Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció

1. Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció 5. 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: • 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. A kommunikációs rendszer • Információforrás • Küldő (adó): transmitter, encoder • Csatorna: channel • Fogadó (vevő): receiver, decoder • Információnyelő • Zaj!

7. 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)

8. 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)

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

10. 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

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

12. Radio Data System (USA: RadioBroadcast Data System) • FM rádión digitális információk • Adatmezők: pl. AF (alternativefrequencies), CT (clocktime), PTY (program type), RT (radio text),…, TA (trafficannouncement), TMC (trafficmessagechannel) www.wikipedia.org

13. Németország: 1997 óta, ma 100% lefedettség, 10 rádióadó, 44.233 locationcode (2012) • 2048 eventphrase (bináris) • Érzékelők: 4000 infra, 5500 hurok, FCD www.tisa.org (régen tmcforum)

14. TPEG • TransportProtocolExperts Group • Emberi (XML) és gépi értelmezhetőség (bináris) (vs TMC) • Moduláris (CEN/ISO szabványok) • RTM - RoadTrafficMessage • PTI - Public TransportInformation • PKI - Parking Information • CTT - Congestion and Travel-Time • TEC - Traffic Event Compact • WEA - Weather information • Folytatás: • TISA (TravellerInformation Service Association)

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

16. 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

17. Rövidtávú kommunikáció • DSRC (DedicatedShortRangeCommunication) • 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

18. 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

19. PersonalArea Network (PAN) • Vezetékes: • USB • Firewire • Vezeték nélküli: • IrDa • Bluetooth • UWB • ZigBee • Z-Wave…

20. Vezeték nélküli hálózat • WLAN (wireless local areanetwork) • 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

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

22. 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

23. 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!)

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

25. VANET • Vehicularad-hocnetwork (MANET-altípus) • IEEE 802.11p szabvány (Wireless Access inVehicularEnvironment – WAVE) • Intelligent VANET (InVanet) • Car-to-carCommunicationConsortium(C2C CC)

26. VANET alkalmazás monitor

27. VANET még egyszer

28. Járművek közötti kommunikáció

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

30. 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

31. 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 • PosVaraa/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

32. I2V • Különböző érzékelések • Megbízhatóság, megerősítés • Safespot példa:

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

34. Köszönöm a figyelmet!