Zur Steigerung der Kommunikationszuverlässigkeit von IEEE 802.11p im fahrzeugspezifischen Umfeld

Die Fahrzeug-zu-Fahrzeugkommunikation (C2CC) bzw. Fahrzeug-zu-Umweltkommunikation (C2XC) ermöglicht kooperative Straßenverkehrssysteme, denen ein hohes Potenzial zur Steigerung der Verkehrssicherheit als auch Verkehrseffizienz zugesprochen wird. Neben dem Mobilfunk wird als Funktechnologie für die C2CC der Kommunikationsstandard IEEE 802.11p favorisiert. Die vorliegende Arbeit behandelt die Untersuchung der Kommunikationszuverlässigkeit von IEEE 802.11p im fahrzeugspezifischen Umfeld. Im Hinblick auf die Empfängerarchitektur bzgl. der Algorithmik zur Signalverarbeitung werden dabei Schwachstellen als auch mögliche Verbesserungspotenziale aufgedeckt.Die Anwendung von IEEE 802.11p im hochdynamischen Fahrzeugumfeld stellt besondere Anforderungen an die Kanalschätzung des Kommunikationssystems. Aufgrund der relativ hohen Zeit- und Frequenzselektivität des fahrzeugspezifischen Funkkanals führt die Nutzung einer konventionellen Kanalschätzung, welche ausschließlich von verfügbaren Pilotsignalen gebrauch macht, zu einer unzureichenden Kommunikationsperformanz. Mit der Decision-Directed Kanalschätzung und der Pilot-Aided Clustered Subcarriers Kanalschätzung werden zwei semiblinde adaptive Kanalschätzverfahren vorgestellt, die eine zuverlässige C2CC mittels IEEE 802.11p ermöglichen. Ferner werden Filtertechniken sowie deren Parametrisierung diskutiert, durch welche sich die Kanalschätzung optimieren lässt.Eine weitere Steigerung der Kommunikationszuverlässigkeit erlauben Mehrantennenkonzepte, die mit Hilfe von Diversity-Verfahren die mikroskopische Kanaldiversität nutzbar machen. Dabei liefert insbesondere die hier erstmalig untersuchte Kombination aus dem Maximum Ratio Combining und dem Cyclic Delay Diversity ein hohes Potenzial zur Steigerung der Kommunikationszuverlässigkeit bei vertretbarem Aufwand.Neben der Untersuchung mittels Simulationen werden die hier vorgestellten Konzepte mittels einer Messkampange zur IEEE 802.11p-Kommunikation im realen fahrzeugspezifischen Umfeld evaluiert. Die im Rahmen dieser Arbeit durch theoretische Ausarbeitungen und Simulationen gewonnenen Erkenntnisse werden durch die Messkampagne bestätigt. Weiterhin können relevante Angaben bzgl. der Kommunikationsreichweite von IEEE 802.11p in typischen C2CC-Szenarien gewonnen werden.