IT im Auto: Computer auf Empfang

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Autos sollen künftig per Funk Daten austauschen und sich so gegenseitig
vor Hindernissen oder Unfällen warnen. Inzwischen existieren dafür
unterschiedliche Funkstandards. Doch diese lassen sich kaum miteinander
vergleichen, weil die dazu benötigte Hardware noch gar nicht auf dem Markt
ist. Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer-Institut für
Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI haben deshalb ein
Software-System entwickelt, mit dem sich die künftige Funktechnologie
untersuchen lässt. Für Hersteller ist das eine ideale Lösung, um
interessante Funk-Applikationen frühzeitig zu testen.

Langsam aber sicher entwickelt sich das Auto zum autonomen Fahrzeug, denn
mit jeder neuen Generation kommen weitere Funktionen hinzu. Der
Abstandsradar ist inzwischen schon fast Standard. Und selbst in der
Mittelklasse werden inzwischen Funktionen wie der Lenkassistent verbaut,
der den Wagen in der Spur hält, falls der Fahrer ohnmächtig werden sollte
oder unachtsam ist. Doch zum autonomen Fahren soll künftig noch mehr
gehören: die automatische Kommunikation zwischen den Autos. Über Funk
werden sich Autos beispielsweise vor Unfällen warnen können, die hinter
einer Kurve liegen. Und Krankenwagen, die sich schnell einer Kreuzung
nähern, werden andere Fahrzeuge informieren, noch ehe das Blaulicht zu
sehen ist. Tatsächlich ist dieses Szenario nicht mehr allzu fern, denn die
erforderliche Technik kommt nach und nach auf den Markt. Autos können
damit 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.

Funktechnologien für die Fahrzeugkommunikation

In der Kommunikationstechnik-Branche werden derzeit gleich zwei
vielversprechende Funktechnologien für die Fahrzeugkommunikation der
Zukunft diskutiert. Zum einen der WLAN-Standard 802.11p. Diese Technologie
ist soweit ausgereift, dass sie in Form spezieller WLAN-Chips in Fahrzeuge
verbaut werden kann. Erste WLAN-Praxistests wurden damit bereits
durchgeführt. Die zweite Technologie ist das sogenannte LTE-V2X-Sidelink.
Diese Technologie 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 – sich
beispielsweise Informationen zur großräumigen Verkehrssituation
herunterladen. Anders als beim WLAN-Standard 802.11p sind aktuell für LTE-
V2X-Sidelink aber noch keine Chips auf dem Markt verfügbar. Für die
Autohersteller und Entwickler von Kommunikationstechnik ist das ein
Hindernis, denn sie möchten so schnell wie möglich testen, wie sich die
beiden Standards 802.11p und LTE-V2X-Sidelink in der Praxis ver-halten.
Vergleichende Untersuchungen sind derzeit also nicht möglich.
Funktechnik in Software nachgebaut

Entwicklerinnen und Entwickler vom Fraunhofer HHI in Berlin haben jetzt
eine Lösung gefunden, um diese Hürde zu überwinden. Sie haben ein
Testsystem entwickelt, mit dem sich die beiden Technologien vergleichen
lassen, obwohl bislang noch keine LTE-V2X-Sidelink-Bauteile verfügbar
sind. »Wir nutzen keine spezielle Funkhardware, sondern haben die
Funktechnik komplett in Software nachgebaut«, sagt 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«, sagt Jens
Pilz. »Damit sind wir in der Lage, die Technologien direkt zu
vergleichen.« Und dies nicht nur im Labor: Jens Pilz und sein Team können
die Software auch direkt an ein Fahrzeug koppeln, den Computer mit der
Bordantenne verbinden. Damit lässt sich die Technik dann auf der Straße
testen. Fahrzeugdaten wie etwa 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 prob-lemlos in jedem modernen Fahrzeug einsetzen.

Testplattform wird 5G-Mobilfunkstandard unterstützen

»Damit können wir den Herstellern unser System als Testplattform
anbieten«, sagt Jens Pilz. »Ohne Hardware verbauen zu müssen, können hier
Anwen-dungen 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 auf den Markt kommen 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 vom Fraunhofer
HHI arbeitet, können Interessierte vom 25. bis zum 28. Februar 2019 auf
der weltgrößten Mobilfunkmesse, dem Mobile World Congress, in Barcelona
erleben. An Stand Nr. G31, Halle 7 werden die Expertinnen und Experten vom
Fraunhofer HHI ihr System vorstellen.