介绍
控制器局域网（CAN）协议是通信行业中最先进、最突出的汽车总线协议之一。虽然最初仅用于汽车应用，但由于其高性能和优越的特性，目前它也被部署在许多其他工业应用中（Lawrenz，1997）。研究成本效益高的解决方案以克服威胁性的复杂性，例如汽车或工厂的线束，似乎是此类应用中的一个关键点。因此，CAN有望在正在进行的工业项目中受到许多研究人员的关注。
CAN是一种基于争用的串行通信协议，用于支持分布式实时控制和多路复用。基于CAN的分布式控制系统通常有两个主要问题，即分布式区域的大小以及与其他LAN和远程CAN段通信的需要。CAN总线的物理长度限制为2 以20公里的速度行驶 kbit/s，但可以是50 m，最大速度为1 Mbit/s和100 500米 kbit/s（Robert Bosch GmbH，1991）。这些限制要求使用一个以上的CAN段。迄今为止，许多研究都集中在这个问题上，并提出了各种解决方案（Ekiz等人，1996a，Ekiz等，1996b；Eltze，1997；Tenruh等人，1999，Tenruh等人，2000）。工业应用、自动化系统和军事应用中的远程CAN节点可能需要相互通信或进行集中管理，以实现多种目的，例如交换时间关键型信息。
在现代工业工厂中使用CAN网络，以及其对分布式控制系统的物理总线限制不足，导致需要在CAN网络之间以及CAN与其他主要公共/专用网络之间进行互联。这种拓扑解决方案的主要障碍是，为了在两个未直接连接的特定CAN网络之间传输信息，必须跨越多个CAN网络。由于Ekiz等人，1996a，Ekiz等，1996b Eltze（1997）和Tenruh等人，1999，Tenruh等人，2000）指出仅在局部克服距离限制，因此他们并没有为上述问题提供准确的解决方案。使用具有大量带宽的主干网（例如ATM）来互连CAN网络（或现场总线）是克服此问题的解决方案之一（Ozcelik等人，2002年，Ozcelick等人，2001年；Stipidis等人，1998年；Kunert和Zitterbart，1997年；Ozcelek和Ekiz，2004年）。在一些工业场景中，部署传统有线主干网以提供这些类型的所需互连功能可能会有一定的困难。例如，当现有工厂的电缆敷设非常困难时，需要安装新的通信系统。此外，在其他一些情况下，有线主干解决方案可能无法用于远距离，例如高速公路或城市内的交通流管理。在这种情况下，每个交通信号系统都使用一个CAN段来互连本地执行器和传感器。另一个例子是，在一个集成工厂中，几个机器人在一个或多个监控系统的控制下工作，每个机器人可能有多个CAN现场总线连接本地传感器。因此，这些CAN网络显然不能使用传统的有线骨干系统进行互连。在这种环境中，有一个无线骨干网来互连CAN段将是非常有价值的。这是这项研究工作背后的主要动机之一。Erturk，2002年，Erturk年，2003年，Ertuk年，2005年，Bayilmis等人，2004年，Baylmis等人，2005年、Fuchs（2002年）以及Cavalieri和Pano（1998年）包括一些关于将CAN集成到其他无线网络的关键研究/研究。
为了能够在全球任何时间从任何终端控制器对其CAN节点进行编程和/或管理，还必须满足CAN消息无线传输的要求（Erturk，2002年，Erturk，2003年，Erturk，2005年；Bayilmis等人，2004年，Bayilmis2005年；Fuchs，2002年；Cavalieri和Pano，1998年）。这一思想为CAN和IEEE 802.16无线城域网标准的互连奠定了另一个基础。IEEE 802.16无线城域网标准定义了无线宽带接入技术，该技术目前具有工业控制系统所需的功能；也就是说，易于与多个通信系统集成，并具有确保关键时间限制的能力。因此，在这种情况下，能够使用无线主干网互连自主CAN段将是一个很大的优势。本文介绍的工作特别涉及使用IEEE 802.16 WMAN扩展CAN2.0A段，以及一种新的互连单元模型，用于在IEEE 802.11 WMAN上互连CAN段。
本文在第2节中简要介绍了CAN和IEEE 802.16 WMAN的基本原理。第3节介绍了新提出的通过无线链路使用IEEE 802.16 WMAN互连自主CAN段的方法。第4节介绍了拟议系统的时间要求，然后是第5节的最后备注。
