Beschreibung

Titel

Verfahren zur Verifikation von Informationen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifikation von zwischen Fahrzeugen ausgetauschten Informationen, eine elektronische Einheit zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.

Stand der Technik

Es sind Netzwerke, insbesondere Ad-hoc-Netzwerke, zwischen Fahrzeugen bekannt, die über ein Funksystem aufgebaut sind und dazu verwendet werden, Informationen bzw.

Nachrichten zwischen den Fahrzeugen auszutauschen. In den USA und Europa werden hierfür überwiegend drahtlose lokale Netzwerke (WLAN: wireless local area network) gemäß dem Standard IEEE 802.1 Ip verwendet. Dieses WLAN-Systeme basieren auf einem orthogonalen Wellenlängenmultiplexverfahren (OFDM: orthogonal frequency division multiplexing) und benötigen deshalb eine verhältnismäßig genaue

Frequenzsynchronisation.

Dabei beruhen die Anwendungen dieser Funktechnik in Ad-hoc-Netzen auf dem Prinzip, dass jedes Fahrzeug periodisch Informationen sendet, die von allen anderen Fahrzeugen in der Funkreichweite empfangen werden. Einige Anwendungen sehen vor, dass diese

Informationen von allen oder von bestimmten Fahrzeugen wiederholt werden und damit weiteren Teilnehmern zugänglich gemacht werden.

Viele bekannte Anwendungen sollen zur Sicherheit im Straßenverkehr beitragen, indem diese Warnmeldungen über Bremsvorgänge, Glatteis, Unfälle usw. weitergeben, um betroffene Verkehrsteilnehmer über mögliche Gefahren zu informieren. Dabei stellt sich jedoch das Problem, dass diese Systeme missbraucht werden können, indem böswillig falsche Informationen eingespeist werden. Ohne ausreichende Sicherheit ist das System für den Fahrer nutzlos.

Eine mögliche Lösung hierfür sieht vor, dass die Nachrichten signiert werden, um die mit diesen Nachrichten übermittelten Informationen zu verifizieren. Die zugrundeliegenden kryptographischen Verfahren können aber nicht für die gesamte Lebensdauer eines

Fahrzeugs als sicher angesehen werden. Zudem sind diese Verfahren hinsichtlich der benötigten Rechenleistung aufwendig.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Verifikation von zwischen Fahrzeugen ausgetauschten Informationen, wobei anhand empfangener Signale, die die Informationen tragen, zumindest eine mindestens eines der Fahrzeuge betreffende Größe, insbesondere eine kinematische Größe, bestimmt wird und auf Grundlage dieser Bestimmung die

Informationen behandelt werden. Somit ist es möglich, falsche Informationen zu identifizieren und entsprechend zu behandeln, das bedeutet diese zu verwerfen. Nur Informationen, die als korrekt erkannt wurden, werden in dem empfangenden Fahrzeug als solche behandelt und damit berücksichtigt.

Somit können verifizierte Informationen zum Nutzen des in die Kommunikation eingebundenen Verkehrsteilnehmers und damit zur Steigerung der Fahrsicherheit genutzt werden. Falsche Informationen werden als solche erkannt und verworfen.

Es kann bspw. unter anderem eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werden.

In Ausgestaltung wird eine Frequenzsynchronisation verwendet, um eine Dopplerverschiebung zwischen den Fahrzeugen zu messen. Aus den Doppelverschiebungen lassen sich die Relativgeschwindigkeiten der Fahrzeuge

berechnen, die gesendet haben. Zusammen mit der eigenen Geschwindigkeit lässt sich zumindest auf Autobahnen und Landstraßen die Absolutgeschwindigkeit der anderen Fahrzeuge angeben. Die Geschwindigkeit Null läßt sich in jedem Fall erkennen. Es können nun Datenpakete verworfen werden, wenn das sendende Fahrzeug sich der Information nach bewegen müsste, es aber tatsächlich die Geschwindigkeit Null hat, wenn bspw. ein Bremsvorgang signalisiert wird, oder das sendende Fahrzeug in den Daten eine andere Eigengeschwindigkeit mitteilt, als es die Messung ergibt.

Zusätzlich zu der Frequenzsynchronisation können Methoden aus der Signalverarbeitung verwendet werden, die die verbleibende Frequenzabweichung des empfangenen Signals bestimmen.

Alternativ oder ergänzend zur Bestimmung der Geschwindigkeit kann die Position des Fahrzeugs bestimmt werden. In diesem Fall kann neben der Dopplerverschiebung die empfangene Signalleistung für jeden Kommunikationspartner gemessen werden, um die

Position des Fahrzeugs zu betimmen. Unter Berücksichtigung der Abhängigkeit der Signalleistung von der Entfernung zum Sender kann dann die Entfernung des Kommunikationspartners geschätzt werden. Dabei ist es möglich, dass das Signal aufgrund von Mehrwegeausbreitung und Abschattung schwächer empfangen wird als im ungestörten Fall, es kann aber nicht stärker empfangen werden. Folglich können

Informationen bzw. Datenpakete verworfen werden, wenn sie stärker empfangen werden als es die signalisierte Position des sendenden Fahrzeugs und die eigene Position zulassen oder wenn Signale empfangen werden, obwohl das sendende Fahrzeug eine Position signalisiert, die außerhalb der Reichweite des Funksystems liegt.

In Ausgestaltung können zur Verifikation der ausgetauschten Informationen zusätzlich Informationen verwendet werden, die aus zwei oder mehreren aufeinanderfolgenden Nachrichten hervorgehen. Dabei werden Nachrichten bspw. dann demselben Sender zugeordnet, wenn sie eine Kennung des Senders enthalten oder in einem Zeitintervall übertragen werden, das für den Sender reserviert ist.

Aufeinanderfolgende Datenpakete eines Kommunikationspartners können verworfen werden, wenn die signalisierten Geschwindigkeiten und/oder Positionen in der zeitlichen Abfolge nicht zueinander passen.

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Weiterhin können zur überprüfung der empfangenen Informationen zusätzlich Umfeld erfassende Systeme, wie bspw. Radar, Video usw., eingesetzt werden, die andere Fahrzeuge erkennen und deren Position und/oder Geschwindigkeit schätzen können.

Die vorstehend erläuterten Methoden und Vorgehensweisen können beliebig kombiniert werden, wobei diese im Bedarfsfall alternativ oder auch einander ergänzend eingesetzt werden können.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Einheit zur Verifikation von zwischen

Fahrzeugen ausgetauschten Informationen, mit einer Recheneinrichtung, die dazu ausgelegt ist, ein vorstehend beschriebenes Verfahren durchzuführen.

Diese elektronische Einheit weist typischerweise eine Sendeeinrichtung zum Senden von Informationen und zusätzlich eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von

Informationen auf und ist zum Einbau in ein Fahrzeug vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm mit Programmcodemitteln ist zum Durchführen aller Schritte des beschriebenen Verfahrens geeignet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinrichtung, insbesondere einer Recheneinrichtung der vorstehend beschriebenen Art, ausgeführt wird.

Das vorgestellte Computerprogrammprodukt umfasst Programmcodemittel, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte eines voranstehend beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem

Computer oder einer entsprechenden Recheneinrichtung, wie bspw. einer Recheneinrichtung in einer beschriebenen elektronischen Einheit, ausgeführt wird.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch

in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Einheit.

Figur 2 verdeutlicht eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektronischen Einheit, die insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Die elektronische Einheit umfasst eine

Recheneinrichtung 12, eine Empfangseinrichtung 14 und eine Sendeeinrichtung 16. Die Komponenten 12, 14 und 16 sind über Datenleitungen 18 miteinander verbunden.

Die dargestellte elektronische Einheit 10 ist dazu ausgelegt, eine Kommunikation zwischen einem Fahrzeug, in dem die Einheit 10 vorgesehen ist, und weiteren

Fahrzeugen zum Austausch von Nachrichten bzw. Informationen zu ermöglichen. Hierzu dient insbesondere die Empfangseinrichtung 14 und die Sendeeinrichtung 16. Eine Verifikation der übermittelten Nachrichten erfolgt in der Recheneinrichtung 12, wobei anhand der die Nachrichten übermittelnden Signale eine Geschwindigkeit mindestens eines der an der Kommunikation beteiligten Fahrzeuge bestimmt wird und auf Grundlage dieser Bestimmung die Nachrichten behandelt werden, d.h. verworfen oder berücksichtigt werden.

In Figur 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht, wobei in diesem Fall die Frequenzsynchronisation des verwendeten Funksystems eingesetzt wird, um die Dopplerverschiebung zwischen dem eigenen und anderen Fahrzeugen zu messen. In dem dargestellten Graphen ist auf der Ordinate 20 die Frequenz über der Zeit (Abszisse 22) aufgetragen.

In der Darstellung sind erste Informationen bzw. eine erste Nachricht 24, eine zweite Nachricht 26 und eine dritte Nachricht 28 dargestellt, die von unterschiedlichen Teilnehmern bei den Frequenzen fl 30, f2 32 und f3 34 empfangen werden. Das Funksystem wird bei der Frequenz f 36 betrieben. Aus den Dopplerverschiebungen (fl - f), (f2 - f) und (f3 — f) lassen sich die Relativgeschwindigkeiten der Fahrzeuge berechnen, die die Nachrichten 24, 26 und 28 gesendet haben.

Zusammen mit der eigenen Geschwindigkeit lässt sich zumindest auf Autobahnen und Landstraßen die absolute Geschwindigkeit der anderen Fahrzeuge angeben. Die

Geschwindigkeit Null lässt sich in jedem Fall erkennen. Es können nun Datenpakete verworfen werden, wenn das sendende Fahrzeug sich der übermittelten Nachricht 24, 26 oder 28 nach bewegen müsste, es aber tatsächlich die Geschwindigkeit Null hat, wenn bspw. ein Bremsvorgang signalisiert wird, oder das sendende Fahrzeug in der Nachricht 24, 26 oder 28 eine andere Eigengeschwindigkeit mitteilt als bestimmt wird.

Das erläuterte Verfahren, bei dem die Frequenzsynchronisation des verwendeten Funksystems eingesetzt wird, um die Dopplerverschiebung zu messen, kann mit anderen Methoden und Vorgehensweisen kombiniert werden, wie diese vorstehend erläutert sind. Dabei können die unterschiedlichen Vorgehensweisen auch redundant eingesetzt werden, um eine höhere Sicherheit zu erzielen und um ggf. Ergebnisse der einzelnen Vorgehensweisen miteinander vergleichen zu können.