Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció

Az előadások a következő témára: "Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció"— Előadás másolata:

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

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

3 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

4 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)

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

6 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)

7 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)

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

9 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

10 BMENET (2014)

11 Facebook-térkép

12 USA telefonhálózata A 3. világháború túlélésére tervezve:

13 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

14 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)

15 2048 event phrase (bináris) Érzékelők: 4000 infra, 5500 hurok, FCD
Németország: 1997 óta, ma 100% lefedettség, 10 rádióadó, location code (2012) 2048 event phrase (bináris) Érzékelők: 4000 infra, 5500 hurok, FCD (régen tmcforum)

16 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)

17 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

18 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

19 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

20 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

21 Hálózati topológiák

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

23 Controller Area Network (CAN)

24 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 to 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

25 CAN-példa date Mon Nov 17 13:31:57 2003 base hex
no internal events logged EBC Rx d D 7D 7D 7D FF FF EEC Rx d D 7D EEC Rx d 8 82 FF FF FF FF FF FF FF CC_VS Rx d 8 F FF 1F FF EEC Rx d 8 0D EEC Rx d D 7D EBC Rx d FF FF 01 FF FF EEC Rx d D 7D EBC Rx d 8 FF FF FF FF FF FF FF FF EBC Rx d D 7D 7D 7D FF FF EEC Rx d D 7D EEC Rx d 8 0D EEC Rx d D 7D ERC1_RE Rx d D F EBC Rx d D 7D 7D 7D FF FF EEC Rx d D 7D CC_VS Rx d 8 F FF 1F FF

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

27 Vezeték nélküli hálózat
WLAN (wireless local area network) IEEE szabványsorozat: WiFi Ismert változatok: b,g,n IEEE szabvány: Wimax Ismert változatok: d,e Magyarországon e (Invitel)

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

29 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!)

30 LTE hálózat Magyarországon

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

32 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

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

34 VANET alkalmazás monitor

35 VANET még egyszer

36 Járművek közötti kommunikáció

37 Járművek közötti kommunikáció
IEEE p 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

38 Európai ITS kommunikációs architektúra

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

40 V2V Routing módok: unicast, anycast, multicast, broadcast
Közvetítések: single-hop, multi-hop Kiegészítések: geo-broadcast, memória Üzenetek jellege, hossza, kódolása Ütközés-elkerülés (kommunikáció)

41 V2V példa

42 V2V példa

43 V2I Különböző érzékelők (előző EA) Safespot példa:
headerVersion : 26       sequenceNumber: 67  messageType   : 1       nodeType      : 1  nodeID        : 77  Timestamp     : 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

44 I2V Különböző érzékelések Megbízhatóság, megerősítés Safespot példa:

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

46 Köszönöm a figyelmet!