Verkehrsfunk 2010
Als Basis für Warnmeldungen per Car-to-Car-Kommunikation macht WAVE Anleihen bei der verbreiteten WLAN-Technik und ergänzt sie um verkehrsspezifische Erweiterungen.
- Gernot Goppelt
Intelligente Fahrzeuge können ihren Fahrern in brenzligen Situationen die Zehntelsekunde Reaktionszeit mehr verschaffen, die den Unfall im dichten Autobahnverkehr verhindert. Als Basis für Warnmeldungen per Car-to-Car-Kommunikation macht WAVE Anleihen bei der verbreiteten WLAN-Technik und ergänzt sie um verkehrsspezifische Erweiterungen.
Funknetzwerke nach der IEEE-Standardfamilie 802.11 haben in den letzten Jahren einen beispiellosen Siegeszug hingelegt: WLAN-Basisstationen (Access Points) und Adapter sind spottbillig und schnell, die verwendeten Chips gleichermaßen günstig erhältlich. Deshalb drängt sich die WLAN-Technik als Ausgangsbasis für ein Car-to-Car-Kommunikationsnetz geradezu auf.
Verkehrsfunk 2010 (5 Bilder)
Als Basis für Warnmeldungen per Car-to-Car-Kommunikation macht WAVE Anleihen bei der verbreiteten WLAN-Technik.
Trotz dieser günstigen Voraussetzungen sind einige Anpassungen nötig, damit WLAN auf der Straße bei hohen Geschwindigkeiten funktioniert und Anwendungen tragen kann, die die Sicherheit des Straßenverkehrs betreffen. Und wenn einmal eine Funkverbindung da ist, kann diese auch anderen Zwecken dienen, etwa en passant Navigations-Updates aus dem Internet zu ziehen.
Fahrzeugkommunikation braucht hohe Bandbreiten
Für beides braucht man beträchtliche Bandbreite. Da auch zeitkritische Daten fließen, dürfen Störungen durch andere Nutzer im selben Frequenzbereich – wie etwa im 2,4-GHz-ISM-Band bei der Konkurrenz von Bluetooth, drahtlosen Videostrecken und WLAN – nicht auftreten. Die Fahrzeugkommunikation für Verkehrstelematik, international ausgedrückt Intelligent Transportation Systems (ITS), muss alleiniger Frequenznutzer sein.
Schon 1999 hat die FCC in den USA den Block zwischen 5,850 und 5,925 GHz für ITS-Anwendungen reserviert. Die 75 MHz sind in sieben Kanäle zu je 10 MHz unterteilt. 5 MHz am unteren Ende dienen als Schutzabstand, falls das unter dem WAVE-Block liegende UNII-Band (Unlicensed National Information Infrastructure) in Zukunft erweitert wird. Der mittlere Kanal (5885 bis 5895 MHz) fungiert als C2C-Kontrollkanal für vorrangige Funktelegramme: Hier laufen nur Warnmeldungen und Daten zur Steuerung des C2C-Netzes. Alle anderen Nachrichten haben demgegenüber niedrige Priorität und fließen über die restlichen sechs Service-Kanäle. Optional können die zwei benachbarten inneren 10-MHz-Kanäle zu einem 20 MHz breiten für höhere Datenraten gebündelt werden. Über eine Reservierung der äußeren beiden Service-Kanäle für bestimmte Anwendungen wird zurzeit noch diskutiert.
Europa sucht eigenen Standard
An der Frequenzregulierung für Europa arbeitet das Electronic Communications Committee (www.ero.dk/ecc) in Zusammenarbeit mit dem ETSI (European Telecommunications Standards Institute, www.etsi.org). Dabei soll eine ähnliche Einteilung wie in Nordamerika entstehen, wenn möglich mit einem gemeinsamen Kontrollkanal, damit die C2C-Einheiten weitgehend gleich aufgebaut werden können. Ein Problem dabei sind Störungen etablierter Dienste durch die Vielzahl schwacher C2C-Sender. Weil jedes Funksignal unweigerlich auch schwach in benachbarte Bänder strahlt, muss das ECC mögliche Auswirkungen berücksichtigen. Bei C2C könnte das vor allem die Satellitenkommunikation mit festen Bodenstationen betreffen.
Das für Europa anvisierte Frequenzspektrum besteht aus zwei Teilen: Zwei 10-MHz-Kanäle (Kontrolle und Service) dienen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Der Service-Kanal soll nur sicherheitsrelevante Nachrichten transportieren. Der zweite Teil legt den Fokus auf Fahrzeug-zu-Baken-Kommunikation. Dafür sollen insgesamt 50 MHz zugeteilt werden, 30 MHz davon für Anwendungen, die die Verkehrssicherheit und Effizienz steigern. In den übrigen 20 MHz können sicherheitsirrelevante Dienste laufen. Dieser Teil des C2C-Spektrums kann deshalb beispielsweise auch in einem ISM-Band liegen [1]. Die genaue Lage der Kanäle im 5-GHz-Bereich ist noch offen.
Standard-Welle
Als technische Grundlage für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation soll das WAVE-System (Wireless Access in Vehicular Environment) dienen. Den Anstoß zur Standardisierung machte 1999 die ASTM-Gruppe E17.51 (American Society for Testing and Materials, www.astm.org). Sie wählte als Basis den damals frischen WLAN-Standard 802.11a für 54 MBit/s bei 5 GHz. 2003 verlagerte man die Normung zur IEEE-Arbeitsgruppe 802.11p. Sie definiert die physische Übertragung (PHY) und Teile der Sicherungsschicht (MAC) für Kommunikation zwischen Fahrzeugen beziehungsweise Baken am Straßenrand. 11p soll noch bei 200 km/h und bis zu 1000 Meter weit Daten funken können.