Hilfe ist unterwegs!

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20.06.2019

Die Arbeitsweise des Automotive-Notrufdienstes eCall

Die in der Regel rote SOS-Taste im Armaturenbereich ist für alle Automodelle Pflicht, die nach dem 31. März 2018 in der EU auf den Markt kamen. Einige Marken hatten sie allerdings schon früher an Bord. Sie löst einen Anruf über die europaweit einheitliche Notrufnummer 112 aus. Grund für ihre Benutzung könnte ein akutes Gesundheitsproblem eines Insassen sein, das sofortige Hilfe erfordert. Oder der schwere Unfall eines anderen Fahrzeugs, dessen Zeuge man wurde.

Die noch wichtigere Funktion des eCall (emergency call)-Systems ist der automatische Notruf, der abgesetzt wird, wenn ein Airbag ausgelöst wurde, was nur bei massiver Gewalteinwirkung geschieht. Dank eCall kann man sich EU-weit darauf verlassen, dass in diesem Fall die nächste Notrufzentrale alle wesentlichen Informationen erhält, die der Rettungsdienst benötigt: Unfallort (satellitengenau), Fahrtrichtung (wichtig auf Autobahnen), Unfallzeitpunkt, Fahrzeugtyp, Antriebsart bzw. Treibstoffsorte (wichtig für die Feuerwehr) und die Anzahl der Insassen (basierend auf der Anzahl der geschlossenen Sicherheitsgurte oder anderer Sitzbelegungserkennungsmethoden).

Weitere Angaben sind optional. Um die Daten übertragen zu können, muss eine Sprechverbindung aufgebaut werden. Über diese kann sich der Operator außerdem mit den Insassen unterhalten, sofern diese dazu in der Lage sind. Aus der Audio-Kulisse lassen sich auf jeden Fall weitere Erkenntnisse gewinnen.

Die Vision: Keine Verkehrstoten mehr in 2050

Keine Verkehrstoten mehr in 2050

Der Einführung von eCall gingen jahrelange Diskussionen und Abstimmungen auf europäischer Ebene voraus. Die EU hatte sich lokale Initiativen wie die in Schweden entwickelte Vision Zero zu eigen gemacht, die das Ziel ausgegeben hatte, die Zahl lebensbedrohlicher Verletzungen im Straßenverkehr durch administrative und technische Mittel gegen Null zu bringen.

Die zunächst sehr ambitionierten Ziele der EU mussten allerdings nach unten korrigiert werden. Die ursprünglich angepeilte Halbierung der Zahl der Verkehrstoten von 2010 bis zum Jahr 2020 soll nach aktueller Planung bis 2030 erreicht sein. 2050 soll es schließlich in Europa nahezu keine Verkehrsopfer mehr geben.

Das eCall-System muss seit März 2018 in alle neuen Pkw und leichten Nutzfahrzeuge eingebaut werden.

Die Hersteller gehen voran

Ein Auto-Notrufsystem setzt voraus, dass das Fahrzeug zu jeder Zeit seine Position kennt und sie per Funk übermitteln kann. Die dafür nötigen Technologien, Satellitenortung und digitaler Mobilfunk, wurden Mitte der 1990er Jahre in den USA fast zeitgleich eingeführt. Und praktisch umgehend zur Einrichtung von herstellerspezifischen automobilen Notrufdiensten genutzt. General Motors und Ford waren die Pioniere – GM mit seinem OnStar-System, das im 1996er Modell des Lincoln Continental debütierte, Ford mit RESCU, das allerdings nicht automatisch arbeitete, sondern die Position nur auf Knopfdruck ermittelte. Erste europäische Hersteller folgten kurze Zeit später, BMW zum Beispiel 1997.

Die Notrufdienste waren also lange Zeit nicht staatlich gelenkt oder vereinheitlicht, sondern der Initiative der Hersteller überlassen, die naturgemäß keine politischen Ziele damit verfolgten, sondern den Service als Wettbewerbsvorteil sahen und auch Geld damit verdienen wollten. Die Notrufzentralen waren dementsprechend keine offiziellen Stellen, sondern privat und markengebunden. Das europäische eCall ist hingegen ein gesetzlich verankertes System, zu dessen Einführung alle 28 EU-Staaten verpflichtet sind. Damit es EU-weit funktioniert, hat man sich für eine Lösung entschieden, die zur Zeit der Spezifizierung zwar Stand der Technik war, aus heutiger Sicht aber als etwas unglücklich bezeichnet werden muss.

Schon beim Start veraltet

Schon beim Start veraltet

Das einzige Mobilfunksystem, das bei der eCall-Grundsteinlegung als flächendeckend verfügbar angesehen werden konnte, war das altehrwürdige GSM, nach heutiger Diktion ein 2G-System. GSM arbeitet zwar digital, überträgt also Bits, ist aber in seinem Kern ein reines Sprechfunksystem. Standarderweiterungen wie GPRS und SMS gestatten zwar eine rudimentäre Datenkommunikation, ihre Verfügbarkeit wollte man aber sicherheitshalber nicht voraussetzen. Um dennoch Daten übertragen zu können, wendet man einen Kunstgriff an: Die Bits werden in Töne verwandelt und über den Sprechkanal gesendet.

Wer schon mal aus Versehen ein Faxgerät angerufen hat, das ebenso arbeitet, weiß, wie das Ergebnis klingt. Besonders schnell ist diese Methode für heutige Verhältnisse nicht, aber für eCall schnell genug. Denn es sind nur 140 Byte an die Notrufzentrale zu senden, also kaum mehr als der Inhalt einer Textzeile. Dieser sogenannte Minimaldatensatz (Minimum Set of Data, MSD) enthält die eingangs beschriebenen Informationen. Insofern wäre gegen die Lösung nichts einzuwenden, denn sie erfüllt ihren Zweck.

Aber aus einem anderen Grund werden die damit ausgerüsteten Autos vermutlich älter als das eCall-System: Die GSM-Netze sterben in absehbarer Zukunft aus. Ihre Frequenzen braucht man dringend für modernere Verfahren wie LTE und 5G. Nachdem LTE mittlerweile auch Sprache übertragen kann (anders als GSM ist es ein reines Datenfunksystem, dem die Sprachübertragung erst beigebracht werden musste), gibt es für ein reines Sprechfunksystem wie GSM keine Notwendigkeit mehr, zumal Europa schon in wenigen Jahren flächendeckend mit LTE versorgt sein wird. Wenn die EU dann noch ein funktionierendes öffentliches Automotive-Notrufsystem haben will, muss sie sehr bald neue Beschlüsse fassen. Technisch wird das nicht schwerfallen, denn das Nachfolgesystem ist bereits spezifiziert.

Übrigens war Russland der Europäischen Union diesmal um mehr als eine Nasenlänge voraus. Sein Notrufsystem ERA-GLONASS wurde nicht nur bereits Anfang 2015 für Russland und die EACU-Staaten (Eurasian Customs Unit) verbindlich, sondern bezieht auch Busse und Lkw ein (EU: nur Pkw und Kleintransporter) und funktioniert auch in UMTS-Netzen (3G). Zur Standortbestimmung wird das russische GLONASS-Satellitensystem genutzt, alternativ auch GPS. Ansonsten arbeitet ERA-GLONASS ähnlich wie eCall und überträgt die gleichen Informationen.

Das e-Call- System der EU setzt aktuell ein GSM-Mobilfunknetz voraus

Der Nachfolger steht bereit

Das eCall der nächsten Generation – Next Generation eCall oder kurz NGeCall – nutzt ein Software-Modul des Mobilfunkstandards LTE. Dessen IP Multimedia Subsystem IMS gestattet eine zeitgemäße Umsetzung der eCall-Basisfunktionalität und bietet darüber hinaus jede Menge Spielraum für Erweiterungen. Pieptöne spielen bei der LTE-basierten Version natürlich keine Rolle mehr. Dennoch wird auch bei dem modernen System eine Sprechverbindung hergestellt (Voice over LTE, VoLTE), die eine wesentliche Komponente jedes Notrufsystems ist.

NGeCall übermittelt mindestens dieselben Daten wie eCall, nämlich den 140 Byte langen Minimaldatensatz. Da es aber eine schnelle Datenverbindung etabliert, eröffnet das System prinzipiell die Möglichkeit, weitere Informationen zu übertragen, die in einer Notfallsituation hilfreich wären. So könnten mit dem Telematiksystem des Fahrzeugs verbundene Smartwatches die Gesundheitsdaten von Insassen zuliefern oder eine Online-Kamera Einblicke in die Vor-Ort-Situation gewähren. In umgekehrter Richtung wäre es denkbar, dass die Notrufzentrale Fernsteuerbefehle an das Fahrzeug absetzt, zum Beispiel die Türen entriegelt oder die Zündung ausschaltet. Letzteres war schon 2009 über das GM-OnStar-System möglich, dort allerdings dazu gedacht, um gestohlene Autos lahmzulegen.

NGeCall wurde zwar technisch definiert, aber noch nicht offiziell verabschiedet, deshalb ist über seine Einführung noch nicht entschieden. Da seine technischen Voraussetzungen aber schon weitgehend existieren, ist anzunehmen, dass die Fahrzeughersteller selbst das Heft des Handelns in die Hand nehmen werden, wie sie es schon in der Anfangszeit der Notrufsysteme getan hatten. Viele Telematiksysteme unterstützen neben eCall ohnehin schon ein markenspezifisches System. Dessen Ausgestaltung obliegt allein dem Hersteller. Dieser muss nur garantieren, dass bei Nichtverfügbarkeit des eigenen Systems automatisch das Standard-eCall aktiv wird bzw. dem Fahrzeughalter die Wahl lassen, welches System er nutzen möchte.

Das Rohde & Schwarz-Testsystem unterstützt alle eingeführten und geplanten Automotive-Notrufverfahren.

Geprüfte Sicherheit: der Test von eCall, NGeCall & Co

Wie alle komplexen Kommunikations- und Datenverarbeitungssysteme muss auch ein Automotive-Notrufsystem seine einwandfreie Funktion in Tests nachweisen. Die Telematikeinheiten der Fahrzeuge müssen in der Lage sein, die Signale exakt nach den einschlägigen Normen zu erzeugen und zu verarbeiten. Für diesen Test hat Rohde & Schwarz eine universelle Lösung entwickelt, die sich gleichermaßen für eCall, NGeCall und ERA-GLONASS eignet. Das Testsystem simuliert eine reale Umgebung aus Mobilfunknetz und Satellitenortungssystem, spielt einen Notfall durch und beobachtet messtechnisch, wie sich das Testobjekt – eine Telematikeinheit (In-Vehicle System, IVS) – dabei verhält.

Das System besteht aus einem Mobile Radio Communication Tester R&S CMW500, der sich als Mobilfunknetz ausgibt (GSM, LTE oder jedes andere), einem Signalgenerator R&S SMBV100, der die Satellitensignale erzeugt (GPS, Galileo oder GLONASS) und einem PC, der die Rolle der Notrufzentrale (Public Safety Answering Point, PSAP) übernimmt und den Messablauf steuert. Alle praxisrelevanten Szenarien lassen sich mit diesem Messaufbau nachstellen, beispielsweise der Fall, dass das Fahrzeug den Abdeckungsbereich eines NGeCall-Netzes verlässt (die Mobilfunknetze signalisieren dem Empfänger, ob sie ein solches System unterstützen). Das IVS muss dann im Notfall selbsttätig auf das Standard-eCall zurückgreifen.

Zahlreiche Kunden – Hersteller wie Prüfinstitute – testen ihre Notrufelektronik bereits mit dem Rohde & Schwarz-System. Es überzeugt vor allem durch seine Flexibilität. Seine Fähigkeit, jedes derzeitige Mobilfunknetz und jedes Satellitenortungssystem simulieren zu können, macht Anpassungen einfach. Egal wie die EU oder eine andere Weltregion ihr künftiges Automotive-Notrufsystem ausgestaltet: die Rohde & Schwarz-Lösung wird es testen können *).

*) Für eine Lösung auf 5G-Basis wäre allerdings eine Erweiterung des Mobilfunktesters nötig.

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