mmV2X: Ermöglichung der Fahrzeug-zu-Alles Kommunikation im Millimeterband

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Hollick, seit 4/2024
• Fachliche Zuordnung: Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme ; Theoretische Informatik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453080125

Um das zukünftige Intelligente Transportsystem (ITS) mit vollautonomen Fahrzeugen zu ermöglichen, sind Kommunikationsparadigmen erforderlich, die minimale Latenzzeiten, hohe Zuverlässigkeit und Kommunikation mit hohem Durchsatz garantieren. Die Erfüllung dieser Anforderungen auf Basis der bestehenden Technologie für Vehicle-to-Everything (V2X) ist jedoch aufgrund der zugrunde liegenden Einschränkungen oft nicht möglich. Wissenschaft und Automobilindustrie Wissenschaft und Automobilindustrie ziehen daher Kommunikation im Millimeterwellenbereich (mmWave) in Erwägung. Dennoch stellt diese Kommunikation im mmWave-Band eine grundlegende Herausforderung dar, die in den vergangenen Generationen von Mobilfunknetzen nicht berücksichtigt wurde. Konkret leidet die Kommunikation im mmWave-Band unter hohen Ausbreitungs- und Penetrationsverlusten. Der Einsatz von Richtantennen kompensiert zum Teil diese Verluste, geht aber zu Lasten einer höheren Komplexität bei der Gestaltung der Medium Access Control (MAC) Mechanismen, insbesondere bei sich dynamisch ändernde Fahrzeugumgebungen. Der Schwerpunkt dieses Forschungsantrags ist die theoretische Modellierung und Analyse des zugrunde liegenden Problems mit Hilfe von mathematischen Werkzeugen sowie tragbaren und leichten Algorithmen, die die Konnektivität zwischen kommunizierenden Geräten in dynamischen Fahrzeugumgebungen aufrechterhalten. Insbesondere entwickeln wir Algorithmen für die Strahlausrichtung, um somit eine hohe spektrale Wiederverwendung für heterogene V2X-Kommunikationen (d.h. Unicast, Multicast und Multi-Hop) zu erreichen. Darüber hinaus ermöglicht dieser Antrag den ersten mmWave V2X-Simulator, der mmWave MAC- und PHY-Module in das Open-Source-Fahrzeugnetzwerksimulationssystem Veins integriert. In diesem Simulator werden die vorgeschlagenen Algorithmen bewertet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Gek Hong Allyson Sim, Ph.D., bis 3/2024