Mehrstufiges Over-the-Air Testbed für dynamische V2X Szenarien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Giovanni del Galdo; Professor Dr.-Ing. Thomas Kürner
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502587978

Vernetztes und automatisiertes Fahren wird sich stark auf die Zuverlässigkeit der Funkverbindungen verlassen müssen. Tests werden dabei nicht nur benötigt, um die Standardkonformität zu überprüfen, sondern sind auch essentiell, um Vertrauen in diese neue Form persönlicher Mobilität zu erlangen. Das Projekt fokussiert sich auf Over-the-Air (OTA)-Tests wie im Folgenden dargestellt: 1) OTA-Tests, bei denen virtuelle Umgebungen zum Einsatz kommen, erreichen eine bisher nie erreichte Reproduzierbarkeit und Kontrollierbarkeit. Darüber hinaus bestehen bei diesem Verfahren nahezu keine Einschränkungen ethischer oder juristischer Natur. 2) Sie schließen den Einfluss der Antennendiagramme, mit denen die Funkumgebung beobachtet wird, ein. 3) Sie vermeiden die Notwendigkeit des Zugangs zu den Ein- und Ausgängen der Antennen, so dass auch hochintegrierte Transceiver getestet werden können. Bestehende Ansätze von OTA-Testverfahren beziehen sich nur auf einzelne Kommunikationsverbindungen in zellularen Netzen. Bis zum heutigen Tag ist in den Standards nichts vorgesehen, um die Funktionalität in Fahrzeug-Ad-Hoc-Netzen über kurze Distanzen zu prüfen, noch wurde irgendein Vorschlag in diese Richtung gemacht. Dieses Projekt untersucht einen neuen Ansatz, bei dem die Funkverbindungen in Fahrzeug-Ad-Hoc-Netzen und einem Verkehrsszenario mit Software simuliert und ein reales Fahrzeug in einer OTA-Messkammer emulierten elektromagnetischen Feldern ausgesetzt wird. Besondere Beachtung wird dynamischen Ereignissen geschenkt, die typisch für vernetztes und automatisiertes Fahren mit koordinierten Manövern sind. Kanalmodelle, die solche Ereignisse umfassen, werden in diesem Projekt sowohl auf der Basis von dynamischem Ray Tracing als auch auf der Basis von neuartigen stochastischen Modellierungsstrategien entwickelt. Eine große Herausforderung wird durch die gleichzeitige Berücksichtigung von Anforderungen der Komplexität der Berechnungen und der Latenz in den möglichen Lösungsansätzen erwartet. Die Expertise von PI Del Galdo in der Kanalmodellierung und –emulation wird kombiniert mit der Expertise von PI Kürner im Bereich Simulation von Funknetzen und Kanalmodellierung. Das Projekt ist Teil des 4-CAD((-Paketantrags und wird gemeinsam mit dem Projektantrag „Szenarien-basierte Testmethodik für die virtuelle Verifikation und Validierung von KFZ-Radaren“ eingereicht, der vergleichbare Ziele im Bereich KFZ-Radar verfolgt. Verbindungen zwischen beiden Projekten gibt es sowohl auf dem Gebiet des dynamischen Ray Tracings als auch auf dem Gebiet der Metriken, die sich sowohl auf die Performanz der Testumgebung selbst als auch auf die zu testende Funktionalität beziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen