Seite 30-31 - DLR Magazin 137
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Kommunikation und Navigation
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Kommunikation und Navigation
Autoren:
Sandro Scalise ist Leiter der Abteilung Satellitennetze im DLR-
Institut für Kommunikation und Navigation. Er und seine Mitar-
beiter sind verantwortlich für die Entwicklung, Umsetzung und
Demonstration des neuen Verfahrens, um kurze Mitteilungen
über Satellit zu übertragen.
Thomas Strang ist am selben Institut zuständig für die Forschung
und Entwicklung neuer Kommunikations- und Navigationsver-
fahren im Verkehr. Er und seine Mitarbeiter sind im Projekt ver-
antwortlich für die Integration der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kom-
munikation.
Weitere Informationen:
SafeTRIP-Projekt:
DENISE-Projekt:
Drive C2X Projekt:
Car-to-Car Communication Consortium:
Ein wichtiges Ziel des DLR-Instituts für Kommunikation und
Navigation ist es nun, neue und effiziente Funkverfahren für sicher-
heitskritische Anwendungen zu entwickeln. In Zusammenarbeit
mit nationalen und internationalen Partnern, der Europäischen
Raumfahrtagentur sowie zwei Satellitenbetreibern wurde zunächst
ein neues Satellitenkommunikationssystem entworfen. Anschlie-
ßend gelang es im Rahmen des von der Europäischen Kommission
teilfinanzierten Projekts „SafeTRIP“, ein System zu generieren,
welches die Vorteile der verschiedenen Kommunikationsverfahren
kombiniert. Es ist für die Übertragung von kurzen Mitteilungen für
sicherheitsrelevante Anwendungen im Straßenverkehr angepasst.
Ein wichtiger Kennwert dabei ist die Spektraleffizienz, das heißt,
das Verhältnis zwischen Datenübertragungsrate (in Bit/Sekunde)
und Bandbreite des Signals (in Hertz). Man kann also entweder
eine größere Datenübertragungsrate in derselben Bandbreite wäh-
len oder dieselbe Datenübertragungsrate mit einer kleineren Band-
breite realisieren. Die Kunst besteht folglich darin, das für die je-
weilige Anwendung optimale Übertragungsverfahren zu finden.
Genau das ist den DLR-Wissenschaftlern mit dem von ihnen ent-
wickelten Verfahren gelungen. Zudem reduziert es die Leistungs-
anforderungen im Vergleich zu den heute verfügbaren kommer
ziellen Endgeräten.
Indem die verschiedenen Kommunikationstechnologien
in eine einzige Plattform integriert werden, sind für Fahrzeuge
der nächsten Generation neue sicherheitsrelevante Dienste sowie
standortbezogene Komfort- und Infotainment-Anwendungen
möglich. Die Plattform bündelt den Zugriff auf Fahrzeugsensoren
und Positionsdaten und lässt flexibel die gleichzeitige Nutzung der
unterschiedlichen Kommunikationskanäle zu. Damit können die
Nachteile und Einschränkungen jeder einzelnen Technologie über-
wunden werden und die bestehenden Synergien und Komple-
mentaritäten lassen sich ideal nutzen.
Die ersten Prototypen wurden im Oktober 2012 auf dem
19. ITS-Weltkongress in Wien demonstriert. Fünf verschiedene
Test-Fahrzeuge wurden mit Prototypen des SafeTRIP-Fahrzeug-
Endgeräts ausgestattet, wobei die Fahrzeuge durch eine kleine
„Haifischflossen“-Antenne Daten über den geostationären Satel
liten Eutelsat 10B senden und empfangen konnten.
Fahrzeuge, die mit dem SafeTRIP-Satelliten-Modul und
gleichzeitig einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Modul ausgestattet
sind, agieren als „mobiles Relais“ zwischen beiden Welten. So
kann beispielsweise ein Fahrzeug, welches sich in einem Tunnel
oder einer Garage befindet und aktuell keine Satellitensichtbar-
keit hat, trotzdem Daten über benachbarte Fahrzeuge außerhalb
des abgeschatteten Bereichs senden und empfangen. Auf duale
Weise kann ein Fahrzeug, welches sich an einem abgelegenen
Standort befindet und keine Nachbarn in Kommunikationsreich-
weite für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation hat, von der
großflächigen Abdeckung des Satelliten profitieren. Geeignete
Algorithmen sorgen dafür, dass nur Mitteilungen mit regionaler
und zeitlicher Relevanz über den Satelliten weitergeleitet werden,
unter anderem um zu vermeiden, dass die Satellitenverbindung
mit unnötigen Informationen überlastet wird. So wird eine Unfall-
oder Staumeldung typischerweise weitergeleitet, wohingegen die
Information, dass das benachbarte Fahrzeug bremst, aufgrund
der in diesem Fall geringen zeitlichen und örtlichen Relevanz gefil-
tert und nicht über Satellit übertragen wird.
Satellitengestützte (GPS- und in der Zukunft auch Galileo-
basierte) Navigationsgeräte erlauben heute eine sehr genaue
Bestimmung der Fahrzeugposition auf der Erde. Die Verfüg
barkeit von kostengünstigen, allgegenwärtigen und zuverläs
sigen Kommunikationsdiensten ist die ideale Ergänzung. So
werden Autoreisen nach dem Motto „Sicheres, entspanntes
sowie besser informiertes Fahren und schnelleres Ankommen”
möglich. Es geht also nicht nur darum, dass Fahrer und Mit-
fahrer in der Lage sind, ihre Position zu kennen, sondern dass
sie auch die Möglichkeit haben, diese an Dritte zu übertragen,
sowie wichtige standortbezogene Informationen zu emp
fangen.
•
Kommunikationstechnologien für Fahrzeuge
Vorteile
Nachteile
Satellitenkommunikation
globale Abdeckung, auch an abgelege-
nen Standorten; Kosten unabhängig
vom Benutzerstandort (unter anderem
kein Roaming notwendig)
Latenz (Round-Trip-Zeit circa 0,8 Sekun-
den für eine Verbindung über einen
geostationären Satelliten); Satelliten-
sichtbarkeit benötigt
Mobilfunk
kostengünstige Endgeräte
und günstiger Inlandstarif
hohe Roaming-Kosten;
Abdeckungslücken
Fahrzeug-zu-Fahrzeug
keine terrestrische Basis-Stationen oder
Raumfahrt-Infrastruktur nötig;
keine Nutzungsgebühren
geringe Reichweite (circa 500 Meter bis
ein Kilometer); anfangs geringe Verfüg-
barkeit
Glossar
GSM
General Mobile System
(2. Generation Mobilfunk)
UMTS
Universal Mobile Telecommunications
System (3. Generation Mobilfunk)
LTE
Long Term Evolution
(4. Generation Mobilfunk)
WLAN
Wireless Local Area Network (WiFi)
ITS
Intelligent Transport Systems
Satellite Hub
Car2Car Unit
Satellite Forward Link
Satellite Return Link
Car2Car Link
Applications
Middleware
Communication Layers
SafeTRIP
Onboard Unit
Car2Car Unit
SafeTRIP
Onboard Unit
Service Operator
Application Servers
Satellite Forward Link
Satellite Return Link
Car2Car Link
Service Operator Application Server
Hub
Apps
Middleware
Communication Layer
SafeTRIP Onboard Unit
Car2Car Unit
Satelliten-Fahrzeug-Verbindung
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Verbindung
Server des Dienstanbieters
Satellitenbodenstation
Anwendungen
Vermittlungssoftware
Satellitenmodem
SafeTRIP Fahrzeugendgerät
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Modem
Das vernetzte Fahrzeug
Das DLR-Test-Fahrzeug bei der
öffentlichen Demonstration wäh-
rend des ITS-Weltkongresses in
Wien
Prototyp einer Haifischflossen-
Antenne für Satellitenkommuni
kation in Fahrzeugen
Benutzerschnittstelle für sicher-
heitsrelevante Anwendungen im
Fahrzeug
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Datenüber-
tragung
Dr. Scalise testet das Satelliten
modem im Feldversuch
