Autonomes Fahren

Testsoftware für die Car2X-Kommunikation

| Redakteur: Jürgen Schreier

Autos sollen künftig per Funk Daten austauschen. Dafür gibt es die Funkstandards WLAN 802.11p und LTE-V2X-Sidelink, die sich aber nur schwer miteinander vergleichen lassen, da die erforderliche Hardware noch gar nicht auf dem Markt ist. Mit einem Software-System des Fraunhofer HHI ist das jetzt möglich.

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Am Fraunhofer HHI wurde eine softwarebasierte Funklösung zur Car2X-Kommunikation entwickelt. Diese ermöglicht Vergleichstests unterschiedlicher Funkstandards, auch wenn dafür noch keine Hardware verfügbar ist.
Am Fraunhofer HHI wurde eine softwarebasierte Funklösung zur Car2X-Kommunikation entwickelt. Diese ermöglicht Vergleichstests unterschiedlicher Funkstandards, auch wenn dafür noch keine Hardware verfügbar ist.
(Bild: Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut)

Langsam aber sicher entwickelt sich das Auto zum autonomen Fahrzeug, denn mit jeder neuen Generation kommen weitere Funktionen hinzu. Der Abstandsradar ist heute schon (fast) Standard. Dazu kommen Funktionen wie der Lenkassistent verbaut, der den Wagen in der Spur hält, falls der Fahrer ohnmächtig werden sollte oder unachtsam ist.

Autos kommunizieren über Funk

Doch zum autonomen Fahren soll die automatische Kommunikation zwischen den Autos gehören. Über Funk werden sich künftig Autos vor Unfällen hinter einer Kurve oder Hindernissen auf der Straße warnen können. Krankenwagen, die sich schnell einer Kreuzung nähern, werden andere Fahrzeuge informieren, noch ehe das Blaulicht zu sehen ist.

Doch Autos können in Zukunft nicht nur untereinander, sondern auch mit Empfangsstationen entlang der Straße kommunizieren. Daher spricht man auch von der Vehicle-to-X-Kommunikation (V2X) – also der Kommunikation zwischen dem Auto und diversen Empfängern.

WLAN 802.11p oder LTE-V2X-Sidelink ist die Frage

In der Kommunikationstechnik-Branche werden derzeit gleich zwei vielversprechende Funktechnologien für die Fahrzeugkommunikation diskutiert. Zum einen der WLAN-Standard 802.11p. Diese Technologie ist soweit ausgereift, dass sie in Form spezieller WLAN-Chips in Fahrzeuge verbaut wer-den kann. Erste WLAN-Praxistests wurden mit solchen Chips bereits durchgeführt.

Die zweite Technologie ist das sogenannte LTE-V2X-Sidelink. Diese verfügt über zwei Kommunikationswege: erstens über eine direkte Kommunikation ähnlich WLAN, zweitens über eine übliche Mobilfunkschnittstelle. Damit wird es einerseits möglich, dass ein Auto direkt mit Fahrzeugen in der näheren Umgebung kommuniziert. Anderseits kann dieses System über den Mobilfunk Daten austauschen und sich z.B. Informationen zur großräumigen Verkehrssituation herunterladen.

Anders als beim WLAN-Standard 802.11p sind aktuell für LTE-V2X-Sidelink noch keine Chips verfügbar. Für die Autohersteller und Entwickler von Kommunikationstechnik ist das ein Hindernis, schließlich möchten so schnell wie möglich testen, wie sich die beiden Standards 802.11p und LTE-V2X-Sidelink in der Praxis verhalten.

Entwicklerinnen und Entwickler des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) in Berlin haben jetzt eine Lösung gefunden, um diese Hürde zu überwinden. Entwickelt wurde ein Testsystem, mit dem sich die beiden Technologien vergleichen lassen, obwohl bislang noch keine LTE-V2X-Sidelink-Bauteile verfügbar sind.

Forscher bauen Funktechnik in Software nach

"Wir nutzen keine spezielle Funkhardware, sondern haben die Funktechnik komplett in Software nachgebaut", erläutert Projektleiter Jens Pilz vom Fraunhofer HHI. Das kann man sich etwa so vorstellen wie eine virtuelle Klaviatur auf einem Computerbildschirm. Man kann Töne anschlagen, ohne dass dafür ein Instrument nötig ist. "Alle Funktionalitäten, alle Datenverarbeitungsebenen, die sich normalerweise auf dem Chip befinden, haben wir als Algorithmen repräsentiert", so Pilz. "Damit sind wir in der Lage, die Technologien direkt zu vergleichen."

Und das klappt nicht nur im Labor: Jens Pilz und sein Team können die Software auch direkt an ein Fahrzeug koppeln und den Computer mit der Bordantenne verbinden. Damit lässt sich die Technik dann auf der Straße testen. Fahrzeugdaten wie die Geschwindigkeit oder Position werden heute in Fahrzeugen mit einem industriellen Datenformat nach dem sogenannten ETSI-ITS-Standard verarbeitet. Die Fraunhofer-HHI-Software ist in der Lage, Fahrzeugdaten im ETSI-ITS-Datenformat zu lesen und lässt sich damit problemlos in jedem modernen Fahrzeug einsetzen.

Testplattform unterstützt 5G-Mobilfunkstandard

"Damit können wir den Herstellern unser System als Testplattform anbieten", sagt Projektleiter Jens Pilz. "Ohne Hardware verbauen zu müssen, können hier Anwendungen nach 802.11p- oder LTE-V2X-Sidelink-Standard getestet und verglichen werden. Damit lassen sich Technologien testen, noch bevor die LTE-V2X-Sidelink-Chips auf dem Markt sind."

Der Wissenschaftler betont, dass die Software auch den neuen 5G-Mobilfunkstandard beherrschen wird, der in den nächsten Jahren ausgerollt wird. "Dieser Standard ist aktuell international in der Abstimmung – Hardwarelösungen gibt es bislang kaum. Insofern bieten wir hier schon sehr früh eine Möglichkeit, Ideen für künftige 5G-Anwendungen auszuprobieren."

Wie die Software des Fraunhofer HHI arbeitet, kann man vom 25. bis zum 28. Februar 2019 auf dem Mobile World Congress in Barcelona erleben (Halle 7, Stand Nr. G31).

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