Funkkommunikation zwischen Fahrzeugen zur Gefahrenwarnung im Straßenverkehr

In diesem Kapitel soll noch einmal die zu Beginn beschriebene Anwendung in Erinnerung gerufen werden. Daraus werden die Anforderungen an ein System zur Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation abgeleitet. Diese Anforderungen setzen sich aus allgemeinen Anforderungen an ein Kommunikationssytem und den Anforderungen an das Kanalzugri sverfahren zusammen. Letztere werden insbesondere durch die wahrend des Literaturstudiums gewonnenen Erkenntnisse gepragt. Damit leitet dieses Kapitel in den zweiten Teil der Arbeit uber, in dem ein solches Kommunikationssystem modelliert und analysiert wird. Die funkbasierte Kommunikation zwischen Fahrzeugen soll der Gefahrenwarnung im Straenverkehr dienen. Gefahrliche Verkehrssituationen beispielsweise Nebel, Eisglatte, Stau, Unfall oder Uberholmanover sollen durch Kooperation zwischen den Fahrzeugen erkannt und die Gefahrdung dadurch beseitigt oder zumindest gemindert werden. Die Fahrzeuge stehen in ihrer unmittelbaren Umgebung mittels direkter Kommunikation in Kontakt. Uber Sensoren werden relevante Informationen erfat und an andere Fahrzeuge per Funkkommunikation weitergegeben. Dieses System soll die Sicherheit fur den Verkehrsteilnehmer erhohen. [...]

Interessanterweise wird trotz der Anforderung an eine einfache Hardware eine explizite Kommunikation zwischen den Ameisen realisiert. Dazu werden Infrarotwellen benutzt, die von einer Sendediode in alle Richtungen abgestrahlt werden siehe Abbildung 7.2. Die Diode be ndet sich oben auf einer Ameise und reicht etwa 30 cm weit. Jede Ameise sendet damit kontinuierlich zweimal pro Sekunde ihre Stimmung aus. An allen vier Seiten einer Ameise be nden sich Empfangsdioden. Die Software einer Ameise kann die Signale von 16 verschiedenen Robotern zuordnen und sie verarbeiten. Bisher wurden insgesamt 12 Roboter gebaut. In einem der ersten Experimente sollten sich die Ameisen um eine Futterstelle gruppieren. Eine Futterstelle ist durch erhohte Konduktivitat der Aluminiumober ache, auf der sich die Ameisen bewegen, gekennzeichnet. Sobald eine Ameise mit Hilfe ihrer Sensorik eine Futterstelle gefunden hat, sendet sie die Stimmung "Ich habe Futter gefunden . Ameisen in ihrer Nahe, die diese Nachricht empfangen, andern ihre Stimmung in "Ich sehe eine Ameise, die Futter gefunden hat . Ameisen, die wiederum diese Nachricht horen, senden von nun an "Ich sehe eine Ameise, die eine Ameise sieht, die Futter gefunden hat . Auf diese Weise wird eine Nachricht durch Weiterreichen verbreitet. Als Konsequenz ihres Stimmungswandels bewegen sich die Ameisen in Richtung der sendenden Ameise. Nach etwa 10 Sekunden haben sich die Ameisen um die Futterstelle versammelt. [...]

Verteilte Roboter, die miteinander kommunizieren, sind auch Gegenstand von Wan94 . Dort wird die Kommunikation zwischen Robotern mittels Aushangeschildern sign-board  de niert. Ein Roboter kann Nachrichten auf seinem Aushangeschild darstellen, die dann von benachbarten Robotern mit Sichtverbindung gelesen werden konnen. Das Modell lat sich mit verschiedenen physikalischen Medien implementieren, indem man Funkwellen, Gerausche, Hitze oder sogar chemische Signale benutzt. Bemerkenswert ist, da diese Art der Kommunikation durch Rundspruch broadcast  charakterisiert ist und keine Adressierung der Nachrichten voraussetzt. Im Gegensatz zur Funkkommunikation jedoch bleibt eine Nachricht solange lesbar, bis sie vom Aushangeschild wieder entfernt wird. An dem Beispiel der dezentral organisierten Ressourcenvergabe wird gezeigt, wie ein verteilter Algorithmus mit Hilfe der Aushangeschilder realisiert wird. Zusatzlich wird untersucht, wie sich Signallaufzeiten groer Null in einem solchen System bemerkbar machen. Ist die Signallaufzeit nach oben beschrankt, kann der vorgestellte Algorithmus zur Ressourcenvergabe angepat werden, so da er wieder korrekt arbeitet. [...]