Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció 4. Előadás: Adatok, adatgyűjtés V.: a kommunikáció

Óravázlat A kommunikáció általában Alapjai Eszközei, megoldásai Járműveket érintő kommunikációs megoldások

A kommunikáció Infokommunikáció (lásd egyebek, pl. verbális, vizuális kommunikáció, testbeszéd stb.) Jelentése: információ- vagy üzenetközlés C. Shannon és W. Weaver szerint 5 alapelem (1949): Információforrás Küldő (adó) Csatorna Fogadó (vevő) Információnyelő

Problémák/kérdések Milyen pontosan lehet az üzenetet továbbítani? (technikai kérdés) Milyen pontosan lehet a jelentést átvinni? (szemantikus kérdés) Milyen hatásos lehet az üzenet a környezetre? (hatásossági kérdés)

Rokon kifejezések Kommunikáció = közlés Infokommunikáció = információközlés Telekommunikáció = távközlés Mobilkommunikáció = „mobilos” közlés IT: információtechnológia IKT (ICT): infokommunikációs technológia

Üzenet és jel, zaj Üzenet: teljes átviendő információmennyiség Jel: kódolt üzenet (információelméleti definíció) Jel: az üzenetküldő csatorna állapotsorozata Jel: időfüggő (térfüggő) mennyiség Zaj (egyszerűsítve): a jel véletlen, nem szándékos ingadozása/variációja, zavar Jel/zaj arány (SNR)

Kommunikációs rendszertípusok Vevőszám szerint Pont-pont kommunikáció (point-to-point) Pont-többpont (point-to-multipoint) Műsorszóró (broadcast) Csatorna szerint (egyszerűsítve!) Vezetékes Vezeték nélküli Jeltípus szerint Analóg (folytonos) Digitális (diszkrét)

További rendszerjellemzők Frekvencia/hullámhossz: Elnevezések, rezgésszám Moduláció: pl. analóg jelre: AM, FM Pl. digitális jelre: ASK, FSK www.wikipedia.org

Telekommunikációs hálózat Adók, vevők és csatornák (továbbítók) „gyűjteménye” Fontos elemek: Analóg és digitális hálózat: repeater, hub, router, switch, gateway, bridge… Lényeges változataik: Telefonhálózat Számítógépes hálózat, internet Internet 2010-ben

BMENET (2014)

Facebook-térkép

USA telefonhálózata A 3. világháború túlélésére tervezve:

Műsorszórás (broadcast) Hang és/vagy videojelek sugárzása Különböző csatornák, pl. földi szórás, műholdas, internetes Ismertebb rendszerek: FM rádió, DAB (digital audio broadcast), DMB (digital multimedia broadcast), DVB (digital video broadcast) Ráépülő szolgáltatások, pl. RDS

Radio Data System (USA: Radio Broadcast Data System) FM rádión digitális információk Adatmezők: pl. AF (alternative frequencies), CT (clock time), PTY (program type), RT (radio text),…, TA (traffic announcement), TMC (traffic message channel) www.wikipedia.org

2048 event phrase (bináris) Érzékelők: 4000 infra, 5500 hurok, FCD Németország: 1997 óta, ma 100% lefedettség, 10 rádióadó, 44.233 location code (2012) 2048 event phrase (bináris) Érzékelők: 4000 infra, 5500 hurok, FCD www.tisa.org (régen tmcforum)

TPEG Transport Protocol Experts Group Emberi (XML) és gépi értelmezhetőség (bináris) (vs TMC) Moduláris (CEN/ISO szabványok) RTM - Road Traffic Message PTI - Public Transport Information PKI - Parking Information CTT - Congestion and Travel-Time TEC - Traffic Event Compact WEA - Weather information Folytatás: TISA (Traveller Information Service Association)

TMC Forum + TPEG + Mobile.Info (de) Tevékenységek Szabványosítás, specifikációk (technical & standard committee) Tartalom és szolgáltató egyeztetések (content & service committee) Termék meghatatározás (product committee) Benchmark, guideline, loc table… (WG-k) HU: TrafficNav, Magyar Rádió, NNG, Magyar Közút

Műholdas kommunikáció Pont-pont kapcsolatra (tengerentúli összeköttetés) Műsorszórásra Általában geostacionárius (h=35786 km) vagy alacsony földkörüli (LEO) pályán Fő cél: Műholdas TV és rádiószórás Telefónia Katonai alkalmazások Eutelsat: W2A műhold

Rövidtávú kommunikáció DSRC (Dedicated Short Range Communication) Rövid hatótávú vezeték nélküli megoldás (5.9 GHz, <1000 m) Alkalmazás: Útdíj-szedés Parkolás-fizetés Figyelmeztetés-küldés Út-vasút keresztezés figyelmeztetése Megkülönböztetett jelzésű jármű prioritások http://www.q-free.com

Számítógépes hálózatok Lépték szerint: WAN, MAN, LAN, PAN, BAN, NFC stb. Kapcsolat szerint: vezetékes, vezeték nélküli Topológia szerint Hálózatok hálózata, az Internet & Co. Protokoll szerint Hálózati hardverek, szoftverek

Hálózati topológiák

Personal Area Network (PAN) Vezetékes: USB Firewire Vezeték nélküli: IrDa Bluetooth UWB ZigBee Z-Wave…

Controller Area Network (CAN)

CAN-busz (pl. Wheel Speed Information – EBC2) Receive Impor- tance B y t i L g h Explanation a Resolution Limits N o X   1 16 Front Axle Speed 1/256 km/h /bit 0 to 251 km/h A) Error Indicator FExxh Not available FFxxh 3 8 Relative Speed; Front Axle, Left Wheel 1/16 km/h /bit -7.8125 to +7.8125 km/h FEh FFh 4 Relative Speed; Front Axle, Right Wheel 5 Relative Speed; Rear Axle #1, Left Wheel 6 Relative Speed; Rear Axle #1, Right Wheel 7 Relative Speed; Rear Axle #2, Left Wheel Relative Speed; Rear Axle #2, Right Wheel

CAN-példa date Mon Nov 17 13:31:57 2003 base hex no internal events logged 0.9625 2 EBC2 Rx d 8 00 00 7D 7D 7D 7D FF FF 0.9645 2 EEC1 Rx d 8 00 7D 7D 00 00 00 00 00 0.9651 2 EEC3 Rx d 8 82 FF FF FF FF FF FF FF 0.9769 2 CC_VS Rx d 8 F7 00 00 04 00 FF 1F FF 0.9846 2 EEC2 Rx d 8 0D 00 00 00 00 00 00 00 0.9851 2 EEC1 Rx d 8 00 7D 7D 00 00 00 00 00 1.0026 2 EBC1 Rx d 8 00 00 33 FF FF 01 FF FF 1.0042 2 EEC1 Rx d 8 00 7D 7D 00 00 00 00 00 1.0126 2 EBC3 Rx d 8 FF FF FF FF FF FF FF FF 1.0132 2 EBC2 Rx d 8 00 00 7D 7D 7D 7D FF FF 1.0242 2 EEC1 Rx d 8 00 7D 7D 00 00 00 00 00 1.0338 2 EEC2 Rx d 8 0D 00 00 00 00 00 00 00 1.0447 2 EEC1 Rx d 8 00 7D 7D 00 00 00 00 00 1.0540 2 ERC1_RE Rx d 8 50 7D 00 00 0F 00 00 00 1.0626 2 EBC2 Rx d 8 00 00 7D 7D 7D 7D FF FF 1.0643 2 EEC1 Rx d 8 00 7D 7D 00 00 00 00 00 1.0770 2 CC_VS Rx d 8 F7 00 00 04 00 FF 1F FF

Global System for Mobile Communications (2G) ~4.3 Mrd felhasználó (~11.9 millió magyar – 2011. jan. – KSH) (5.9 Mrd - 2012) Frekvenciák: 450/850/900/1800/1900/2100 MHz Változó cellaméretek (pozícionálás EA!) Változatok/fejlesztések: GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE

Vezeték nélküli hálózat WLAN (wireless local area network) IEEE 802.11 szabványsorozat: WiFi Ismert változatok: b,g,n IEEE 802.16 szabvány: Wimax Ismert változatok: d,e Magyarországon 802.16e (Invitel) www.wimaxforum.org

Mérőszámok Wifi Wimax Hatótáv: 250 m (5000 m) Sebesség: 54 Mbit/s (150 Mbit/s) Wimax Hatótáv: 50 km Sebesség: 40 Mbit/s Kompromisszum!

Mérőszámok (ISDN: 64 kbit/s, ADSL: 128 kbit/s) GSM: 13 kbit/s GPRS: 80/40 kbit/s EDGE: 236/59 kbit/s UMTS: 384 kbit/s HSDPA: 21 Mbit/s (HSPA+: 84 Mbit/s) LTE: 100/50 Mbit/s (326/86 csúcs!)

LTE hálózat Magyarországon

CVIS projekt szerinti kommunikációs formák CVIS - Cooperative vehicle-infrastructure systems

Vezeték nélküli ad-hoc hálózatok Ad-hoc (alkalmi, ideiglenes) jellegű hálózati szerveződés, változó számú komponenssel Kooperatív vezeték nélküli kommunikáció Változatai: Wireless mesh network (WMN): pl. Iridium műholdas telefonrendszer Wireless sensor network (WSN): monitorozó rendszer Mobile ad-hoc network (MANET): mozgó, változó topológiájú kommunikációs hálózat

VANET Vehicular ad-hoc network (MANET-altípus) IEEE 802.11p szabvány (Wireless Access in Vehicular Environment – WAVE) Intelligent VANET (InVanet) Car-to-car Communication Consortium (C2C CC)

VANET alkalmazás monitor

VANET még egyszer

Járművek közötti kommunikáció

Járművek közötti kommunikáció IEEE 802.11p szabvány Communication Air-interface Long and Medium range (CALM) – ISO [régi név] Communication Architecture for Land Mobile [új név] Wireless Access for the Vehicular Environment (WAVE) Nagyobb projektek: CVIS, COOPERS, Geo-Net, Safespot

Európai ITS kommunikációs architektúra

Járműkommunikáció Gyakran DSRC alapú Fajtái: V2V (Vehicle-to-vehicle) V2I (Vehicle-to-Infrastructure) I2V (Infrastructure-to-vehicle)

V2V Routing módok: unicast, anycast, multicast, broadcast Közvetítések: single-hop, multi-hop Kiegészítések: geo-broadcast, memória Üzenetek jellege, hossza, kódolása Ütközés-elkerülés (kommunikáció) http://www.network-on-wheels.de

V2V példa

V2V példa

V2I Különböző érzékelők (előző EA) Safespot példa: headerVersion : 26       sequenceNumber: 67  messageType   : 1       nodeType      : 1  nodeID        : 77  Timestamp     : 1238593426 ms: 970  Pos Long/Lat  : 0 / 0  PosVar aa/bb  : 0 / 0  Speed         : 0            Heading       : 0  txPower       : 3            Power/Antenna : 0/3  Priority      : 0  +Vehicle PAYLOAD:    messageID   : 0            protocolVer : 25    elevation   : 1000          type        : 1 / 4    size WLH    : 4.25 / 6.32 / 1.1    longAccel   : 0              yawRate     : 0    extLights   : 66             accelCtrl   : 27    IcoMatrix   : 0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/0/  +DataElementPayload: [1]:    PositionTimeStamp  : 0 / 0  -SatelliteData: EMPTY

I2V Különböző érzékelések Megbízhatóság, megerősítés Safespot példa:

E-Call Francia Vcall Európai E112-n alapul Esemény (!) esetén automatikus értesítés (érzékelés és koordináta-küldés) Hangkapcsolat lehetősége

Köszönöm a figyelmet!