Bedürfnisorientierte Informationsverteilung in vernetzten Mobilitätsszenarien

Die Zahl vernetzter Fahrzeuge wächst stetig. Während derzeit die meisten mobilen Onlinedienste in den Bereichen Infotainment und Navigation angesiedelt sind, ist zukünftig mit einer Ausdehnung in die Domäne der Fahrerassistenz zu rechnen. Da Fahrerassistenzsysteme mitunter aktiv in die Fahrzeugführung eingreifen, gelten hohe Anforderungen bezüglich der Qualität und Aktualität der Daten. Zu spät zugestellte bzw. fehlende Daten können zu Fehlfunktionen führen, die ein Sicherheitsrisiko für die Fahrzeuginsassen sowie andere Verkehrsteilnehmer darstellen. Die Vernetzung der Fahrzeuge über das Internet erfolgt derzeit ausschließlich über Mobilfunknetze. Mobilfunknetze zeichnen sich durch eine hohe geografische Abdeckung aus, allerdings unterliegt die Qualität des Datenkanals örtlichen Schwankungen, die sich negativ auf die Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit der mobilen Dienste auswirken können. Ein Weg zur Steigerung der Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit ist die Verwendung sogenannter Connectivity-Maps. Connectivity-Maps enthalten georeferenzierte Daten zu Eigenschaften des Mobilfunknetzes, die im Rahmen von Messfahrten gesammelt wurden. Dieses a priori Wissen kann verwendet werden, um die Übertragung von Daten proaktiv zu planen. Die Übertragungszeitpunkte können so gewählt werden, dass eine möglichst hohe Qualität des Mobilfunkkanals vorliegt. In diesem Fall ist die spektrale Effizienz hoch, so dass weniger wertvolle Ressourcen der Luftschnittstelle für die Datenübertragung benötigt werden. In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das die Datenverteilung von einem zentralen Server zu den Fahrzeugen optimiert. Ziel der Optimierung ist es, die Sendereihenfolge der Datenobjekte so zu wählen, dass unter Berücksichtigung individueller spätester Zustellzeitpunkte eine möglichst hohe Ausnutzung der Luftschnittstelle erreicht wird. Die Arbeit fokussiert sich auf High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) und verwendet als Maß für die Kanalqualität den sogenannten Channel Quality Indicator (CQI). Aus gemessenen CQI-Werten wird zunächst die CQI-Karte erstellt, die den ortsbezogenen Zugriff auf historische CQI-Daten erlaubt. Auf Basis dieser Daten werden Übertragungsdauer und Kanalausnutzung der Datenobjekte prädiziert. Anhand dieser Prädiktion kann eine optimale Sendereihenfolge ermittelt werden. Die umfangreiche Evaluation des Verfahrens erfolgt unter Verwendung einer im Kontext dieser Arbeit entwickelten Simulationsumgebung.