Ein wichtiges Ziel im Straßenverkehr ist die weitere Senkung der Unfallzahlen. Erschwert wird dieses Vorhaben durch die stetig zunehmende Verkehrsdichte. Daher müssen innovative Lösungen gefunden werden, um den Straßenverkehr sicherer zu machen. Ein Ansatz besteht darin, eine Funkverbindung zwischen Fahrzeugen einzurichten, so dass Fahrzeuge zukünftig miteinander kommunizieren und sich bei Verkehrshindernissen oder anderen kritischen Situationen selbst vorwarnen können ("virtuelle Bremsleuchten"). Dies sorgt für mehr Sicherheit im Verkehr. Gerät ein Fahrzeug etwa durch Glatteis, einen Unfall oder einen plötzlich auftretenden Stau in eine kritische Situation, werden die entsprechenden Informationen an alle betroffenen Verkehrsteilnehmer im unmittelbaren Umkreis der Gefahrenstelle weitergegeben. So werden die Fahrzeuglenker bereits im Vorfeld gewarnt und können frühzeitig auf die jeweilige Situation reagieren. Zusätzlich ist die Installation von Funkstationen ("Infrastruktur, Road Side Units") an Knotenpunkten mit hohem Verkehrsaufkommen geplant. Die Stationen versorgen die Fahrzeuge mit Informationen über die Verkehrslage und die Vorfahrtsregeln (z.B. an Ampelanlagen). Gefahren für die Verkehrsteilnehmer sollen damit zuverlässig entschärft werden. Realisiert wird der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Fahrzeug sowie zwischen Fahrzeug und Infrastruktur über so genannte mobile ad-hoc Netzwerke, die sich selbst organisieren und auf der Wireless-LAN (WLAN) Technik IEEE 802.11p basieren. Zur Charakterisierung des Funkkanals (u.a. mit der räumlich aufgelösten zeitvarianten Kanalimpulsantwort) werden bisher häufig Messungen verwendet. Das ist ein sehr aufwändiges Verfahren mit stark eingeschränkter Reproduzierbarkeit. In vielen Bereichen wird seit Jahren versucht, Messungen durch Simulationen zu ersetzen. Im Rahmen dieses Projekts wurde deshalb ein Verfahren erforscht, mit dem die aufwändigen Messungen im Bereich der Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation durch kostengünstigere Simulationen ersetzt werden können. Basierend auf den Forschungsergebnissen wurde ein Kanalsimulator für die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen sowie zwischen der Infrastruktur und den Fahrzeugen entworfen und implementiert. Der Simulator ist in der Lage, den Funkkanal zwischen stationären und sich bewegenden Objekten vollständig im Zeit-, Frequenz- und Raumbereich vorherzusagen. Als Basis werden dafür vektorisierte Szenarien verwendet, in denen jedem Objekt (z.B. Fahrzeug) eine Zeitvarianz in Form einer Translation und/oder Rotation mit gegebener Geschwindigkeit und Richtung zugeordnet werden kann. Der Simulator beinhaltet auch ein strahlenoptisches Wellenausbreitungsmodell, das alle relevanten Ausbreitungsphänomene wie Reflexion, Beugung und Streuung an Hindernissen im Strahlweg wie auch die Antennendiagramme des sendenden und des empfangenden Fahrzeugs berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung der Zeitvarianz sind nach der Simulation zudem Aussagen über die Dopplerverschiebung möglich. Die Modellierung von Fahrzeugen und von Objekten im Umfeld der Straße (z.B. Leitplanke, Verkehrsschilder) erfordert extrem leistungsfähige Rechner. Deshalb wurde in diesem Projekt ein neuer Ansatz entwickelt, bei dem beliebige polygonale Objekte im Ausbreitungsweg der elektromagnetischen Welle durch entsprechende Streuquerschnitte ersetzt werden, was zu einer höheren Genauigkeit und einer kürzen Berechnungszeit bei der Simulation führt. Die Software zur Berechnung der erforderlichen Streuquerschnitte wurden im Rahmen des Projekts vom Projektpartner EM Software & Systems GmbH entwickelt bzw. an die neuen Anforderungen angepasst.


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    Title :

    SIFUKO: Auf Rückstreuquerschnitten basierender Simulator für die funkbasierte Kommunikation zwischen Infrastruktur und Fahrzeug sowie zwischen Fahrzeugen. Teilvorhaben AWE: Simulator für den zeitvarianten Funkkanal. Schlussbericht. Berichtszeitraum: 01.10.2010 - 31.03.2012


    Contributors:
    Hoppe, Reiner (author) / Wahl, Rene (author)


    Publication date :

    2012


    Size :

    27 Seiten, 18 Bilder, 5 Tabellen, 18 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German