V2V-Kommunikation: realitätsnahe Abbildung von Verkehrsszenarien im Labor

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Hohe Paketfehlerrate bei Hidden Nodes

Ausgiebige Tests mit dem Lastgenerator förderten einige aufschlussreiche Ergebnisse zu Tage: „In den Simulationen versuchten wir herauszufinden, wie sich die Funkkanallast in Abhängigkeit von der Anzahl der Fahrzeuge entwickelt. Dabei konnten wir feststellen, dass unter Umständen bereits Situationen mit durchschnittlich 25 Fahrzeugen auf engem Raum dazu führen, den Kanal fast zur Hälfte auszulasten, wenn die Nachrichtengröße und Sendeintensität entsprechend hoch sind“, erklärt Kreuer die Details.

Im Mittel wird der Funkkanal bei 25 Fahrzeugen zwar nur zu etwa acht bis zehn Prozent belastet; bei 100 Fahrzeugen ergibt sich im Schnitt ein Wert von circa 35 Prozent. Doch auch hier können bei hoher Sendeintensität bereits bis zu 85 Prozent des Kanals ausgelastet werden.

Die Tests lieferten außerdem erstmals Zahlen zum Einfluss von Hidden Nodes auf die Paketfehlerrate: Eine relativ geringe Anzahl an Teilnehmern, die eine Kanallast von unter 10 Prozent erzeugen, kann bereits eine signifikante Anzahl an Paketkollisionen verursachen. Die durchschnittliche Rate an verlorenen Paketen lag in den Simulationen bei 10 bis 15 Prozent. Schon Paketfehlerraten von 1 Prozent und mehr gelten bei einem sicherheitsrelevanten System, wie es die Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation ist, als kritisch.

Sind hingegen alle lasterzeugenden Teilnehmer für den Sender sichtbar, können – bis zu einer Kanallast von 60 Prozent – Paketfehlerraten fast vollständig vermieden werden, da der Carrier Sensing-Mechanismus ungestört arbeitet. Erst bei höherer Beanspruchung des Kanals gehen circa 3 bis 5 Prozent der gesendeten Pakete verloren.

Simulation aller Validierungsszenarien möglich

Der Lastgenerator allein ist bereits in der Lage, einen Großteil der im Verkehr möglichen statischen Szenarien wie Staus oder Situationen auf Parkplätzen realitätsnah abzubilden. Sollen zusätzlich dynamische Situationen, etwa auf Landstraßen, Autobahnen oder im fließenden Stadtverkehr, nachgebildet werden, ist dies in Kombination mit dem QPER und der dafür entwickelten Software möglich, wodurch sich die Fahrzeugbewegungen simulieren lassen.

Damit können alle vier Validierungsszenarien, die vom European Telecommunications Standards Institute (ETSI) entwickelt wurden, realitätsnah und ohne großen Aufwand nachgestellt werden. Hierbei wird zwischen statischen Systemen – Parkplatz und innerstädtischer Stau – sowie dynamischen Systemen – Landstraßen, Autobahnen und urbaner Verkehr – unterschieden, wobei die städtischen Szenarien zusätzlich mit der Hidden Node-Problematik konfrontiert werden.

„Mit diesem Prüfstandsaufbau können innerhalb von sechs bis acht Wochen so viele Verkehrsszenarien durchgespielt werden wie bei real durchgeführten Feldtests in einem Zeitraum von zwei bis drei Jahren“, resümiert Hakim.

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