Drahtlose industrielle Automatiserung durch Ultrawideband-Impulsfunk

Ziel dieser Dissertation war es, die Eignung von Ultra-Breitband-Pulsfunk (IR-UWB) für die drahtlose Kommunikation in der Sensor/Aktor-Ebene der Fertigungsautomatisierung zu untersuchen. Dazu wurde ein drahtloses Kommunikationssystem auf Basis standardisierter Protokolle entworfen und untersucht. Diese Anwendung erfordert die Erfüllung harter Echtzeitfähigkeit im Bereich weniger Millisekunden in industriellen Umgebungen. Ein solches Umfeld stellt aufgrund eines hohen Rauschpegels und vieler metallischer Oberflächen, die Multipfad-Effekte verursachen, sehr hohe Ansprüche an das Latenzverhalten und die Robustheit. Deshalb waren die Hauptziele die Reduzierung von Latenz und gleichzeitige Erhöhung der Robustheit für den existierenden, auf IR-UWB basierenden Standard IEEE 802.15.4a. Dieser Standard ist unter anderem deshalb vielversprechend, da er sich mit sehr preisgünstigen, nicht-kohärenten Empfängern von geringer Komplexität umsetzen lässt, die trotzdem relativ robust gegenüber Multipfad-Effekten sind. Es wurde gezeigt, dass sich auch mit diesen günstigen Geräten durch Optimierung des Standards eine hohe Übertragungssicherheit bei geringer Latenz realisieren lässt.