Integration Radar-basierter Kommunikation in heterogene Fahrzeugnetze für die kooperative Interaktion von Automobilen (RADCOM-HETNET)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Falko Dressler; Professor Dr.-Ing. Norman Franchi; Professor Dr.-Ing. Robert Weigel
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390837865

Kooperativ interagierende Automobile erfordern eine gegenseitige Koordinierung und Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern, um so z.B. kooperative Wahrnehmung und kooperative Manöver- und Trajektorienplanung zu realisieren. Eine Basis hierfür wurde z.B. mit dem Kommunikationsprotokoll IEEE 802.11p geschaffen. Das Grundproblem besteht hier in der gemeinsamen Nutzung des Radiokanals (bzw. der Radiokanäle) für potentiell viele Anwendungen. In der Literatur wurde jedoch gezeigt, dass für sicherheitsrelevante und echtzeitkritische Anwendungen, z.B. vertreten durch die im Rahmen dieses Antrages adressierten Anwendungen Platooning und Kreuzungsassistenz, die Nutzung geteilter Kanäle sehr kritisch zu sehen ist. Für die Realisierung von zeitkritischer kooperativer Interaktion zwischen Automobilen werden also neuartige Mechanismen benötigt, um Sensorinformationen mehrerer beteiligter Fahrzeuge in Echtzeit über einen sicheren Kanal auszutauschen – und dieser Kanal muss technologisch attraktiv realisiert werden. Im Rahmen des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens RADCOM-HETNET adressieren wir die Lösung dieser Problematik durch die gleichzeitige Nutzung der im Automobil integrierten Radarsensorik auch für die Kommunikation (RADCOM) und damit die Realisierung dieses sicherheitsrelevanten Kanals. Im speziellen nutzen wir die Eigenschaften neuartiger Spreizbandradarsysteme im 77-81 GHz-Frequenzband für KFZ-Radar, welche aus technologischer Sicht äußerst attraktiv für automobile Anwendungen sind und das Potenzial gleichzeitiger Datenübermittlung bieten. Im Rahmen eines interdisziplinären und integrativen Ansatzes untersuchen wir die nachrichtentheoretische und technologische Realisierung eines solchen RADCOM-Systems, dessen Einbettung in ein heterogenes Fahrzeugkommunikationsnetz (HETNET) sowie die kooperative Interaktion von Automobilen basierend auf dem RADCOM-HETNET-Ansatz für die Anwendungsszenarien Platooning und Kreuzungsassistenz. Durch den neuartigen heterogenen Ansatz ist es möglich, Synergien zwischen komplementären Kommunikationstechnologien zu nutzen, um somit z.B. Herausforderungen der Netzwerküberwachung, Teilnehmersynchronisation und Fahrzeugkoordination effizient zu lösen. In diesem Projekt realisieren wir dabei zuerst eine umfassende, modulare, integrative Simulationsumgebung, die es erlaubt den Einfluss jedes Teilmoduls, bis hinunter auf die verwendeten KFZ-Radarantennen und die elektromagnetische Ausbreitung, auf das Gesamtsystem und die adressierten Anwendungen Platooning und Kreuzungsassistenz stetig projektbegleitend zu evaluieren. Basierend auf dieser Simulationsumgebung untersuchen wir die Teilmodule die nötig sind, um RADCOM zu ermöglichen, um effizient in ein heterogenes Fahrzeugkommunikationsnetz eingebunden zu werden und um eine neuartige kooperative Interaktion basierend auf RADCOM-HETNET zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen