DAS KANN DOCH KEIN FUNK SEIN?

Die Performance von EchoRing™ ist näher an der heutiger Kabelnetzwerke als an der bekannter Funkstandards. Dafür ist insbesondere die Umsetzung zweier Schlüsselkonzepte in EchoRing™ verantwortlich: Determinismus und Kooperation.

 

ECHTZEIT Als eine FOLGE VON DETERMINISMUS

EchoRing™ nutzt einen dezentralen und deterministischen Token Ring Ansatz, um trotz der stochastischen Natur des Kabellosen Kanals maximale Verzögerungen im System garantieren zu können. Ein Token Ring Netzwerk erlaubt seinen Teilnehmern nur dann den Zugriff auf den Kabellosen Kanal, wenn sie im Besitz des Tokens (kleines Kontrollpaket) sind. Wenn ein Teilnehmer den Token erhält, darf er den Kanal eine vorbestimmte Zeit (die Token Holding Time: -THT) lang exklusiv nutzen, bevor er den Token an den nächsten Teilnehmer weitergeben muss. Der Kanal wird somit effizient genutzt, da sich Teilnehmer nicht durch gleichzeitigen Zugriffsversuch auf den Kanal blockieren können. Token Ring Mechanismen für kabelbasierte System sind allgemein bekannt und bilden z.B. die Basis für die IEEE802.5 Token-Ring LAN Technologie oder das im industriellen Kontext weit verbreitete PROFIBUS Protokoll.

Da nun die THTs aller Teilnehmer im System bekannt sind, ist auch die Gesamtverzögerung im System bekannt und lässt sich als garantiertere Gesamtverzögerung im System (Total Token Rotation Time – TTRT) beschreiben. Der dezentrale Ansatz erlaubt außerdem einfache Rekonfigurationen, falls Teilnehmer das System verlassen oder neue Teilnehmer dazu kommen und vermeidet Bruchstellen (Single-Point-of-Failure) im Systemdesign. Darüberhinaus sorgt  intelligente Algorithmik für die unmittelbare Token-Neugenerierung  im Falle eines Tokenverlustes.

 

KOOPERATION ERHÖHT DIE ZUVERLÄSSIGKEIT

Im Gegensatz zu anderen Drahtlostechnologien können die Teilnehmer eines EchoRing™ Systems einander unterstützen und dabei die Gesamtsystemperformance verbessern. Zur Kooperation zieht jeder einzelne Knoten einen Partnerknoten (Buddy) heran, der ihn bei der Übertragung der Datenpakete unterstützt. Für jede einzelne Übertragung wird dabei der momentan am besten geeignete Partner auf Basis der im Token enthaltenen Kanalzustandsinformationen ausgewählt.

Im ersten Übertragungsversuch sendet jede Station ihre Daten-Pakete direkt an den adressierten Empfänger. Eine vorab festgelegte „Relais“ Station hört diese Übertragung mit und speichert das zu sendende Daten ab. Sollte aus welchem Grund auch immer der erste Versuch fehlschlagen (der vorgesehene Empfänger erhält die Daten nicht oder es wird vom Sender kein ACK empfangen) übernimmt die Relais Station die Initiative und sendet von sich aus („relayed / echoed „) das Daten-Paket erneut an den angegebenen Empfänger. Das sogenannte Relaying / Echoing ist dabei wesentlich effizienter als eine von anderen Protokollen üblicherweise angewandte wiederholte Übertragung  durch dieselbe Station (retransmission).

 

KOEXISTENZ mit anderen Funk-Technologien

Die Kapazität des Kabellosen Kanals ist begrenzt. Um störende Interferenzen zwischen verschiedenen Funksysteme, die am selben Ort auf die gleichen Funkressourcen zugreifen möchten zu vermeiden, müssen sich die Systeme koordinieren. EchoRing™ ist in der Lage im Millisekundenbereich Kanäle zu wechseln, um  momentan ungenutzte Bereiche im gewählten Frequenzbereich zu finden zur Übertragung heranzuziehen. Dadurch wird eine besonders hohe Übertragungszuverlässigkeit auch in Anwesenheit anderer System im gleichen Frequenzband sichergestellt.

 

HARDWARE-NAHE Software für Verschiedene Plattformen

EchoRing™ ist ein Medienzugriffsprotokoll (medium access control – MAC). Die MAC Schicht gehört zur Datensicherungsschicht (data link Layer – DLL) des ISO/OSI Referenzmodells. Da auf modernen Funkchips der Medienzugriff komplett in Software implementiert ist, ist auch EchoRing™ eine hardwarenahe, aber reine Software-Lösung, die auf beliebige Hardwareplattformen integriert und verschiedenen Frequenzbändern genutzt werden kann.

Momentan läuft EchoRing™ insbesondere auf der Texas Instruments WiLink™ 8 Plattform, einem Standard (IEEE802.11n) Funkchip im 2.4 GHz ISM, als auch im 5GHz Short Range Devices (SRD) Frequenzband (5.725-5.825 GHz).

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