ReICOvAir - Reliable Industrial Communication Over the Air

Um den Herausforderungen im Bereich moderner Fertigungs- und Verfahrenstechnologie (Industrie 4.0; industrielles Internet der Dinge) gerecht zu werden, muss bei der Industrie das Vertrauen in die Verlässlichkeit der drahtlosen Verbindungen sichergestellt sein, damit in der Industrie drahtlose Kommunikation statt oder ergänzend zu der herkömmlichen drahtgebundenen Verbindungen im Kontroll- und Monitoring-Bereich eingesetzt wird. Diese Sicherheit, ob ein drahtloses Kommunikationssystems für spezielle Anwendungen genützt werden kann, leistet die Verifizierung durch ein standardisiertes Validierungs-/Bewertungssystem.
Obwohl schon sehr viel im Bereich der Netzwerkplanung und Abschätzung der Konnektivität geleistet wird, existiert nach wie vor kein derartiges Bewertungssystem. Im ReICOvAir-Projekt werden die notwendigen Standards, Methoden und Werkzeuge zur Verifizierung entwickelt, standardisiert und in eine umfassende Software- und Hardware-Testumgebung integriert.
Die Entwicklung des Bewertungssystem für drahtlose Kommunikationssysteme (z.B. die maximale Verzögerung und die Paketfehlerrate bei bestimmten Interferenzbedingungen) wird durch das Sammeln von Anforderungen aus der Industrie, gegenwärtige Forschungsaktivitäten (z. B. FITS Projekt) und Standardisierungsaktivitäten (e.g. LTE-M, LoRa Allianz) ermöglicht. Eine Reihe relevanter Testfälle wird für den Bewertungsprozess definiert. Diese werden aus typischen Anwendungsfällen bestehen (z. B. ein Interferenzszenario) sowie aus Methoden zur Referenzierung individueller Empfangsszenarios in Bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall (z. B. das Bestimmen des ungünstigsten Szenarios innerhalb einer tatsächlichen Entwicklung). Sowohl das Bewertungssystem als auch die Testfälle sollen bei europäischen Standardisierungsgremien eingereicht werden.

Der zu entwickelnde Testaufbau wird aus folgenden Teilen bestehen:
- Modellierung verschiedener Koexistenzszenarien
- QuaDRiGa 2.0, ein modernes, auf die Anforderungen industrieller Umgebungen optimiertes Ausbreitungskanalmodell
- Parameter für das Kanalmodell, generiert aus Channel Sounder Messkampagnen
- Methoden, die das Medienzugangsverhalten in industriellen Umgebungen basierend auf einem Funk Transfer Tester (FTT), berücksichtigen
- Eine softwarebasierte Testumgebung, um hardwareunabhängig Kommunikationsstandards bewerten zu können
- Eine Hardware Testumgebung, um existierende drahtlose Kommunikationslösungen zu bewerten
- Eine vereinheitlichte Kontrollsoftware für beide Testumgebungen

Mit ReICOvAir kann die Industrie die Hemmschwelle, drahtlose Kommunikation im Produktionsprozess einzusetzen, überwinden.

To enable the industry in the context of advanced manufacturing and processing (Industry 4.0), i.e. Industrial Internet of Things, confidence in and reliability of the wireless connections must be given to use wireless communication instead of traditional wired connections for controlling and monitoring. This requires proofing the suitability of a wireless communication system for a given application with a standardized validation/rating system.
Although much network planning and connectivity estimation is done, still no such rating system exists. In the ReICOvAir project the necessary standards, methods and tools for providing proof are developed, standardized and integrated into a single comprehensive software and hardware testbed solution. By gathering requirements from the industry, current research activities (e.g. FITS project), and standardization activities (e.g. LTE-M, LoRa alliance), a rating system for wireless communication systems will be developed (e.g. maximum delay and packet error rate under certain interference conditions).
A set of relevant test-cases for the rating process will be defined. These will consist of standard use cases (e.g. an interference scenario) as well as methods of referencing individual reception scenarios to a given standard test case (e.g. finding the worst-case scenario of a real deployment). Both rating system and test cases shall be provided to European standardization bodies.

To provide the means to practically rate communication systems, a testbed will be developed. The development will encompass the following parts:
- Modelling of different coexistence scenarios
- a state-of-the-art propagation channel model will be enhanced for industrial environments: QuaDRiGa 2.0
- parameters for the channel model received from channel sounder measurement campaigns
- methods of taking into account the media access behavior in industrial environment based on Radio-Transfer-Tester for Industrial Radio Solutions (FTT) - software testbed for hardware-independent rating of communication standards
- hardware testbed for rating existing wireless communication Solutions

With ReICOvAir, industry will finally be able to overcome the uncertainty barrier on using wireless communication for the production process.