專利名稱：用于在自動(dòng)化設(shè)備中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)和傳輸方法以及具有這種傳輸系統(tǒng)的自 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在自動(dòng)化設(shè)備中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)和傳輸方法以及具有這種傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備。
背景技術(shù)：
在自動(dòng)化技術(shù)中使用傳統(tǒng)的基于有線技術(shù)的傳輸方法。在該技術(shù)中，例如在自動(dòng)化設(shè)備中的現(xiàn)場總線為了通信將現(xiàn)場設(shè)備(如測量敏感元件或傳感器和執(zhí)行環(huán)節(jié)或執(zhí)行器)與控制設(shè)備連接。大多存在大量傳感器和執(zhí)行器并且這些傳感器和執(zhí)行器全部通過同ー現(xiàn)場總線、也即同一線路發(fā)送其信號(hào)。為了避免在信號(hào)之間的沖突，必須確定誰(標(biāo)志)發(fā)送什么(測量值、指令)和何時(shí)(主動(dòng))發(fā)送。為此存在規(guī)范化的協(xié)議，所述協(xié)議針對(duì)現(xiàn)場總 線以規(guī)ftl IEC 61158 (“Digital data communication for measurement and control -Fieldbus for use in industrial control systems”)世界范圍地被標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng)前由一些制造商也越來越多地提供無線的傳輸系統(tǒng)，以便提高自動(dòng)化系統(tǒng)的靈活性或可應(yīng)用性和/或降低成本。在此情況下，除了支持大數(shù)量的節(jié)點(diǎn)、保證在可接受的作用范圍情況下的干擾不敏感性、提供高數(shù)據(jù)速率、小成本、熱插拔(Hotplug)能力和小天線耗費(fèi)外,也要求實(shí)時(shí)能力特性(同步性/同時(shí)性、延遲、抖動(dòng))。例如基于無線LAN (IEEE 802. 11)的、用于在自動(dòng)化技術(shù)中無線地傳輸信號(hào)的已知解決方案為了傳輸信號(hào)或者作為多路復(fù)用技術(shù)通常使用不同的時(shí)分復(fù)用方法(TDMA)。在時(shí)分復(fù)用方法(TDMA)情況下應(yīng)用或者在圖4中所示的所謂的時(shí)間分片方案或者仲裁方法。其它系統(tǒng)例如基于藍(lán)牙(802. 15. I);這里雖然被使用于媒體訪問跳頻(FH);但是這里網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)同樣順序地進(jìn)行發(fā)送，從而這里也可以提及時(shí)分復(fù)用。有時(shí)，也與頻分復(fù)用組合地使用TDMA，例如當(dāng)可以同時(shí)使用多個(gè)頻率信道吋。于是在各個(gè)信道上又使用TDMA方法。在時(shí)間分片方案情況下，如圖4中所不,信號(hào)分別以固定的循環(huán)時(shí)間T被傳輸。在此情況下，在固定循環(huán)時(shí)間T的每ー個(gè)內(nèi)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1，2等中的每個(gè)應(yīng)當(dāng)?shù)玫蕉鄠€(gè)預(yù)先確定的固定時(shí)間片Tl、T2等等中的ー個(gè)(必要時(shí)也應(yīng)當(dāng)?shù)玫綆讉€(gè))，在所述時(shí)間片中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以傳輸信號(hào)。也即，在圖4中的例子情況下，首先僅僅網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)I可以在時(shí)間片Tl中傳輸信號(hào)，然后僅僅網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)2可以在時(shí)間片T2中傳輸信號(hào)，接著僅僅網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)3可以在時(shí)間片T3中傳輸信號(hào)，并且然后僅僅網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)4可以在時(shí)間片T4中傳輸信號(hào)。如果現(xiàn)在在處于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)2的時(shí)間片T2中的時(shí)間點(diǎn)tl處發(fā)生由鋸齒狀的箭頭表示的事件，其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)2的時(shí)間片T2在循環(huán)時(shí)間T中在時(shí)間上晚于對(duì)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)I所分配的時(shí)間片Tl，那么網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)I在下ー個(gè)循環(huán)時(shí)間T開始時(shí)才又有發(fā)送該事件所屬信號(hào)的可能性。更確切地說，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要應(yīng)答時(shí)間t2 = T — tl，直至該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以傳輸該事件為止。因此，在時(shí)間分片方案情況下雖然在訪問由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可達(dá)的傳輸信道時(shí)能夠可靠避免信號(hào)沖突，但是在該時(shí)間分片方案情況下產(chǎn)生比較高的應(yīng)答時(shí)間。
在仲裁方法情況下，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分散地決定對(duì)傳輸信道的訪問。信號(hào)沖突經(jīng)常可以例如通過分配不同的高優(yōu)先權(quán)在訪問傳輸信道時(shí)被避免，但是不是在所有情況下。但是由此也可能產(chǎn)生對(duì)于各個(gè)事件的非常高的應(yīng)答時(shí)間，例如當(dāng)給所述事件相對(duì)于其它事件分配較小的優(yōu)先權(quán)并且它們由此時(shí)間延遲地被發(fā)送時(shí)，但是或者也必須解決沖突。作為其結(jié)果，時(shí)間分片方案以及仲裁方法都具有小的實(shí)時(shí)能力。基于此，時(shí)間分片方案和仲裁方法甚至根本不能在自動(dòng)化技術(shù)的許多應(yīng)用情況下被使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是，提供用于在自動(dòng)化設(shè)備中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)和傳輸方法以及具有這種傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備，其中在同時(shí)小的錯(cuò)誤率情況下明顯改善無線傳輸?shù)膽?yīng)答時(shí)間并且由此保證在自動(dòng)化設(shè)備中的實(shí)時(shí)能力。

該任務(wù)通過按照權(quán)利要求I的傳輸系統(tǒng)來解決，該傳輸系統(tǒng)用于在自動(dòng)化設(shè)備的多個(gè)元件之間無線地傳輸信號(hào)并且包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)化設(shè)備的多個(gè)元件中的元件分別連接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。在此情況下，給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道，通過所述邏輯信道可以無線地傳輸信號(hào)。傳輸系統(tǒng)的有利的其它擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中被說明。優(yōu)選地，所述單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道可以通過碼分復(fù)用方法提供。例如，可以提供単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道，其方式是在(DSSS (直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence Spread Spectrum))) -CDMA (碼分多址(Code Division MultipleAccess))情況下給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配不同的折疊序列(Faltungssequenzen)。也可以提供単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道，其方式是在0 (跳頻(FrequencyHopping) )) -CDMA情況下提供不同的跳頻序列。也可能的是，提供単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道作為單載波的子集，其方式是，使用 OFDM (正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplex))方法。有利的是，傳輸系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)速率調(diào)整裝置用于根據(jù)當(dāng)前需求調(diào)整各個(gè)邏輯信道的可用數(shù)據(jù)速率。此外有利的是，傳輸系統(tǒng)還具有錯(cuò)誤校正裝置用于實(shí)施前向錯(cuò)誤防護(hù)方法以便減少傳輸錯(cuò)誤。該任務(wù)此外通過按照權(quán)利要求8所述的自動(dòng)化設(shè)備解決，該自動(dòng)化設(shè)備用于技術(shù)過程的自動(dòng)化并且包括用于借助至少ー個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置控制技術(shù)過程的流程的控制裝置和按照前述權(quán)利要求之一的傳輸系統(tǒng)。該任務(wù)此外通過按照權(quán)利要求9所述的傳輸方法解決。該傳輸方法用于在自動(dòng)化設(shè)備的多個(gè)元件之間無線地傳輸信號(hào)并且包括借助多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無線地傳輸信號(hào)的步驟，其中自動(dòng)化設(shè)備的多個(gè)元件中的元件分別連接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，其中給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道，通過所述邏輯信道無線地傳輸信號(hào)。借助先前描述的用于在自動(dòng)化設(shè)備中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)和傳輸方法以及具有這種傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)化技術(shù)中相對(duì)于迄今的無線傳輸方法在傳輸信號(hào)時(shí)的應(yīng)答時(shí)間以及由此實(shí)時(shí)能力的明顯改善。在傳輸時(shí)真正的同時(shí)性變得可能。此外，通過前向錯(cuò)誤防護(hù)方法可以將錯(cuò)誤率保持得非常低。


下面，參照附圖并且借助實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。其中
圖I示出按照本發(fā)明第一實(shí)施例的具有用于無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備的框 圖2示出說明在按照本發(fā)明第一實(shí)施例的傳輸系統(tǒng)情況下的應(yīng)答時(shí)間的圖表；
圖3示出說明按照本發(fā)明第二實(shí)施例的無線信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)施原理的圖表；以及 圖4示出示出在按照現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)化設(shè)備情況下應(yīng)答時(shí)間的圖表。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)
圖I示出自動(dòng)化設(shè)備I的原理性結(jié)構(gòu)，具有控制裝置10、第一和第二驅(qū)動(dòng)裝置20、30、傳輸裝置或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31、天線lla、21a、31a、數(shù)據(jù)速率調(diào)整裝置40和錯(cuò)誤校正裝置50。傳輸裝置或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31在圖I中示意性借助組件來表示。但是這種表示形式不排除在圖I中所示的組件除了用于通過傳輸裝置或者網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31通信的功能之外也可以具有用于控制例如發(fā)動(dòng)機(jī)等等的最不同的其它功能。自動(dòng)化設(shè)備I是在其中技術(shù)過程(例如產(chǎn)品制造)自動(dòng)化地進(jìn)行的設(shè)備。自動(dòng)化設(shè)備I例如可以是CNC車床、車輛生產(chǎn)線、用于產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)的設(shè)備等。第一和第二驅(qū)動(dòng)裝置20、30除了例如電動(dòng)機(jī)外也可以理解為自動(dòng)化設(shè)備I的元件，如用于檢測測量信號(hào)、例如驅(qū)動(dòng)裝置部件的位置或自動(dòng)化設(shè)備部件的溫度等等的傳感器、或者用于調(diào)整驅(qū)動(dòng)裝置20、30等等的確定的位置的執(zhí)行元件。此外，控制裝置10也是自動(dòng)化設(shè)備I的元件。數(shù)據(jù)速率調(diào)整裝置40用于調(diào)整可用的數(shù)據(jù)速率，如稍后還要更詳細(xì)描述的。該裝置大多，但是不必要，被集成在控制裝置10中。錯(cuò)誤校正裝置50用于減少在無線地傳輸信號(hào)時(shí)的傳輸錯(cuò)誤。該校正裝置在所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中被實(shí)施。在圖I中，控制裝置10具有用于向驅(qū)動(dòng)裝置20、30無線地傳輸信號(hào)的傳輸裝置11。為此，驅(qū)動(dòng)裝置20擁有用于向控制裝置10和/或驅(qū)動(dòng)裝置30或者其傳輸裝置11、31無線地傳輸信號(hào)的傳輸裝置21。驅(qū)動(dòng)裝置30具有用于向控制裝置10和/或驅(qū)動(dòng)裝置20或者其傳輸裝置11、21無線地傳輸信號(hào)的傳輸裝置31。也就是說，由控制裝置10的傳輸裝置11發(fā)送的信號(hào)可以被驅(qū)動(dòng)裝置20、30的傳輸裝置21、31接收，并且由驅(qū)動(dòng)裝置20、30的傳輸裝置21、31發(fā)送的信號(hào)可以由控制裝置10的傳輸裝置11和相應(yīng)的其它驅(qū)動(dòng)裝置的傳輸裝置接收。傳輸裝置11、21、31為了傳輸分別包括天線lla、21a、31a，它們例如如在圖I中被布置在各自的傳輸裝置11、21、31上部，但是或者也可以被摘下并且通過連接線纜被連接。傳輸裝置11、21、31構(gòu)成用于在自動(dòng)化設(shè)備中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)。所述信號(hào)例如是數(shù)據(jù)信號(hào)，從而下面也部分地取代表述“信號(hào)傳輸”而也使用表述“數(shù)據(jù)傳輸”。傳輸裝置11、21、31更確切地是傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)并且借助碼分復(fù)用方法(CDMA=碼分多址)傳輸信號(hào)，在碼分復(fù)用方法情況下在共同的頻率范圍上能夠?qū)崿F(xiàn)不同信號(hào)流的同時(shí)傳輸。在此情況下，共同使用的頻率范圍具有比網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)的有用數(shù)據(jù)流占用的帶寬大的帶寬。為此，必須將窄帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有比為信息傳輸所需的大的帶寬的信號(hào)，這被稱為頻率擴(kuò)展。為了頻率擴(kuò)展并且為了區(qū)別在共同使用的頻帶上的不同的并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，使用特定的擴(kuò)展碼。該擴(kuò)展碼或者擴(kuò)展碼序列附加地具有確定的特性，如正交性(組合信號(hào)的分量的彼此不相關(guān)性)并且在確定的應(yīng)用中基于偽隨機(jī)(其ー些看起來是隨機(jī)的，但是實(shí)際上是可計(jì)算的)。由此可以在接收機(jī)側(cè)通過與擴(kuò)展碼序列相關(guān)彼此分開地獲得原始的有用數(shù)據(jù)流。相對(duì)于經(jīng)典的多路復(fù)用方法，如頻分復(fù)用和先前描述的時(shí)分復(fù)用，在碼分復(fù)用情況下進(jìn)行各個(gè)數(shù)據(jù)流的頻域中的和時(shí)域中的疊加。因此在該實(shí)施例中，傳輸裝置11發(fā)送具有代碼I的CDMA信號(hào)，傳輸裝置21發(fā)送具有代碼2的CDMA信號(hào)，以及I傳輸裝置21發(fā)送具有代碼3的CDMA信號(hào)，如圖I可看出的。更確切地說，每個(gè)所述傳輸裝置11、21、31構(gòu)成分配有単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。這在圖2中被說明，其中僅僅將整個(gè)的可用的總數(shù)據(jù)速率Dges的一部分Dl分配給傳輸裝置11或第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11，但是第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11可以在整個(gè)時(shí)間軸上、也即連續(xù)地使用該部分D1。分別給其它傳輸裝置21、31或者第二和第三網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)21、31和在圖I中未被示出的第四網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分配整個(gè)可用的總數(shù)據(jù)速率Dges的部分D2、D3和D4。也即該 部分Dl相應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11的各自単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道等等。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31發(fā)送或者傳輸具有不同于相應(yīng)的其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的CDMA代碼(1，2，3)的信號(hào)。由此，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收所有其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，并且也可以實(shí)施邏輯環(huán)結(jié)構(gòu)。如果在圖2中在這樣的配置情況下在時(shí)間tl時(shí)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)21處出現(xiàn)事件，則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)21可以將該事件立刻無線地傳輸給控制裝置10。在此情況下，理論上不存在對(duì)于反應(yīng)時(shí)間的限制，即使實(shí)際上存在一定的對(duì)于反應(yīng)時(shí)間的限制。但是這些限制明顯比在迄今已知的用于在自動(dòng)化設(shè)備中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)情況下小。由于傳輸裝置或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的該配置，信號(hào)傳輸循環(huán)時(shí)間可以與對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的媒體訪問或訪問無關(guān)地被定義。按照該實(shí)施例的一個(gè)特別的實(shí)施變型，在DSSS-CDMA方法(DSSS=直接序列擴(kuò)頻)情況下可以通過將不同的CDMA代碼(也稱為折疊序列)分配給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道Dl、D2、D3。DSSS-CDMA是異步CDMA方法，其中輸出信號(hào)借助預(yù)先給定的比特序列被擴(kuò)展，所述比特序列也被稱為擴(kuò)展碼或切片(Chipping)序列。在該方法中,將在直接序列(direct sequence)中的有用數(shù)據(jù)經(jīng)由異或(XOR)與擴(kuò)展碼邏輯連接并且接著調(diào)制到載波上。在DSSS情況下，在此相對(duì)于碼分復(fù)用方法和多重利用，頻帶擴(kuò)展是重要的。通過擴(kuò)展，需要較大的帶寬用于傳輸。同時(shí)，也減少了頻譜中的能量密度，從而較少地干擾其它信號(hào)。在接收機(jī)處僅僅通過使用正確的碼片序列可以再次重構(gòu)有用數(shù)據(jù)流。按照該實(shí)施例的另ー個(gè)特別的實(shí)施變型，在跳頻方法(FHSS)或FH-CDMA方法(FH=跳頻(Frequency Hopping))情況下可通過將不同的跳頻序列分配給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31來提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道D1、D2、D3。在跳頻方法中，將要傳輸?shù)男畔⑾嗬^分布到多個(gè)單獨(dú)的信道上。在此情況下，在確定的時(shí)間點(diǎn)總是僅僅使用ー個(gè)頻率信道。由此得出，雖然每個(gè)信道擁有較小的帶寬，但是對(duì)于整個(gè)信號(hào)而言擁有較大的帶寬。接收機(jī)必須與相同信道的發(fā)送機(jī)同步地作出反應(yīng)。FHSS與經(jīng)典頻分復(fù)用的區(qū)別在干，在跳頻方法情況下順序地進(jìn)行信道占用，而在經(jīng)典頻分復(fù)用情況下同時(shí)存在單信道中的信號(hào)份額。也即，在該實(shí)施例的所有變型中在信號(hào)傳輸時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)事件的非常小的應(yīng)答時(shí)間，從而明顯改善在信號(hào)傳輸時(shí)的實(shí)時(shí)能力。此外，通過CDMA方法的寬帶性，存在信號(hào)傳輸?shù)母叩牟灰资芨蓴_性。此外，高數(shù)量的用戶是可能的，其中數(shù)據(jù)速率此外可靈活地被分布到所述用戶。有利的是，根據(jù)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的當(dāng)前傳輸需求，分別被分配給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的各個(gè)邏輯信道D1、D2、D3的可用數(shù)據(jù)速率可以被改變。此外，傳輸系統(tǒng)11、21、31可以具有數(shù)據(jù)速率調(diào)整裝置40以便根據(jù)當(dāng)前需求調(diào)整各個(gè)邏輯信道Dl、D2、D3的可用數(shù)據(jù)速率。由此，傳輸系統(tǒng)在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的變換的傳輸要求方面變得更靈活，從而除了對(duì)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31處的確定事件的應(yīng)答時(shí)間之外也將用于這樣的事件的傳輸時(shí)間保持得盡可能少。這導(dǎo)致效率獲得并且此外還能由此進(jìn)一歩提高傳輸系統(tǒng)的實(shí)時(shí)能力。 為了減少前述實(shí)施例的傳輸系統(tǒng)中的傳輸錯(cuò)誤，可以使用前向錯(cuò)誤防護(hù)方法。此夕卜，傳輸系統(tǒng)可以具有錯(cuò)誤校正裝置50，所述錯(cuò)誤校正裝置執(zhí)行前向錯(cuò)誤防護(hù)方法。在此情況下，錯(cuò)誤校正裝置50引起各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31以冗余方式編碼要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，使得接收數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以識(shí)別并且校正傳輸錯(cuò)誤而無需反問進(jìn)行發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。由此在損壞的信號(hào)的情況下不需要信號(hào)在發(fā)送機(jī)處的新請(qǐng)求。(第二實(shí)施例)
按照該實(shí)施例的自動(dòng)化設(shè)備I和傳輸系統(tǒng)的布置與在前述實(shí)施例的圖I中所示的并且就此而言描述的布置一祥。但是與前述實(shí)施例不同地，在本實(shí)施例中不是通過CDMA、而是通過使用OFDM方法(OFDM=正交頻分復(fù)用)作為單載波的子集來提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)11、21、31的単獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道Dl、D2、D3。該OFDM方法是多路復(fù)用方法，其如圖3中所示的那樣使用多個(gè)正交的載波信號(hào)用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。在此情況下，將具有高數(shù)據(jù)速率的要傳輸?shù)挠杏眯畔⑹紫葎澐值蕉鄠€(gè)具有低數(shù)據(jù)速率的子數(shù)據(jù)流D21、D22、D23上，這些子數(shù)據(jù)流D21、D22、D23每個(gè)本身借助傳統(tǒng)的調(diào)制方法(例如正交幅度調(diào)制等等)以小的帶寬被調(diào)制，并且接著各個(gè)載波信號(hào)被相加。為了能夠在接收機(jī)處區(qū)別各個(gè)載波信號(hào)以便解調(diào)，被分配給載波信號(hào)的功能空間應(yīng)當(dāng)彼此正交。這引起，載波信號(hào)盡可能少地相互影響。就此而言，COFDM (COFDM =編碼正交頻分復(fù)用(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex))方法(多載波方法)也是特別有利的。又與在第一實(shí)施例中所使用的CDMA方法情況下類似地，這里也可以實(shí)現(xiàn)邏輯環(huán)結(jié)構(gòu)。通過OFDM方法，產(chǎn)生頻率交錯(cuò)效應(yīng)(頻率交織效應(yīng))，其提高了信號(hào)傳輸?shù)母蓴_安全性。但是傳輸系統(tǒng)的載波數(shù)量和循環(huán)時(shí)間相互影響。由此，在圖2中將可用的總數(shù)據(jù)速率劃分到數(shù)據(jù)流Dl至D4上的表示也對(duì)該實(shí)施例有效。也即，在信號(hào)傳輸時(shí)在該實(shí)施例中非常小的對(duì)事件的應(yīng)答時(shí)間也是可能的，使得明顯改善了在信號(hào)傳輸時(shí)的實(shí)時(shí)能力。(一般的)
傳輸方法和自動(dòng)化設(shè)備的傳輸系統(tǒng)的所有前面描述的擴(kuò)展方案可以單獨(dú)地或者以所有可能的組合來使用。在此情況下尤其是可以設(shè)想下面的修改。為了實(shí)現(xiàn)由錯(cuò)誤校正裝置50所實(shí)施的前向錯(cuò)誤防護(hù)方法的更高的校正能力，可以使用時(shí)間交錯(cuò)，其能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸錯(cuò)誤的更均勻分布。但是交錯(cuò)深度和傳輸系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)的最小循環(huán)時(shí)間在此情況下相互影響。即使事先僅僅描述了用于自動(dòng)化設(shè)備I的一個(gè)控制裝置10，自動(dòng)化設(shè)備I也可以具有多于ー個(gè)的控制裝置10，其中例如控制裝置10之一分別在其它控制裝置之上。此外，驅(qū)動(dòng)裝置20、30或自動(dòng)化設(shè)備I的元件的數(shù)量和從而傳輸系統(tǒng)I的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)21、31的數(shù)量是任意的。所述數(shù)量尤其是也可以多于100。除了用于無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)11、21、31タト，自動(dòng)化設(shè)備I也可以具有和使用用于在自動(dòng)化設(shè)備I的確定的元件10、20、30之間傳輸信號(hào)的傳統(tǒng)的有線傳輸系統(tǒng)。通過這種方式，兩個(gè)系統(tǒng)(無線的、有線的)可以分別在自動(dòng)化設(shè)備I的以下位置處使用，在所 述位置處它們相對(duì)其它系統(tǒng)分別提供最大優(yōu)點(diǎn)。在無線傳輸時(shí)可以使用在從UHF至SHF的頻率譜中、也即在從大約IOOMHz至IOGHz范圍中的頻率。在這些頻率處，存在天線大小與傳輸性能的有利的關(guān)系。在第二實(shí)施例中，此外可以設(shè)想使用多天線技術(shù)，以便減少干擾。附圖標(biāo)記列表 I自動(dòng)化設(shè)備
10控制裝置
11傳輸裝置或第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) Ila天線 20驅(qū)動(dòng)裝置
21傳輸裝置或第二網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 21a天線 30驅(qū)動(dòng)裝置
31傳輸裝置或第三網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 31a天線
40數(shù)據(jù)速率調(diào)整裝置 50錯(cuò)誤校正裝置
D1至D4在邏輯信道上可用的數(shù)據(jù)速率或邏輯信道
D21至D23單載波
Dges傳輸系統(tǒng)的可用的總數(shù)據(jù)速率
tl事件的時(shí)間點(diǎn)
t2應(yīng)答時(shí)間
T循環(huán)時(shí)間
Tl至T4時(shí)間片
權(quán)利要求
1.用于在自動(dòng)化設(shè)備(I)的多個(gè)兀件(10,20,30)之間無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)(11，lla，21，21a，31，31a)，具有 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)，自動(dòng)化設(shè)備(I)的多個(gè)元件(10，20，30)中的元件(10，20，30)分別連接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，其中給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)分配單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(Dl，D2, D3;D21, D22, D23)，通過所述邏輯信道可以無線地傳輸信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳輸系統(tǒng)，其中，所述單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(Dl, D2, D3)通過碼分復(fù)用方法來提供。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的傳輸系統(tǒng)，其中，提供所述單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(D1，D2，D3)，其方式是在(DSSS)-CDMA情況下給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)分配不同的折疊序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的傳輸系統(tǒng)，其中，提供所述單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(D1,D2, D3)，其方式是在(FH)-CDMA情況下提供不同的跳頻序列。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳輸系統(tǒng)，其中，提供所述單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(D21, D22, D23)作為單載波的子集，其方式是，使用OFDM方法。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的傳輸系統(tǒng)，此外具有用于根據(jù)當(dāng)前需求調(diào)整各個(gè)邏輯信道(Dl, D2, D3;D21, D22, D23)的可用數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)速率調(diào)整裝置(40)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的傳輸系統(tǒng)，此外具有用于實(shí)施前向錯(cuò)誤防護(hù)方法以減少傳輸錯(cuò)誤的錯(cuò)誤校正裝置(50 )。
8.用于技術(shù)過程自動(dòng)化的自動(dòng)化設(shè)備(1)，具有 用于借助至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(20，30)來控制技術(shù)過程的流程的控制裝置(10)，以及 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的傳輸系統(tǒng)(11，11a, 21, 21a, 31, 31a)。
9.用于在自動(dòng)化設(shè)備(I)的多個(gè)兀件(10,20, 30)之間無線地傳輸信號(hào)的傳輸方法,包括 借助多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)無線地傳輸信號(hào)，其中自動(dòng)化設(shè)備(I)的多個(gè)元件(10，.20，30)中的元件(10，20，30)分別連接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上， 其中給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)分配單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(Dl, D2, D3;D21, D22, D23)，通過所述邏輯信道無線地傳輸信號(hào)。
全文摘要
提供了用于在自動(dòng)化設(shè)備(1)中無線地傳輸信號(hào)的傳輸系統(tǒng)(11，11a，21，21a，31，31a)和傳輸方法以及具有這種傳輸系統(tǒng)(11，11a，21，21a，31，31a)的自動(dòng)化設(shè)備(1)。傳輸系統(tǒng)(11，11a，21，21a，31，31a)用于在自動(dòng)化設(shè)備(1)的多個(gè)元件(10，20，30)之間無線地傳輸信號(hào)并且包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)，自動(dòng)化設(shè)備(1)的多個(gè)元件(10，20，30)中的元件(10，20，30)分別被連接到所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。在此情況下，給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(11，21，31)分配單獨(dú)的、連續(xù)可用的邏輯信道(D1，D2，D3；D21，D22，D23)，通過所述邏輯信道可以無線地傳輸信號(hào)。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102792763SQ201180015110
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
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