ArteryLTE: Vehicular Communication Simulation Framework

Projektübersicht

ArteryLTE ist eine holistische Simulationsumgebung für fahrzeuggebundene Netzwerke (IVC = Inter-Vehicular Communication) mit Unterstützung für mehrere Kommunikationstechnologien:

• ETSI ITS-G5 (5.9 GHz DSRC, Dedicated Short Range Communications)
• LTE (Cellular Technology)

Das Framework ermöglicht die Analyse und Bewertung verschiedener Kommunikationsstrategien in heterogenen V2X-Netzwerken.

Architektur

ArteryLTE kombiniert zwei bewährte Simulationsframework:

Artery

Middleware-basiertes Framework für IVC-Simulationen. Bietet Services und Abstraktionen für Fahzeuganwendungen (Safety, Comfort, Infotainment).

VeinsLTE

Erweiterung des SUMO-Verkehrssimulators um LTE-Simulation. Erlaubt realistische Modelle von Zellularnetzen (Basisstationen, eNodeBs, Handover).

ArteryLTE Integration

Die Artery-Middleware wird erweitert um selektive Kommunikaichwahl:

• Services können zur Laufzeit zwischen ITS-G5 und LTE umschalten.
• Backend-Service: Statischer Knoten (Server), der mit den Basisstationen verbunden ist.
• Nachrichtengeneration mit intelligenter Routing-Entscheidung (welche Technologie für diese Nachricht optimal?).

Meine Beiträge

Als Teil des Institute of Operating Systems and Computer Networks (IBR) der TU Braunschweig:

• Framework-Design und Integration von Artery & VeinsLTE
• Middleware-Erweiterung für dynamische Technologie-Auswahl (ITS-G5 vs. LTE)
• Backend-Service-Implementierung für V2X-Koordination
• Evaluierung & Validierung mit realistischen V2X-Szenarien

Bedeutung für V2X-Forschung

ArteryLTE adressiert ein kritisches Problem der Zukunft:

Fahrzeuge werden nicht nur mit einer Kommunikationstechnologie ausgestattet. Sie müssen zwischen mehreren Optionen wählen können – je nachdem, welche verfügbar und optimal für den Anwendungsfall ist.

Use Cases:

• Safety-kritische Meldungen (Notfall-Bremsung) → Ultra-low-latency ITS-G5
• Infotainment / Cloud Services → LTE/5G mit höherer Bandbreite
• Notfallkommunikation in Funklochs → Mesh-Netzwerk via V2V

Tech Stack

• Simulationsbasis: OMNET++, SUMO (Verkehrssimulator)
• Protokolle: IEEE 802.11p (ITS-G5), 3GPP LTE, V2X Stacks
• Programmierung: C++, NED (OMNeT++ Topology Language)
• Modellierung: Fahrtrajektorien, Funkausbreitungsmodelle, MAC-Layer Simulation

Publikationen

ArteryLTE wurde dokumentiert in einer begutachteten Konferenzpublikation, die detaillierte Architektur und Simulationsergebnisse zeigt. [Siehe Publikationsliste für vollständige Referenz]

Open Source & Community

Der Code ist frei verfügbar auf GitHub und wird von der Forschungs-Community verwendet für:

• Evaluation neuer V2X-Protokolle
• Hybrid-Netzwerk-Szenarien
• Sicherheits- und Zuverlässigkeitsstudien

Relevanz heute

V2X-Kommunikation ist zentral für autonome Fahrzeuge und Smart City Infrastruktur. ArteryLTE war Vorreiter bei der Erkenntnis:

✓ Heterogene Netzwerke sind unvermeidbar (nicht eine Technologie für alles)
✓ Middleware-Abstraktionen ermöglichen Flexibilität
✓ Simulation ist essentiell, bevor man auf echten Straßen testet

Diese Konzepte sind heute Standard in der CARIAD/VW-Architektur für Connected & Autonomous Vehicles.