Simulationsmodell fuer den Protokollentwurf von drahtlosen Sensor/Aktor – Netzwerken fuer die Fertigungsautomatisierung

摘要

Die Robustheit und Zuverlaessigkeit eines Funksystems haengt maßgeblich ab von dessen Auslegung im Hinblick auf die charakteristischen Eigenschaften des zeitvarianten und frequenzselektiven Funkkanals der potenziellen Zielanwendung. Neben den Eigenschaften des Funkkanals spielt auch die Koexistenzfaehigkeit zu anderen Systemen eine entscheidende Rolle. Im Fokus dieser Abhandlung steht die Entwicklung eines Kanalmodells zur Auslegung eines drahtlosen Sensor/Aktor - Netzwerkes fuer Anwendungen in der Fertigungsautomatisierung, insbesondere fuer die Entwicklung des Medienzugriffs. Entscheidend fuer die Guete des Kanalmodells sind die jeweiligen Modellparameter mit Hilfe derer die physikalischen, d.h. elektromagnetischen Gegebenheiten in ein Simulationsmodell abgebildet werden. Am besten lassen sich diese direkt aus Messungen extrahieren, die in der Umgebung der Zielanwendung gewonnen wurden. Eine Schwierigkeit hierbei ist, dass sich die moeglichen Anwendungen in der Automatisierungstechnik bezueglich der geometrischen und elektromagnetischen Gegebenheiten von Fall zu Fall unterscheiden, sodass die mit Hilfe einer Messung gewonnenen Modellparameter immer nur einen, wenn auch moeglicherweise repraesentativen Spezialfall darstellen. Um moeglichst alle Anwendungsfelder in ihrer Allgemeinheit zu beschreiben, wurde deshalb ein statistisches Kanalmodell entwickelt, bei dem die Modellparameter innerhalb charakteristischer Grenzen variiert werden. Auf Basis des entwickelten Modells werden verschiedene Moeglichkeiten des Kanalzugriffs dargestellt und ihre Leistungsfaehigkeit bezueglich Paketfehlerraten, d.h. Zuverlaessigkeit, miteinander verglichen.