Mobilfunkprotokolle Drei Trends, um HF-Systeme im Automobil künftig zu testen

In modernen Autos arbeiten verschiedene drahtlose Systeme. Unser Beitrag stellt drei Trends für HF-Tests im Automobilbau vor, die künftig bei der Systemanalyse eine Rolle spielen.

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Heute ist ein Auto weit mehr als ein Fortbewegungsmittel, um schnell und sicher von A nach B zu gelangen: Es ist ein ganzheitlicher Lebensraum, in dem wir Informationen erhalten, unterhalten werden und produktiv sein können. Verschiedene drahtlose Kommunikationstechniken haben diese Entwicklung ermöglicht: GPS für die Satellitennavigation, Mobilfunktechniken für Kommunikation und Internetzugang, Wi-Fi für den Internetzugang und die Car-to-Car-Kommunikation (C2C), DSRC (Dedicated Short-Range Communication) für die automatische Bezahlung von Maut- und Parkgebühren oder Bluetooth für die Freisprechanlage.

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Die Entwicklung des Autos hat jedoch noch lange nicht ihren Endpunkt erreicht. Die Änderungen betreffen Umfang, Dauer und Komplexität der HF-Tests und wie sie an Baugruppen, Modulen und kompletten Fahrzeugen ausgeführt werden. Der Beitrag beleuchtet drei Trends:

• Zunahme strenger Funktionssicherheitskonzepte bei HF-Systemen,

• hochdynamische Drahtlosnetzwerke testen, in denen sich Verbindungen und Routing von eine Sekunde auf die andere ändern und

• der Betrieb des Fahrzeugs als Teil der Mobiletelefon-Endgeräteausrüstung wie beispielsweise für eCall.

Prüfen von HF-Systemen auf Funktionssicherheit

In aktuellen Modellen der Automobilhersteller sind Wireless-Schnittstellen nicht mehr wegzudenken und müssen einwandfrei funktionieren. Allerdings sind die damit verbundenen Lösungen nicht wirklich sicherheitsrelevant: Der Fahrer hat die volle Kontrolle über die Fahrbewegung des Fahrzeugs. Allerdings beginnt hier eine Veränderung, da die Automobilhersteller immer ausgereiftere Fahrerassistenzsysteme einführen. Schlussendlich scheint eines unausweichlich, dass vollkommen autonom fahrende Fahrzeuge zur Realität werden.

Bei der Entwicklung solcher autonomen Fahrzeuge werden Automobilhersteller eindeutig gründliche Prüfprogramme realisieren. Zum Umfang dieser Prüfprogramme gehören Testfahrten im öffentlichen Verkehrsraum, virtuelle Prüfungen, Tests in Bezug auf die Ausfallsicherheit (Failsafe-Tests), Simulationen, Prüfabläufe bestimmter Verkehrsszenarien, Sicherheits- und Crashtests, Tests auf Cyber-Bedrohungen und andere Prüfkategorien.

Regierungen und Bürger wollen sicher sein, dass diese Fahrzeuge den strengsten behördlichen, gesetzlichen und technischen Anforderungen genügen. Und während das vor allem Auswirkungen auf der Ebene des kompletten Fahrzeugs hat, werden auch HF-Systeme eingehender betrachtet, da sie bei ihrem Einsatz in autonomen Fahrzeugen sicherheitsrelevant werden.

Die Funktechnik in autonom fahrenden Autos

Was versteht man unter einem selbstfahrenden Auto? Ein vollkommen autonomes Fahrzeug ist in der Lage, sich im realen Verkehrsgeschehen ohne Zutun des Menschen an ein spezielles Ziel zu bewegen. Dabei helfen Fahrersassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS), die entweder den Fahrer beim sicheren Fahren unterstützen – etwa durch Abgabe eines Warnsignals, wenn sich sein Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug bedrohlich nähert – oder die den Selbstfahrprozess überhaupt ermöglichen.

In autonomen Fahrzeugen verwendete Funktechnik wird mit Radar ausgestattet sein, welches den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und die Geschwindigkeit und Fahrtrichtung dieses Fahrzeugs messen; und – wie nachfolgend beschrieben – ist die Car-to-Car-Kommunikation für den Austausch von Daten über Straßenzustand und Verkehrsbedingungen vorgesehen. In einem autonomen Fahrzeug ist die Funktechnik sicherheitsrelevant. Aus diesem Grund muss die Funktechnik gemäß ihrer technischen Spezifikation geprüft werden. Dabei gibt es nur einen Haken: Es ist nicht ausreichend, wie Automobilzulieferer heutzutage prüfen. Hinzu kommen Prozessabläufe, welche die Einhaltung der Vorgaben der ISO 26262 zur Funktionssicherheit unterstützen.

Die ISO 26262 gibt vor, welche Anforderungen zur Gewährleistung der Funktionssicherheit gegeben sein müssen. Das beginnt mit der Spezifikation, bis hin zu Konstruktion, Umsetzung, Integration, Verifizierung, Validierung und schließlich zur Fertigungsfreigabe. Unter den Spezifikationen der ISO 26262 müssen die Ausrüstungen eine bestimmte Stufe der ASIL (Grad der Sicherheitsintegrität von Fahrzeugen) erreichen: Dies ist ein durch die Norm definiertes Risikoklassifizierungssystem.

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