Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
Fortsetzung des Artikels von Teil 5
Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
UWB zeichnet sich auf Grund seines sehr breiten Frequenzspektrums insbesondere durch seine Robustheit gegenüber Störungen aus. UWB erscheint daher hervorragend geeignet für Automotive-Anwendungen zu sein, die auch in einer stark störungsbehafteten Umgebung fehlerfrei funktionieren müssen. Außerdem ermöglicht UWB sehr große Datenraten, so dass ein typisches Einsatzgebiet die Verbindung von Multimedia-Systemen ist. Andere Anwendungen im Automotive-Bereich sind Abstandswarnsysteme und Getrieberegelungen, die automatisch in Abhängigkeit von den Straßenverhältnissen erfolgen.
Die WiMedia-Spezifikation wird kontinuierlich weiterentwickelt, die Version 2.0 soll noch 2009 veröffentlicht werden, Datenraten von mehreren Gbit/s ermöglichen und eine erweiterte MAC-Architektur aufweisen [5]. Dieses soll durch verbesserte Codierungsverfahren und Modulationstechniken sowie durch Mehrantennensysteme erreicht werden.
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WLAN: Kommunikation auch zwischen Fahrzeugen
Mit Hilfe der WLAN-Technik lassen sich so genannte „Vehicular AdHoc Networks (VANETs)“ realisieren. Diese ermöglichen die Kommunikation und Interaktion zwischen Fahrzeugen in Echtzeit. Zum Beispiel können die Fahrzeuge periodisch Statusinformationen über ihre Position, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit zur Verfügung stellen. Dadurch erhält ein Fahrer die Information, ob sich ein anderes Fahrzeug eventuell auf Kollisionskurs befindet. Darüber hinaus kann ein verunfalltes Fahrzeug Warnmeldungen an andere Fahrzeuge in seiner Nähe versenden. Diese Warnmeldungen können zum Beispiel durch Sensoren an den Airbags ausgelöst werden. Des weiteren können über Adhoc-Netzwerke und die Infrastruktur am Straßenrand Informationen über die aktuelle Verkehrssituation und über Staus zur Verfügung gestellt werden. Schließlich können die Fahrzeuginsassen von lokalen Infotainment-Angeboten profitieren.
Für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen untereinander und mit Einrichtungen am Straßenrand wird bisher Wi-Fi am häufigsten eingesetzt. Auf Grund seines breiten Einsatzes in anderen Bereichen und der guten Verfügbarkeit wird auf diese Technik häufig in entsprechenden Forschungsprojekten mit Pilotcharakter zurückgegriffen. Als ein wichtiger Treiber bei diesen Aktivitäten ist das Car2Car-Konsortium (www.car-2-car.org) zu nennen, eine Organisation, die von den europäischen Automobilherstellern initiiert wurde und der neben Autozulieferern auch Forschungsinstitute angehören. Im Blickpunkt stehen hierbei Anwendungen wie hochentwickelte Fahrerassistenzsysteme, um die Unfallhäufigkeit zu reduzieren und um die Anzahl der Staus herabzusetzen.
Die bisherigen Untersuchungen haben allerdings auch gezeigt, das Wi-Fi gewisse Nachteile für diese Anwendungen bei hohem Verkehrsaufkommen hat. Um auf Gefahrensituationen rechtzeitig reagieren zu können, müssen pro Sekunde mindestens zehn Nachrichten versandt werden. Da diese gemäß IEEE-802.11x-Spezifikation eine gewisse Länge haben, kann es schnell zu einer Überlastung des Netzes kommen [8]. Die Arbeitsgruppe 802.11p arbeitet daher an Erweiterungen der Spezifikation 802.11a, so dass der drahtlose Datenaustausch von Endgeräten in Fahrzeugen optimiert wird [7, 8, 9]. Hierbei stehen der Datenaustausch zwischen Fahrzeugen im Vordergrund, die sich auch mit hoher Geschwindigkeit relativ zueinander bewegen können, sowie die Kommunikation mit der Infrastruktur am Straßenrand. Der Standard 802.11p (Wireless Access in Vehicular Environments, WAVE) umfasst die Funkübertragung auf der physikalischen Schicht und Teile der Sicherungsschicht (MAC) und soll in seiner endgültigen Form im April 2009 veröffentlicht werden. Bild 7 zeigt die Struktur der Protokoll-Architektur. Die Funktionen der höheren Protokollschichten werden in der Spezifikation IEEE 1609 festgeschrieben. Anforderungen an diese Spezifikation sind die Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der Systeme auch bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit bis 200 km/h sowie eine Reichweite bis 1 km.
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- Die Zukunft: Netze mit hohen Datenraten
