Netzwerkprotokoll im kleinen Maßstab

[Technipion]

Hey danke für die Antworten,
ich meinte natürlich nicht, direkt die Antennen an die Pins anzuschließen, sondern eine externe Sende- und Empfangsschaltung. Aber die Funkmodule die markusj vorgeschlagen hat funktionieren doch auch irgendwie. Wie stellen die eine fehlerfrei Bitübertragung her? Das könnte man doch dann in den Übertragunsalgorithmus integrieren...
Das Token-Ring-Verfahren klingt auch nicht schlecht, allerdings ist mein Vorschlag von oben ja fast das gleiche, nur das ich damit in jedem Zyklus jeden beliebigen Zugriffspunkt ansteuern könnte.
Und das 2 bis 3 Wochenenden optimistisch sind weiß ich auch, ich besitze was so etwas angeht aber auch viel Ehrgeiz
Ich denke ich werde mich jetzt erst einmal an den Code und die Übertragungsmodule (vorerst ein einfacher Draht, danach erst Funk) setzen, und wenn ich fertig oder gescheitert bin mein Ergebnis hier posten.
Ich danke euch allen schon mal für die Antworten und falls ich während des Bauens noch Fragen habe melde ich mich einfach wieder.
Danke
Gruß Technipion

[markusj]

@Token-Ring: Don't! Funk ist ein unzuverlässiges Medium, es macht mit Garantie einen Heidenspaß verlorenen Tokens hinterherzujagen ... Über Funk haben sich simple konkurrierende Zugriffsverfahren wie CSMA bewährt.

@Fehlerfreie Funkmodule: Gar nicht. Du schiebst Bytes in den Sendepuffer, das Funkmodul sendet diese in den Äther und auf der Gegenseite empfängt ein Funkmodul meistens etwas, das eine hohe Ähnlichkeit mit dem hat, was ursprünglich Mal gesendet wurde. Die einfachen Funkmodule nehmen dir nur die Synchronisation und die eigentliche Datenübertragung ab (Schicht 1). Den Medienzugriff, Fehlererkennung und Behandlung musst du selbst implementieren. Und das ist schon mehr als genug.

mfG
Markus

PS: Das mit den Datenverlusten ist leicht übertrieben dargestellt. Oft geht alles gut, selten gehen Übertragungen ganz verloren oder es gibt Bitmüll. Da du aber eine zuverlässige Übertragung haben möchtest, solltest du vom schlimmsten ausgehen

PPS: Wenn du erst über Draht arbeitest: Plane von vornherein eine Abstraktion zwischen deinem Protokoll und dem Treiber für Schicht 1. Sonst musst du später alles Umstricken und Teufels Küche weil du Fehler nicht findest die durch die Modifikationen verursachst oder zutage förderst.

[ikarus_177]

@markusj: ist in diesem Fall überhaupt ein Zugriffsverfahren wie CSMA notwendig? Wie Technipion in seinem ersten Beitrag schreibt, hat er eine Hauptrecheneinheit (setze ich mal mit "Master" gleich) und mehrere "Slaves". Wenn nun der Master ein Telegramm per "Broadcast" aussendet (alle Slaves können ja die drahtlos übermittelte Information empfangen) und in dem Telegramm Fehlererkennungsinformationen (etwa CRC) mit drinstecken - wäre das nicht doch auch ausreichend?

Der Slave könnte ja dann das Paket ACKnowledgen und ggf. Daten zurücksenden.

Ich habe mal ein ähnliches Protokoll für ein halbduplex RS485 implementiert - wäre das nicht rein aus der Sicht des ATMega eine äquivalente Situation zu der hier dargestellten Funklösung (Single-Master, logischer Bus, ...)?

[markusj]

Naja, theoretisch könnte man für Rückantworten einfach einen Zeitslot nach Senden des Paketes von der Master-Einheit reservieren, dann braucht man das nicht. Sollen dann aber einzelne Module selbst Ereignisse an den Master senden, muss dieser dann ständig die entsprechenden Module abfragen.

Vieles ist auch eine Geschmackssache, wenn ich so etwas entwerfe, plane ich es oft im Hinblick auf eine Wiederverwendbarkeit bei anderen Projekten. Das macht beim ersten Mal etwas mehr Arbeit, dafür hat man danach dann aber Bibliotheken die für viele andere Anwendungsfälle ebenfalls eingesetzt werden können.

mfG
Markus

[Technipion]

Hey Leute,
zuerst nochmal danke für eure Antworten.
Ich konnte gestern Abend noch etwas herumrechnen und ein kleines Simulationsprogramm schreiben. Dabei ist mir aufgefallen, dass die Wahrscheinlichkeit ein intaktes Paket zu erhalten nahezu exponentiell abnimmt. Deswegen habe ich mir noch einmal zwei kleine Änderungen überlegt wie ich eine einwandfreiere Fehlererkennung hinbekomme.
Die erste Änderung ist, dass ich in dem Header des Paketes noch einen Pakettyp einfüge, einfach nur weil es in den meisten Netzwerkprotokollen enthalten ist, und das Netzwerk ausbaufähig macht.
Die zweite Änderung ist ein Verfahren, welches ich mir überlegt habe nachdem ich bei der NASA einen ähnlichen Algorithmus gefunden hatte.
Da ich f1 und f2 (f = Frequenz) kenne, kann ich folgendes machen:
Wenn das Paket nach dem x-ten mal nicht ankam, wird noch ein Versuch unternommen. Das Paket wird gesendet/empfangen und das empfangene Signal wird mit einer FFT (Fast Fourier Transformation) in ein Spektrum transformiert. In dem Spektrum sieht man dann alle auftretenden Störgeräusche, und natürlich die Ursprungsfrequenz f1. Dann werden alle Teile entfernt, deren Spektrum nicht etwa f1 entspricht. Es wird Rücktransformiert und das Signal wird neu ausgewertet. Wenn das immer noch nicht funktioniert, wird erst abgebrochen.

Wie findet ihr die Idee? Rein mathematisch müsste das doch schon nahe an den professionellen Geräten liegen, oder? Ich meine irgendwie müssen die ja auch mit den wenigen Ausgangsdaten einen funktionierenden Stream erzeugen...

Danke schonmal
Gruß Technipion

[markusj]

Vergiss die beiden Frequenzen. An Layer 1 kommst du normalerweise nur ran, wenn du das Funkzeug selbst aufbaust. Alleine schon aus rechtlichen Gründen würde ich an deiner Stelle davon die Finger weglassen. (Evtl. kann ein Funkamateur dazu ja mehr sagen)
Auf Schicht 2 hast du im Grunde zwei Möglichkeiten: Fehlererkennung und Fehlerkorrektur. Oft wird beides zusammen eingesetzt. Für die Fehlererkennung nimmt man eine Prüfsumme wie CRC, für die Fehlerkorrektur kommen Kanalcodierungen wie Hamming-Codes zum Einsatz.

mfG
Markus

[ikarus_177]

@Technipion: rein theoretisch würde das mit dem Spektrum filtern natürlich funktionieren - vom rechnerischen Aufwand mal abgesehen.
Wie hast du das Simulationsprogramm aufgezogen? Kannst du da vielleicht ein bisschen mehr dazu schreiben? Würde mich interessieren!

Danke dir!