Thema

Titel: Streaming Mechanismen für Maschinenkommunikation über LTE
Typ:
  • Studienarbeit
  • Bachelorarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Das Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen (ISW) beschäftigt sich in mehreren Projekten mit echtzeitfähiger Kommunikation in einer Produktionsanlage. Dabei soll auch die Möglichkeiten von drahtlosen Systemen beleuchtet werden. Vorhandene drahtlose Kommunikationssysteme genügen jedoch nicht den Anforderungen der industriellen Kommunikationstechnik. Deshalb sollen verschiedene Verfahren kombiniert werden. Beispielsweise bietet „Long Term Evolution“ (LTE) Advanced genügend Bandbreite zur Datenübertragung, diese ist jedoch standartmäßig nicht echtzeitfähig im steuerungstechnischen Sinne. Unter Verwendung der genauen Uhren des „Global Positioning Systems“ (GPS) könnte mit einem geeigneten Synchronisierungsverfahren ein Zeitdeterminismus und damit die Echtzeitfähigkeit erreicht werden. Zusätzlich sollen Streamingverfahren bei den variablen Bandbreiten für Robustheit sorgen. Streaming Mechanismen finden derzeit beispielsweise Einsatz in Mediaapplikationen und Videotelefonie. 

Problemstellung

Innerhalb einer industriellen Fertigungseinrichtung wird eine Vielzahl von Daten übertragen. Dabei haben die übertragenen Daten unterschiedliche Eigenschaften. Es handelt sich beispielsweise um Steuerdaten, Statusinformationen, Diagnosenachrichten etc. Aufgrund dieses unterschiedlichen Charakters gelten auch unterschiedliche Anforderungen an die Übertragung. Hierbei können sehr kurze Periodenzeiten oder hohe Datenvolumen in großen Abständen bei einer zyklischen Kommunikation gefordert werden. Teilweise kann auch einen nicht zyklische Kommunikation erforderlich sein. Ebenfalls sind manche Daten so wichtig, dass sie fehlerfrei übertragen werden müssen, was bei anderen Daten nicht unbedingt der Fall sein muss. Diese unterschiedlichen Anforderungen an die Datenübertragung soll nun ausgenutzt werden um eine drahtlose Kommunikation auf Basis von LTE-Advanced zu ermöglichen. Bei LTE Adv. wird die Übertragungsbandbreite je nach Empfangsqualität dynamisch angepasst. Auf diese Anpassung ist bei Nutzung von LTE zu reagieren.

Aufgabe

Im Rahmen dieser Arbeit sollen Streaming Mechanismen untersucht und verglichen werden in Bezug auf den Einsatz mit LTE-Advanced. Dazu sind entsprechende Streaming Mechanismen durch einen  Literaturstudie zu identifizieren. Zudem soll als Grundlage für den Vergleich passende Bewertungskriterien definiert werden. Anhand derer sollen aus den identifizierten Mechanismen für die Anwendung geeignete ausgewählt werden. Dabei ist insbesondere DASH zu betrachten. Diese ausgewählten Mechanismen sollen prototypisch für LTE Advanced in beispielsweise Matlab oder C++ umgesetzt werden. Abschließend sollen ein Vergleich und eine Bewertung der Ergebnisse erfolgen.

Anforderung

  • Interesse an Kommunikationstechnik
  • Kenntnisse von Matlab oder C/C++ hilfreich