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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Transportanlage, das eine Mehrzahl von Teilnehmern, welche jeweils eine Kommunikationseinheit aufweisen, und einen Hohlleiter, über welchen eine drahtlose Kommunikation der Teilnehmer ermöglicht ist, umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Kommunikationssystem, insbesondere in einer Transportanlage, das mit dem erfindungsgemäße Verfahren betreibbar ist.
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Schlitzhohleiter sowie Leckwellenleiter sind bekannte Übertragungsmedien für elektromagnetische Wellen, die ein Einkoppeln und Auskoppeln von elektromagnetischen Wellen entlang des Übertragungsmediums ermöglichen. Eine Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen außerhalb des Schlitzhohleiters wird dabei begrenzt. In Kommunikationssystemen mit Schlitzhohleitern werden zur Datenübertragung bekannte Funkstandards, beispielsweise standardisiertes WLAN, aber auch proprietäre Drahtlostechnologien genutzt.
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Kommunikationssysteme mit Schlitzhohleitern kommen insbesondere in schienengebundenen Transportanlagen zum Einsatz, beispielsweise in Elektrohängebahnen (EHB), Regalbediengeräten (RGB), Schubskid-Anlagen oder Aufzügen. Solche Transportanlagen weisen eine oder mehrere Schienen auf, entlang denen Fahrzeuge der Transportanlage beweglich sind. Ein Schlitzhohlleiter zur Datenübertragung ist in der Regel parallel zu einer solchen Schiene verlegt.
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Aus der
DE 10 2012 006 412 A1 ist ein Transportsystem bekannt, welches eine Schienenanlage aufweist, auf der ein Fahrzeug beweglich ist. Die Schienenanlage weist ein Schienenprofil mit einem Schlitzhohleiter auf. Das Fahrzeug weist zwei Antennen auf, die in den Schlitzhohleiter hineinragen.
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Aus der
DE 10 2011 108 584 B4 ist eine Anordnung zur Datenübertragung zwischen einen stationären Anlagenteil und einem verfahrbaren Mobilteil bekannt. Das Mobilteil weist eine Antenne auf, die in einen Schlitzhohleiter hineinragt.
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Aus der
DE 10 2013 002 227 B4 ist eine Anordnung zur Signalübertragung mit einem Schlitzhohleiter bekannt. Dabei ragen Antennen von Sendern und Empfängern in einen Hohlraum eines Schlitzhohlleiters hinein.
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Aus der
DE 10 2011 119 351 B4 ist ein Transportsystem bekannt, welches ein Schienenprofil aufweist, an dem ein Schlitzhohleiter angeordnet ist. Ein Fahrzeug ist entlang des Schienenprofils und entlang des Schlitzhohleiters beweglich.
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Aus der
DE 10 2012 002 718 B4 ist eine Anordnung zur Datenübertragung zwischen einem ersten Anlagenteil und einem relativ zum ersten Anlagenteil verfahrbaren Mobilteil bekannt. Das erste Anlagenteil weist einen Schlitzhohlleiter auf, in welchem mehrere Kammreflektoren angeordnet sind.
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Aus der
EP 2 645 474 A1 ist ein Kommunikationssystem zur Übertragung von Signalen zwischen einem Teilnehmer und einer Übertragungseinheit bekannt. Das Kommunikationssystem umfasst zwei Hohlleiter, welche jeweils einen inneren Hohlraum aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Transportanlage, sowie ein entsprechendes Kommunikationssystem weiterzubilden.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Betreiben eines Kommunikationssystems mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Aufgabe wird durch ein Kommunikationssystem mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Kommunikationssystems, insbesondere in einer Transportanlage. Das Kommunikationssystem umfasst dabei eine Mehrzahl von Teilnehmern, welche jeweils eine Kommunikationseinheit aufweisen, und einen Hohlleiter, über welchen eine drahtlose Kommunikation der Teilnehmer ermöglicht ist. Die Kommunikationseinheiten der Teilnehmer weisen jeweils eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung auf, wobei mit jeder Schnittstelle eine drahtlose Datenübertragung über eine Mehrzahl von Trägerfrequenzen durchführbar ist. Ein zu übertragendes Datenpaket wird dabei von einem sendenden Teilnehmer mindestens zweimal gesendet.
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Bei der Transportanlage handelt es sich beispielsweise um eine Elektrohängebahn, ein Regalbediengerät, eine Schubskid-Anlage oder einen Aufzug. Das Kommunikationssystem basiert vorzugsweise auf dem 5G-Mobilfunkstandard, welcher insbesondere auch in modernen Mobilfunknetzen Anwendung findet. Die erste Schnittstelle ist beispielsweise ein 5G-New-Radio-Interface und dient insbesondere zur direkten drahtlosen Kommunikation zwischen einem Endgerät und einer Basisstation sowie zur indirekten drahtlosen Kommunikation zwischen zwei Endgeräten über eine Basisstation. Die zweite Schnittstelle ist beispielsweise ein C-V2X-Interface und dient insbesondere zur direkten drahtlosen Kommunikation zwischen einem Endgerät und einer Basisstation sowie zur direkten drahtlosen Kommunikation zwischen zwei Endgeräten. Die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle einer Kommunikationseinheit eines Teilnehmers sind unabhängig voneinander. Die zur drahtlosen Datenübertragung genutzten Trägerfrequenzen liegen vorzugsweise in einem Frequenzbereich zwischen 5 GHZ und 6 GHz.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine schnelle redundante drahtlose Datenübertragung in einem zuverlässigerem Medium. Im Vergleich zur Kommunikationssystem in konventionellen Kommunikationssystemen ist eine Anzahl von verlorenen Datenpaketen signifikant verringert. Auch ist eine Laufzeit für die Übertragung eines Datenpakets deutlich verkürzt. Dadurch ist die Verlässlichkeit des Kommunikationssystems vorteilhaft erhöht. Damit sind anspruchsvolle Anwendungen in dem Kommunikationssystem ermöglicht. Insbesondere ist eine Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten über einen sicheren Kanal möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Teilnehmer als stationäre Basisstation ausgebildet ist, und mindestens ein Teilnehmer ist als mobiles Endgerät ausgebildet, welches entlang des Hohlleiters beweglich ist. Ein solches mobiles Endgerät ist beispielsweise ein schienengebundenes Fahrzeug. Bei dem Hohlleiter handelt es sich beispielsweise um einen Schlitzhohleiter oder um einen Leckwellenleiter. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Verringerung von erforderlichen Sicherheitsabständen zwischen einzelnen Fahrzeugen. Auch ist eine Verlegung von Rechenleistung aus den Fahrzeugen heraus in eine Cloud oder eine Edge Cloud denkbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die gleiche Schnittstelle über eine erste Trägerfrequenz und über eine zweite Trägerfrequenz, die von der ersten Trägerfrequenz verschieden ist, innerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die erste Schnittstelle und über die zweite Schnittstelle über die gleiche Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die erste Schnittstelle über eine erste Trägerfrequenz und über die zweite Schnittstelle über eine zweite Trägerfrequenz, die von der ersten Trägerfrequenz verschieden ist, innerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer innerhalb des Hohlleiters und außerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird dabei das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die gleiche Schnittstelle über die gleiche Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters und außerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die gleiche Schnittstelle über eine erste Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters und über eine zweite Trägerfrequenz, die von der ersten Trägerfrequenz verschieden ist, außerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die erste Schnittstelle innerhalb des Hohlleiters und über die zweite Schnittstelle außerhalb des Hohlleiters über die gleiche Trägerfrequenz gesendet.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer über die erste Schnittstelle über eine erste Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters und über die zweite Schnittstelle über eine zweite Trägerfrequenz, die von der ersten Trägerfrequenz verschieden ist, außerhalb des Hohlleiters gesendet.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das zu übertragende Datenpaket von dem sendenden Teilnehmer zu einem ersten Zeitpunkt und zu einem zweiten Zeitpunkt, der von dem ersten Zeitpunkt verschieden ist, gesendet.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb des Hohlleiters mindestens ein Kammreflektor angeordnet. Mittels des Kammreflektors ist der Hohlleiter an der entsprechenden Position für elektromagnetische Wellen reflektierend ausgeführt, also abgesperrt. Auf diese Weise sind bezüglich der Datenübertragung voneinander unabhängig arbeitende Abschnitte in dem Hohlleiter herstellbar.
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Ein erfindungsgemäßes Kommunikationssystem befindet sich insbesondere in einer Transportanlage und umfasst eine Mehrzahl von Teilnehmern, welche jeweils eine Kommunikationseinheit aufweisen, und einen Hohlleiter, über welchen eine drahtlose Kommunikation der Teilnehmer ermöglicht ist. Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem ist dabei mit dem erfindungsgemäße Verfahren betreibbar. Insbesondere weisen also die Kommunikationseinheiten der Teilnehmer jeweils eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung auf, wobei mit jeder Schnittstelle eine drahtlose Datenübertragung über eine Mehrzahl von Trägerfrequenzen durchführbar ist. Ein zu übertragendes Datenpaket wird dabei von einem sendenden Teilnehmer mindestens zweimal gesendet.
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Bei der Transportanlage handelt es sich beispielsweise um eine Elektrohängebahn, ein Regalbediengerät, eine Schubskid-Anlage oder einen Aufzug. Das Kommunikationssystem basiert vorzugsweise auf dem 5G-Mobilfunkstandard, welcher insbesondere auch in modernen Mobilfunknetzen Anwendung findet. Die erste Schnittstelle ist beispielsweise ein 5G-New-Radio-Interface und dient insbesondere zur drahtlosen Kommunikation zwischen einem Endgerät und einer Basisstation. Die zweite Schnittstelle ist beispielsweise ein C-V2X-Interface und dient insbesondere zur drahtlosen Kommunikation zwischen zwei Endgeräten. Die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle einer Kommunikationseinheit eines Teilnehmers sind unabhängig voneinander. Die zur drahtlosen Datenübertragung genutzten Trägerfrequenzen liegen vorzugsweise in einem Frequenzbereich zwischen 5 GHZ und 6 GHz.
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In einem erfindungsgemäßen Kommunikationssystem ist eine schnelle redundante drahtlose Datenübertragung in einem zuverlässigerem Medium möglich. Im Vergleich zur Kommunikationssystem in konventionellen Kommunikationssystemen ist eine Anzahl von verlorenen Datenpaketen signifikant verringert. Auch ist eine Laufzeit für die Übertragung eines Datenpakets deutlich verkürzt. Dadurch ist die Verlässlichkeit des Kommunikationssystems vorteilhaft erhöht. Damit sind anspruchsvolle Anwendungen des Kommunikationssystems ermöglicht. Insbesondere ist eine Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten über einen sicheren Kanal möglich.
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Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Abbildungen stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Es zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems in einer Transportanlage.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems 10 in einer Transportanlage. Bei der Transportanlage handelt es sich vorliegend um eine Elektrohängebahn. Alternativ handelt es sich bei der Transportanlage um ein Regalbediengerät, eine Schubskid-Anlage oder einen Aufzug. Das Kommunikationssystem 10 basiert auf dem 5G-Mobilfunkstandard, welcher insbesondere auch in modernen Mobilfunknetzen Anwendung findet.
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Das Kommunikationssystem 10 umfasst vorliegend einen ersten Teilnehmer 11, einen zweiten Teilnehmer 12, einen dritten Teilnehmer 13, einen vierten Teilnehmer 14 und einen fünften Teilnehmer 15. Der erste Teilnehmer 11, der zweite Teilnehmer 12 und der dritte Teilnehmer 13 sind vorliegend als mobile Endgeräte ausgebildet, insbesondere als schienengebundene Fahrzeuge. Der vierte Teilnehmer 14 und der fünfte Teilnehmer 15 sind vorliegend als stationäre Basisstationen ausgebildet.
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Das Kommunikationssystem 10 umfasst auch einen Hohlleiter 20, über welchen eine drahtlose Kommunikation der Teilnehmer 11, 12, 13, 14, 15 ermöglicht ist. Die Transportanlage weist eine Schiene auf, entlang der schienengebundene Fahrzeuge beweglich sind. Der Hohlleiter 20 zur Datenübertragung ist parallel zu der Schiene verlegt. Der erste Teilnehmer 11, der zweite Teilnehmer 12 und der dritte Teilnehmer 13 sind somit entlang der Schiene und entlang des Hohlleiters 20 beweglich. Der Hohlleiter 20 ist beispielsweise als Schlitzhohleiter oder als Leckwellenleiter ausgebildet.
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Jeder der Teilnehmer 11, 12, 13, 14, 15 weist jeweils eine Kommunikationseinheit 30 auf. Die Kommunikationseinheiten 30 der Teilnehmer 11, 12, 13, 14, 15 weisen jeweils eine erste Schnittstelle und eine zweite Schnittstelle zur drahtlosen Datenübertragung auf. Die erste Schnittstelle ist dabei jeweils ein 5G-New-Radio-Interface und dient insbesondere zur direkten Kommunikation zwischen einem Endgerät und einer Basisstation sowie zur indirekten Kommunikation zwischen zwei Endgeräten über eine Basisstation. Die zweite Schnittstelle ist beispielsweise ein C-V2X-Interface und dient insbesondere zur direkten Kommunikation zwischen einem Endgerät und einer Basisstation sowie zur direkten Kommunikation zwischen zwei Endgeräten.
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Die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle der Kommunikationseinheiten 30 der Teilnehmer 11, 12, 13, 14, 15 sind dabei jeweils unabhängig voneinander. Mit der ersten Schnittstelle ebenso wie mit der zweiten Schnittstelle ist eine drahtlose Datenübertragung über eine Mehrzahl von Trägerfrequenzen durchführbar. Die zur drahtlosen Datenübertragung genutzten Trägerfrequenzen liegen vorliegend in einem Frequenzbereich zwischen 5 GHz und 6 GHz. Aber auch andere Frequenzbereiche sind denkbar.
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Der vierte Teilnehmer 14 und der fünfte Teilnehmer 15, die jeweils als stationäre Basisstation ausgebildet sind, sind mit einem Kernnetz 25 verbunden. Bei dem Kernnetz 25 handelt es sich um ein Datennetz. Die besagte Verbindung des vierten Teilnehmers 14 sowie des fünften Teilnehmers 15 mit dem Kernnetz 25 ist vorliegend kabelgebunden ausgeführt.
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Der vierte Teilnehmer 14 und der fünfte Teilnehmer 15, die als stationäre Basisstationen ausgebildet sind, umfassen jeweils eine Antenne 32. Die besagte Antenne 32 ragt in den Hohlleiter 20 hinein. Der erste Teilnehmer 11, der zweite Teilnehmer 12 und der dritte Teilnehmer 13, die als mobile Endgeräte ausgebildet sind, umfassen ebenfalls jeweils eine Antenne 32, die in den Hohlleiter 20 hinein ragt. Der erste Teilnehmer 11, der zweite Teilnehmer 12 und der dritte Teilnehmer 13 umfassen zusätzlich eine Außenantenne 33. Die besagte Außenantenne 32 befindet sich vollständig außerhalb des Hohlleiters 20, ragt also nicht in diesen hinein.
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Die erste Schnittstelle ebenso wie die zweite Schnittstelle der Kommunikationseinheiten 30 der Teilnehmer 11, 12, 13, 14, 15 nutzen zur drahtlosen Datenübertragung jeweils die Antenne 32. Die erste Schnittstelle ebenso wie die zweite Schnittstelle der Kommunikationseinheiten 30 des als mobiles Endgerät ausgebildeten ersten Teilnehmers 11, zweiten Teilnehmers 12 und dritten Teilnehmers 13 nutzen zur drahtlosen Datenübertragung bei Bedarf jeweils auch die Außenantenne 33.
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Zwischen dem ersten Teilnehmer 11 und dem zweiten Teilnehmer 12 existiert eine Kommunikationsverbindung 41. Die besagte Kommunikationsverbindung 41 besteht vorliegend zwischen den zweiten Schnittstellen der Kommunikationseinheiten 30 der besagten Teilnehmer 11, 12. Die besagten zweiten Schnittstellen nutzen zur drahtlosen Datenübertragung jeweils die Antenne 32. Ein zu übertragendes Datenpaket wird dabei von dem jeweils sendenden Teilnehmer 11, 12 über die zweite Schnittstelle über eine erste Trägerfrequenz und über eine zweite Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters 20 gesendet. Die erste Trägerfrequenz ist dabei von der zweiten Trägerfrequenz verschieden. Das zu übertragende Datenpaket wird von dem sendenden Teilnehmer 11, 12 somit zweimal gesendet.
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Zwischen dem zweiten Teilnehmer 12 und dem dritten Teilnehmer 13 existiert ebenfalls eine Kommunikationsverbindung 41. Die besagte Kommunikationsverbindung 41 besteht vorliegend zwischen den zweiten Schnittstellen der Kommunikationseinheiten 30 der besagten Teilnehmer 12, 13. Die besagten zweiten Schnittstellen nutzen zur drahtlosen Datenübertragung einmal die Antenne 32, wobei ein zu übertragendes Datenpaket von dem jeweils sendenden Teilnehmer 12, 13 innerhalb des Hohlleiters 20 über eine erste Trägerfrequenz gesendet wird. Die besagten zweiten Schnittstellen nutzen zur drahtlosen Datenübertragung zusätzlich die Außenantenne 33, wobei ein zu übertragendes Datenpaket von dem jeweils sendenden Teilnehmer 12, 13 zusätzlich außerhalb des Hohlleiters 20 über eine zweite Trägerfrequenz gesendet wird. Die erste Trägerfrequenz ist vorliegend von der zweiten Trägerfrequenz verschieden. Alternativ ist die erste Trägerfrequenz gleich der zweiten Trägerfrequenz. Das zu übertragende Datenpaket wird von dem sendenden Teilnehmer 12, 13 somit zweimal gesendet.
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Zwischen dem zweiten Teilnehmer 12 und dem fünften Teilnehmer 15 existiert eine weitere Kommunikationsverbindung 41. Die besagte Kommunikationsverbindung 41 besteht vorliegend zwischen den ersten Schnittstellen der Kommunikationseinheiten 30 und zwischen den zweiten Schnittstellen der Kommunikationseinheiten 30 der besagten Teilnehmer 12, 15. Die besagten ersten Schnittstellen nutzen zur drahtlosen Datenübertragung jeweils die Antenne 32, wobei ein zu übertragendes Datenpaket von dem jeweils sendenden Teilnehmer 12, 15 über die erste Schnittstelle über eine erste Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters 20 gesendet wird. Die besagten zweiten Schnittstellen nutzen zur drahtlosen Datenübertragung ebenfalls jeweils die Antenne 32, wobei ein zu übertragendes Datenpaket von dem jeweils sendenden Teilnehmer 12, 15 über die zweite Schnittstelle über eine zweite Trägerfrequenz innerhalb des Hohlleiters 20 gesendet wird. Die erste Trägerfrequenz ist dabei von der zweiten Trägerfrequenz verschieden. Alternativ ist die erste Trägerfrequenz gleich der zweiten Trägerfrequenz. Das zu übertragende Datenpaket wird von dem sendenden Teilnehmer 12, 15 somit zweimal gesendet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kommunikationssystem
- 11
- erster Teilnehmern
- 12
- zweiter Teilnehmern
- 13
- dritter Teilnehmern
- 14
- vierter Teilnehmern
- 15
- fünfter Teilnehmern
- 20
- Hohlleiter
- 25
- Kernnetz
- 30
- Kommunikationseinheit
- 32
- Antenne
- 33
- Außenantenne
- 41
- Kommunikationsverbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012006412 A1 [0004]
- DE 102011108584 B4 [0005]
- DE 102013002227 B4 [0006]
- DE 102011119351 B4 [0007]
- DE 102012002718 B4 [0008]
- EP 2645474 A1 [0009]
