Netzerkundung zum ad-hoc Datenaustausch zwischen mobilen Maschinen

Von:

Jan Schattenberg

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Bei der Automatisierung von Maschinenverbünden spielt der Datenaustausch eine entscheidende Rolle und muss vielfältigen Anforderungen in Hinblick auf Datenmenge, Robustheit, Verfügbarkeit etc. gerecht werden. Die Entwicklung der Technologien im Bereich Mobilfunk (3G, 4G, 5G) hat in den letzten Jahren dazu beigetragen, viele auf Daten basierende Applikationen und Dienste zu ermöglichen. Für die direkte Zusammenarbeit von Maschinen sind die derzeitigen Technologien allerdings auf Grund ihrer technischen Eigenschaften und vor allem der Verfügbarkeit weniger gut geeignet. Hier zeigen lokale und für den Augenblick geschaffene Funknetze Vorteile, da diese ohne zentrale Infrastruktur auskommen können und auf Grund der eigenen Bereitstellung verfügbar sind. Allerdings führt das Fehlen einer zentralen, koordinierenden Instanz zu anderen Herausforderungen. Die vorliegende Arbeit greift dieses Thema auf und widmet sich der Frage, wie in einem mobilen Ad-hoc-Netz hochfrequent Daten zwischen mehreren Teilnehmern unter verschiendenen Restriktionen ausgetauscht werden können. Nach einem Überblick über die Grundlagen sowie den Stand der Technik und der Forschung wird basierend auf den konkreten Anforderungen eine Methode vorgestellt, die eine hochfrequente, dezentrale Ermittlung der Netztopologie ermöglicht. Diese dient als Basis für einen Austausch der Daten, der für die Relativpositionierung als Beispielanwendung erforderlich ist. Der Austausch ist gleichsam dezentral organisiert, aber dennoch koordiniert. Dieser taktbasierte und synchronisierte Ansatz wird sowohl durch simulative Untersuchungen für eine große Varianz an Netztopologien evaluiert als auch in praktischen Feldversuchen, bei denen ein erfolgreicher Datenaustausch in urbanen und ruralen Szenarien realisiert werde konnte.