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Dokumentenidentifikation DE102004009266B4 29.12.2005
Titel Verfahren zur Übertragung von Nutzdaten in einem Multihop-System und Netzwerkknoten-Einrichtung dafür
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Schmidt, Malte, 46397 Bocholt, DE
DE-Anmeldedatum 26.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004009266
Offenlegungstag 29.09.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.12.2005
IPC-Hauptklasse H04L 1/20
IPC-Nebenklasse H04L 1/16   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Nutzdaten über eine Mobilfunk-Kommunikationsverbindung in einem Multihop-System mit einer Datenquelle, einer Datensenke und dazwischen vorgesehen, als Relaisstation wirkenden Knoten-Einrichtungen, wobei die Nutzdaten mit zugehörigen Signalisierungsdaten, die Routingdaten enthalten, übertragen werden, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Netzwerkknoten-Einrichtung.

Bei Multihop-Systemen werden Nutzdaten von der Datenquelle zu der Datensenke über eine Anzahl von als Relaisstationen wirkenden Netzwerkknoten-Einrichtungen übertragen. Die zu übertragenden Nutzdaten werden innerhalb der von der Datenquelle, der Datensenke und den Netzwerkknoten-Einrichtungen gebildeten Kette jeweils über eine Luftschnittstelle übertragen. Um den einschlägigen Störeffekten bei der Datenübertragung über Luftschnittstellen Rechnung zu tragen, werden einzeln oder nebeneinander informationssichernde Maßnahmen ergriffen, welche die Aufgabe haben, ein Decodieren der Nutzdaten auf einer jeweiligen Empfangsseite, insbesondere bei der Datensenke, zu ermöglichen.

Dabei wird nach dem Stand der Technik jedes Teilstück der Mobilfunk-Kommunikationsverbindung zwischen beispielsweise zwei einander benachbarten Netzwerkknoten-Einrichtungen als abgeschlossenes System betrachtet, wobei sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite Maßnahmen ergriffen werden, die informationssichernder Art sind. Als Maßnahmen sind hierbei die Kanalcodierung, das Interleaving (Verschachteln) und der (Hybrid-)Automatic Repeat Request zu nennen. Diese Maßnahmen sind im Stand der Technik ausführlich beschrieben. Bekannte Ausführungsbeispiele für ARQ-Verfahren sind beispielsweise den Druckschriften DE 102 27 852 A1, WO 97/24829 A1 und dem Fachartikel „A Hybrid Multilayer Error Control Technique for Multihop ATM Networks", ELHAKEEM, A. K. et al., IEEE Int. Conf. On Communications, 1998, Vol. 2, S. 1168 – 1173, entnehmbar.

Bei einem solchen Verfahren wird es als nachteilig empfunden, dass jede an der Mobilfunk-Kommunikationsverbindung beteiligte Netzwerkknoten-Einrichtung die erläuterten informationssichernden Verfahren durchzuführen hat, wodurch ein erheblicher Rechenaufwand unter Belegung von Ressourcen des Knotens anfällt.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein Rechenaufwand bei der Übertragung von Nutzdaten vermindert ist, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Knoten-Einrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst mit Hilfe eines Verfahrens nach Patentanspruch 1.

Danach ist vorgesehen ein Verfahren zur Übertragung von Nutzdaten über eine Mobilfunk-Kommunikationsverbindung in einem Multihop-System mit einer Datenquelle (Q), einer Datensenke (S) und dazwischen vorgesehenen, als Relaisstationen wirkenden Netzwerkknoten-Einrichtungen (K1, K2, K3), wobei die Nutzdaten mit zugehörigen Signalisierungsdaten, die Routingdaten enthalten, übertragen werden, mit den Schritten:

  • a) Empfangen von Nutzdaten in einer der Netzwerkknoten-Einrichtungen (K1, K2, K3) des Multihop-Systems,
  • b) Prüfen für wenigstens einen Teil der Nutzdaten, ob eine Decodierung dieses Nutzdatenteils in der Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) möglich ist, durch Bestimmen einer Fehlerwahrscheinlichkeit für die dem Nutzdatenteil zugehörigen in Schritt a) empfangenen Nutzdaten in der Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) und
  • c) in dem Fall, wenn die Fehlerwahrscheinlichkeit gleich oder oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes und ein Dekodieren des Nutzdatenteils möglich ist, die in Schritt a) empfangenen, diesem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten dekodiert und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes kodiert werden.

Von besonderer Bedeutung bei diesem Verfahren ist es, die Nutzdaten dann unmittelbar weiterzuleiten, wenn eine Prüfung ergeben hat, dass ein Decodieren der Nutzdaten unter Berücksichtigung anwendungsspezifisch geltender Anforderungen an eine Fehlerwahrscheinlichkeit möglich ist. Dies bedeutet, dass die oben erläuterten informationssichernden Verfahren, wie Kanalcodierung, Interleaving, und (H-)ARQ, soweit erforderlich, nur noch an der Datenquelle vorzunehmen sind. Wenn an den nachfolgenden Netzwerkknoten-Einrichtungen jeweils festgestellt wird, dass ein Decodieren möglich ist, werden die Nutzdaten bzw. ein definierter Nutzdatenteil von jeder zwischen Datenquelle und Datensenke liegenden Netzwerkknoten-Einrichtung ohne weitere Verarbeitung unmittelbar weiter geleitet. Dies spart erheblich an Rechenleistung ein.

Da die unmittelbare Weiterleitung der Nutzdaten dazu führen kann, dass an einer bestimmten Netzwerkknoten-Einrichtung bzw. der Datensenke eine Decodierung der Nutzdaten nicht mehr möglich ist und auch eine Anforderung von Redundanz bei der vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung noch immer keine Decodierung gestattet, sieht die Erfindung vor, dass in diesem Fall sukzessive von mehreren vorhergehenden Netzknoten-Einrichtungen zusätzliche Nutzdaten angefordert werden.

In Schritt b) wird eine Fehlerwahrscheinlichkeit für die dem Nutzdatenteil zugehörigen in Schritt a) empfangenen Nutzdaten in der Knoten-Einrichtung bestimmt und in Schritt c) werden, wenn die Fehlerwahrsscheinlichkeit gleich oder oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes ist und ein Decodieren des Nutzdatenteils möglich ist, die in Schritt a) empfangenen, diesem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten decodiert und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes codiert.

Dies schafft die Möglichkeit, abhängig von einer Prüfung, ob die Fehlerwahrscheinlichkeit oberhalb oder unterhalb des Schwellwertes liegt, die weitere Verfahrensweise für die Nutzdaten festzulegen, insbesondere diese Nutzdaten im Falle einer Netzwerkknoten-Einrichtung ohne weitere Verarbeitung weiterzusenden oder im Falle einer Datensenke die Nutzdaten weiterzuverarbeiten, beispielsweise Sprachnutzdaten als Sprache auszugeben.

Sofern ein Decodieren der empfangenen Nutzdaten zwar möglich, die Fehlerwahrscheinlichkeit aber oberhalb oder gleich dem Schwellwert ist, findet ein Verfahren Anwendung, bei dem die Nutzdaten zunächst decodiert und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes codiert werden, so dass eine Ausgangsfehlerwahrscheinlichkeit für ein Weiterversenden der Nutzdaten vermindert ist.

Die Fehlerwahrscheinlichkeit wird in dem Schritt b) bevorzugt über ein Signal-zu-Rauschen-Verhältnis der dem Nutzdatenteil zugehörigen empfangenen Nutzdaten bestimmt.

Dies ist eine besonders günstige Möglichkeit, einen repräsentativen Wert für die Fehlerwahrscheinlichkeit zu erhalten.

Zur Bestimmung der Fehlerwahrscheinlichkeit der dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten an einer aktuell betrachteten Netzwerkknoten-Einrichtung kann ein verlässlicherer Wert dafür vorteilhafter Weise dadurch gewonnen werden, dass eine Fehlerwahrscheinlichkeit an wenigstens einer in bezug auf die Mobilfunk-Kommunikationsverbindung vorhergehende Knoten-Einrichtung des Multihop-Systems einbezogen wird, wobei diese Fehlerwahrscheinlichkeit in den Signalisierungsdaten von den vorhergehenden Knoten-Einrichtungen enthalten ist. Dies gestattet es, zumindest Eigenschaften der vorhergehenden Nutzdatenübertragung zu berücksichtigen – selbstverständlich können auch mehrere vorangegangene Nutzdatenübertragungen einbezogen werden – und die an den entsprechenden Knoten-Einrichtungen berechneten Fehlerwahrscheinlichkeiten in die aktuelle Entscheidung einbezogen werden. Auf diese Weise kann besser abgeschätzt werden, ob eine Decodierung des Nutzdatenteils möglich bzw. erforderlich ist. Insbesondere lässt sich eine Signalstärke auf Seiten der gerade betrachteten Netzwerkknoten-Einrichtung in diesem Fall besser beurteilen, da sich diese Signalstärke von einer vorhergehenden Nutzdatenübertragung her aus einem Nutzdaten- und einem Rauschen-Anteil zusammensetzt.

Bevorzugt werden in dem Schritt c) die von der vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung empfangenen Nutzdaten wenigstens teilweise erneut an die Netzwerkknoten-Einrichtung oder die Datensenke gesendet. In dieser Weise arbeitet die Knoten-Einrichtung nach dem bekannten (Hybrid-)ARQ-Verfahren, d. h. zusätzliche Datenredundanz wird herangezogen, um eine Decodierung an der Knoten-Einrichtung zu ermöglichen. Selbstverständlich ist es möglich, den fraglichen Nutzdatenteil vollständig erneut von der vorhergehenden Knoten-Einrichtung zu der aktuell betrachteten Knoten-Einrichtung zu senden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der vorhergehenden Knoten-Einrichtung die dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten, wenn möglich, decodiert und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes codiert und dann die dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten wenigstens teilweise erneut an die Knoten-Einrichtung gesendet oder, wenn das Decodieren fehlerhaft ist, weitere Nutzdaten von seiner in bezug auf die Mobilfunkkommunikationsverbindung vorhergehende Knoten-Einrichtung des Multihop-Systems angefordert werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zunächst mit Hilfe der fehlerkorrigierenden Codes versucht, den betreffenden Nutzdatenteil mit geringerer Fehlerwahrscheinlichkeit als bei der ersten Übertragung an die aktuell betrachtete Netzwerkknoten-Einrichtung zu senden, so dass die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Decodierens dort erhöht wird. Sollte eine Decodieren noch immer nicht möglich sein, werden weitere, vorhergehende Netzwerkknoten-Einrichtungen, ggf. auch die Datenquelle, mit einbezogen. Dabei kann jede mit einbezogene Netzwerkknoten-Einrichtung entweder wenigstens teilweise die betreffenden Nutzdaten erneut versenden oder mit Hilfe des Decodier/Codier-Verfahrens Nutzdaten mit geringerer Fehlerwahrscheinlichkeit bereitstellen. Zu diesem Zweck werden in jeder Netzwerkknoten-Einrichtung weitergesandte Nutzdaten wenigstens vorübergehend gespeichert.

Nach der Erfindung kann auch eine differenzierte Behandlung von Nutzdatenanteilen vorgesehen sein, die beispielsweise unterschiedlichen Datenarten zugeordnet sind. So kann zwischen Sprachdaten und HTML-Daten unterschieden werden, wobei eine Übertragung der Sprachdaten eine höhere Fehlerwahrscheinlichkeit zulässt. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn der erste Nutzdatenanteil mit geringeren Anforderungen an eine zulässige Fehlerwahrscheinlichkeit getrennt von dem zweiten Nutzdatenanteil mit höheren Anforderungen verarbeitet wird. Dabei kann insbesondere der erste Nutzdatenanteil über sämtliche Netzwerkknoten-Einrichtungen unmittelbar an die Datensenke weitergeleitet werden. Sofern dort eine Decodierung des ersten Nutzdatenanteils nicht möglich ist, wird sukzessive von vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtungen Redundanz in Form weiterer Nutzdaten angefordert, bis ein Decodieren erfolgreich ist.

Die oben genannte Aufgabe wird hinsichtlich der Netzwerkknoten-Einrichtung gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Bevorzugte Ausführungsformen der Netzwerkknoten-Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 9 oder 10, deren Merkmale bereits anhand des zuvor dargelegten Verfahrens erläutert worden sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammensicht mit den Zeichnungen. Es zeigen:

1 in schematischer Darstellung ein Multihop-System mit einer Datenquelle, einer Datensenke und einer Mehrzahl zwischengeschalteter Netzwerkknoten-Einrichtungen zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Übertragung von Nutzdaten zwischen der Datenquelle und der Datensenke,

2 in schematischer Darstellung ein Multihop-System mit einer Datenquelle, einer Datensenke und einer Mehrzahl zwischengeschalteter Netzwerkknoten-Einrichtungen zur Veranschaulichung eines alternativen Verfahrens zur Übertragung von Nutzdaten zwischen der Datenquelle und der Datensenke und

3 in schematischer Darstellung ein Multihop-System mit einer Datenquelle, einer Datensenke und einer Mehrzahl zwischengeschalteter Netzwerkknoten-Einrichtungen zur Veranschaulichung eines weiteren Verfahrens zur Übertragung von Nutzdaten zwischen der Datenquelle und der Datensenke.

Das in der 1 dargestellte Multihop-System zeigt eine Datenquelle Q, mehrere als Relaisstationen wirkende Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 sowie eine Datensenke S, wobei die Datenquelle Q und die Datensenke die Endpunkte einer Mobilfunkkommunikationsverbindung in dem Multihop-System darstellen.

In der Datenquelle Q werden zu übertragene Nutzdaten codiert (Kanalcodierung) und einem Interleaving-Verfahren unterzogen und dann gemeinsam mit Signalisierungsinformationen, die auch Routingdaten enthalten, an die Netzwerkknoten-Einrichtung K1 übermittelt. Bei dieser Übermittlung tritt ein gewisser Informationsverlust auf, der als Fehlerwahrscheinlichkeit P1 verstanden werden kann. Von der Netzwerkknoten-Einrichtung K1 aus werden die Nutzdaten gemeinsam mit Signalisierungsinformationen über die weiteren Netzwerkknoten-Einrichtungen K2, K3 zu der Datensenke S weitergesendet, wobei für jede Teilübermittlung eine zugeordnete Fehlerwahrscheinlichkeit P2, P3, P4 anzusetzen ist.

Das anhand der 1 erläuterte Verfahren betrifft nun den Fall, dass jede der Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 sowie die Datensenke S derart ausgebildet sind, dass sie eine Fehlerwahrscheinlichkeit für empfangene Nutzdaten messen und aufgrund des so ermittelten Wertes für die Fehlerwahrscheinlichkeit entscheiden, ob die Nutzdaten an die nächste Netzwerkknoten-Einrichtung bzw. die Datensenke unmittelbar weitergesandt werden können oder weitere Nutzdaten von einer vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung oder der Datenquelle Q benötigt werden. Zu diesem Zweck ist in jeder der Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 ein Schwellwert für die Fehlerwahrscheinlichkeit hinterlegt. Wird dieser Schwellwert überschritten, ist es erforderlich, in irgendeiner Art eine Ausgangsfehlerwahrscheinlichkeit für die weiterzusendenden Nutzdaten zu vermindern. Anderenfalls werden die Nutzdaten ohne weitere Verarbeitung unmittelbar weitergesendet.

Dabei ist es ein allgemeines Ziel des Verfahrens, eine akkumulierte Fehlerwahrscheinlichkeit über sämtliche Elemente der Mobilfunkkommunikationsverbindung, nämlich die Datenquelle Q, die Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 und die Datensenke S, unter einer vorgegebenen Schranke, d. h. dem hinterlegten Schwellwert zu halten.

Bei dem Verfahren nach der 1 wird zum Erzeugen einer geringeren Fehlerwahrscheinlichkeit für auszusendende Nutzdaten der Weg beschritten, die Nutzdaten an einer aktuellen Netzwerkknoten-Einrichtung, welche diese Nutzdaten gerade erhalten hat, zu decodieren und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes erneut zu codieren. Sofern als informationssichernde Maßnahme ein Interleaving durchgeführt wird, muss einem Decodieren der Nutzdaten ein Deinterleaving vorausgehen. Die so gewonnnen auszusendenden Nutzdaten haben dann eine geringere Fehlerwahrscheinlichkeit als die empfangenen. Zusätzlich zu dem Decodier/Codier-Verfahren kann die aktuelle Netzwerkknoten-Einrichtung weitere informationssichernde Verfahren wie das Interleaving durchführen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die aktuelle Netzwerkknoten-Einrichtung die Netzwerkknoten-Einrichtung K2. Bei der Netzwerkknoten-Einrichtung K1 hat die mit Hilfe einer in Software realisierten Prüfeinrichtung vorgenommene Prüfung, ob die Fehlerwahrscheinlichkeit P1 den Schwellwert über- oder unterschreitet zu dem Ergebnis geführt, dass die von der Datenquelle Q empfangenen Nutzdaten unmittelbar weitergesendet werden können, nämlich an die Netzwerkknoten-Einrichtung K2. An dieser Netzwerkknoten-Einrichtung K2 ist, festgestellt mit einer in Software realisierten Bestimmungseinrichtung, die Fehlerwahrscheinlichkeit P2 zu groß, so dass das Decodier-/Codierverfahren unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes durchzuführen ist, so dass die Fehlerwahrscheinlichkeit P3 für die Nutzdatenübertragung zwischen den Netzwerkknoten-Einrichtungen K2 und K3 gegenüber der Fehlerwahrscheinlichkeit P2 vermindert ist. An der Netzwerkknoten-Einrichtung K3 beträgt der Wert für die Fehlerwahrscheinlichkeit P3 weniger als der Schwellwert, so dass auch an der Netzwerkknoten-Einrichtung K3 die Nutzdaten ohne weitere Verarbeitung an die Datensenke S weitergeleitet werden können, bei der sie mit der Fehlerwahrscheinlichkeit P4 empfangen werden. An der Datensenke S können die Nutzdaten dann decodiert und anwendungsspezifisch weiterverarbeitet werden.

Zur Gewinnung eines möglichst präzisen Wertes für die Fehlerwahrscheinlichkeiten P1, P2, P3, P4 geht in deren Berechnung wenigstens eine frühere Fehlerwahrscheinlichkeit ein. Wird beispielsweise an der Netzwerkknoten-Einrichtung K2 die Fehlerwahrscheinlichkeit bestimmt, ist zu berücksichtigen, das ein an der Netzwerkknoten-Einrichtung K2 berechnetes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis einer Signalstärke auch das an der Netzwerkknoten-Einrichtung K1 empfangene Rauschen einschließt. Aus diesem Grunde wird die Fehlerwahrscheinlichkeit P1 zur genaueren Berechnung der Signalstärke an die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 dieser Netzwerkknoten-Einrichtung K2 signalisiert. Dazu enthalten die Signalisierungsinformationen den Wert der Fehlerwahrscheinlichkeit P1.

Während bei der Beschreibung der 1 vorausgesetzt wurde, dass an jeder der Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 oder der Datensenke S ein Decodieren der empfangenen Nutzdaten möglich und daher eine Verminderung der Fehlerwahrscheinlichkeit an einer Netzwerkknoten-Einrichtung mit Hilfe des Decodier-/Codier-Verfahrens unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes erzielbar ist, wird bei dem Verfahren nach der 2 davon ausgegangen, dass die Nutzdaten an der Netzwerkknoten-Einrichtung K2 und an der Datensenke S mit einer derart hohen Fehlerwahrscheinlichkeit eintreffen, dass eine Decodieren der jeweils empfangenen Nutzdaten nicht möglich ist. In diesem Fall bleibt nichts anderes übrig, als mit Hilfe einer in Software realisierten Redundanz-Steuereinrichtung von vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtungen bzw. der Datenquelle zusätzliche Nutzdaten anzufordern. Aus diesem Grund fordern in der 2 die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 und die Datensenke S zusätzliche Redundanz an.

Dieser Vorgehensweise geht die Feststellung voraus, dass beispielsweise mit Hilfe eines CRC-Verfahrens (Prüfsumme) ein Decodierfehler in der Netzwerkknoten-Einrichtung K2 oder der Datensenke S festgestellt worden ist.

Die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 sendet dann eine Anfrage an die vorhergehende Netzwerkknoten-Einrichtung K1 zwecks Übermittlung zusätzlicher Redundanz. In diesem Zusammenhang können die bekannten Verfahren ARQ oder H-ARQ zum Einsatz kommen, wobei die von der Netzwerkknoten-Einrichtung K1 zuvor bereits an die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 gesendeten Nutzdaten wenigstens teilweise erneut versendet werden.

Alternativ zu dem erneuten Versenden der bereits früher an die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 übermittelten Nutzdaten ist es auch möglich, dass die Netzwerkknoten-Einrichtung K1 das bereits anhand der 1 erläuterte Verfahren zum Vermindern der Fehlerwahrscheinlichkeit anwendet. Dabei decodiert die Netzwerkknoten-Einrichtung K1 die mit der Fehlerwahrscheinlichkeit P1 empfangenen Nutzdaten und codiert sie unter Zuhilfenahme fehlerkorrigierender Codes erneut, so dass die für die zweite Übermittlung der Nutzdaten von der Netzwerkknoten-Einrichtung K1 an die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 einschlägige Fehlerwahrscheinlichkeit P2 gegenüber dem früheren Wert vermindert ist. Dies versetzt die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 in die Lage, bei Bedarf die empfangenen Nutzdaten zu decodieren und erneut zu codieren bzw. ohne weitere Bearbeitung an die Netzwerkknoten-Einrichtung K3 weiterzuleiten. Welche der beiden vorgenannten Alternativen, nämlich Decodieren/Codieren durch die Netzwerkknoten-Einrichtung K2 oder unmittelbares Weiterleiten, eingesetzt wird, entscheidet sich nach dem festgestellten Wert für die aktuelle Fehlerwahrscheinlichkeit P2 und erfolgt analog zu dem Verfahren nach 1. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch an der Datensenke S ein Decodieren der empfangenen Nutzdaten nicht möglich, so dass die Datensenke S analog der Netzwerkknoten-Einrichtung K2 vorgeht, wie bereits oben erläutert worden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 3 werden die Nutzdaten von der Datenquelle Q aus über die Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 jeweils unmittelbar weitergeleitet, bis sie zu der Datensenke S gelangen. Erst an der Datensenke S wird geprüft, ob ein Decodieren der empfangenen Nutzdaten möglich ist. In dem Fall, wenn ein Decodieren der empfangenen Nutzdaten an der Datensenke S fehlschlägt, werden zusätzliche Nutzdaten sukzessive von den Netzwerkknoten-Einrichtungen K3, K2, K1 angefordert, abhängig davon, wann die Fehlerwahrscheinlichkeit P4, mit der die Nutzdaten an der Datensenke S empfangen werden, so gering ist, dass ein Decodieren der Nutzdaten durchgeführt werden kann. Zur Verminderung der Fehlerwahrscheinlichkeit P4 können dabei die bereits oben erläuterten Verfahren, nämlich (H)-ARQ oder alternativ auch das Decodier/Codier-Verfahren unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes an den vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtungen K3, K2, K1 verwendet werden.

Für sämtliche oben erläuterte Verfahren ist es möglich, die Nutzdaten in mehrere, beispielsweise zwei, Arten zu unterteilen, so dass ein erster Nutzdatenteil geringere Anforderungen an die Fehlerwahrscheinlichkeit aufweist als ein zweiter Nutdatenteil. In dieser Weise kann an den einzelnen Netzwerkknoten-Einrichtungen K1, K2, K3 jeweils für die einzelnen Nutzdatenteile entschieden werden, ob eine unmittelbare Weiterleitung möglich ist oder nicht. Wenn der erste Nutzdatenteil beispielsweise von HTML-Daten und der zweite Nutzdatenteil von Sprachdaten gebildet wird, besitzen die Sprachdaten regelmäßig geringere Anforderungen an diejenige Fehlerwahrscheinlichkeit, die noch ein Decodieren der Nutzdaten ermöglicht. In dieser Weise können die Sprachdaten ggf. ohne weitere Verarbeitung bis zu der Datensenke S weitergeleitet und dort decodiert werden, während die HTML-Daten zwischenzeitlich decodiert und anschließend codiert werden bzw. zusätzliche Redundanz angefordert wird.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Übertragung von Nutzdaten über eine Mobilfunk-Kommunikationsverbindung in einem Multihop-System mit einer Datenquelle (Q), einer Datensenke (S) und dazwischen vorgesehenen, als Relaisstationen wirkenden Netzwerkknoten-Einrichtungen (K1, K2, K3), wobei die Nutzdaten mit zugehörigen Signalisierungsdaten, die Routingdaten enthalten, übertragen werden, mit den Schritten:

    a) Empfangen von Nutzdaten in einer der Netzwerkknoten-Einrichtungen (K1, K2, K3) des Multihop-Systems,

    b) Prüfen für wenigstens einen Teil der Nutzdaten, ob eine Decodierung dieses Nutzdatenteils in der Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) möglich ist, durch Bestimmen einer Fehlerwahrscheinlichkeit für die dem Nutzdatenteil zugehörigen in Schritt a) empfangenen Nutzdaten in der Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) und

    c) in dem Fall, wenn die Fehlerwahrscheinlichkeit gleich oder oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes und ein Dekodieren des Nutzdatenteils möglich ist, die in Schritt a) empfangenen, diesem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten dekodiert und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes kodiert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt b) die Fehlerwahrscheinlichkeit über ein Signal-zu-Rauschen-Verhältnis der dem Nutzdatenteil zugehörigen empfangenen Nutzdaten bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in Schritt b) eine Fehlerwahrscheinlichkeit der dem Nutzdatenteil zugehörigen in Schritt a) empfangenen Nutzdaten an wenigstens einer in bezug auf die Mobilfunk-Kommunikationsverbindung vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) des Multihop-Systems einbezogen wird und diese Fehlerwahrscheinlichkeit in den Signalisierungsdaten von der vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) enthalten ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem in Schritt c) die von der vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) empfangenen Nutzdaten wenigstens teilweise erneut an die Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) gesendet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem in der vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) die dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten, wenn möglich, decodiert und anschließend unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes codiert und dann die dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten wenigstens teilweise erneut an die Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) gesendet oder, wenn das Decodieren fehlerhaft ist, weitere Nutzdaten von seiner in bezug auf die Mobilfunk-Kommunikationsverbindung vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) des Multihop-Systems angefordert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Nutzdaten einen ersten Nutzdatenanteil mit geringeren Anforderungen an eine zulässige Fehlerwahrscheinlichkeit und einen zweiten Nutzdatenanteil mit höheren Anforderungen an eine zulässige Fehlerwahrscheinlichkeit aufweisen und der erste Nutzdatenanteil und der zweite Nutzdatenanteil von der Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) oder der Datensenke (S) getrennt verarbeitet werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der erste Nutzdatenanteil über sämtliche Netzwerkknoten-Einrichtungen (K1, K2, K3) unmittelbar an die Datensenke (S) weitergeleitet wird.
  8. Netzwerkknoten-Einrichtung eines Multihop-Systems mit mindestens einer Sende/Empfangsantenne und einer Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten empfangener Nutzdaten,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    eine Prüfeinrichtung zum Prüfen für wenigstens einen Teil der Nutzdaten, ob eine Decodierung dieses Nutzdatenteils möglich ist,

    eine Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Fehlerwahrscheinlichkeit für dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten und

    eine Fehlerkorrektureinrichtung zum Dekodieren und zum anschließenden Codieren der diesem Nutzdatenanteil zugehörigen Nutzdaten unter Einbeziehung fehlerkorrigierender Codes, so dass die Ausgangsfehlerwahrscheinlichkeit für ein Weiterleiten der Nutzdaten vermindert wird, vorgesehen sind.
  9. Netzwerkknoten-Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung zum Berechnen der Fehlerwahrscheinlichkeit über ein erfasstes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis der dem Nutzdatenteil zugehörigen empfangenen Nutzdaten ausgebildet ist.
  10. Netzwerkknoten-Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinrichtung zur Berechnung der Fehlerwahrscheinlichkeit für die dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten unter Einbeziehung einer Fehlerwahrscheinlichkeit der dem Nutzdatenteil zugehörigen Nutzdaten an wenigstens einer in bezug auf die Mobilfunk-Kommunikationsverbindung vorhergehenden Netzwerkknoten-Einrichtung (K1, K2, K3) des Multi-Hop-Systems ausgebildet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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