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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsübertragung in einem Kommunikationsnetz. Ferner betrifft die Erfindung ein Kommunikationsnetz.
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Wird ein Kommunikationsnetz in einem Anwendungsgebiet mit sicherheitstechnischen Anforderungen eingesetzt, ist es üblicherweise erforderlich, dass in dem Kommunikationsnetz Informationen bzw. Daten zuverlässig übertragen werden. So kann es z.B. erforderlich sein, dass Informationen möglichst fehler- bzw. störungsfrei von einer signalerzeugenden Einheit an eine signalverarbeitende Einheit übermittelt werden, damit sichergestellt werden kann, dass die signalverarbeitende Einheit korrekte bzw. unverfälschte Informationen verarbeitet.
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Ein Beispiel für ein Anwendungsgebiet, in dem sicherheitstechnische Anforderungen bestehen, welche eine sichere Informationsübertragung erforderlich machen können, ist das Schienenverkehrswesen. Im Schienenverkehrswesen kann es beispielsweise erforderlich sein, Informationen, die einen Zustand eines Schienenfahrzeugs betreffen, wie z.B. Informationen bezüglich eines Drehgestell-Parameters, zuverlässig übermittelt werden, insbesondere aus Gründen der Fahrgastsicherheit.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit welchem Informationen in einem Kommunikationsnetz zuverlässig übertragen werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Informationsübertragung in einem Kommunikationsnetz ist vorgesehen, dass von einer Signalaufbereitungseinheit über mindestens einen Übertragungskanal ein Primärsignal empfangen wird, von der Signalaufbereitungseinheit aus dem Primärsignal ein Sekundärsignal erzeugt wird und das Sekundärsignal von der Signalaufbereitungseinheit über zwei verschiedene Protokollschichten an eine Signalverarbeitungseinheit gesendet wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei einer Signalübertragung über eine erste Protokollschicht und bei einer Signalübertragung über eine zweite Protokollschicht, welche von der ersten Protokollschicht verschieden ist, bedingt durch die unterschiedlichen Übertragungsweisen, jeweils eine unterschiedliche Wahrscheinlichkeit für eine ungewollte Signalbeeinflussung vorliegt.
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Ferner geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass eine ungewollte Signalbeeinflussung eines Signals, die im Rahmen einer Übertragung des Signals über eine erste Protokollschicht erfolgt, vorzugsweise zu keiner Signalbeeinflussung oder zu einer anderen Signalbeeinflussung des Signals im Rahmen einer Übertragung des Signals über eine zweite Protokollschicht führt.
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Eine ungewollte Signalbeeinflussung des von der Signalaufbereitungseinheit erzeugten Sekundärsignals, die im Rahmen einer Übertragung des Sekundärsignals über eine Protokollschicht erfolgt, kann von der Signalverarbeitungseinheit festgestellt werden, wenn das Sekundärsignal über eine weitere Protokollschicht an die Signalverarbeitungseinheit übertragen wird. Durch die Signalübertragung über zwei verschiedene Protokollschichten kann erreicht werden, dass die Signalverarbeitungseinheit eine verfälschte Information im Sekundärsignal feststellen kann, z.B. durch einen Vergleich einer über die erste Protokollschicht erhaltenen Information des Sekundärsignal mit einer über die weitere Protokollschicht erhaltenen Information des Sekundärsignals. Auf diese Weise kann die Verarbeitung einer verfälschten Information durch die Signalverarbeitungseinheit vermieden werden. Somit kann die Informationsübertragung im Kommunikationsnetz sicherer bzw. zuverlässiger realisiert werden.
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Unter dem Sekundärsignal kann ein von der Signalaufbereitungseinheit erzeugtes und/oder aufbereitetes Signal verstanden werden. Als Primärsignal hingegen kann ein Signal aufgefasst werden, welches von einer anderen Vorrichtung als der Signalaufbereitungseinheit erzeugt wird.
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Vorzugweise wird das Kommunikationsnetz nach den Regeln eines Protokollstapels betrieben. Anders ausgedrückt, die Elemente des Kommunikationsnetzes tauschen Informationen untereinander vorzugsweise nach den Regeln eines Protokollstapels aus.
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Die zuvor genannten Protokollschichten sind zweckmäßigerweise verschiedene Schichten (Kommunikations- bzw. Netzwerkprotokolle) des Protokollstapels. In bevorzugter Weise umfasst der Protokollstapel sieben Protokollschichten. Diese sieben Protokollschichten können insbesondere die sieben Protokollschichten – Bitübertragungsschicht (Schicht 1), Sicherungsschicht (Schicht 2), Vermittlungsschicht (Schicht 3), Transportschicht (Schicht 4), Sitzungsschicht (Schicht 5), Darstellungsschicht (Schicht 6) und Anwendungsschicht (Schicht 7) – des sogenannten OSI-Modells (englisch: Open Systems Interconnection Model) sein.
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Bei der Signalaufbereitungseinheit kann es sich insbesondere um einen sogenannten Repeater handeln (auch Regenerator genannt). Die Signalaufbereitungseinheit kann also insbesondere dazu eingerichtet sein, das Primärsignal zu verstärken.
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Die Signalverarbeitungseinheit ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet, das Sekundärsignal, insbesondere eine Nutzinformation des Sekundärsignals, auszuwerten bzw. zu verarbeiten, beispielsweise um einen technischen Prozess zu überwachen und/oder zu steuern. Zum Zwecke der Signalverarbeitung weist die Signalverarbeitungseinheit vorteilhafterweise einen programmierbaren Prozessor auf.
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Zweckmäßigerweise sind die Signalverarbeitungseinheit und die Signalaufbereitungseinheit Elemente des Kommunikationsnetzes. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die nachfolgend genannten Vorrichtungen Elemente des Kommunikationsnetzes sind.
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Bei dem Kommunikationsnetz kann es sich insbesondere um eine Kombination eines drahtlosen Netzwerks und eines draht- bzw. leitungsgebundenen Netzwerks handeln. Anders formuliert, das Kommunikationsnetz kann einerseits Komponenten aufweisen, die Informationen drahtlos übertragen, und andererseits Komponenten aufweisen, die Informationen eines draht- bzw. leitungsgebundenen übertragen.
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Vorteilhafterweise ist das Kommunikationsnetz ein selbstkonfigurierendes Kommunikationsnetz. Das heißt, das Kommunikationsnetz führt vorteilhafterweise eine automatische Konfiguration seiner Elemente durch.
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Das Kommunikationsnetz oder mindestens ein Element davon kann beispielsweise ein Bestandteil eines Schienenfahrzeug-Leitsystems (einer Schienenfahrzeug-Leittechnik) sein. In solch einem Fall kann mithilfe des Kommunikationsnetzes in einem Schienenfahrzeug eine zuverlässige Informationsübertragung realisiert werden.
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Zweckmäßigerweise wird das Sekundärsignal von der Signalaufbereitungseinheit über eine der beiden Protokollschichten in Form einer ersten Protokoll-Dateneinheit (englisch: Protocol Data Unit) an die Signalverarbeitungseinheit gesendet. Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Sekundärsignal von der Signalaufbereitungseinheit über die andere der beiden Protokollschichten in Form einer zweiten Protokoll-Dateneinheit, die von der ersten Protokoll-Dateneinheit verschieden ist, an die Signalverarbeitungseinheit gesendet wird.
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Mindestens eine der beiden Protokoll-Dateneinheiten kann eine Adressierungsinformation, wie z.B. eine Ziel-Adresse und/oder eine Quell-Adresse, umfassen. Mithilfe einer Quell-Adresse wird insbesondere eine Rückverfolgbarkeit eines Signalweges ermöglicht.
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Unter einer Ziel-Adresse kann vorliegend eine Adresse bzw. Kennung desjenigen Geräts verstanden werden, für welches ein Signal bzw. eine darin enthaltene Information bestimmt ist. Als Quell-Adresse kann eine Adresse bzw. Kennung desjenigen Geräts aufgefasst werden, von welchem dieses Signal versendet wird.
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Es ist bevorzugt, wenn das Sekundärsignal über eine der beiden Protokollschichten bitweise an die Signalverarbeitungseinheit gesendet wird. Diese Protokollschicht ist zweckmäßigerweise die sogenannte Bitübertragungsschicht (1. Schicht bzw. Physical Layer) des OSI-Modells. Eine solche Signalübertragung lässt sich kostengünstig realisieren.
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Weiter ist es bevorzugt, wenn das Sekundärsignal über die andere der beiden Protokollschichten paketweise an die Signalverarbeitungseinheit gesendet wird. Diese Protokollschicht wiederum ist zweckmäßigerweise die sogenannte Vermittlungsschicht (3. Schicht bzw. Network Layer) des OSI-Modells.
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Das Sekundärsignal kann also über eine der beiden Protokollschichten in Form von Datenpaketen und über die andere der beiden Protokollschichten in Bitkodierung an die Signalverarbeitungseinheit gesendet werden.
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Eine Signalübertragung in Form von Datenpaketen kann u.a. deshalb vorteilhaft sein, weil bei dieser Art der Signalübertragung eine geringere Wahrscheinlichkeit für ungewollte Signalbeeinflussungen erreicht werden kann (verglichen mit einer anderen Art der Signalübertragung). Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass bei Signalübertragung in Form von Datenpaketen, das Signal bzw. die Information nicht in einen Datenspeicher der Signalaufbereitungseinheit geladen werden muss, bevor das Signal weitergeleitet werden kann. Dadurch wiederum kann eine ungewollte, im Datenspeicher hervorgerufene Signalbeeinflussung vermieden werden.
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In bevorzugter Weise vergleicht die Signalverarbeitungseinheit eine über die erste der beiden Protokollschichten erhaltene Nutzinformation des Sekundärsignals mit einer über die zweite der beiden Protokollschichten erhaltene Nutzinformation des Sekundärsignals. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob das Sekundärsignal bei der Übertragung über eine der beiden Protokollschichten beeinflusst bzw. verfälscht wurde.
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Es kann vorgesehen sein, dass von der Signalverarbeitungseinheit vorbestimmte Teile der Nutzinformationen miteinander verglichen werden oder dass die Nutzinformationen in ihrer Gesamtheit miteinander verglichen werden.
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Im Falle einer Übereinstimmung der Nutzinformationen bzw. einer Übereinstimmung definierter Teile der Nutzinformationen wird zweckmäßigerweise eine von den Nutzinformationen von der Signalverarbeitungseinheit verarbeitet. Andernfalls werden die Nutzinformationen zweckmäßigerweise verworfen. „Verwerfen“ kann hier bedeuten, dass die Nutzinformationen (nach dem Vergleich) nicht weiter genutzt bzw. verarbeitet werden. Alternativ kann im Falle einer Nichtübereinstimmung der Nutzinformationen vorgesehen sein, dass die Signalverarbeitungseinheit nur die Nutzinformation des über die höhere der beiden Protokollschichten erhaltenen Sekundärsignals verarbeitet wird, während die andere Nutzinformation verworfen wird.
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Das Verarbeiten einer Nutzinformation durch die Signalverarbeitungseinheit kann insbesondere eine Verwendung der Nutzinformation zur Überwachung und/oder zur Steuerung eines technischen Prozesses umfassen.
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Grundsätzlich kann die jeweilige Nutzinformation eine aus mehreren Einzelinformationen zusammengesetzte Information sein.
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Die jeweilige Nutzinformation kann beispielsweise einen Steuerbefehl und/oder einen Messwert umfassen. Ferner kann die jeweilige Nutzinformation eine Zeitinformation (einen Zeitstempel) und/oder eine Adressierungsinformation umfassen.
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Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Übertragungskanal ein drahtloser Übertragungskanal, insbesondere ein Funkübertragungskanal. Anders ausgedrückt, die Signalaufbereitungseinheit empfängt das Primärsignal vorteilhafterweise über einen drahtlosen Übertragungskanal. Auf diese Weise kann in Anwendungsgebieten, in denen eine draht- bzw. leitungsgebundene Verbindung zwischen derjenigen Einheit, die das Primärsignal erzeugt, und der Signalaufbereitungseinheit nicht gewünscht ist bzw. nachteilig ist, eine Kommunikation zwischen diesen beiden Einheiten ermöglicht werden. Eine draht- bzw. leitungsgebundene Verbindung zwischen den letztgenannten Einheiten kann beispielsweise aus Gewichtsgründen nachteilig sein, oder weil sich eine solche draht- bzw. leitungsgebundene Verbindung nur kosten- und/oder arbeitsaufwendig realisieren lässt.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn der Übertragungskanal ein standardisierter Übertragungskanal ist, wie z.B. Bluetooth, WLAN, ZigBee oder 866 MHz Funk. Dies hat den Vorteil, dass die entsprechend notwendigen Hardwarekomponenten für einen solchen Übertragungskanal vielfach erprobt sind und kostengünstig erhältlich sind. Grundsätzlich kann es sich bei dem Übertragungskanal aber auch um einen nicht standardisierten Übertragungskanal handeln.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Sekundärsignal drahtgebunden, insbesondere über einen Bus oder ein Bus-System, von der Signalaufbereitungseinheit an die Signalverarbeitungseinheit gesendet.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Erzeugung des Sekundärsignals aus dem Primärsignal eine Signalverstärkung des Primärsignals. Anders ausgedrückt, bei der Erzeugung des Sekundärsignals kann u.a. eine Verstärkung, insbesondere eine elektronische Verstärkung, des Primärsignals erfolgen. Das heißt, zweckmäßigerweise wird durch die Signalverstärkung aus dem Primärsignal ein aufbereitetes Signal – das Sekundärsignal – erzeugt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das von der Signalaufbereitungseinheit bereitgestellte Sekundärsignal eine für die Signalverarbeitungseinheit benötigte Mindestsignalstärke nicht unterschreitet.
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Weiter ist es zweckmäßig, wenn zumindest ein Teil, vorzugsweise die Gesamtheit, der im Primärsignal enthaltenen Informationen im Sekundärsignal enthalten ist. Darüber hinaus kann das Sekundärsignal im Primärsignal nicht enthaltene zusätzliche Informationen umfassen, welche von der Signalaufbereitungseinheit erzeugt werden. Zum Beispiel kann das Sekundärsignal eine Adresse/Kennung der Signalaufbereitungseinheit als Quelladresse und/oder eine Adresse/Kennung der Signalverarbeitungseinheit als Zieladresse umfassen. Das Sekundärsignal kann also als verstärktes Primärsignal mit optionalen zusätzlichen Informationen aufgefasst werden.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Sekundärsignal mindestens eine von der Signalaufbereitungseinheit erzeugte Zeitinformation (einen Zeitstempel), insbesondere einen Empfangszeitpunkt des Primärsignals, umfasst. Diese Zeitinformation kann von der Signalverarbeitungseinheit bei der Verarbeitung des Sekundärsignals berücksichtigt werden.
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Außerdem kann das Sekundärsignal einen Sendezeitpunkt, an dem die Signalaufbereitungseinheit das Sekundärsignal versendet, enthalten.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit ein Zugsteuergerät.
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In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Signalverarbeitungseinheit ein Aktor (auch Aktuator genannt). Als Aktor kann eine Vorrichtung aufgefasst werden, die ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung oder in eine andere physikalische Größe, wie z.B. Druck oder Temperatur, umsetzen kann, insbesondere um damit aktiv in einen Prozess einzugreifen. In diesem Fall wird das Primärsignal vorzugsweise von einem Steuergerät, insbesondere von einem Zugsteuergerät, erzeugt. Ferner kann das Primärsignal mindestens einen Steuerbefehl für den Aktor umfassen. Der Aktor kann beispielsweise an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs angeordnet sein.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Sekundärsignal unter Verwendung eines Sensors erzeugt wird. In solch einem Fall kann das Primärsignal einen mithilfe des Sensors erfassten Messwert umfassen. Ferner kann das Primärsignal eine Zeitinformation über einen Messzeitpunkt, d.h. einen Zeitpunkt, an dem der Messwert aufgenommen wurde, umfassen. Der Messwert und/oder die Zeitinformation können/kann eine Nutzinformation des Primärsignals sein.
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Der Sensor kann beispielsweis an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs angeordnet sein. Hierdurch kann der Sensor insbesondere zur Überwachung eines Drehgestell-Parameters genutzt werden. Der Sensor kann z.B. ein Temperatursensor, ein Drehzahlsensor oder eine andere Art von Sensor sein.
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Zweckmäßigerweise erzeugt der Sensor ein Sensorsignal, welches insbesondere den Messwert und/oder besagte Zeitinformation über den Messzeitpunkt enthalten kann. Das Sensorsignal wird zweckmäßigerweise – ggf. nach einer Signalverarbeitung, wie z.B. einer Digitalisierung – an eine Sendeeinheit geleitet. Vorzugsweise basiert das Primärsignal auf dem Sensorsignal oder entspricht das Primärsignal dem Sensorsignal. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Sendeeinheit das Primärsignal versendet. Die Sendeeinheit kann insbesondere ein Transceiver (auch Sendeempfänger genannt), also eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit, sein.
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In bevorzugter Weise werden einzelne oder alle Komponenten des Kommunikationsnetzes mittels einer sicheren Stromversorgung, welche insbesondere mehrere Stromquellen aufweisen kann, mit elektrischer Energie versorgt. Vorteilhafterweise umfasst die Stromversorgung eine unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheit. So kann auch im Falle einer Störung der Stromversorgung eine Versorgung von Komponenten des Kommunikationsnetzes mit elektrischer Energie sichergestellt werden.
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Ferner kann die Stromversorgung eine oder mehrere Twisted-Pair-Leitungen umfassen. Auf diese Weise wird z.B. eine Kommunikation über einen Profinet-Bus ermöglicht. Vorzugsweise kann die Stromversorgung bei einem Ausfall bzw. Defekt des besagten Übertragungskanals anstelle des Übertragungskanals zur Daten-/Signalübertragung genutzt werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass von einem Sendemodul über mehrere unterschiedliche Übertragungskanäle, insbesondere drahtlose Übertragungskanäle, jeweils ein Primärsignal ausgesendet wird. Die Verwendung mehrerer unterschiedlicher Übertragungskanäle hat hierbei den Vorteil, dass im Falle einer Störung bzw. eines Ausfalls eines dieser Übertragungskanäle eine Informationsübermittlung zwischen dem Sendemodul und einer signalempfangenden Einheit, wie z.B. der Signalaufbereitungseinheit, über die übrigen Übertragungskanäle realisiert werden kann.
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Die über die unterschiedlichen Übertragungskanäle ausgesendeten Primärsignale können in ihren Nutzinformationen übereinstimmen. Das heißt, jedes dieser Primärsignale kann die gleiche Nutzinformation aufweisen. Bei den Primärsignalen kann es sich jeweils um inhaltlich gleiche Signale handeln. Die unterschiedlichen Übertragungskanäle können also für eine redundante Übertragung des Primärsignals genutzt werden. Auf diese Weise kann im Falle einer Störung bzw. eines Ausfalls eines dieser Übertragungskanäle die gleiche Nutzinformation über einen der anderen Übertragungskanäle an eine signalempfangende Einheit übermittelt werden.
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Insbesondere können alle diese Primärsignale aus demselben Sensorsignal oder von demselben Steuergerät erzeugt worden sein. Zweckmäßigerweise wird das Sekundärsignal von der Signalaufbereitungseinheit aus einem dieser Primärsignale erzeugt.
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Vorzugsweise werden über die unterschiedlichen Übertragungskanäle Informationen über unterschiedliche Frequenzen, insbesondere unterschiedliche Funk-Frequenzen, übertragen. Da signaltragende Wellen, die sich in ihren Frequenzen unterscheiden, typischerweise ein unterschiedliches Reflexionsverhalten aufweisen, kann auf diese Weise – bedingt durch das Ausnutzen unterschiedlicher Reflexionsverhalten – eine höhere Wahrscheinlichkeit erreicht werden, dass mindestens eins der Primärsignale an eine signalempfangende Einheit, wie z.B. die Signalaufbereitungseinheit, übermittelt wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung verändert das Sendemodul in vorgegebenen Zeitabständen eine Trägerfrequenz seines jeweiligen Übertragungskanals. Das Sendemodul kann also ein sogenanntes Frequenzsprungverfahren (englisch: Frequency Hopping) durchführen. Auf diese Weise kann die Informationsübertragung robuster gegenüber (schmalbandigen) Störungen erfolgen.
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Weiter kann das Sendemodul für jeden der Übertragungskanäle eine eigene Sendeeinheit, insbesondere eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit, aufweisen.
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Ferner kann die Signalaufbereitungseinheit von einem Sendemodul, insbesondere von dem zuvor genannten Sendemodul, mehrere Primärsignale empfangen, vorzugsweise jeweils über einen eigenen Übertragungskanal, insbesondere jeweils über einen eigenen drahtlosen Übertragungskanal. Die Verwendung mehrerer unterschiedlicher Übertragungskanäle hat den Vorteil, dass im Falle einer Störung bzw. eines Ausfalls eines dieser Übertragungskanäle eine Informationsübermittlung vom Sendemodul an die Signalaufbereitungseinheit (weiterhin) über die übrigen Übertragungskanäle realisiert werden kann.
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Diese Primärsignale können z.B. in ihren Zeitinformationen (Zeitstempeln) übereinstimmen. Insbesondere können die Primärsignale denselben Signalerzeugungszeitpunkt aufweisen. Das heißt, die Primärsignale können zum selben Zeitpunkt erzeugt worden sein. Weiterhin können die Primärsignale vollständig in ihren Nutzinformationen übereinstimmen. Bei den Primärsignalen kann es sich jeweils um inhaltlich gleiche Signale handeln.
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Zweckmäßigerweise wird das Sekundärsignal aus demjenigen dieser Primärsignale erzeugt, bei dem die Signalaufbereitungseinheit die größte Signalstärke feststellt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Sekundärsignal aus demjenigen der Primärsignale erzeugt wird, welche das höchste Signal-zu-Rausch-Verhältnis aufweist. Als Signalstärke kann vorliegend eine Amplitude des jeweiligen Primärsignals bzw. eine Feldstärke des jeweiligen Primärsignals aufgefasst werden, insbesondere am Ort der Signalaufbereitungseinheit. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Sekundärsignal aus demjenigen dieser Primärsignale erzeugt wird, welches die Signalaufbereitungseinheit als erstes empfängt.
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Falls eines der Primärsignale bzw. eine darin enthaltene Information ein vorgegebenes Alter überschreitet, wird dieses Primärsignal vorzugsweise verworfen und somit nicht zur Erzeugung des Sekundärsignals verwendet.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass von mehreren Signalaufbereitungseinheiten jeweils über mindestens einen Übertragungskanal, insbesondere über mindestens einen Funkübertragungskanal, das gleiche Primärsignal empfangen wird und aus dem empfangenen Primärsignal ein Sekundärsignal erzeugt wird. Durch den Einsatz mehrerer Signalaufbereitungseinheiten kann eine Redundanz des Kommunikationsnetzes erreicht werden. Im Falle einer Störung bzw. eines Ausfalls einer der Signalaufbereitungseinheiten kann eine im Primärsignal enthaltene Nutzinformation über eine der anderen Signalaufbereitungseinheiten an die Signalverarbeitungseinheit übermittelt werden.
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Das von der jeweiligen Signalaufbereitungseinheit erzeugte Sekundärsignal kann ferner von der entsprechenden Signalaufbereitungseinheit über zwei verschiedene Protokollschichten an die Signalverarbeitungseinheit gesendet werden.
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Vorzugsweise verarbeitet die Signalverarbeitungseinheit dasjenige dieser Sekundärsignale, welches die Signalverarbeitungseinheit als erstes empfängt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Signalverarbeitungseinheit die Nutzinformationen dieser Sekundärsignale miteinander vergleicht. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Signalverarbeitungseinheit (nur dann) die Nutzinformation eines dieser verarbeitet, falls die Nutzinformationen mindestens zweier Sekundärsignale übereinstimmen. Über diesen zusätzlichen Vergleich kann eine ungewollte Signalbeeinflussung zwischen einer der Signalaufbereitungseinheiten und der Signalverarbeitungseinheit festgestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Kommunikationsnetz umfasst eine Signalaufbereitungseinheit und eine Signalverarbeitungseinheit. Die Signalaufbereitungseinheit ist dazu eingerichtet, über mindestens einen Übertragungskanal ein Primärsignal zu empfangen, aus dem Primärsignal ein Sekundärsignal zu erzeugen und das Sekundärsignal über zwei verschiedene Protokollschichten an die Signalverarbeitungseinheit zu senden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzes sind jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Ferner können sich die weiter oben im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten vorteilhaften Merkmale auch auf vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kommunikationsnetzes beziehen. Umgekehrt können sich die nachfolgend im Zusammenhang mit dem Kommunikationsnetz genannten vorteilhaften Merkmale auch auf vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehen.
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Zweckmäßigerweise ist das erfindungsgemäße Kommunikationsnetz zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere zur Durchführung mindestens einer der oben beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, eingerichtet.
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Das Kommunikationsnetz kann beispielsweise ein Bestandteil eines Fahrzeugs, wie z.B. eines Schienenfahrzeugs, sein. Insbesondere kann das Kommunikationsnetz ein Bestandteil eines Leitsystems bzw. einer Leittechnik eines Schienenfahrzeugs sein.
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Vorteilhafterweise ist die Signalaufbereitungseinheit dazu eingerichtet, besagtes Primärsignal über einen drahtlosen Übertragungskanal, insbesondere über einen Funkübertragungskanal, zu empfangen.
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In bevorzugter Weise ist die Signalaufbereitungseinheit dazu eingerichtet, über mehrere unterschiedliche drahtlose Übertragungskanäle, insbesondere Funkübertragungskanäle, jeweils ein Primärsignal zu empfangen. Zu diesem Zweck kann die Signalaufbereitungseinheit mehrere unterschiedliche Empfangseinheiten, insbesondere Funk-Empfangseinheiten, aufweisen. Diese Empfangseinheiten können beispielsweise jeweils als Transceiver, d.h. als kombinierte Sende- und Empfangseinheit, ausgebildet sein.
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Ferner ist es bevorzugt, wenn die Signalaufbereitungseinheit dazu eingerichtet ist, eine Signalstärke des jeweiligen Primärsignals und/oder einen Empfangszeitpunkt des jeweiligen Primärsignals festzustellen.
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Zweckmäßigerweise ist die Signalaufbereitungseinheit als Switch und/oder als Router betreibbar. Anders ausgedrückt, die Signalaufbereitungseinheit hat zweckmäßigerweise eine Switch- und/oder Router-Funktion.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Kommunikationsnetz mindestens ein Sendemodul aufweist. Das Sendemodul ist vorzugsweise dazu eingerichtet, über mehrere unterschiedliche drahtlose Übertragungskanäle, insbesondere Funkübertragungskanäle, jeweils ein Primärsignal auszusenden.
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Das Sendemodul kann für jeden der Übertragungskanäle eine eigene Sendeeinheit aufweisen. Diese Sendeeinheiten können beispielsweise jeweils als Transceiver, d.h. als kombinierte Sende- und Empfangseinheit, ausgebildet sein.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Kommunikationsnetz kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit zu sehen und umgekehrt.
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Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
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Es zeigen:
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1 ein Kommunikationsnetz, welches u.a. mehrere Signalaufbereitungseinheiten, mehrere Sensoren und eine als Zugsteuergerät ausgebildete Signalverarbeitungseinheit umfasst; und
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2 ein weiteres Kommunikationsnetz, welches u.a. eine Signalaufbereitungseinheit und mehrere als Aktoren ausgebildete Signalverarbeitungseinheiten umfasst.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationsnetzes 2. Bei dem dargestellten Kommunikationsnetz 2 handelt es sich um ein Kommunikationsnetz eines Schienenfahrzeugs.
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Das Kommunikationsnetz 2 umfasst mehrere Signalaufbereitungseinheiten 4, wobei in 1 einer besseren Übersichtlichkeit halber lediglich zwei der Signalaufbereitungseinheiten 4 dargestellt sind.
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Außerdem umfasst das Kommunikationsnetz 2 eine Signalverarbeitungseinheit 6, bei der es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein Zugsteuergerät 8 handelt. Die Signalverarbeitungseinheit 6 ist über einen Zug-Bus 10 mit den Signalaufbereitungseinheiten 4 verbunden.
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Jede der Signalaufbereitungseinheiten 4 ist dazu eingerichtet, über vier unterschiedliche Funkübertragungskanäle Funksignale zu empfangen. Zu diesem Zweck weist jede der Signalaufbereitungseinheiten 4 vier Funk-Empfangseinheiten 12 auf, die jeweils mit einer Antenne 14 ausgestattet sind. Grundsätzlich wäre es möglich, dass die Signalaufbereitungseinheiten 4 (anders als im vorliegenden Ausführungsbeispiel) jeweils eine größere oder kleinere Anzahl von Funkübertragungskanäle nutzen und entsprechend eine größere bzw. kleinere Anzahl von Funk-Empfangseinheiten 12 aufweisen.
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Bei den Funk-Empfangseinheiten 12 handelt es sich um kombinierte Sende- und Empfangseinheiten (Transceiver). Sie sind also sowohl zum Empfangen als auch zum Senden von Funksignalen eingerichtet. Jede der Funk-Empfangseinheiten 12 ist mit einem Signalverstärker 16 zur elektronischen Verstärkung eines empfangenen Funksignals und/oder eines auszusendenden Signals ausgestattet.
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Bei jeder der Signalaufbereitungseinheiten 4 nutzt eine erste ihrer vier Funk-Empfangseinheiten 12 Bluetooth, eine zweite ihrer vier Funk-Empfangseinheiten 12 WLAN und eine dritte ihrer Funk-Empfangseinheiten 12 ZigBee als Übertragungskanal, wohingegen die vierte ihrer Funk-Empfangseinheiten 12 als Übertragungskanal 866 MHz Funk nutzt.
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Darüber hinaus weist das Kommunikationsnetz 2 eine Kommunikationseinheit 18 für eine Funk-Kommunikation zwischen dem Schienenfahrzeug und einer Leitstelle auf. Die Kommunikationseinheit 18 weist eine Funk-Empfangseinheit 20 auf, die mit einer Antenne 14 ausgestattet ist und als kombinierte Sende- und Empfangseinheit (Transceiver) ausgestaltet ist. Ferner ist die Kommunikationseinheit 18 mit einem Signalverstärker 16 zur elektronischen Verstärkung eines empfangenen Funksignals und/oder eines auszusendenden Signals ausgestattet. Außerdem ist die Kommunikationseinheit 18 ebenfalls über den Zug-Bus 10 mit dem Zugsteuergerät 8 verbunden.
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Des Weiteren weist das Kommunikationsnetz 2 mehrere Komponenten auf, die an figürlich nicht dargestellten Drehgestellen des Schienenfahrzeugs angeordnet sind. In 1 sind exemplarisch Komponenten des Kommunikationsnetzes 2 dargestellt, welche an einem der Drehgestelle des Schienenfahrzeugs angeordnet sind. Diese Komponenten sind in 1 von einem strichpunktierten Rechteck umschlossen. An jedem seiner anderen Drehgestelle weist das Schienenfahrzeug die gleichen Komponenten auf.
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Für jedes der vier Räder des jeweiligen Drehgestells weist das Kommunikationsnetz 2 eine Anordnung 22 von mehreren Sensoren 24 (von denen in 1 exemplarisch drei Sensoren 24 dargestellt sind), einem Signalverstärker 26, mit welchem die Sensoren 24 kommunikativ verbunden sind, zur elektronischen Signalverstärkung von Sensorsignalen und einem Digitalisierer 28, welcher mit letztgenanntem Signalverstärker 26 kommunikativ verbunden ist, zur Digitalisierung der (verstärkten) Sensorsignale. Einer besseren Übersichtlichkeit halber ist in 1 nur eine der vier gleichartigen Anordnungen 22 des jeweiligen Drehgestells dargestellt.
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Die Sensoren 24 sind zum Messen von Drehgestell-Parametern, wie z.B. einer Rad-Temperatur, einer Rad-Drehzahl oder dergleichen, eingerichtet. Insbesondere können die am jeweiligen Rad angeordneten Sensoren 24 jeweils zum Messen unterschiedlicher physikalischer Größen eingerichtet sein. Es ist aber auch möglich, dass mehrere der am jeweiligen Rad angeordneten Sensoren 24 zum Messen derselben physikalischen Größe eingerichtet sind, insbesondere aus Redundanzgründen.
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Außerdem umfasst das Kommunikationsnetz 2 an jedem Drehgestell einen Multiplexer 30, der eingangsseitig mit den Anordnungen 22 von Sensoren 24, Signalverstärker 26 und Digitalisierer 28 kommunikativ verbunden ist.
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Ferner umfasst das Kommunikationsnetz 2 an jedem Drehgestell ein Sendemodul 32, mit welchem der Multiplexer 30 ausgangsseitig kommunikativ verbunden ist und welches dazu eingerichtet, über vier unterschiedliche Funkübertragungskanäle Funksignale zu versenden. Zu diesem Zweck weist das Sendemodul 32 vier Funk-Sendeeinheiten 34 mit jeweils mit einer Antenne 14 auf, wobei die Funk-Sendeeinheiten 34 als kombinierte Sende- und Empfangseinheiten (Transceiver) ausgebildet sind. Eine erste dieser vier Funk-Sendeeinheiten 34 nutzt Bluetooth, eine zweite dieser vier Funk-Sendeeinheiten 34 nutzt WLAN, eine dritte dieser vier Funk-Sendeeinheiten 34 nutzt ZigBee und die vierte der vier Funk-Sendeeinheit 34 nutzt 866 MHz Funk als Übertragungskanal.
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Des Weiteren umfasst das Kommunikationsnetz 2 eine sichere Stromversorgung 36, über welche das Sendemodul 32 und der Signalverstärker 26 des jeweiligen Drehgestells mit elektrischer Energie versorgt werden.
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Nachfolgend wird exemplarisch für ein Drehgestell des Schienenfahrzeugs beschrieben, wie unter Verwendung der Sensoren 24 erzeugte Informationen an die Signalverarbeitungseinheit 6 übermittelt werden.
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Jeder der Sensoren 24 erzeugt in vorgegebenen Zeitabständen ein Sensorsignal. Das Sensorsignal des jeweiligen Sensors 24 enthält einen vom Sensor 24 erfassten Messwert, eine Zeitinformation über einen Messzeitpunkt des Messwerts sowie die Kennung des Sensors 24. Die Kennung ermöglicht es, dass der Messwert von der Signalverarbeitungseinheit 6 dem zugehörigen Sensor 24 zugeordnet werden kann.
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Die einzelnen Sensorsignale werden von dem mit den Sensoren 24 verbundenen Signalverstärker 26 elektronisch verstärkt und vom Digitalisierer 28 digitalisiert. Des Weiteren verbindet der Multiplexer 30 nacheinander jeweils einen anderen seiner Eingänge mit seinem Ausgang und leitet dadurch die am jeweiligen Eingang erhaltenen (verstärkten und digitalisierten) Sensorsignale nacheinander an das Sendemodul 32 weiter.
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Das Sendemodul 32 erzeugt aus jedem erhaltenen Sensorsignal vier Primärsignale in Form von Funksignalen, die jeweils die gleiche Nutzinformation bestehend aus dem Messwert, der Zeitinformation über den Messzeitpunkt und der Sensorkennung aufweisen. Weiterhin versendet das Sendemodul 32 die Primärsignale mithilfe seiner vier Funk-Sendeinheiten 34 jeweils über einen eigenen der besagten vier unterschiedlichen Funkübertragungskanäle (WLAN, Bluetooth, ZigBee, 866 MHz Funk).
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Mindestens eine der zuvor genannten Signalaufbereitungseinheiten 4 empfängt jeweils über mindestens einen Funkübertragungskanal eines dieser vier Primärsignale.
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Sofern diese eine Signalaufbereitungseinheit 4 über mehrere Funkübertragungskanäle jeweils eins der Primärsignale empfängt, ermittelt diese Signalaufbereitungseinheit 4 die Signalstärken der Primärsignale und nutzt im Weiteren nur dasjenige der Primärsignale, bei dem die Signalaufbereitungseinheit 4 die größte Signalstärke feststellt.
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Besagte Signalaufbereitungseinheit 4 erzeugt aus dem Primärsignal ein Sekundärsignal. Hierbei wird das Primärsignal von der Signalaufbereitungseinheit 4 elektronisch verstärkt. Das Sekundärsignal enthält die Nutzinformation des Primärsignals, d.h. einen Messwert, eine Zeitinformation über einen Messzeitpunkt des Messwerts sowie eine Sensorkennung. Außerdem enthält das Sekundärsignal eine von der Signalaufbereitungseinheit 4 erzeugte Zeitinformation, nämlich den Empfangszeitpunkt des Primärsignals (d.h. den Zeitpunkt, an dem die Signalaufbereitungseinheit 4 das Primärsignal empfängt), sowie die Kennung der Signalaufbereitungseinheit 4 als Quell-Adresse.
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Die Signalaufbereitungseinheit 4 übermittelt das Sekundärsignal über zwei verschiedene Protokollschichten eines Protokollstapels, nämlich über die sogenannte Bitübertragungsschicht und über die sogenannte Vermittlungsschicht an die Signalverarbeitungseinheit 6. Zur Übermittlung wird dabei der Zug-Bus 10 genutzt.
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Die Signalaufbereitungseinheit 4 übermittelt das Sekundärsignal über die Bitübertragungsschicht und über die Vermittlungsschicht in Form unterschiedlicher (den jeweiligen Protokollschichten zugeordneten) Protokoll-Dateneinheiten an die Signalverarbeitungseinheit 6. Über die Bitübertragungsschicht wird das Sekundärsignal bitweise (d.h. in Bitkodierung) und über die Vermittlungsschicht paketweise (d.h. als Datenpakte) an die Signalverarbeitungseinheit 6 übermittelt.
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Weiterhin vergleicht die Signalverarbeitungseinheit 6 die über die Bitübertragungsschicht erhaltene Nutzinformation des Sekundärsignals mit der über die Vermittlungsschicht erhaltenen Nutzinformation des Sekundärsignals. Im Falle einer Übereinstimmung der Nutzinformationen nutzt die Signalverarbeitungseinheit 6 eine der (in diesem Fall identischen) Nutzinformationen für eine Überwachung des dem Sensorsignals zugeordneten Drehgestell-Parameters. Die Signalverarbeitungseinheit 6 verarbeitet diese Nutzinformation also. Im Falle einer Nichtübereinstimmung der Nutzinformationen, z.B. weil mindestens eine der Nutzinformationen im Wege der Übertragung über eine der beiden Protokollschichten verfälscht wurde, werden die Nutzinformationen verworfen.
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Wenn mehrere der Signalaufbereitungseinheiten 4 jeweils über mindestens einen Funkübertragungskanal eines der vier zuvor genannten Primärsignale empfangen, verfährt jede dieser Signalaufbereitungseinheiten 4 mit dem Primärsignal bzw. den Primärsignalen in analoger Weise. In solch einem Fall verarbeitet die Signalverarbeitungseinheit 6 eine Nutzinformation desjenigen Sekundärsignals, welches die Signalverarbeitungseinheit 6 zuerst von einer dieser mehreren Signalaufbereitungseinheiten 4 empfängt.
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Der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich für später aufgenommene Messwerte in analoger Weise. Ferner werden die von den Sensoren 24 der anderen Drehgestelle erzeugten Informationen in analoger Weise an die Signalverarbeitungseinheit 6 übermittelt.
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Die Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels beschränkt sich primär auf die Unterschiede zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, auf das bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleiche bzw. einander entsprechende Elemente sind, soweit zweckdienlich, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Kommunikationsnetzes 38. Auch bei diesem Kommunikationsnetz 38 handelt es sich um ein Kommunikationsnetz eines Schienenfahrzeugs.
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Dieses Kommunikationsnetz 38 umfasst ein Zugsteuergerät 8. Ferner umfasst das Kommunikationsnetz 38 eine Kommunikationseinheit 18 für eine Funk-Kommunikation zwischen dem Schienenfahrzeug und einer Leitstelle auf. Die Kommunikationseinheit 18 ist über einen Zug-Bus 10 mit dem Zugsteuergerät 8 verbunden.
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Außerdem weist das Kommunikationsnetz 38 ein Sendemodul 32 auf, das über den Zug-Bus 10 mit dem Zugsteuergerät 8 verbunden ist. Das Sendemodul 32 ist dazu eingerichtet, über vier unterschiedliche Funkübertragungskanäle Funksignale zu versenden. Zu diesem Zweck weist das Sendemodul 32 vier Funk-Sendeeinheiten 34 auf. Eine erste dieser vier Funk-Sendeeinheiten 34 nutzt Bluetooth, eine zweite dieser vier Funk-Sendeeinheiten 34 nutzt WLAN, eine dritte dieser vier Funk-Sendeeinheiten 34 nutzt ZigBee und die vierte der vier Funk-Sendeeinheit 34 nutzt 866 MHz Funk als Übertragungskanal.
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Des Weiteren weist das Kommunikationsnetz 38 mehrere Komponenten auf, die an figürlich nicht dargestellten Drehgestellen des Schienenfahrzeugs angeordnet sind. In 2 sind exemplarisch Komponenten des Kommunikationsnetzes dargestellt, die an einem der Drehgestelle des Schienenfahrzeugs angeordnet sind. Diese Komponenten sind in 2 von einem strichpunktierten Rechteck umschlossen. An jedem seiner anderen Drehgestelle weist das Schienenfahrzeug die gleichen Komponenten auf.
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Für jedes der vier Räder des jeweiligen Drehgestells weist das Kommunikationsnetz 38 eine Anordnung 40 von mehreren Aktoren 42 auf, die jeweils ein elektrisches Signal in eine mechanische Bewegung oder in eine andere physikalische Größe, umsetzen können, wobei in 2 einer besseren Übersichtlichkeit halber von jeder Aktor-Anordnung 40 jeweils nur drei Aktoren 42 dargestellt sind. Die Aktoren 42 des Kommunikationsnetzes 38 stellen jeweils eine Signalverarbeitungseinheit 6 dar.
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Außerdem weist das Kommunikationsnetz 38 an jedem Drehgestell eine Signalaufbereitungseinheit 4 auf, mit welcher die Aktoren 42 kommunikativ verbunden sind und welche dazu eingerichtet ist, über vier unterschiedliche Funkübertragungskanäle Funksignale zu empfangen. Zu diesem Zweck weist die jeweilige Signalaufbereitungseinheit 4 vier Funk-Empfangseinheiten 12 auf, die jeweils mit einer Antenne 14 ausgestattet sind.
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Bei den Funk-Empfangseinheiten 12 handelt es sich um kombinierte Sende- und Empfangseinheiten (Transceiver). Jede der Funk-Empfangseinheiten 12 ist mit einem Signalverstärker 16 zur elektronischen Verstärkung eines empfangenen Funksignals und/oder eines auszusendenden Signals ausgestattet.
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Eine erste dieser vier Funk-Empfangseinheiten 12 nutzt Bluetooth, eine zweite dieser vier Funk-Empfangseinheiten 12 nutzt WLAN, eine dritte dieser vier Funk-Empfangseinheiten 12 nutzt ZigBee und die vierte der vier Funk-Empfangseinheiten 12 nutzt 866 MHz Funk als Übertragungskanal.
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Darüber hinaus weist das Kommunikationsnetz 38 eine sichere Stromversorgung 36 auf, über welche die Signalaufbereitungseinheit 4 des jeweiligen Drehgestells mit elektrischer Energie versorgt wird.
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Nachfolgend wird exemplarisch für ein Drehgestell des Schienenfahrzeugs beschrieben, wie eine vom Zugsteuergerät 8 erzeugte Information an einen der Aktoren 42 übermittelt wird.
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Das Zugsteuergerät 8 erzeugt ein Steuersignal, welches einen Steuerbefehl für einen der Aktoren 42 enthält. Zudem enthält das Steuersignal die Kennung desjenigen Aktors 42, für den der Steuerbefehl bestimmt ist, sowie die Kennung derjenigen Signalaufbereitungseinheit 4, mit welcher dieser Aktor 42 verbunden ist.
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Das Zugsteuergerät 8 übermittelt das Steuersignal über den Zug-Bus 10 an das Sendemodul 32. Weiterhin erzeugt das Sendemodul 32 aus dem erhaltenen Steuersignal vier Primärsignale in Form von Funksignalen, die jeweils die gleiche Nutzinformation bestehend aus dem Steuerbefehl und den beiden besagten Kennungen aufweisen. Das Sendemodul 32 versendet die Primärsignale mithilfe seiner vier Funk-Sendeinheiten 34 jeweils über einen eigenen der besagten vier unterschiedlichen Funkübertragungskanäle (WLAN, Bluetooth, ZigBee, 866 MHz Funk).
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Bei mindestens einem der Drehgestelle empfängt die jeweilige Signalaufbereitungseinheit 4 über mindestens einen Funkübertragungskanal eins dieser Primärsignale. Sofern die Signalaufbereitungseinheit 4 über mehrere Funkübertragungskanäle jeweils eins der Primärsignale empfängt, ermittelt die Signalaufbereitungseinheit 4 die Signalstärken der Primärsignale und nutzt im Weiteren nur dasjenige der Primärsignale, bei dem die Signalaufbereitungseinheit 4 die größte Signalstärke feststellt.
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Die Signalaufbereitungseinheit 4 verstärkt das Primärsignal elektronisch. Ferner prüft die Signalaufbereitungseinheit 4, ob ihre Kennung gleich der im Primärsignal enthaltenen Signalaufbereitungseinheit-Kennung ist. Falls diese beiden Kennungen nicht übereinstimmen, verwirft die Signalaufbereitungseinheit 4 das Primärsignal. Andernfalls erzeugt die Signalaufbereitungseinheit 4 aus dem verstärkten Primärsignal ein Sekundärsignal, das die gleiche Nutzinformation enthält wie das Primärsignal.
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Ferner übermittelt die Signalaufbereitungseinheit 4 das Sekundärsignal über zwei verschiedene Protokollschichten eines Protokollstapels, nämlich über die sogenannte Bitübertragungsschicht und über die sogenannte Vermittlungsschicht leitungsgebunden an den vorgesehenen Aktor 42.
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Die Signalaufbereitungseinheit 4 übermittelt das Sekundärsignal über die Bitübertragungsschicht sowie über die Vermittlungsschicht in Form unterschiedlicher (den jeweiligen Protokollschichten zugeordneten) Protokoll-Dateneinheiten an den vorgesehenen Aktor 42. Dabei wird das Sekundärsignal über die Bitübertragungsschicht bitweise (d.h. in Bitkodierung) und über die Vermittlungsschicht paketweise (d.h. als Datenpakte) an besagten Aktor übermittelt.
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Des Weiteren vergleicht der Aktor 42 die über die Bitübertragungsschicht erhaltene Nutzinformation des Sekundärsignals mit der über die Vermittlungsschicht erhaltenen Nutzinformation des Sekundärsignals. Im Falle einer Übereinstimmung der Nutzinformationen verarbeitet der Aktor 42 eine der (in diesem Fall identischen) Nutzinformationen, indem der Aktor 42 das Sekundärsignal in eine mechanische Bewegung oder eine andere physikalische Größe umsetzt. Im Falle einer Nichtübereinstimmung der Nutzinformationen hingegen werden die Nutzinformationen verworfen.
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Der oben beschriebene Vorgang wiederholt sich für später (vom Zugsteuergerät 8) erzeugte Steuersignale in analoger Weise. Ferner werden für andere Aktoren 42 erzeugte Steuersignale in analoger Weise an den jeweils vorgesehenen Aktor 42 übermittelt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.