In welcher Sprache sprechen Autos miteinander? Maschinen oder Sensoren per Funk so zu verknüpfen, dass Information pünktlich und zuverlässig ausgetauscht wird – an dieser Aufgabe wird im Christian Doppler Labor „Funktechnologien für nachhaltige Mobilität“ am Institut für Telekommunikation geforscht.

Du siehst Glatteis? – Danke, ich bremse!
Wer oft auf gut frequentierten Wanderpfaden unterwegs ist, kennt die Situation: Man unterhält sich mit anderen Leuten über die Wegstrecke, erhält vielleicht von Entgegenkommenden Warnungen vor verborgenen Gefahren, und manchmal sieht man am Wegrand eine Hinweistafel. Auf ähnliche Weise sollen in Zukunft auch Fahrzeuge Information austauschen. Sensordaten, etwa aus dem ABS, können Auskunft über schlechte Straßenverhältnisse und Gefahrenzonen geben. Von einem Auto zum nächsten wird dann eine Warnung weitergeleitet, die gefährliche Unfälle verhindern kann.

„Bald werden Autos auch über Radarsensoren verfügen, die den Verkehr rund um das Fahrzeug abbilden“, meint Prof. Christoph Mecklenbräuker, Leiter des Christian Doppler Labors. Teilen mehrere Autos ihre Informationen miteinander, entsteht ein umfassendes Bild des Fließverkehrs. Auch das Straßennetz kann wird aktuelle Daten mit den Autos austauschen – so kann etwa ein Straßennetzbetreiber wichtige Informationen über Staus und Gefahren erhalten und den Fließverkehr dynamisch beeinflussen, um den Straßenverkehr sicherer, effizienter und sauberer zu machen.

Bevor es soweit ist, müssen aber in der Grundlagenforschung noch wichtige offene Fragen beantwortet werden. „Wir brauchen Übertragungsverfahren, die schnell, anpassungsfähig und robust sind.“, erklärt Mecklenbräuker. Kommen wichtige Informationen Zehntelsekunden zu spät, ist in manchen Situationen ein Unfall nicht mehr zu vermeiden. Datenpakete müssen daher so ausgesandt werden, dass sie auch in schwierigen Situationen korrekt ankommen. Wie die Daten für die Funkübertragung unter diesen harten Echtzeitbedingungen verlässlich und zeitgerecht übertragen werden, ist derzeit eine offene Frage.

Mehrere Wege führen zum Empfänger
Zukünftige Funksysteme werden mehrere Sende- und Empfangsantennen gleichzeitig verwenden, und idealerweise über sehr unterschiedliche Frequenzbänder parallel übertragen. Die jeweiligen Sendeleistungen und ihr zeitlicher Zusammenhang werden je nach Umgebung und Verkehrsdichte angepasst. Die Information reist dann auf mehreren unterschiedlichen Wegen vom Sender zum Empfänger. „Man kann sich dieses Bündel an gleichzeitig verschickter Information vorstellen wie ein Aktienportfolio“, erklärt Christoph Mecklenbräuker. „Eine einzelne Aktie kann ihren Wert verlieren, bei mehreren Aktien ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass zumindest manche ihren Wert halten.“ So wie Aktienmärkte beschreibt man auch störungsanfällige Datenübertragung mit statistischen Zufallsmodellen.

Die Modelle über Datenübertragung und Vernetzung, die von Christoph Mecklenbräuker und seinem Team entwickelt werden, sind nicht nur auf Netze zwischen Autos anwendbar. „Überall dort, wo eine Vielzahl von Datensendern automatisch verknüpft werden muss, spielen solche Überlegungen eine Rolle“, meint Prof. Mecklenbräuker – Anwendungsmöglichkeiten reichen von elektronischen Lawinenwarneinrichtungen bis hin zu intelligenten Energiesparsystemen und steckerlosen Memorysticks.