Auto regeln bald den Verkehr

Ohne Stau Richtung Hamburg. Utopisch meinen viele, oder sie fahren in der Nacht los. Künftig könnte sich diese Situation ändern mit einem spontanen Funk Netzwerk von PKWs. 

Bei vielen Autoherstellern steht genau dieses Problem ganz oben. Autos würden so miteinander “kommunizieren” und Informationen austauschen, Fahrer mit topaktuellen Infos ausstatten, eigenständig navigieren, um nur einige Vorteile dieser Kommunikation zu nennen. 

Dank Ad-hoc-Netzwerke könnte dies durchaus gelingen. Solch ein Netzwerk könnte sich zwischen den Fahrzeugen eigenständig aufbauen und organisieren. Leider ist dies nicht ganz einfach. Normalerweise verbinden sich Computer via Kabel oder drahtlos via Wireless LAN.


PKW Netzwerk per Funk

Auf der Straße ein Funknetzwerk einzurichten, scheint sich als Problem herauszustellen. PKWs können sich schlecht miteinander verkabeln. Jetzt kommt der Funk ins Spiel. Eigentlich einfach, denken viele, wenn da nicht das Tempo einzelner PKWs wäre.  In Sekunden schnelle muss die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen erfolgen. Wichtig ist ein einheitlicher Netzwerkstandard unter den Fahrzeugen. Der Standard für ein mobiles Netzwerk ist im kommen. Es wurden bisweilen über Datensicherheit, einheitliche Funkfrequenzen und Datenformate gesprochen. 


Für eine größtmögliche Verbreitung in PKWs kommt nur eine kostengünstige Hardware in Betracht. In puncto Funktechnik basiert im Auto der Standard IEEE 802.11. (aus Wireless LAN oder WLAN bekannt). Der IEEE spezifiziert den Standard auf die Bedürfnisse der Automobil-Industrie. Selbst bei Tempo 200 ist ein Übermittlung von Nachrichten noch zuverlässig möglich, ohne neben den betreffenden PKW herzufahren. Einfach ist die Übertragung von Infos von bis zu 1 km Entfernung, wenn es sich um unbebauten Gebiet handelt.

Im Bereich von Innenstädten kann dieses Problem nur die Leistung und die Funkfrequenz lösen. 

In EUROPA muss gegenüber den USA das Frequenzspektrum noch zugeteilt werden. Die Hersteller streben die gleiche Frequenzen wie die USA an. (5,850 bis 5,925 GHz)

Leider taucht hier ein weiteres Problem auf: Es sind einzelne Frequenzen schon vergeben. Für die Hardware spielt es eine untergeordnete Rolle, denn sie ist unabhängig einsetzbar. Es ist nur die Software anzupassen. Ohne Kommunikationsprotokolle ist kein Datenaustausch unter Autos möglich. Sie legen fest, welche Daten ausgetauscht werden und das unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugbewegung oder auch Position. 


Staffellauf unter den PKWs

Ob Sender, Vermittler, oder Empfänger jeder PKW übernimmt die Funktion eines Routers. Jeder der PKWs reicht die Nachricht an den anderen weiter. Die Besonderheit liegt dabei, dass es keine zentrale Steuerung gibt, man nennt es ein sich selbst organisiertes System unter Autos. Zugang zum Internet oder Mobilfunk bzw Festnetz ist hierfür nur begrenzt möglich. 

Fahrzeuge mit der entsprechenden Technik bündeln die Infos in kleine Datenpakete und fungieren als Netzknoten. Als führende Relaisstation auf Rädern wickeln die PKWs (auch LKW und Motorräder sollen sich beteiligen) die Verteilung ab. Mit Hilfe von Wireless LAN kommunizieren sie untereinander ohne dass die Fahrer etwas davon mitbekommen, um Einfluss darauf  zu nehmen. 

Reicht die Funkreichweite zur Informationsweitergabe nicht aus, dienen mehrere Fahrzeuge (Multihop-Kommunikation) als Übertragungskanal. Solch eine Übertragung wird solange stattfinden bis alle Informationen das anvisierte Ziel erreicht haben. Gesetz dem Fall es sind keine Netzwerk-Fahrzeuge in der Nähe, speichert der entsprechende PKW die Infos bis ein mit der Technik ausgerüstetes Fahrzeug in der Nähe (Store-and-Forward-Kommunikation) sich befindet. 

Nur solch eine Kombination von Übertragung garantiert, dass alle Infos das gewünschte Zielfahrzeug erreichen. Vorausgesetzt die Datenübertragung klappt einwandfrei. In den Städten könnte sich das als Problem herausstellen. Die Ausbreitung von Funksignalen verursacht möglicherweise über verschiedene Netzknoten Störungen, wenn eine Nachricht beispielsweise über verschiedene AD-hoc-Netzwerke seinen Weg sucht. 


Eine Störungsfreie Datenweitergabe ist Pflicht 

Mit der Weitergabe von sensiblen Gefahren muss einfach eine hohe Zuverlässigkeit gegeben sein. Kommt die Warnung am PKW nicht an, nützt das beste Netzwerk niemanden etwas. Ingenieure arbeiten an einem sich nicht behinderten Netzwerk. Weiterhin muss verhindert werden, das zwei Fahrzeuge innerhalb der Funkreichweite gleichzeitig senden, denn der Empfänger könnte das nicht richtig verstehen. Eine perfekte Koordination ist wichtig, die mobilen Netzwerke organisieren ihre Nutzung der Funkkanäle selbständig.(effektives Ausnutzen der verfügbaren Datenrate)

Wenn das alles klappt ist auch eine positionsbasierte Adressierung und Routing möglich. Es ist nicht weiter, wie ein Weiterreichen von Infos für bestimmte Fahrzeuge (für nachfolgenden Verkehr wichtig – quer stehender LKW auf der Autobahn). PKWs auf den Gegenfahrbahn dienen als Zwischenknoten für die Datenübermittlung an Fahrzeugen, die sich dem Gefahrenbereich nähern. Die Fahrzeuge erhalten das Signal ihre Geschwindigkeit zu reduzieren. Bei rutschenden Straßen erhalten die PKWs ein Signal, die sich auf der entsprechenden Route befinden. Für die Weiterleitung ist das Fahrzeug verantwortlich, was sich am nächsten vom Zielfahrzeug weg befindet. 

Datenpakete lassen sich effizienter übertragen, wenn die Fahrzeuge mit GPS-System ausgestattet sind. Somit lässt  eine genaue Fahrzeugposition bestimmen. 


Wichtig ist die Datensicherheit bei der Nutzung

Auch der Punkt Datensicherheit spielt eine wichtige Rolle. Mit Hilfe der Software soll die Datensicherheit gewährleistet und das Installieren ungeeigneter Programme und wichtig der Zugriff auf das Sicherheitssystem des Fahrzeugs verhindert werden. Das Verschlüsseln der Knoten-Adressen schützt die Privatsphäre des Nutzers. 

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