Auswirkungen von hoher Funkkanallast überprüft werden können. (Bild: Qosmotec)

Die V2V-Kommunikation erfolgt über ein Funknetzwerk auf Basis der IEEE-802.11p-Norm. Dieser Standard schützt vor Überlastung des Funkkanals selbst bei hohem Verkehrsaufkommen. Um festzustellen, wo die Grenzen liegen, wurde der Congestion Simulator entwickelt: Mit diesem lässt sich die Funkkanallast am Prüfstand simulieren.

Die IEEE 802.11p-Norm bildet die Grundlage für die Vernetzung von Fahrzeugen. Damit werden verkehrsrelevante Informationen von Fahrzeug zu Fahrzeug weitergegeben. Auch Verkehrsinfrastrukturelemente wie Ampeln, Schilder oder Notrufsäulen lassen sich in die Kommunikation mit aufnehmen. Dafür wurde bereits das Frequenzband von 5,850 bis 5,925 GHz reserviert. Gesendet wird mit einer maximalen Frequenz von 10 Hz.

Ein solches Broadcasting-Prinzip, bei dem alle Sender denselben Kanal nutzen, bringt jedoch Probleme mit sich: „Sendet ein Fahrzeug Daten, können die anderen Fahrzeuge das nicht gleichzeitig tun, da die Datenpakete miteinander kollidieren und damit verloren gehen würden“, erklärt Mark Hakim, Geschäftsführer der Qosmotec Software Solutions GmbH.

Um dies zu verhindern, wirkt der sogenannte Carrier Sensing-Mechanismus: Demnach hört ein Sender zunächst den Kanal ab und überträgt erst dann, wenn er erkannt hat, dass dieser frei ist. Doch was, wenn ein potentieller Empfänger außer Reichweite ist, Gebäude in Stadtgebieten die Übertragung stören und sich so zwei Sender gegenseitig nicht sehen können, sich ihre Reichweiten jedoch überlappen?

„Hier kommt es zur sogenannten Hidden Node-Problematik“, erläutert Dr. Dieter Kreuer, Gesellschafter und Produktmanager bei Qosmotec. „Wenn sich zwei Teilnehmer gegenseitig nicht wahrnehmen, glauben beide, der Kanal sei frei, und übermitteln die Daten unter Umständen zur selben Zeit. Dadurch kommt es zur Kollision von Datenpaketen, die folglich nicht beim Empfänger ankommen. Selbst wenn sich der Sendezeitraum nur unwesentlich überschneidet, scheitert der Übertragungsversuch letzten Endes komplett.“

Feldtests verursachen hohen Aufwand und sind kaum reproduzierbar

Die Automobilbranche ist sich dieser und anderer Probleme der Funkübertragung durchaus bewusst. Um die Zuverlässigkeit in der Praxis sicherzustellen, wurden zahlreiche Projekte realisiert, bei denen umfangreiche Feldversuche auf Teststrecken und im Straßenverkehr durchgeführt wurden.

Doch dies bedingt mitunter eine wochen-, wenn nicht sogar monatelange Vorbereitung des Versuchs, was einen hohen finanziellen Aufwand mit sich bringt. Eine weitere Schwierigkeit stellen äußere Einflüsse dar, die sich vorher kaum einkalkulieren lassen, wie etwa ungünstige Wetterbedingungen.

„Bei Feldtests handelt es sich um reale Testfahrten. Selbst wenn ein und derselbe Test mehrmals in derselben Fahrerkonstellation durchgeführt wird, werden sich die Ergebnisse immer unterscheiden“, führt Hakim aus. Äußere Bedingungen und die Geschwindigkeit der Fahrzeuge lassen sich nie zu 100 Prozent wieder genauso nachstellen. Die Autohersteller müssen ihre nachfolgenden Forschungen jedoch auf verlässliche Daten stützen können, um die Realität möglichst gut abzubilden.

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