REBAKO - Reglerbasiertes Koexistenzmanagement verschiedenartiger Funksysteme

Die Umsetzung des Konzepts Industrie 4.0 erfordert eine Weiterentwicklung der Kommunikationsinfrastruktur. Der Vernetzungsgrad wird steigen und damit auch die Anzahl mobiler Bestandteile der Produktion. Deshalb werden Funkkommunikationssysteme im industriellen Umfeld stark zunehmen. Das führt zu einer intensiven Nutzung des Funkmediums, was zu Verzöge­rungen und Fehlern bei der Datenübertragung führen kann. Um diese negativen Folgen zu vermeiden muss das Funkmedium zu jedem Zeitpunkt effizient genutzt werden. Insbesondere wegen der zunehmenden Flexibilität der Anwendungen ist dafür ein automatisiertes Koexistenz­management erforderlich. Dafür können gegenwärtig folgende Anforderungen bisher nicht erfüllt werden:

• Die Wiederherstellung des Koexistenzzustandes soll entsprechend der Definition in IEC/EN 62657-2 erfolgen (Anwendungsperspektive).
• Die Mediumbelegung soll nicht nur bezüglich Frequenz, sondern auch bzgl. Zeit und Ort ermittelt werden, um das Funkmedium effizient nutzen zu können.
• Zwischen allen beteiligten Funkkommunikationssystemen sind Sendefolgen abzustimmen und die entsprechenden Konfigurationen zu den Funkgeräten zu übertragen.
• Es ist eine Möglichkeit vorzusehen, die Funkkommunikation von Funksystemen bzw. Funkgeräten gezielt freizugeben, wenn eingeschätzt wird, dass der Koexistenzzustand nicht gefährdet ist.
• Das Koexistenzmanagement soll weitestgehend automatisiert ablaufen.

In dem Projekt REBAKO werden die folgenden Lösungsansätze verfolgt:

• Anwendungsorientiertes Koexistenzmanagement durch Einsatz eines Mehrgrößenreglers,
• Erfassungseinheit, die die Mediumnutzung zeitaufgelöst aufnimmt,
• Nutzung einer einheitlichen Zeitbasis für alle Funksysteme, deren Anwendungen und der Elemente des reglerbasierten Koexistenzmanagements.

REBAKO - Controller-based coexistence management of diverse radio systems

Implementation of the Industrie 4.0 concept requires further development of the communications infrastructure. The degree of networking will increase and with it the number of mobile components in production. Therefore, wireless communication systems will increase strongly in the industrial environment. This will lead to intensive use of the wireless medium, which can cause delays and errors in data transmission. To avoid these negative consequences, the wireless medium must be used efficiently at all times. Automated coexistence management is required for this purpose, especially because of the increasing flexibility of applications. At present, the following requirements cannot be met:

• The recovery of the coexistence state should be performed according to the definition in IEC/EN 62657-2 (application perspective).
• The medium occupancy should be determined not only in terms of frequency, but also in terms of time and location, so that the wireless medium can be used efficiently.
• Transmission sequences are to be coordinated between all radio communication systems involved and the corresponding configurations are to be transmitted to the wireless devices.
• A possibility shall be provided to specifically release the wireless communication of wireless systems or radio devices if it is assessed that the coexistence condition is not endangered.
• The coexistence management shall be automated as far as possible.

In the REBAKO project, the following solution approaches are being pursued:

• Application-oriented coexistence management by using a multivariable controller
• Acquisition unit that records the medium usage in a time-resolved manner
• Use of a uniform time base for all wireless systems, their applications and the elements of controller-based coexistence management