Implementierung eines Funkausbreitungsmodells in der Car2Car Kommunikation. Iris Köster

Transkript

1 Implementierung eines Funkausbreitungsmodells in der Car2Car Kommunikation Iris Köster

2 Übersicht Einleitung Kreuzungsmodell Implementierung Umsetzung in eigenständiger Komponente Realisierung in QPER Aussicht

3 Car2Car Kommunikation Quelle:

4 QPER Emulation eines Funkkanals zwischen angeschlossenen Funkmodulen GUI zur Konfiguration und Darstellung von Szenarien Server zur Berechnung von Dämpfungen und Ansteuerung von Dämpfungsgliedern

5 Kreuzungsmodell Ziel: Modellierung des Funkkanals zwischen zwei Fahrzeugen, die eine Kreuzung überfahren

6 Fahrzeuge nicht in direktem Sichtkontakt (non line of sight = NLOS)

7 Fahrzeuge in direktem Sichtkontakt (line of sight = LOS)

8 NLOS: Indirekter Funkkontakt durch Reflexion und Diffraktion der Funkwellen Reflexion, z.b. an Hauswänden, Glasscheiben, metallischen Oberflächen Diffraktion, Wellen werden an einer Kante gebeugt

9 Modellierung des Funkkanals

10 Modellierung des Funkkanals NLOS Bereich: Modellierung aus Veröffentlichung entnommen Aufbereitung von Testreihen Virtuelle Quelle auf dem Schnittpunkt der Wege (NLOS wird zu LOS Problem) Berücksichtigung der Brechpunktdistanz: Abstand zwischen Empfänger und virtueller Quelle, ab Brechpunkt wird das Signal wesentlich besser

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12 Modellierung des Funkkanals LOS Bereich: eigene Annahmen Ermittlung der Freiraumdämpfung

13 Modellierung des Funkkanals Weitere Modifikation: Antennengewinn Abschwächung oder Verstärkung durch Form der Antenne Verschiedene Ausbreitungsmuster

14 Antennengewinn LOS Bereich

15 Antennengewinn NLOS Bereich Antennengewinn in Ecke = max(antennengewinn in Interval [α-5, α+5 ]) Antennengewinn = max(antennengewinn obere Ecke, Antennengewinn untere Ecke)

16 Modellierung des Funkkanals: Zusammenfassung Geom. Überprüfung ob LOS oder NLOS Pfadverlust = Summe aller Signalverluste zwischen zwei Geräten LOS: Pfadverlust = Freiraumdämpfung - Antennengewinn NLOS: Pfadverlust = VirtualSource11p - Antennengewinn

17 Implementierung Umsetzung des Modells zunächst in eigenständiger Komponente Fokus auf Umsetzung des Modells vereinfachte Testbarkeit

18 Umsetzung in eigenständiger Komponente Visual Studio 2015 Projekt, C++ Einfache Klassenstruktur Überprüfung der Berechnungen in main- Methode

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20 Überprüfung der Implementierung Überprüfung der Berechnungen für verschiedene Parameter (Kreuzungsmaße, Anfangsabstände, Geschwindigkeiten, Ausbreitungsmuster) Abgleich mit bereits zusammengefassten Ergebnissen (Excelsheet mit ebenfalls einstellbaren Parametern)

21 Realisierung in QPER Ergänzung einer Bibliothek, die zur Kommunikation zwischen Client (GUI) und Server dient: Klassen Car2XData, IntersectionData Enthalten alle vom Client benötigten Informationen: Start- und Stopppositionen, Geschwindigkeiten, Abstände,.. Unterteilt in allgemeine und auf das Kreuzungsmodell bezogene Informationen (Erweiterbarkeit) Ergänzung des Programms aisd Klassen Car2XLink, IntersectionLink Übergabeparameter: Car2XData bzw. IntersectionData

22 Anlegen einer Kreuzung: Klassendiagramm

23 Anlegen einer Kreuzung: Klassendiagramm

24 Anlegen einer Kreuzung: Klassendiagramm

25 Anlegen einer Kreuzung: Klassendiagramm

26 Anlegen einer Kreuzung: Sequenzdiagramm

27 Weitere Klassen Configuration: Speichert Informationen über die an der Hardware angeschlossenen Geräte und noch zu setzende Dämpfungen Verweis auf Configuration Objekt wird Car2XLink Objekt übergeben, damit neu berechnete Dämpfungen dort gespeichert werden AttenuationControl: berechnet Updates und sendet sie an Hardware und GUI Verweis auf AttenuationControl Objekt wird Car2XLink Objekt übergeben

28 Ausführen von GUI und Hardwareupdates AttenuationControl::update Berechnung von neuen Dämpfungswerten, sendet Updates an Hardware und GUI Viele unterschiedliche Effekte werden berücksichtigt, werden von Car2XLinks nicht benötigt Car2XLink berechnet selbst Dämpfungswerte overrideattenuationcalculation: überschreibt Dämpfungswerte für GUI Updates setrawattenuationforports: überschreibt Dämpfungswerte für Hardware Updates AttenuationControl::update wird jedoch noch benötigt: Erstellung und Versand von GUI Updates

29 Ausführen von GUI und Hardwareupdates

30 Ausblick Testen der Entwicklung nach Erweiterung der GUI Komponente Hinzufügen weiterer Car2Car bzw. Car2X Modelle

31 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!