Beschreibung

Die vorliegende Lehre betrifft einen optischen drahtlosen Datenbus für Vorrichtungen, welche eine Vielzahl von untereinander in Signal-Kommunikation stehenden Komponenten umfasst, sowie ein Verfahren zum Anordnen der Komponenten eines drahtlosen Datenbusses und ein Verfahren zum Betreiben des drahtlosen Datenbusses.

Moderne Geräte wie beispielsweise Fahrzeuge, Fluggeräte, Schiffe oder Roboter bestehen aus vielen Komponenten, die beim Ausüben einer Funktion Zusammenwirken. Selbst in der Gebäudetechnik finden Datenbus-Systeme heutzutage immer mehr Anwendung. Oftmals wirken elektrische Komponenten wie beispielsweise Motoren, eine Steuerung, Sensoren, uvm. zusammen. Üblicherweise kommunizieren diese Komponenten über ein Datenbus-System miteinander, welches oftmals über Kabel, welche in einem Kabelbaum zusammengefasst sind, miteinander elektrisch verbunden sind. Diese Vernetzung ist essentiell für den Betrieb des jeweiligen Gerätes bzw. des aus verschiedenen Geräten bestehenden Systems. Durch Vibrationen, beispielsweise im Fahrzeug, kann eine Kontaktstelle zwischen den verschiedenen Komponenten eine Schwachstelle darstellen. Zum Anderen bringt der Kabelbaum auch ein gewisses Gewicht mit sich. Beispielsweise bei Flugdrohnen können diese Faktoren kritisch sein und die Funktion der Flugdrohne negati ve beeinflussen.

Beim weitverbreiteten CAN-Bus sind alle Teilnehmer parallel an einer differentiellen Leitung angeschlossen. Die Datenrate ist aufgrund der verwendeten Topologie begrenzt auf wenige Megabits pro Sekunde (Mbps). Die Verwendung eines einzelnen Leitungsstranges, an welchem alle Teilnehmer bzw. Komponenten angeschlossen sind, reduziert bereits die Gesamtlänge des verwendeten Kabels stark und erhöht damit auch mögliche Leistungsverluste. Neben der Verwendung einer Teilnehmeranordnung an einem Kabelbaum, ist ebenso auch eine Teilnehmeranordnung in einer Sterntopologie möglich, bei welcher eine Vielzahl von Kabelsträngen zum Einsatz kommen.

Die verwendeten Kabel eines Datenbus-Systems bestehen oftmals aus Kupferleitungen, welche zwar eine gute Datenübertragung ermöglichen, jedoch teuer sind. Eine Aufgabe der vorliegenden Lehre ist es, einen kostengünstigen und verbesserten Datenbus bereitzustellen, welcher beispielsweise einen verringerten Leistungsverlust zeigt, eine geringere Masse aufweist und gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Vibrationen oder Feuchtigkeit, weniger störanfällig ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem drahtlosen Datenbus nach Anspruch 1 und einem Verfahren zum Anordnen der Komponenten eines drahtlosen Datenbusses nach Anspruch 12 sowie einem Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Datenbusses nach Anspruch 13. Weitere Ausführungsformen des verbesserten Datenbusses und der vorgeschlagenen Verfahren sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die beschriebene Lehre beschreibt einen Datenbus, bei welchem die Teilnehmer inner halb des Datenbusses nicht über Kupferleitungen oder sonstigen Kabelleitungen miteinander kommunizieren. Die hierin offenbarte Lehre nutzt optische drahtlose Datenübertragung. Dadurch kann sowohl auf eine Draht- als auch auf eine Faserverbindung verzichtet werden. Bekannte optische drahtlose Datenübertragungen (optical wireless Communications - owe) basieren auf direkten Sichtkontakt (line of sight - LoS). Der vorgeschlagene drahtlose Datenbus nutzt neben einer direkten Kommunikation auch eine indirekte Kommunikation aus. Bei der indirekten Kommunikation wird der Effekt der Reflexion und Streuung von Strahlung an Oberflächen ausgenutzt, um die Strahlen gezielt zu den Teilnehmern, d.h. den elektrischen Komponenten eines Gerätes, zu leiten. Geräte wie beispielsweise Fahrzeuge, Flugzeuge, Drohnen, Schiff oder Roboter besitzen üblicherweise ein Gehäuse, welches die Komponenten umgibt. Um eine optische Kommunikation zwischen den Komponenten zu ermöglichen, werden Flächen des Gehäuses als Reflexions- bzw. Streuquelle genutzt, um ein Signal bzw. die mit dem Signal einhergehende Strahlung im Gehäuse zu verteilen. Vorliegend wird der Begriff „Signal“ synonym für „Strahlung“ verwendet und umgekehrt. Der vorgeschlagene drahtlose Datenbus kann mit bereits bestehenden Bus-Protokollen verwendet werden, so dass eine Implementierung des vorgeschlagenen drahtlosen Bussystems keiner Implementierung neuer Bus-Protokolle bedarf. Mit dem vorgeschlagenen drahtlosen Datenbus können Signale mittels ultraviolettem, sichtbarem oder nahinfrarotes Licht übertragen werden.

Vorschlagsgemäß umfasst der drahtlose Datenbus zum optischen Übertragen eines Signals eine Anzahl an Teilnehmern, zwischen denen das Signal zu übertragen ist, wobei jeder Teilnehmer einen Sender TX zum Senden des Signals und einen Empfänger RX zum Empfangen des Signals umfasst. Ferner umfasst der drahtlose Datenbus mindestens eine Fläche zum Umlenken des Signals oder eines Teiles des Signals. Vorschlagsgemäß ist die Anzahl der Teilnehmer derart zueinander und zu der mindestens einen Fläche angeordnet, dass eine direkte Kommunikation der Teilnehmer untereinander bei Aussenden und Empfangen eines Signals realisiert ist und/oder eine indirekte Kommunikation der Teilnehmer untereinander bei Aussenden und Empfangen eines Signals über ein Umlenken des Signals an der mindestens einen Fläche realisiert ist. Die Anzahl an Teilnehmern umfasst mindestens zwei oder mindestens drei Teilnehmer. Zur Ausnutzung des hierin verwendeten Prinzips der indirekten Kommunikation kombiniert mit der direkten Kommunikation sind mindestens zwei Teilnehmer ausreichend. Um eine Effizienz des vorgeschlagenen drahtlosen Datenbusses auszunutzen können mindestens drei oder mehr Teilnehmer über den drahtlosen Datenbus miteinander in Kommunikation stehen. Vorliegend bezieht sich der Begriff in „Kommunikation stehen“ auf den Austausch von Signalen, d.h. von Strahlung, die von einem Sender eines Teilnehmer ausgesendet wird. Die Teilnehmer weisen jeweils einen Empfänger RX und einen Sender TX auf, welche die drahtlose Kommunikation der Teilnehmer untereinander ermöglichen.

Die drahtlose Kommunikation ist eine optische Kommunikation, welche direkt sein kann, wenn sich der Sender TX eines Teilnehmers und der Empfänger eines anderen Teilneh mers einander gegenüber befinden, so dass ein direkter Signalaustausch möglich ist. Dies ist der Fall der direkten optischen Kommunikation oder einfach direkte Kommunikation. Die drahtlose Kommunikation kann auch eine indirekte optische Kommunikation sein, wenn sich der Sender TX eines Teilnehmers und der Empfänger RX eines anderen Teilnehmers nicht einander gegenüber befinden, so dass ein Signalaustausch nur indirekt über eine Reflexion oder Streuung des Signals an einer Fläche möglich ist. Dies ist der Fall der indirekten optischen Kommunikation oder einfach indirekte Kommunikation. Zur Ausnutzung der indirekten Kommunikation bedarf es einer Fläche oder auch mehrerer Flächen, an der das Signal reflektiert bzw. gestreut wird. Durch die Streuung bzw. die Reflexion kann ein Signal ausgehend von einem Sender TX eines Teilnehmers gezielt durch eine oder auch mehrere Reflexionen bzw. Streuungen zu einem Empfänger RX eines anderen Teilnehmer umgelenkt werden. Das Gehäuse eines Gerätes kann dabei als reflektierende oder streuende Fläche dienen, mittels welcher ein Signal gezielt umgelenkt werden kann. Hierbei kann der Abstrahlwinkel, unter welchen ein Signal ausgesendet wird, einen Einfluss auf die Umlenkung des Signals haben.

Ferner kann auch die Wellenlänge des Signals bzw. die Frequenz, unter welcher ein Signal emittiert wird, einen Einfluss auf die Umlenkung des Signals haben. In diesem Fall sind der Abstrahlwinkel und/oder die Frequenz des Signals bei der Umlenkung des Signals zu berücksichtigen. Die Berücksichtigung dieser beiden Effekte kann beispielsweise bedingen, dass der Abstrahlwinkel verändert sein muss/kann oder eine bestimmte Fläche aus einem bestimmten Material zur Umlenkung des Signals mehr von Vorteil als beispielsweise eine andere Fläche aus einem anderen Material sein kann. Mit dem vorge schlagenen drahtlosen Datenbus wird ein kostengünstiger und verbesserter Datenbus bereitgestellt. Der vorgeschlagene drahtlose Datenbus hat ein verringertes Gewicht, einen reduzierten Leistungsverlust und ist gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Vibrationen oder Feuchtigkeit, weniger störanfällig. Denn, beispielsweise, Zuverlässigkeitsprobleme an Steckverbindungen entfallen. Ferner kann mit dem vorgeschlagenen drahtlosen Datenbus die Übertragungsrate der Signale verbessert werden. Beispielsweise kann eine Übertragungsrate von mehreren Mbps, mehreren 10 Mbps, mehreren Hundert Mbps oder Gbps erreicht werden.

Bevorzugt ist der Sender eines Teilnehmers derart ausgerichtet, dass ein vom Sender ausgesendetes Signal auf die mindestens eine Fläche trifft und an der Fläche in Richtung eines Empfängers eines anderen Teilnehmers umgelenkt wird. In diesem Fall sind der Sender eines Teilnehmers und der Empfänger eines anderen Teilnehmers und die Fläche so zueinander ausgerichtet, dass eine Signalumlenkung, also eine indirekte Kommunikation, erfolgen kann. Es können eine oder mehrere Flächen zur Signalumlenkung vorgesehen sein. Durch die indirekte Kommunikation kann eine breite Signalverteilung erreicht werden, d.h. das Signal kann sich zum einen in einem großen Sichtfeld ausbreiten und zum anderen ermöglichen die Reflexionen bzw. Streuungen eine Ausbreitung in sonst abgeschattete Bereiche

Bevorzugt ist die Fläche zur Umlenkung des Signals ein zusammenhängendes Gehäuse, in welchem die Anzahl der Teilnehmer angeordnet ist, oder eine Vielzahl von nichtzusammenhängenden Flächenstücken oder ein Teilbereich einer Oberfläche eines Teilneh mers. Bevorzugt weisen die Flächen oder die Fläche eine Beschichtung auf, wie beispielsweise ein Metall wie Aluminium oder dergleichen, welches Reflexions- und Streueigenschaften aufweist. Ein Grundmaterial, auf welchem die Beschichtung auftragbar ist, ist i.d.R. durch das Gehäuse vergebenen. Das Gehäuse kann beispielsweise aus Kunststoff, oder Metall (Aluminium, Stahl, etc.) gebildet sein. Eine Materialzusammensetzung des Gehäuses kann jedoch die Kommunikation der Teilnehmer untereinander beeinflussen, d.h. für die Kommunikation wichtige Parameter können durch Beschichten des Gehäuses beeinflusst werden. Ein wichtiger Parameter ist beispielsweise die genaue Materialzu- sammensetzung, welche die Absorptionseigenschaften beeinflussen kann. Beispielsweise reflektiert weißer Kunststoff weißes Licht besser als schwarzer Kunststoff. Ähnliches kann für die Rauigkeit der Innenoberfläche gelten. Sowohl die Absorptions- /Reflexionseigenschaften können beeinflusst werden, indem die Innenseite des Gehäuses oder der Fläche beschichtet wird. Zusammenhängend kann vorliegend einteilig oder aus mehreren Flächenstücken, wobei benachbarte Flächenstücke sich berühren oder miteinander verbunden sind, bedeuten. Die Fläche kann durch das Gehäuse gegeben sein. Die Fläche kann auch aus dem Gehäuse und zusätzlich zu einer oder mehreren Flächen innerhalb des Gehäuses gegeben sein. Die Fläche könnte auch nicht aus dem Gehäuse, sondern nur aus, innerhalb des Gehäuses angeordneten, Flächen bestehen bzw. solche Flächen aufweisen. Die Fläche kann auch durch einen Teilbereich einer Oberfläche eines Teilnehmers gegeben sein. Beispielsweise kann ein Teilnehmer im Durchmesser wenige Zentimeter bis wenige Dezimeter sein. Die Fläche ist jedenfalls erforderlich, um eine indirekte Kommunikation zwischen den Teilnehmern zu erzeugen.

Bevorzugt ist die Fläche als diffuse Fläche, welche ein Signal in unterschiedliche Richtungen umlenkt, oder als glatte Fläche, oder als Fläche, welche das Signal mittels Totalreflexion lenkt, oder als Fläche, welche als Strahlteiler wirkt, ausgebildet. Ist die Fläche beispielsweise als diffuse Fläche ausgebildet, so kann ein Signal bei Auftreffen auf diese Fläche in unterschiedliche Richtungen umgelenkt werden. Durch Umlenkung eines Signal in unterschiedliche Richtungen kann das umzulenkende Signal in Richtung mehrerer unterschiedlicher Teilnehmer gelenkt werden, oder ein Teil des Signals kann auch in Richtung einer weiteren Fläche gelenkt werden, wo dieser Teil des Signales nochmals umgelenkt werden kann. Auf diffusen Flächen können folglich parallel eingehende Eingangsstrahlen in unterschiedlicher Richtungen gestreut bzw. reflektiert werden. Eine diffuse Fläche weist eine Rauigkeit auf. Der Grad der Streuung ist dabei von der Rauigkeit der Fläche abhängig. Der Rauheitsgrad stellt also einen Stellparameter dar, um den drahtlosen Datenbus in Bezug zu seinen Teilnehmern räumlich auszurichten. Weist die Fläche eine glatte Fläche auf, werden die einfallenden Strahlen gemäß dem Reflexionsgesetz umgelenkt. Hierbei sind der Einfallswinkel und der Ausfallswinkel gemessen zum Lot der glatten Oberfläche gleich. Unter Vernachlässigung von Absorptionsverlusten an der Fläche, kann dadurch das gesamte Signal in die gleiche Richtung gelenkt werden. Hierdurch kann das Signal hinsichtlich seinen Intensität vollständig in eine Richtung umgelenkt werden. Ist die Fläche beispielsweise als Strahlleiter in Form einer Wellenleiterstruktur ausgebildet, kann ein Signal in den Strahlleiter eingekoppelt werden und nahezu verlustfrei geleitet werden. Ein Strahlleiter kann genutzt werden, um größere Strecken oder um Hin- dernisse zu passieren. Der Strahlleiter kann im Gehäuse integriert sein. Der Strahlleiter bzw. die Wellenleiterstruktur nutzt zum Leiten des Signals den Effekt der Totalreflexion aus. Der Strahlleiter kann eine Glasfaser sein. Die Glasfaser kann an dem Gehäuse oder innerhalb eines Gehäusevolumens angeordnet sein und an dem Gehäuse befestigt sein. Der Strahlleiter kann auch ein Prisma sein, oder eine andere Oberfläche, welche zum Strahlleiten ausgebildet ist. Ist die Fläche beispielsweise als Strahlteiler ausgebildet, so kann sie beispielsweise aus einem transparenten Plättchen bestehen bzw. ein transparentes Plättchen aufweisen, welches an seinen Oberflächen aufgrund von Fresnel- Reflexionen das Signal in einen transmittierten und einen reflektierten Anteil auftrennt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Anzahl der Teilnehmer mindestens drei Teilnehmer. Die Teilnehmer sind in einer logischen Struktur, beispielsweise in einer beliebig geformten Netzstruktur, beispielsweise bestehend aus Dreiecken, Rechtecken, oder in einer Sterntopologie bzw. Dreiecke, Rechtecke oder eine Sterntopologie aufweisend, angeordnet. Die logische Struktur ist nicht auf die räumliche Anordnung der Teilnehmer zueinander beschränkt. Vielmehr bezieht sich der Begriff „logische Struktur“ darauf, dass die Teilnehmer im Netzwerk Nachbarn sind, d.h. dass sie untereinander ohne dritten Teilnehmer kommunizieren können. Der Querschnitt bezeichnet folglich die räumliche Anordnung der Teilnehmer, wenn der dreidimensionale Raum auf zwei Dimensionen abgebildet wird. Im dreidimensionalen Raum sind die Teilnehmer folglich in einer Pyramide, einem Quader oder einer beliebig gearteten Gitterstruktur angeordnet. Die Anordnung der Teilnehmer im Gehäuse kann durch das System, bspw. einem Fahrzeug, einem Fluggerät, einem Schiff oder einem Roboter, usw. vorgegeben sein.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stehen bei der Anordnung der Anzahl der Teilnehmerin in einer Sterntopologie die Teilnehmer über einen zentralen Knotenteilnehmer miteinander in Kommunikation und die Sterntopologie ist über Teilnehmerarme definiert, wobei in jedem Teilnehmerarm Teilnehmer zur Kommunikation untereinander zusammengefasst sind. Über die Teilnehmerarme können Signale in Richtung des Knotenteilnehmers oder von dem Knotenteilnehmer weg geleitet werden. Bei der Sterntopologie ist die Kommunikation auf die Teilnehmer in einem Teilnehmerarm und den Knotenteilnehmer beschränkt. Hierdurch kann die Leistung des drahtlosen Datenbusses verbessert werden, d.h. hinsichtlich Datenrate, Reichweite, Sensitivität und/oder Effizienz optimiert werden oder mindestens verbessert. Bevorzugt ist mindestens ein Teilnehmer eines Teilnehmerarmes dazu ausgebildet, mit dem Knotenteilnehmer zu kommunizieren, wobei der zur Kommunikation mit dem Knoten teilnehmer ausgebildete Teilnehmer der zum Knotenteilnehmer nächstgelegene oder ein entfernterer Teilnehmer des Teilnehmerarmes ist. Zur Optimierung der Leistung des drahtlosen Datenbusses kann ein Teilnehmer eine Teilnehmerarmes exklusiv ausgewählt sein, um mit dem Knotenteilnehmer zu kommunizieren. Hierdurch kann vermieden werden, dass mehrere Teilnehmer desselben Teilnehmerarmes gleichzeitig mit dem Knotenteilnehmer kommunizieren und diesen dadurch überlasten, was zu einer retardierten Signalweiterleitung beim Knotenteilnehmer führen könnte. Der Teilnehmer, welcher mit dem Knotenteilnehmer kommuniziert, kann der dem Knotenteilnehmer nächstgelegene Teilnehmer sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein anderer Teilnehmer, welcher vom Knotenteilnehmer entfernter gelegen ist, zur Kommunikation mit dem Knotenteilnehmer auserwählt ist. Beispielsweise kann ein Systemingenieur bestimmen, welcher Teilnehmer mit dem Knotenteilnehmer kommuniziert. Beispielsweise kann ein Teilnehmer sich weiter wegbefinden, der Teilnehmer kann dennoch eine gute Verbindung haben, weil eine direkte Verbindung zum Knotenteilnehmer hat. Ein Teilnehmer, der näher an dem Knotenteilnehmer positioniert ist, kann in dem Szenario beispielsweise hinter einer Ecke gelegen sein und kann deshalb trotz der geringen, räumlichen Distanz eine schlechtere Verbindung haben. Welcher Teilnehmer mit dem Knotenteilnehmer kommuniziert, kann abhängig von einer Verbindungqualität zum Knotenteilnehmer, oder einem Leistungsbudget der Knotenteilnehmer-nahen Teilnehmer bestimmt sein. Mit dem Begriff „Leistungsbudget“ eines Teilnehmers ist vorliegend eine Leistungsfähigkeit des Teilnehmers gemeint, welche darüber entscheidet, ob eine Kommunikation des gesamten Armes durch den Teilnehmer gewährleistet sein kann.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist bei der Anordnung der Anzahl der Teilnehmer in einer Netzstruktur jeder Teilnehmer mit den am nächsten benachbarten Teilnehmern zur Kommunikation untereinander ausgebildet. Ein Teilnehmer in der Netzstruktur ist zur Kommunikation mit einem oder mehreren direkten nächsten benachbarten Teilnehmern ausgebildet. Die Fläche des Gehäuse kann in diesem Fall zur Verbesserung der Signalübertragung zwischen direkten benachbarten Teilnehmern benutzt werden. Dies bedeutet, dass auch bei einer ausschließlichen Kommunikation direkt benachbarter Teilnehmer untereinander die indirekte Kommunikation einen Beitrag zur Signalweiterleitung leisten kann. Bevorzugt ist der drahtlose Datenbus derart ausgebildet, dass ein Teil des Signals auf eine Teilfläche eines Teilnehmers trifft, welche zur Umlenkung des Signals auf einen weiteren Teilnehmer oder auf die Fläche ausgebildet ist. Durch Ausbildung der einzelnen Teilnehmer mit einer Teilfläche, welche zur Umlenkung eines auftreffendes Signals geeignet ist, kann eine Signalabdeckung des drahtlosen Datenbusses weiter erhöht werden. Die Teilflächen unterschiedlicher Teilnehmer können unterschiedliche Charakteristiken aufweisen, d.h. eine unterschiedlich starke Rauigkeit oder auch eine glatte Teilfläche aufweisen. Die gewählte Charakteristik der Teilfläche eines Teilnehmers kann beispielsweise von der Anordnung dieses Teilnehmers in Relation zu den anderen Teilnehmern abhän- gen. Es ist auch denkbar, dass einzelne Teilnehmer gar keine Teilefläche zum Umlenken des Signals aufweisen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Übertragung des Signals digital, bei der jeder Teilnehmer ein eingehendes Signal zunächst speichert und es nach Ablauf eines Zeitintervalls weiterschickt. Ein Ablauf eines Zeitintervalls kann dabei nach einem zufälligen Muster erfolgen. Es ist auch denkbar, dass jedem Teilnehmer ein festes Zeitintervall vorgegeben ist, nach dessen Ablauf der Teilnehmer das empfangene Signal aktiv weiterleitet. Bei fest vorgegebenen Zeitintervallen könnte die Länge des abzulaufenden Zeitintervalls mit der Anordnungsposition eines Teilnehmers in der Anzahl der Teilnehmer, oder mit einer Priorität des empfangenen Signals, mit der Signallänge, oder mit der Gesamtanzahl aller beteiligten Teilnehmer korreliert sein. „Aktiv weiterleiten“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das empfangene Signal mittels des Senders des Teilnehmers wieder ausgesendet wird. Eine solche Funktion kann man im Englischen mit „störe and forward“ bezeichnen. Durch die „Speichern und Weiterleiten“- Funktion kann ein unnötiges Zirkulieren eines Signals zwischen den verschiedenen Teilnehmern der Anzahl an Teilnehmern vermieden oder zumindest reduziert werden. Ein Vermeiden von zirkulierenden Signalen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem die Teilnehmer die kürzlich empfangenen Signale speichern und bei Vergleich mit schon empfangenen Signalen eine Identität der Signale feststellen, welche dann nicht mehr aktiv weiterleitet werden. Ein Vergleichen kann über eine Datenverarbeitung in jedem Teilnehmer erfolgen.

Bevorzugt ist in einer zentralen Steuerung oder in jedem Teilnehmer eine Information hinterlegt, welcher nächstliegender Teilnehmer oder welcher Teilnehmer über welchen weite ren Teilnehmer zu erreichen ist. Die Information kann ein Auslesen einer Zieladresse umfassen. Die Information kann “einfach zu erreichende“ Signalpfade umfassen, welche zur Optimierung der Signalübertragung bzw. Signalweiterleitung beitragen können. Die einfach zu erreichende Signalpfade werden als ideale Pfade bezeichnet. Ein Weiterleiten des Signals kann beispielsweise ausgesetzt werden, wenn der Teilnehmer nicht auf dem idealen Pfad zum Zielteilnehmer liegt. Der ideale Pfad kann beispielsweise durch eine Look- up Tabelle ausfindig gemacht werden. Die Look-up Tabelle umfasst beispielsweise eine Übersicht der Netzanordnung. Die Information kann eine Prioritätenliste bzgl. der idealen Pfade zu den einfach zu erreichender Teilnehmer und/oder eine Signal-Priorität enthalten, gemäß welcher Signale mit höherer Priorität vorrangig weitergeleitet werden. Die Information kann fest vorgegeben sein, beispielsweise bei der Herstellung eines Gerätes mit einem drahtlosen Datenbus. Die fest vorgegebene Information kann beispielsweise in einer zentralen Steuerung hinterlegt sein. Es ist ferner möglich, dass jeder Teilnehmer eine Netzanordnung bei fortlaufender Verwendung des drahtlosen Datenbusses selbst erstellt. Beispielsweise kann ein Auffinden idealer Pfade durch jeden Teilnehmer erlernt werden. Hierfür kann in dem drahtlosen Datenbus eine „deep learning“-Funktion hinterlegt sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Lehre wird ein Verfahren zum Anordnen der Teilnehmer eines drahtlosen Datenbusses zum Übertragen eines Signales vorgeschlagen, wobei das Verfahren umfasst:

Anordnen einer Anzahl an Teilnehmern in einer Struktur, welche eine direkte und/oder eine indirekte Kommunikation der Teilnehmer untereinander zulässt; wobei jeder Teilnehmer einen Sender TX zum Senden des Signals und einen Empfänger RX zum Empfangen des Signals umfasst;

Anordnen mindestens einer Fläche zum Umlenken des Signals, welches von einem Teilnehmer ausgesendet wird und in Richtung mindestens eines anderen Teilnehmers um gelenkt wird.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Anordnen der Teilnehmer können die in Abhängigkeit der Anzahl an Teilnehmer, welche miteinander in optische Kommunikation stehen sollen, entsprechend in dem Gehäuse angeordnet werden, um eine optimierte Funktion des entsprechenden Gerätes zu erhalten. An dieser Stelle wird auf die möglichen Ausführungsformen der Vorrichtungsansprüche verwiesen. Es versteht sich von selbst, dass beim Verfahren zum Anordnen der Teilnehmer, welche die Komponenten eines Gerätes wiederspiegeln, diese derart angeordnet werden, dass im Resultat ein drahtloser Datenbus gemäß den Merkmalen der Vorrichtungsansprüche erhalten wird. Auf eine de- taillierte Ausführung des Verfahrens zum Anordnen der Teilnehmer wird an dieser Stelle verzichtet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Lehre wird ein Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Datenbusses zum optischen Übertragen eines Signals, wobei der drahtlose Datenbus eine Anzahl an Teilnehmern umfasst, zwischen denen das Signal zu übertragen ist, wobei jeder Teilnehmer einen Sender TX zum Senden des Signals und einen Empfänger RX zum Empfangen des Signals umfasst, wobei der drahtlose Datenbus mindestens eine Fläche zum Umlenken des Signals oder eines Teiles des Signals aufweist, wobei das Verfahren umfasst:

Aussenden eines Signals mittels des Senders eines Teilnehmers;

Empfangen des ausgesendeten Signals oder eines Teiles des ausgesendeten Signals direkt von einem Empfänger eines anderen Teilnehmers, und/oder

Aussenden des ausgesendeten Signals oder eines Teiles des ausgesendeten Signals zunächst auf die Fläche, und umlenken des ausgesendeten Signals in Richtung eines Empfängers eines anderen Teilnehmers, und Empfangen des ausgesendeten, umgelenkten Signals mittels des Empfängers des anderen Teilnehmers,

Verarbeiten des empfangenen Signals in dem anderen Teilnehmer.

Ein Verarbeiten kann ein Auswerten des Signals, ein Speichern und Weiterleiten umfassen. Ein Verarbeiten kann aber auch ein Auswerten mit dem Resultat einer gleichen Identität eines bereits zuvor weitergeleiteten Signals und daher keinem Weiterleiten des Signals umfassen. Es versteht sich, dass auch nur ein Teil des ausgesendeten Signals direkt auf einen Empfänger abgestrahlt werden kann (direkte Kommunikation) und ein anderer Teil des Signales in Richtung der Fläche gesendet wird, an welcher es dann umgelenkt wird (indirekte Kommunikation). An dieser Stelle wird bereits auf die Merkmale der Vorrichtungsansprüche verwiesen, welche genutzt werden können, um den drahtlosen Datenbus zu betreiben. Auf eine detaillierte Ausführung des Verfahrens zum Betreiben des drahtlosen Datenbusses wird an dieser Stelle verzichtet.

Bevorzug wird beim Verfahren zum Betreiben des drahtlosen Datenbusses bei Auftreffen des ausgesendeten Signals auf die Fläche das ausgesendete Signal in unterschiedliche Richtungen oder eine Richtung umgelenkt. Die Fläche kann diffus oder glatt ausgebildet sein, wie oben bereits beschrieben. Die Umlenkung des Signals oder auch eines Teiles des Signals kann ferner wellenlängenabhängig erfolgen.

Bevorzugt wird beim Verfahren zum Betreiben des drahtlosen Datenbusses ein Teil des Signals auf eine Fläche eines Teilnehmers geleitet, welche den Teil des Signals umlenkt. Es ist denkbar, dass ein Teilnehmer einen Teil des Signales aktiv über dessen Sender weiterleitet und einen anderen Teil des Signales über die Fläche des Teilnehmers in eine andere Richtung umlenkt. Ferner ist denkbar, dass ein Signal nur über die Fläche eines Teilnehmers umgelenkt wird oder nur aktiv über den Sender des Teilnehmer weitergeleitet wird. Dazu kann ein Teilnehmer entsprechend konfiguriert sein.

Bevorzugt werden beim Verfahren zum Betreiben des drahtlosen Datenbusses bestehende Bus-Protokolle verwendet werden. Bei dem vorgeschlagenen drahtlosen Datenbus müssen keine neuen Bus-Protokolle implementiert werden. Ein Umrüsten oder Erweitern eines Gerätes mit einem drahtlosen Datenbus kann daher durchgeführt werden.

Es versteht sich von selbst, dass zum Ausführen der Verfahren ein zuvor beschriebener drahtloser Datenbus verwendet werden kann bzw. verwendet wird. Auch auf die bereits erfolgte Beschreibung des drahtlosen Datenbusses wird an dieser Stelle Bezug genommen und wird nicht noch einmal in Verbindung mit dem Verfahren im Detail vollständig wiederholt.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Lehre werden nachfolgend im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren beschrieben. Es versteht sich von selbst, dass die beschriebenen Ausführungsformen den Umfang der hierin beschriebenen Lehre nicht limitieren. Es zeigen:

Fig. 1a einen drahtlosen Datenbus, mit welchem das Prinzip einer direkten und einer indirekten Kommunikation veranschaulicht ist;

Fig. 1b einen schematischen Verlauf des Strahlenganges in einem drahtlosen Datenbus mit mehreren Teilnehmern; Fig. 2 einen schematischen Verlauf des Strahlenganges bei Auftreffen eines Signals auf einer glatten Fläche (Fig. 2a), auf einer diffusen Fläche (Fig. 2b), in einem Strahlleiter (Fig. 2c) und auf einen Strahlteiler (Fig. 2d) ;

Fig. 3 einen drahtlosen Datenbus, bei dem die Teilnehmer in einer Sterntopologie um einen Knotenteilnehmer angeordnet sind;

Fig. 4a einen drahtlosen Datenbus, bei dem die Teilnehmer in einer Netzstruktur angeordnet sind;

Fig. 4b einen drahtlosen Datenbus, bei dem die Teilnehmer in einer Netzstruktur angeordnet sind;

Fig. 5 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Anordnen der Teilnehmer eines drahtlosen Datenbusses; und

Fig. 6 ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betreiben eines drahtlosen Datenbusses.

Das Prinzip der hierin offenbarten Lehre wird anhand möglicher Ausführungsbeispiele nachfolgend näher verdeutlicht, wobei die ausführliche Beschreibung einzelner Ausführungsbeispiele keine Beschränkung der hierin beschriebenen Lehre darstellt. Die Lehre zum drahtlosen Datenbus ist ferner prinzipiell auf eine Vielzahl von Geräten oder auch Techniken, wie beispielsweise in der Gebäudetechnik, anwendbar, sofern eine Vielzahl elektrische Komponenten miteinander kommunikativ zu verschalten ist. Der Begriff Kommunikation bezieht dich in der vorliegenden Anmeldung auf den Austausch von Signalen.

Fig. 1a zeigt einen drahtlosen Datenbus 100, mit welchem das Prinzip einer direkten Kommunikation 125 und einer indirekten Kommunikation 126a, 126b veranschaulicht ist. Der drahtlose Datenbus 100 umfasst ein Gehäuse 110, in welchem zwei Teilnehmer 120a und 120b angeordnet sind. Die Teilnehmer 120a, 120b sind beispielsweise elektrisch betriebene Komponenten eines Gerätes oder eines Systems, wie beispielsweise einer Flugdrohne. Die Teilnehmer 120a, 120b weisen unter anderem Transceiver 121a und 121b auf, wobei jeder der Transceiver 121a und 121b einen Empfänger RX und einen Sender TX umfasst. Bei einer direkten Kommunikation 125 der Teilnehmer 120a, 120b untereinander sendet, wie in Fig. 1a gezeigt, der der Sender TX des ersten Teilnehmers 120a ein Signal direkt in Richtung des Empfängers RX des zweiten Teilnehmers 120b. Bei einer indirektem Kommunikation zwischen den Teilnehmern 120a und 120b, wie ebenfalls in Fig. 1a gezeigt, sendet der Sender TX des ersten Teilnehmers 120a ein Signal 126a in Richtung einer Fläche 130 des Gehäuses 110, an welcher das Signal in Richtung des Empfängers RX des zweiten Teilnehmer 120b umgelenkt wird. Das Signal vom Sender TX des ersten Teilnehmers 120 umfasst folglich ein Signalanteil, welche der direkten Kommunikation 125 dient, und Strahlen, welche der indirekten Kommunikation 126a, 126b dienen. Das in Fig. 1a gezeigte Gehäuse 110 umfasst eine zusammenhängende Fläche 130, d.h. eine Innenwandung des Gehäuses 110 ist als Fläche 130 ausgebildet und umgibt die Teilnehmer 120a, 120b . Das Gehäuse 110 bzw. die Fläche 130 schließt ein Volumen 160 ein, in welchem Signale gesendet und empfangen werden.

Fig. 1b zeigt einen weiteren drahtlosen Datenbus 100 mit Gehäuse 110, welches ein Volumen 160 einschließt. In dem Volumen 160 sind vier Teilnehmer 120a, 120b, 120c, 120d angeordnet. Jeder Bus-Teilnehmer 120a, 120b, 120c, 120d ist dabei mit einem optischen Transceiver 121a, 121b, 121c, 121 d ausgestattet, welcher jeweils optische Signale senden mittels Sender TX und Empfänger RX empfangen kann. Wie im Beispiel der Fig. 1b gezeigt ist, sind die Sender TX und Empfänger RX so ausgerichtet, dass sie auf ein Gehäuseteil 110 oder eine andere im Gehäuse inbegriffene Fläche 130 gerichtet sind und die Sender folglich in Richtung der Fläche 130 strahlen. Der Gehäuseteil 110 oder die Fläche 130, 140a, 150b, 140b reflektiert und/oder streut dabei das einfallen Licht so, dass es sich in Richtung der übrigen Teilnehmer ausbreitet. Vorliegend wird statt reflektieren und/oder streuen auch der Begriff umlenken verwendet, welcher sowohl ein Reflektieren als auch ein Streuen von Strahlung umfasst. Wie in Fig. 1b gezeigt ist, wird durch Streuung bzw. Reflexion eine breite Signalverteilung erreicht, welche das ganze Volumen 160 ausfüllen kann.

Die Gehäuseform und damit das Gehäuse 110 wird von einem jeweiligen Gerät vorgegeben. Das gezeigte Gehäuse 110 in Fig. 1a, 1b ist somit nur schematisch angedeutet. Bei Bedarf können jedoch im Inneren Anpassungen vorgenommenen werden, um den Strahlengang bzw. die Leistungsverteilung im Volumen 160 vorteilhaft zu beeinflussen.

Die Darstellung in der Fig. 1b zeigt einen möglichen Strahlenverlauf, in welchem Teilnehmer 120a ein optisches Signal 122 aussendet. Die Gehäuseinnenwand ist beispielsweise als diffuse Fläche 130 ausgebildet und lenkt das optische Signal 122 beim Auftreffen auf eine erste Teilfläche 130 in unterschiedliche Richtungen 131. Ein Teil der Strahlen 132a, 132b trifft beispielsweise in der Nähe eines weiteren Teilnehmers 120b, 120d auf eine weitere Fläche 140a, 140b. An dieser werden die optischen Teilstrahlen 132a, 132b erneut gestreut und es entstehen weitere Teilstrahlen 141a, 141b, wobei ein Teil dieser Strahlen 143a einen ersten Teilnehmer 120b, 120d trifft. Andere Teilstrahlen 142 breiten sich in Richtung weiterer Teilnehmer 120c aus. Über erneute Streuung 150a, 150b an einer Teilfläche der Fläche 130 werden weitere Teilnehmer 120c erreicht. Der Teilnehmer 120c wird sowohl über die Teilstrahlen 152a als auch über die Strahlen 152b erreicht. Gleichzeitig kann das Signal über die Teilstrahlen 151a, 151b weitergetragen werden.

Die Abdeckung der Datenübertragung kann gegebenenfalls durch die Form oder die Größe des Gehäuses limitiert sein, so dass nicht alle Teilnehmer bzw. Empfänger erreicht werden können. Dadurch kann es notwendig sein, das Gehäuse geringfügig anzupassen, indem zusätzliche Flächen 130 und/oder zusätzliche Wellenleiterstrukturen in dem Gehäuse angeordnet werden. Fig. 1b zeigt ein Beispiel einer auf indirekter Kommunikation basierender Kommunikation der Teilnehmer untereinander, d.h. Fig. 1b zeigt nur eine Signalumlenkung an der Gehäuseinnenwand, welche die Fläche 130 umfasst. Durch die indirekte optische Kommunikation wird eine sehr gute Abdeckung erreicht.

Die in Fig. 1b gezeigte Anordnung zeigt eine vollständige Verknüpfung der Teilnehmer, d.h. jeder Teilnehmer ist mit jedem anderen Teilnehmer mittels indirekter Kommunikation ohne dritten Teilnehmer verbunden. Alternativ kann es auch möglich sein, dass jeder Teilnehmer nur mit seinen direkten Nachbarn kommuniziert, mittels direkter und/oder indirekter Kommunikation. Empfängt ein Teilnehmer ein optisches Signal eines seiner Nachbarn, wird er dieses selbst weiterverbreiten, d.h. aktiv wieder aussenden. Die Teilnehmer arbeiten, wenn Sie nicht selbst ein Signal verbreiten, also als Wiederholungsglied (Repeater). Auf diese Weise kann entweder die Abdeckung eines optischen Busses stark vergrößert werden oder die notwendige optische Leistung zur Übertragung reduziert werden. Es ist ferner denkbar, dass ein Teilnehmer eine Teilfläche 130 auf weist, welche zum Umlenken ausgebildet ist. Trifft ein Teil des Signales somit auf eine Teilfläche 130 eines Teilnehmers kann dieser Teil des Signals durch die Fläche 130 des Teilnehmers in eine andere Richtung umgelenkt werden.

Fig. 2a bis 2d zeigt Möglichkeiten, das Licht im Gehäuse zu transportieren. Fig. 2a zeigt ein Gehäuse 210 mit, insbesondere spiegelnd, glatter Oberfläche 213. Die einfallenden Strahlen 211 werden nach dem Reflexionsgesetz umgelenkt, so das umgelenkte Strahlen 212 die Oberfläche 213 verlassen. Einfallswinkel und Ausfallswinkel sind, gemessen zum Lot der glatten Oberfläche 213, gleich. Dadurch kann das gesamte Signal in die gleiche Richtung gelenkt werden. Das bedeutet, dass parallel verlaufende Einfallsstrahlen die Oberfläche 213 wieder parallel verlaufend verlassen.

Fig. 2b zeigt ein Gehäuse 220 mit einer rauen Oberfläche 223. Hierdurch werden die parallelen Eingangsstrahlen 221 reflektiert und gestreut, so dass der Ausgangsstrahl 222 diffus ist. Auch hier gilt, dass Einfallswinkel und Ausfallswinkel, gemessen zum Lot des Auftreffpunkts an der rauen Oberfläche 223, gleich sind. Da jedoch wegen der Rauigkeit der Oberfläche die eintreffenden Strahlen jeweils ein unterschiedliches Lot fällen, entsteht in der Überlagerung aller umgelenkter Strahlen ein diffuser Ausgangsstrahl 222. Der Grad der Streuung ist daher von der Rauigkeit der Oberfläche 223 abhängig. Über den Rauheitsgrad der Fläche 223 kann daher der Streuungsgrad des Ausgangsstrahls 222 verändert werden.

Fig. 2c zeigt ein Gehäuse 230 mit einem integrierten, auf Totalreflexion beruhenden Strahlleiter, d.h. eine Wellenleiterstruktur 231. Ähnlich einer Glasfaser kann das optische Signal 232 in die Wellenleiterstruktur 231 eingekoppelt werden. Das Signal 232 kann in der Wellenleiterstruktur 231 größere Strecken nahezu verlustfrei geleitet werden und zum Passieren von Hindernisse eingesetzt werden. Die Wellenleiterstruktur 231 ist zusätzlich zu einer umlenkenden Fläche 130, 213, 223 in dem Gehäuse bzw. an dem Gehäuse 110, 2120, 220, 230 angeordnet.

Fig. 2d zeigt ein Gehäuse 240 mit einem Strahlteiler, der bspw. als einfaches, transparentes Plättchen 236 ausgeführt ist. Das einfallende Signal 232 wird bspw. auf Grund von Fresnel-Reflexionen an dessen Oberflächen in einen reflektierten Teil 234 und einen transmittierten Anteil 235 aufgetrennt. Das Teilungsverhältnis des Signals hängt vom Einfallswinkel, Brechungsindex und möglichen Beschichtungen ab.

Nachfolgend sind schematisch in den Fig. 3, 4a und 4b verschiedene mögliche Anordnungen der Teilnehmer in einem Gehäuse 110 gezeigt. Die in den Figuren gezeigten Anordnungen begrenzen die Vielfalt der möglichen Anordnungen jedoch nicht. Ferner sind die gezeigten Anordnungstopologien der Teilnehmer in diesen Figuren logisch zu verstehen: Dies bedeutet, dass die dargestellten Teilnehmer im Netzwerk Nachbarn sind. Das umfasst jedoch nicht zwingend, dass sie räumlich genauso angeordnet sind. Fig. 3 zeigt einen drahtlosen Datenbus 100 mit einer Sterntopologie 300, bei welcher alle Teilnehmer 120 über einen zentralen Knotentransceiver 320 miteinander kommunikativ in Verbindung stehen. An der Fläche 110 können Signale beliebig umgelenkt werden, so dass zwischen den Teilnehmern 120 eines Armes 330 eine indirekte und eine direkte Kommunikation erfolgen kann. Die Teilnehmer 120 können hierbei in Teilnehmerarme 330 zusammengefasst sein. Die Teilnehmerarme 330 sind durch den Knotentransceiver 320 miteinander verbunden. Der Knotentransceiver umfasst mindesten einen Sender TX und mindestens einen Empfänger RX. Es ist auch denkbar, dass der Knotenteilnehmer mehrere Knotentransceiver umfasst, welche von einer Steuereinheit gesteuert werden. So kann beispielsweise jedem Arm jeweils ein Kontentransceiver zugewiesen sein, welchem beispielsweise entlang einer Vorzugsrichtung ausgerichtet ist, oder sich durch andere Merkmale wie beispielsweise eine anderen Kommunikationswellenlänge, Trägerfrequenz oder Leitungskodierung auszeichnet. Die Teilnehmer eines Arms 330 kommunizieren untereinander, was mit dem Doppelpfeil 310 angedeutet ist. Die Kommunikation 310 untereinander erfolgt, um Signale in Richtung des Knotens 320 oder von ihm weg zuleiten. Mindestens ein Teilnehmer 120 jedes Teilnehmerarmes 330 kommuniziert 311 mit dem Knoten 320. Dabei kann dieser Teilnehmer am räumlich nächsten zu dem Knotentransceiver 320 angeordnet sein oder weiter entfernt zu dem Knotentransceiver 320 angeordnet sein, wie die Verbindung 311 in Fig. 3 verdeutlicht.

Fig. 4a zeigt einen drahtlosen Datenbus 100 mit einer Netzstruktur 400a oder auch Netz- Topologie (Mesh), in welcher jeder Teilnehmer 120 nur seine direkten Nachbarn mittels direkter oder indirekter Kommunikation erreicht. Dabei kann ein Teilnehmer nur einen Teilnehmer, oder zwei oder mehr direkt benachbarte Teilnehmer erreichen. Würde das Signal ungeprüft weitergeleitet werden, würde ein Signal immer wieder wiederholt und unendlich zwischen den Teilnehmern weitergeleitet. Es zirkuliert zwischen den Teilnehmern 120. Die Zirkulation ist durch Rundpfeil 410 in Fig. 4a angedeutet. Dieser Umstand würde jede Übertragung unmöglich machen. Eine einfache Wiederholung auf analogen Weg wäre in diesem Fall nicht möglich. Die erste übertragene Eins (high) würde das komplette Netz dauerhaft auf Eins setzen. Daher kann in diesem Fall die Übertragung auf digitalem Weg erfolgen. Auf dem digitalen Weg empfängt jeder Teilnehmer 120 ein eingehendes Signal speichert es und sendet es anschließend, insbesondere bevorzugt nach einer zufälligen Zeit, weiter (störe and forward). Das Zirkulieren 410 des Signals kann verhindert werden, indem die Teilnehmer 120 die kürzlich empfangenen Pakete in einem Speicher sammeln und eine entsprechende Weiterleitung ggf. dann nicht oder später ausführen. Ein nicht-Ausführen der Weiterleitung eines Signals kann beispielsweise dann erfolgen, wenn ein empfangenes Signal mit einem bereits zuvor empfangenen Signal übereinstimmt. Diese Signalausbreitung wird auch als Flooding-Betrieb („Überfluten“) bezeichnet. Es entsteht eine gewisse Latenz des Signals bzgl. seine Laufzeit. Diese kann reduziert werden, indem die Teilnehmer 120 eine Karte erstellen, welcher Teilnehmer am einfachsten über welche anderen Teilnehmer erreichbar ist. Die Karte umfasst dann ideale Pfade zwischen den Teilnehmern 120. Dadurch lässt sich die Latenz und die Auslastung des Netzwerkes reduzieren.

Fig. 4b zeigt einen drahtlosen Datenbus 100 mit einer anderen Netzstruktur 400b. In dieser weiteren Netzstruktur können die Teilnehmer 120 nur die direkt nächsten und übernächsten Teilnehmer mittel direkter und indirekter Kommunikation erreichen. Eine Signalübertragung auf digitalem Weg ist auch bei der weiteren Netzstruktur 400b von Vorteil. Sowohl in Fig. 4a als auch in Fig. 4b wird die indirekte Kommunikation über die Fläche 110 des Gehäuses ermöglicht. Ferner sind die Netzstrukturen in Fig. 4a und Fig. 4b in zwei Dimensionen 2D gezeigt, können jedoch in 3D umgesetzt sein. Darüber hinaus sind die Netzstrukturen nicht auf die in Fig. 4a und 4 b gezeigten Netzstrukturen beschränkt. Vielmehr ist es möglich, die Teilnehmer in jeder anderen beliebigen Netzstruktur anzuordnen. Als Grundlage für eine andere Netzstruktur können beispielsweise Gitterstrukturen, wie aus der Kristallographie bekannt, dienen oder Strukturen anderer geometrischer Kör per. Wie oben bereits beschrieben, bezieht sich die dargestellte Struktur bevorzugt auf eine logische Struktur des Netzwerkes und nicht unbedingt auf eine räumliche Anordnung der Teilnehmer. Eine räumliche Anordnung der Teilnehmer ist im Wesentlichen durch das System, beispielsweise einer Drohne etc., welches mit dem vorgeschlagenen Datenbus ausgerüstet ist, vorgegeben.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Anordnen der Teilnehmer eines drahtlosen Datenbusses 510. In einem Schritt 520 umfasst das Verfahren ein Anordnen einer Anzahl an Teilnehmern, insbesondere in einem Gehäuse, mit einer Struktur, welche eine direkte und/oder eine indirekte Kommunikation der Teilnehmer untereinander zulässt; wobei jeder Teilnehmer einen Sender TX zum Senden des Signals und einen Empfänger RX zum Empfangen des Signals umfasst. Beim Anordnen der Teilnehmer in der Struktur in einem Gehäuse können die Teilnehmer derart angeordnet werden, dass alle Teilnehmer miteinander kommunizieren können oder dass nur direkte nächste benachbarte oder übernächste benachbarte Teilnehmer miteinander kommunizieren können. Das Gehäuse weist dabei jeweils eine Fläche zum Umlenken der Signal auf. Eine direkte und eine indirekte Kommunikation werden jeweils ermöglicht. Denn in einem Schritt 530 umfasst das Verfahren ein Anordnen mindestens einer Fläche zum Umlenken des Signals oder eines Teils des Signals, welches von einem Teilnehmer ausgesendet wird und in Richtung mindestens eines anderen Teilnehmers umgelenkt wird. Das Verfahren zum Anordnen kann ferner weitere Schritte aufweisen, welche aus den Merkmalen der in den Figuren 1a bis 4b gezeigten Merkmalen resultieren.

Fig. 6 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Betreiben eines drahtlosen Datenbusses zum optischen Übertragen eines Signals in Schritt 610, wobei der drahtlose Datenbus eine Anzahl an Teilnehmern umfasst, zwischen denen das Signal zu übertragen ist, wobei jeder Teilnehmer einen Sender TX zum Senden des Signals und einen Empfänger RX zum Empfangen des Signals umfasst, wobei der drahtlose Datenbus mindestens eine Fläche zum Umlenken des Signals oder eines Teils des Signals aufweist. In Schritt 620 umfasst das Verfahren zum Betreiben ein Aussenden eines Signals mittels des Senders eines Teilnehmers. In Schritt 630 umfasst das Verfahren ein Empfangen des ausgesendeten Signals direkt von einem Empfänger eines anderen Teilnehmers. Alternative oder zusätzlich umfasst das Verfahren in Schritt 640 ein Aussenden des ausgesendeten Signals zunächst auf die Fläche, und Umlenken des ausgesendeten Signals in Richtung eines Empfängers eines anderen Teilnehmer, und Empfangen des ausgesendeten umgelenkten Signals mittels dem Empfänger des anderen Teilnehmers. Es versteht sich das vorliegend mit Signal auch nur ein Teil des Signales gemeint sein kann. Das Aussenden auf die Fläche kann dazu führen, dass das Signal diffus gestreut oder gerichtet reflektiert wird. Ferner kann die Umlenkung des Signals durch die Fläche in Abhängigkeit der Wellenlänge bzw. der Frequenz des Signals erfolgen. In Schritt 650 erfolgt ein Verarbeiten des empfangenen Signals in dem anderen Teilnehmer. Das Verarbeiten des Signale kann durch Weiterleiten des Signales gemäß einem fest bestimmten oder zufälligen Zeitmuster oder einer Prioritätsreihenfolge erfolgen. Beim Umlenken, Weiterleiten und Verarbeiten der Signale können bestehende Bus-Protokolle verwendet werden.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwen- düng eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.

In der vorhergehenden detaillierten Beschreibung wurden teilweise verschiedene Merkmale in Beispielen zusammen gruppiert, um die Offenbarung zu rationalisieren. Diese Art der Offenbarung soll nicht als die Absicht interpretiert werden, dass die beanspruchten Beispiele mehr Merkmale aufweisen als ausdrücklich in jedem Anspruch angegeben sind. Vielmehr kann, wie die folgenden Ansprüche wiedergeben, der Gegenstand in weniger als allen Merkmalen eines einzelnen offenbarten Beispiels liegen. Folglich werden die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann. Während jeder Anspruch als ein eigenes separates Beispiel stehen kann, sei angemerkt, dass, obwohl sich abhängige Ansprüche in den Ansprüchen auf eine spezifische Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen zurückbeziehen, andere Beispiele auch eine Kombination von abhängigen Ansprüchen mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen Anspruchs oder einer Kombination jedes Merkmals mit anderen abhängigen oder unabhängigen Ansprüchen umfassen. Solche Kombinationen seien umfasst, es sei denn es ist ausgeführt, dass eine spezifische Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner ist beabsichtigt, dass auch eine Kombination von Merkmalen eines Anspruchs mit jedem anderen unabhängigen Anspruch umfasst ist, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch ist.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software oder zumindest teilweise in Hardware oder zumindest teilweise in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer BluRay Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschi- nen-lesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger oder das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise greifbar und/oder nicht flüchtig.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.