Auto eins an Auto zwei

20. November 2012, 18:46
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Forscher in den Klagenfurter Lakeside Labs arbeiten an drahtlosen, selbstorganisierenden Netzwerken, die die Kommunikation zwischen Fahrzeugen ermöglichen sollen

Moderne Autos wissen dank elektronischer Sensoren oft mehr als der Fahrzeuglenker selbst, denn Sicherheitssysteme wie Antiblockiersystem (ABS), Antischlupfregelung (ASR), Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) und Regensensoren sind längst State of the Art im Neuwagen. Sie helfen dem Fahrer bei schwierigen Situationen im Straßenverkehr.

"Autos sind bereits fahrende Computer", sagt Günther Brandner von der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt. "Man müsste sie nur miteinander kommunizieren lassen. Daher gibt es seit einigen Jahren Bemühungen seitens der Forschung, dass Autos auch miteinander kommunizieren können, um diverse Daten untereinander weiterzuleiten." Brandner schildert eine Situation, die wohl jeder Autofahrer schon einmal erlebt hat: "Wie oft habe ich mich schon geärgert, dass unmittelbar nach der Autobahnauffahrt ein Stau ist. Hätte ich das vorher gewusst, wäre ich nicht aufgefahren und hätte mir eine andere Route gesucht."

Gemeinsam mit Christian Bettstetter und seinen Kollegen an den Lakeside Labs, einem 2008 gegründeten Cluster für Forschung und Innovation im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik, arbeitet Brandner nun daran, dass Autos, die im Stau stehen, diese (und andere) Informationen an nachfolgende Fahrzeuge weitergeben. "Dafür muss man zunächst die Datenkommunikation verbessern", fährt der Wissenschafter fort. Dieser Datentransport soll nicht von einer zentralen Stelle verwaltet, sondern ein selbstorganisiertes, selbstlernendes und autonomes Netzwerk sein. Der Vergleich mit dem Internet und mobilen Datennetzen drängt sich auf. "Jedes Auto wäre dann mit WLAN ausgestattet und würde seine Bandbreite zur Verfügung stellen, um so die Kommunikation, die Datenrate, zu verbessern. Es wäre ein gegenseitiges Geben und Nehmen", umschreibt Brandner die Idee. Das Ziel: Jedes Auto soll ein Sender und gleichzeitig Empfänger sein.

Kooperierende Netzwerke

Um dies zu gewährleisten, denken die Forscher in den Lakeside Labs, die sich als Bindeglied zwischen der Universität Klagenfurt und anderen Hochschulen, Forschungsinstituten und Unternehmen sehen, über sogenannte Cooperative Wireless Networks nach - Mobilfunknetze, die ein drahtloses, selbstorganisierendes Netz bilden. Solche Netze benötigen keine Infrastruktur mehr. Derzeit kommunizieren Geräte in Mobilfunknetzen über fest installierte Basisstationen und eine statische Netzinfrastruktur.

In modernen Netzen kommt das Prinzip der Ad-hoc-Kommunikation zur Anwendung. Für diese Form der Kommunikation, in der Geräte als Relays für die Daten anderer Geräte agieren, gibt es ein breites Spektrum an Anwendungen: Neben dem Verkehrsmanagement zur Unfallwarnung - worunter die genannte Car-to-Car-Kommunikation fällt - könnten damit auch autonome Roboter vernetzt werden. Diese könnten so ein drahtloses Netzwerk in Gegenden ohne Infrastruktur wie Wüsten oder im All aufbauen.

Die Idee hinter der Relaytechnologie, als Basis für Cooperative Wireless Networks, scheint simpel: Ein Gerät überträgt ein Datensignal an einen Empfänger. Ein drittes Gerät "belauscht" diese Übertragung und leitet das Datensignal ebenfalls an den Empfänger weiter. Dieser wiederum kombiniert die beiden Signale. So wird die Entschlüsselung verbessert.

Datenrate verbessern

Auch im konventionellen zellularen Mobilfunk verspricht man sich durch die Einführung solcher Relays deutliche Fortschritte. "Vorstellbar ist, dass Handys, die gerade nicht genutzt werden, als Relays dienen und damit die Datenrate des Mobilfunks deutlich verbessern", sagt Brandner. Lakeside Labs entwickelt hierzu neuartige Kommunikationsprotokolle und Übertragungsverfahren zur Kooperation von Geräten. So wurde bereits ein neues Übertragungsverfahren entwickelt, das die Sendeleistung reduziert, dadurch die Batterielaufzeit verlängert und die Gesamtstrahlung verringert. Negative Effekte wie Interferenzen und Signalabschwächung, die bei der Übertragung auftreten können, sollen dadurch ebenfalls abgemildert werden.

Wie diese Technologie in Autos implementiert werden kann, steht noch nicht fest. Es wird noch getestet. "Wir probieren derzeit unsere Protokolle im Straßenverkehr aus, wodurch wir wieder neue Erkenntnisse darüber gewinnen, wie wir diese optimieren können", sagt Brandner.

Derzeit könnten nur kleine Szenarien durchgespielt werden, weil den Forschern maximal fünf Autos zur Verfügung stünden. "Ein Feldtest mit einem großen Fuhrpark wäre wünschenswert, um die Prototypen auf Herz und Nieren zu überprüfen", resümiert Brandner. Navigationsgerätehersteller könnten das Protokoll mit einem Update der Firmware auf jedes Navi spielen, sagt Brandner: "Verbunden mit GPS wäre die Car-to-Car-Kommunikation, was die Aktualität der Verkehrsmeldungen betrifft, unschlagbar." (Markus Böhm, DER STANDARD, 21.11.2012)

=> Wissen: Selbst ist das System

  • Ein Auto, das gerade einen Unfall hatte, warnt die nachkommenden Fahrzeuge: Das 
ist die Vision der sogenannten Car-to-Car Kommunikation.
    foto: car 2 car communication consortium

    Ein Auto, das gerade einen Unfall hatte, warnt die nachkommenden Fahrzeuge: Das ist die Vision der sogenannten Car-to-Car Kommunikation.

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