Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
Die IEEE-Empfehlungen 802.11a und 802.11g [7] sind als Standards für WLANs konzipiert worden; entsprechende Systeme werden hierfür seit Jahren weltweit genutzt. Außerdem wurden in den letzten Jahren Hotspots gemäß dieser Empfehlungen realisiert, die auch die Anbindung von zellularen Mobilfunkteilnehmern ermöglichen. Im Automotive-Bereich will man diese Standards insbesondere zur Kommunikation zwischen verschiedenen Fahrzeugen und zum Informationsaustausch mit der Infrastruktur am Straßenrand nutzen [7, 8, 9]. Während Systeme gemäß 802.11g im stark belegten ISM-Band bei 2,4 GHz arbeiten, liegt das Frequenzband von 802.11a bei 5 GHz – allerdings ergeben sich hieraus auch entsprechende Kosten- und Reichweitennachteile für die Komponenten. Die maximale Datenrate liegt jeweils bei 54 Mbit/s.
Um höhere Datenraten als 54 Mbit/s zu erzielen, wurde der Standard 802.11n spezifiziert. Dieser soll Datenraten von über 500 Mbit/s ermöglichen. Diese hohen Datenraten sollen insbesondere durch ein leistungsfähiges MIMO-Konzept ermöglicht werden. Darüber hinaus wird mit IEEE 802.11p zur Zeit eine weitere Variante des Standards entwickelt, die speziell die Anforderungen von mobilen Anwendungen berücksichtigt.
Jobangebote+ passend zum Thema
Bluetooth und seine Anwendungen
Bluetooth (www.bluetooth.org) stellt heute sicherlich die drahtlose Technologie dar, die am weitesten im Automotive-Bereich verbreitet ist. Bluetooth IEEE 802.15.1 [1] erlaubt gemäß dem Spezifikationsstand 2.1 Übertragungsraten bis 3 Mbit/s. Der Standard wurde ursprünglich für PAN-Anwendungen (Personal Area Network) entwickelt, wobei der Fokus auf der Realisierung von drahtlosen Ad-hoc-Verbindungen mit geringer Reichweite zu geringen Kosten und mit niedriger Leistungsaufnahme lag. Inzwischen ist Bluetooth als eine mögliche drahtlose Technik zur Realisierung entsprechender Netzwerke auch auf das Interesse der Automotive-Industrie gestoßen.
Bereits Ende 1999 wurde von den Bluetooth-Spezifizierungsgremien die „Car Working Group“ gegründet. Diese hat inzwischen eine Reihe von Bluetooth-Profilen für Anwendungen im Auto entwickelt. Über die Definition neuer Profile lässt sich der Bluetooth-Standard sehr elegant für neue Anwendungen erweitern.
Bild 3 zeigt den Bluetooth-Protokoll-Stack, der als Schichtenmodell von funktionalen Modulen aufgebaut ist. Auf der oberen Ebene befinden sich die Bluetooth-Profile, in denen die Schnittstelle zwischen den Anwendungen und der Hardware festgelegt wird. Sie enthalten die Kommunikationsprotokolle und -dienste mit den entsprechenden Regelwerken. In ihnen werden der Anwendungsbereich und die Funktionen der verschiedenen Anwendungen festgeschrieben, und es wird die Interoperabilität zwischen den Geräten verschiedener Hersteller ermöglicht. Um die Komplexität der Geräte nicht unnötig zu erhöhen, sind nur einige wenige Profile zwingend vorgeschrieben. Hierzu gehören zum Beispiel das Generic Access Profile (GAP) und das Service Discovery Profile (SDAP). Die Bluetooth-Systeme tauschen nach dem Verbindungsaufbau die Informationen über ihre verfügbaren Profile aus und legen damit fest, welche Dienste sie für den Partner zur Verfügung stellen können. Da Bluetooth sehr viele unterschiedliche Anwendungen unterstützt, gibt es auch entsprechend viele Anwendungsprofile.
Für Anwendungen im Automobil wurden insbesondere folgende Profile entwickelt:
- Handsfree-Profil (HFP).
- Phone Book Access Profile (PBAP).
- SIM-Access-Profil (SAP).
In den meisten europäischen Ländern ist die Nutzung des Mobiltelefons im Auto während der Fahrt ohne Freisprecheinrichtung nicht erlaubt. Mit Hilfe des Handsfree-Profils lassen sich Mobiltelefone, die mit Bluetooth-Modulen gemäß diesem Profil ausgestattet sind, automatisch mit der Freisprecheinrichtung des Autos verbinden. Diese ist typischerweise Bestandteil des Audio-Systems. Neben der eigentlichen Freisprechfunktion werden durch dieses Profil aber auch weitere Funktionen, wie die Rufkontrolle für ein- und ausgehende Anrufe, die Verwaltung der Verbindungen und die Weitergabe von Rufnummern von der Freisprecheinrichtung an das Mobiltelefon, unterstützt. Der Sicherheitsaspekt spielt bei der Realisierung dieser Funktionen eine wichtige Rolle. Es muss sichergestellt sein, dass immer nur eine Freisprecheinrichtung mit dem Mobilteil verbunden ist. Insbesondere muss vermieden werden, dass sich ein Mobilteil mit einer anderen Freisprecheinheit verbindet, die sich z.B. in einem benachbarten Fahrzeug befindet. Dieses wird durch die Bluetooth-Funktionen Authentikation und die PIN-Abfrage vor dem Verbindungsaufbau sichergestellt. Generell ermöglicht das Handsfree-Profil die automatische Verbindung zwischen dem Auto und entsprechenden drahtlosen Bluetooth-Systemen mit dieser Erweiterung. Hardware, die dieses Profil unterstützt, ist bereits seit einigen Jahren auf dem Markt verfügbar.
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
- Die Zukunft: Netze mit hohen Datenraten
