DE102014214894A1

DE102014214894A1 - Method for robust data transmission

Info

Publication number: DE102014214894A1
Application number: DE102014214894.4A
Authority: DE
Inventors: Nedzad Siljak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-02-04
Also published as: WO2016016247A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur robusten Datenübertragung von Datenpaketen (DP1, DP2) zwischen einem Sender (SE1, SE2) und zumindest einem Empfänger (E1, E2). Ein Datenpaket (DP1, DP2), welche aus einer Abfolge an Symbolen besteht, wird dabei eine vorgegebene Anzahl an Wiederaussendungen (y1(t2), y1(t3)...) ausgesendet. Bei erfindungsgemäßen Verfahren wird ein ausgesendetes Datenpaket (DP1, DP2) von dem zumindest einen Empfänger (E1, E2) interpretiert (a) und bei fehlgeschlagener Interpretation auf eine Wiederaussendung (y1(t2), y1(t3) ...) dieses Datenpakets (DP1, DP2) gewartet, um diese zu interpretieren (b). Kann auch die Wiederaussendung (y1(t2), y1(t3) ...) des Datenpakets (DP1, DP2) nicht interpretiert werden, so werden vom Empfänger (E1, E2) die Symbole (S11, S21) des ursprünglich empfangenen Datenpakets (DP1, DP2) mit den Symbolen (S12, S13, S22) der Wiederaussendung (y1(t2), y1(t3) ...) gemäß einer Kombinationsregel symbolweise kombiniert und ausgewertet (c). Bei einer fehlerhaften Auswertung der kombinierten Symbole (K1, K2) werden solange entweder weitere Wiederaussendungen (y1(t2), y1(t3)...) empfangen und interpretiert oder zum ursprünglich empfangenen Datenpaket symbolweise kombiniert, bis eine weitere Wiederaussendung (y1(t2), y1(t3) ...) korrekt interpretiert wird, oder von der Auswertung der kombinierten Symbole (k1, K2) ein korrektes Ergebnis geliefert wird, wobei bei einem Erstellen der kombinierten Symbole (K1, K2) zumindest eine bereits empfangene Wiederaussendung (y1(t2), y1(t3) ...) mitberücksichtigt werden.The invention relates to a method for robust data transmission of data packets (DP1, DP2) between a transmitter (SE1, SE2) and at least one receiver (E1, E2). A data packet (DP1, DP2), which consists of a sequence of symbols, is thereby emitted a predetermined number of re-transmissions (y1 (t2), y1 (t3)...). In the method according to the invention, a transmitted data packet (DP1, DP2) is interpreted by the at least one receiver (E1, E2) (a) and, in the event of an unsuccessful interpretation, re-transmitted (y1 (t2), y1 (t3) ...) of this data packet ( DP1, DP2) to interpret them (b). If retransmission (y1 (t2), y1 (t3)...) Of the data packet (DP1, DP2) can not be interpreted either, then the receiver (E1, E2) receives the symbols (S11, S21) of the originally received data packet ( DP1, DP2) are symbol-wise combined with the symbols (S12, S13, S22) of re-transmission (y1 (t2), y1 (t3)...) According to a combination rule and evaluated (c). In the case of an erroneous evaluation of the combined symbols (K1, K2), further re-transmissions (y1 (t2), y1 (t3)...) Are received and interpreted or symbol-wise combined to the originally received data packet until further retransmission (y1 (t2 ), y1 (t3) ...) is interpreted correctly, or a correct result is provided by the evaluation of the combined symbols (k1, K2), wherein when the combined symbols (K1, K2) are created at least one retransmission already received ( y1 (t2), y1 (t3) ...) are taken into account.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur robusten Datenübertragung zwischen einem Sender und zumindest einem Empfänger, wobei eine Übertragung der Datenpakete über ein stark gestörtes Übertragungsmedium erfolgt. Ein Datenpaket, welches aus einer Abfolge von Symbolen besteht, wird dabei mit einer vorgegebenen Anzahl an Wiederaussendungen zu dem zumindest einen Empfänger ausgesendet. The present invention relates to a method for robust data transmission between a transmitter and at least one receiver, wherein a transmission of the data packets takes place via a severely disturbed transmission medium. A data packet which consists of a sequence of symbols is sent out with a predetermined number of re-transmissions to the at least one recipient.

Stand der Technik State of the art

Mit Datenübertragung werden üblicherweise alle Methoden bezeichnet, bei welchen Informationen, Nachrichten bzw. Daten zwischen zumindest einem Sender und zumindest einem Empfänger übermittelt werden. So werden z.B. auf dem Gebiet der Energieautomatisierung zwischen Energiezählereinheiten (so genannten intelligenter Zähler oder Smart-Meter), Sensoreinheiten oder anderen Einheiten für eine Automatisierung eines Energieversorgungsnetzes mit einer oder mehreren Zentraleinheiten Daten und/oder Nachrichten üblicherweise in Form von Datenpaketen oder Datentelegrammen über ein Übertragungsmedium ausgetauscht. Als Übertragungsmedium für die Datenübertragung wird beispielsweise ein Mobilfunkkanal, ein Unterwasserfunkkanal oder Leitungen des Energieversorgungsnetzes eingesetzt, wobei diese Übertragungsmedien häufig starke Störungen aufweisen. Dadurch können die Datenpakete bzw. Datentelegramme von einem Empfänger nicht oder nur fehlerhaft interpretiert werden. Data transfer usually refers to all methods in which information, messages or data are transmitted between at least one sender and at least one recipient. Thus, e.g. in the field of energy automation between energy meter units (so-called smart meter or smart meter), sensor units or other units for automation of a power supply network with one or more central units data and / or messages usually exchanged in the form of data packets or data telegrams over a transmission medium. As a transmission medium for data transmission, for example, a mobile radio channel, an underwater radio channel or lines of the power supply network is used, these transmission media often have strong interference. As a result, the data packets or data telegrams can not be interpreted by a recipient or only incorrectly interpreted.

Als Datenpaket wird üblicherweise eine in sich geschlossene Dateneinheit. Ein Datentelegramm ist ein meist standardisiertes Datenpaket, welches typischerweise digital und seriell übermittelt wird. Es wird meist zum so genannten Fernwirken und für Steuerungszwecke z.B. bei einer Systemautomatisierung oder in der Energieautomatisierung eingesetzt. Üblicherweise weisen Datenpakete bzw. Datentelegramme z.B. eine definierte Länge und Form auf. Sie bestehen beispielsweise zumindest aus einem Kopfteil oder Header, in welchem Zusatzinformationen für einen Empfänger (z.B. Adressinformationen, Kodierungsinformationen, Information für Fehlererkennung, etc.) hinterlegt sind, und aus einem Nutzdatenanteil, in welchem die eigentliche Information übertragen wird. Durch die vorgegebene Form und Länge können Datenpakete bzw. Datentelegramme z.B. vom Empfänger auf Vollständigkeit, Brauchbarkeit und Fehlerfreiheit geprüft werden. As a data packet is usually a self-contained data unit. A data telegram is usually a standardized data packet, which is typically transmitted digitally and serially. It is usually used for so-called telecontrol and for control purposes e.g. used in system automation or in energy automation. Usually, data packets or data telegrams, e.g. a defined length and shape. They consist, for example, of at least one header or header in which additional information for a receiver (for example address information, coding information, information for error detection, etc.) is stored, and from a user data portion in which the actual information is transmitted. Due to the given shape and length, data packets or data telegrams, e.g. be checked by the recipient for completeness, usability and freedom from errors.

Für die Übertragung eines Informationsgehalts (z.B. einer Abfolge an Bits) werden in der digitalen Übertragungstechnik Symbole eingesetzt, aus welchen sich das zu übertragenden Datenpaket zusammensetzt. Eine Abbildung einer bestimmten Abfolge von Bits auf konkrete Symbole erfolgt z.B. im Rahmen einer Leitungskodierung. Zu den einfachsten und wichtigsten Symbolalphabeten werden beispielsweise die so genannten unipolaren Symbole, von welchen die Werte 0 oder 1 angenommen werden können, und die so genannten bipolaren Symbole, bei welchen von einem Symbol den Wert 1 oder –1 angenommen werden kann. In beiden Fällen kann einem Symbol genau der Informationsgehalt von einem Bit zugeordnet werden. Für die Übertragung des Datenpakets über das Übertragungsmedium werden dann die einzelnen Symbole in Abhängigkeit der jeweiligen Modulation vom Sender auf ein Trägersignal aufmoduliert – d.h. die Symbole werden z.B. in unterschiedlichen Amplitudenwerten und Phasenlagen eines Trägersignal abgebildet. Empfängerseitig wird dann eine Demodulation durchgeführt, um die Symbole vom Trägersignal zu trennen bzw. um den Informationsgehalt des Datenpakets wieder zu erhalten. Durch z.B. physikalisch bedingte Störungen im Übertragungsmedium wie z.B. Rauschen kann es dann beispielsweise empfängerseitig zu einer fehlerhaften Demodulation und damit Interpretation der übertragenen Symbole kommen, da diese durch die Störungen verändert wurden. For the transmission of an information content (e.g., a sequence of bits), symbols are used in the digital transmission technique that make up the data packet to be transmitted. An image of a particular sequence of bits on concrete symbols is e.g. in the context of a line coding. The simplest and most important symbol alphabets, for example, are the so-called unipolar symbols, from which the values 0 or 1 can be assumed, and the so-called bipolar symbols, in which a symbol can be assumed to be 1 or -1. In both cases, a symbol can be assigned exactly the information content of one bit. For transmission of the data packet via the transmission medium, the individual symbols are then modulated by the transmitter onto a carrier signal depending on the respective modulation. the symbols are e.g. mapped in different amplitude values and phase positions of a carrier signal. On the receiver side, a demodulation is then performed in order to separate the symbols from the carrier signal or to obtain the information content of the data packet again. By e.g. physically related disturbances in the transmission medium, e.g. Noise may then result, for example on the receiver side, in a faulty demodulation and thus interpretation of the transmitted symbols, since these were changed by the interference.

Um beispielsweise bei Übertragungsmedien mit ausgeprägten Störungen wie z.B. einem Funkkanal, Unterwasserfunkkanal oder einer Stromleitung, etc. eine robuste – d.h. möglichst fehlerfrei – Datenübertragung zu erhalten, werden Datenpakete häufig mit einer vorgegebenen Anzahl an Wiederaussendungen ausgesendet. Dies kann beispielweise durch einen Übertragung mit Zeitdiversität des Datenpakets erfolgen oder durch einen Einsatz von so genannten Repeatern. Bei einem Übertragungsverfahren mit Zeitdiversität wird das Datenpaket vom Sender zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgesendet. Vom Empfänger werden dann eine der Anzahl an Wiederaussendungen entsprechende Anzahl an Datenpaketversionen empfangen, wobei der übertragene Signalverlauf der jeweiligen Datenpaketversion mehr oder weniger gestört sein kann. Werden in einem Übertragungsmedium/-netz Repeater eingesetzt, so soll durch die Repeater die effektive Reichweite des übertragenen Signals mit dem Datenpaket erhöht und durch das Wiederaussenden dieses Datenpakets durch die Repeater z.B. die Übertragungsqualität verbessert werden. Vom Empfänger werden dann in diesem Fall einerseits das vom Sender original versendete Datenpaket sowie die Wiederaussendungen des Datenpakets durch die im Netz befindlichen Repeater empfangen. For example, in the case of transmission media with pronounced disturbances such as e.g. a radio channel, underwater radio channel or power line, etc. a robust - i. as error-free as possible - to receive data transmission, data packets are often sent out with a predetermined number of retransmissions. This can be done for example by a transmission with time diversity of the data packet or by using so-called repeaters. In a time-diversity transmission method, the data packet is transmitted by the transmitter at different times. The receiver then receives a number of data packet versions corresponding to the number of retransmissions, wherein the transmitted signal profile of the respective data packet version can be more or less disturbed. If repeaters are used in a transmission medium / network, the repeaters should increase the effective range of the transmitted signal with the data packet and, by re-sending this data packet through the repeaters, e.g. the transmission quality can be improved. In this case, on the one hand, the recipient then receives the data packet originally sent by the sender as well as the retransmissions of the data packet by the repeaters in the network.

In beiden Fällen erhält der Empfänger mehrere mehr oder weniger gestörte Datenpaketversionen bzw. zu den jeweiligen Datenpaketversionen gehörende Signalverläufe. Diese Versionen bzw. Signalverläufe müssen vom Empfänger dann beispielsweise nach bestimmten Vorgaben zusammengesetzt werden, um z.B. eine Demodulation durchzuführen und um möglichst fehlerfrei zu einem Informationsgehalt des Datenpakets zugelangen. Für dieses Zusammensetzen können beispielsweise Algorithmen entwickelt werden, indem z.B. ein bestimmtes Übertragungsqualitätsmerkmal optimiert wird – wie z.B. Maximierung eines Signal-Rausch-Verhältnisses, Minimierung einer Bitfehler- oder Paketfehlerrate. Derartige Algorithmen sind meist sehr komplex und bedürfen einer relativ hohen Rechenleistung, welche durch eine entsprechende Hardware (z.B. digitale Signalprozessoren, größere und schnellere Speichereinheiten, etc.) in den jeweiligen Sendern und Empfängern eingesetzt werden muss. Daher ist beispielsweise die Anwendung von mathematischen Verfahren bzw. Algorithmen, durch welche eine Signalkombination von mehreren Signalverläufen eines bestimmten Datenpakets mittels Optimierung eines Übertragungsqualitätsmerkmals durchgeführt wird, meist kostenintensiv und aufwendig. Für einfache Sender und Empfänger sind diese Algorithmen und mathematischen Verfahren daher z.B. meist zu komplex, da diese nicht über die notwendige Rechenleistung und/oder Hardware verfügen. Andererseits sind in diesen einfachen Sendern und Empfängern, wie sie beispielsweise für Fernwirken oder Fernabfragen in Energieversorgungsnetzen (z.B. Smart-Grid-Anwendungen, etc.) oder in drahtlosen Sensornetzwerken eingesetzt werden, sehr einfache Übertragungsverfahren implementiert und eine Sendeleistung ist begrenzt. In both cases, the receiver receives several more or less disturbed data packet versions or to the respective data packet versions associated signal curves. These versions or waveforms must then be assembled by the receiver, for example, according to certain specifications, for example, to perform a demodulation and to get as error-free as possible to an information content of the data packet. For example, algorithms may be developed for this composition by, for example, optimizing a particular transmission quality feature - such as maximizing a signal-to-noise ratio, minimizing a bit error or packet error rate. Such algorithms are usually very complex and require a relatively high computing power, which must be used by appropriate hardware (eg digital signal processors, larger and faster storage units, etc.) in the respective transmitters and receivers. Therefore, for example, the application of mathematical methods or algorithms, by which a signal combination of several waveforms of a particular data packet is performed by optimizing a transmission quality feature, usually costly and expensive. For simple transmitters and receivers, these algorithms and mathematical methods are therefore usually too complex, since they do not have the necessary computing power and / or hardware. On the other hand, very simple transmission methods are implemented in these simple transmitters and receivers, such as those used for telecontrol or remote queries in power supply networks (eg smart grid applications, etc.) or in wireless sensor networks, and transmission power is limited.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch welches eine robuste und implementierungstechnisch einfache Datenübertragung und empfängerseitig einfache Dateninterpretation bei mehreren Wiederaussendungen eines Datenpakets ohne großen zusätzlichen Rechen- und Hardwareaufwand sowie ohne zusätzliche Kosten mit einfachen Sendern und Empfängern realisiert werden kann. The invention is therefore based on the object of specifying a method by means of which a robust and implementation-technically simple data transmission and receiver-side simple data interpretation can be realized with multiple retransmissions of a data packet without much additional computing and hardware overhead and without additional costs with simple transmitters and receivers.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, bei welchem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

(a) ein vom Sender ausgesendetes Datenpaket wird von dem zumindest einen Empfänger interpretiert,
(b) bei einer fehlgeschlagenen Interpretation des Datenpakets wird auf eine Wiederaussendung dieses Datenpaket gewartet und dann diese Wiederaussendung interpretiert,
(c) bei einer fehlgeschlagenen Interpretation der Wiederaussendung werden vom Empfänger die Symbole des ursprünglich empfangenen Datenpakets mit den Symbolen der Wie- deraussendung dieses Datenpakets anhand einer Kombinationsregel symbolweise kombiniert und ausgewertet,
(d) bei einer fehlerhaften Auswertung der kombinierten Symbole werden die Schritte b und c solange wiederholt, bis eine weitere Wiederaussendung korrekt interpretiert wird, oder von der Auswertung der kombinierten Symbole ein korrektes Ergebnis geliefert wird, wobei bei einem Erstellen der kombinierten Symbole zumindest eine bis dahin empfangene Wiederaussendung des Datenpakets mitberücksichtigt wird.

The solution of this object is achieved by a method of the type specified, in which the following method steps are carried out:

(a) a data packet transmitted by the transmitter is interpreted by the at least one receiver,
(b) in the event of an unsuccessful interpretation of the data packet, a re-transmission of this data packet is awaited and then this re-transmission is interpreted,
(c) in the event of an unsuccessful interpretation of the retransmission, the receiver combines and analyzes symbolically the symbols of the originally received data packet with the symbols of the retransmission of this data packet by means of a combination rule,
(d) in the event of an erroneous evaluation of the combined symbols, steps b and c are repeated until a further retransmission is correctly interpreted, or a correct result is provided by the evaluation of the combined symbols, at least one to received re-transmission of the data packet is taken into account.

Der Hauptaspekt der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass mit einem implementierungstechnisch einfachen Verfahren eine robuste Datenübertragung für stark gestörte Übertragungsmedien und einfache Sender und Empfänger realisiert werden kann. Durch eine wiederholte Auswertung der jeweils empfangenen Aussendung bzw. Wiederaussendung eines Datenpakets bzw. durch eine einfache, symbolweise Kombination der empfangenen Datenpaketaussendung und von zumindest einer der empfangenen Wiederaussendungen auf Seiten des Empfängers, welche symbolweise ausgewertet wird, wird eine einfache Implementierung sowie eine breite Anwendbarkeit – unabhängig von der jeweils verwendeten Modulation (z.B. Frequency Shift Keying (FSK), Phase Shift Keying (PSK), Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM), etc.) erreicht. Für eine Erstellen der kombinierten Symbole können neben der Aussendung des Datenpakets zumindest eine der bis zum Erstellen der jeweiligen Kombination (d.h. bis zur jeweiligen Wiederholung des Schritts c)) empfangenen Wiederaussendungen genutzt werden. D.h. es können z.B. alle bereits empfangenen Wiederaussendungen oder nur ein Teil bzw. eine Auswahl der bereits empfangenen Wiederaussendungen für die Kombination berücksichtigt werden, wobei mit einer Anzahl an verwendeten Wiederaussendungen eine Genauigkeit der kombinierten Symbole steigt. Die bei der Kombination berücksichtigten Wiederaussendungen müssen dann z.B. im Empfänger gespeichert werden. The main aspect of the proposed solution according to the invention is that a robust data transmission for severely disturbed transmission media and simple transmitters and receivers can be realized with a simple implementation method. By a repeated evaluation of the respectively received transmission or re-transmission of a data packet or by a simple, symbol-by-symbol combination of the received data packet transmission and of at least one of the received re-transmissions on the receiver side, which is evaluated symbol by symbol, a simple implementation as well as a broad applicability, regardless of the particular modulation used (eg frequency shift keying (FSK), phase shift keying (PSK), orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), etc.). For creating the combined symbols, in addition to the transmission of the data packet, at least one of the retransmissions received until the creation of the respective combination (i.e., until the respective repetition of step c)) is used. That it can e.g. all already received re-broadcasts or only a part or a selection of the already received re-transmissions for the combination are taken into account, whereby with a number of used re-transmissions an accuracy of the combined symbols increases. The re-transmissions included in the combination must then be e.g. stored in the receiver.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise in sehr einfachen Empfänger wie z.B. Empfängern in drahtlosen Sensornetzwerken oder Empfängern für Smart-Grid-Anwendungen bzw. Energieautomatisierungsanwendungen implementiert und eingesetzt werden, obwohl diese nur über eine begrenzte Rechenleistung verfügen. Eine Erweiterung mit z.B. kostspieliger Hardware (z.B. digitalen Signalprozessoren, Speichereinheiten, etc.) ist daher nicht notwendig. Furthermore, the method according to the invention can easily be carried out in very simple receivers, e.g. Are implemented and used in wireless sensor networks or receivers for smart grid applications or power automation applications, even though they have limited computing power. An extension with e.g. expensive hardware (e.g., digital signal processors, memory units, etc.) is therefore not necessary.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahren sieht dabei vor, dass als Kombinationsregel vom Empfänger eine symbolweise Addition der empfangenen Symbole des Datenpakets mit den empfangenen Symbolen der jeweiligen Wiederaussendung des Datenpakets durchgeführt wird. Dabei werden die Symbole der jeweils aktuell empfangenen Wiederaussendung vom Empfänger zu einem Ergebnis der Addition addiert. D.h. bei einer ersten Wiederaussendung eines Datenpakets werden diese Wiederaussendung und das empfangene Datenpaket symbolweise addiert. Bei allen weiteren empfangenen und auszuwertenden Wiederaussendungen wird die jeweilige Wiederaussendung symbolweise zum aktuellen Additionsergebnis addiert. Damit werden bei jeder symbolweisen Addition alle bereit empfangenen Wiederaussendungen des Datenpakets und das Datenpaket selbst bei der Auswertung berücksichtigt. Das Ergebnis der Addition wird dann symbolweise mittels einer Mehrheitsentscheidung ausgewertet. Eine symbolweise Addition stellt eine einfache Rechenoperation bzw. Kombinationsregel dar, welche ohne großen Aufwand und ohne komplexe und teure Hardware in einfachen Empfänger realisiert werden kann. An expedient embodiment of the method according to the invention provides that as Combination rule is performed by the receiver a symbol-wise addition of the received symbols of the data packet with the received symbols of the respective retransmission of the data packet. The symbols of the currently received re-transmission from the receiver are added to a result of the addition. That is to say, in the case of a first retransmission of a data packet, this retransmission and the received data packet are added symbol by symbol. For all further re-transmissions received and to be evaluated, the respective retransmission is added symbol by symbol to the current addition result. Thus, with every symbol-wise addition, all ready received re-transmissions of the data packet and the data packet itself are taken into account in the evaluation. The result of the addition is then evaluated symbolwise by means of a majority decision. A symbol-wise addition represents a simple arithmetic operation or combination rule, which can be realized without great effort and without complex and expensive hardware in simple receivers.

Für eine Übertragung des Datenpakets ohne Kanalkodierung kann das symbolweise Additionsergebnis dann z.B. sehr einfach dekodiert werden. Dabei wird beispielsweise bei einem Einsatz von bipolaren Symbolen ausgewertet, ob das Additionsergebnis für eine bestimmte Symbolposition in der Abfolge einen negativen oder positiven Wert aufweist. Entsprechend dem jeweiligen Vorzeichen des Additionsergebnisses an dieser Symbolposition wird das Symbol dann entweder als eine Bitinformation 1 oder eine Bitinformation 0 interpretiert. Wird ein Datenpaket kodiert bzw. mit Kanalkodierung übertragen, so wird das Additionsergebnis der jeweiligen Symbolpositionen z.B. einem entsprechenden Decoder zugeführt. Symbole können oft auch eine Zusatzinformation oder Soft-Information enthalten. Durch die symbolweise Addition wird diese Zusatzinformation beibehalten und geht nicht verloren. Die Addition als Kombinationsregel weist damit auch den Vorteil auf, dass z.B. auch von den zusammengesetzten Symbolen (= Additionsergebnis) einem nachfolgenden Decoder diese Zusatzinformation geliefert werden kann. Es wird damit auch eine Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteigert wird. For transmission of the data packet without channel coding, the symbol-by-row addition result may then be e.g. be easily decoded. In the case of an application of bipolar symbols, for example, it is evaluated whether the addition result for a specific symbol position in the sequence has a negative or positive value. In accordance with the respective sign of the addition result at this symbol position, the symbol is then interpreted either as bit information 1 or bit information 0. If a data packet is coded or transmitted with channel coding, the addition result of the respective symbol positions becomes e.g. fed to a corresponding decoder. Symbols can often also contain additional information or soft information. Due to the symbol-wise addition, this additional information is retained and is not lost. The addition as a combination rule thus also has the advantage that e.g. also from the composite symbols (= addition result) a subsequent decoder this additional information can be supplied. It is thus also increased efficiency of the method according to the invention.

Es ist vorteilhaft, wenn in einem Kopfteil des vom Sender ausgesendeten Datenpakets die vorgegebene Anzahl an Wiederaussendungen des Datenpakets mitgesendet wird. Dem Empfänger ist damit die Anzahl der Wiederaussendungen des Datenpakets bekannt, welche gegebenenfalls maximal interpretiert, behalten/zwischengespeichert und kombiniert werden müssen. Empfängerseitig kann auf sehr einfache Weise festgestellt werden, ob zumindest der Kopfteil des Datenpakets richtig empfangen worden ist, und dem. Üblicherweise werden bei Datenübertragungen über gestörte Übertragungsmedien Prüfverfahren eingesetzt, durch welche geprüft werden kann, ob das empfangene Datenpaket zumindest den formalen Vorgaben (z.B. Länge, Form, etc.) entspricht. Ein derartiges Prüfverfahren ist z.B. die zyklische Redundanzprüfung (CRC), bei welchen ein Prüfwert für das Datenpaket bestimmt wird, um Fehler bei der Übertragung zu erkennen. It is advantageous if the predetermined number of retransmissions of the data packet is also sent in a header of the data packet transmitted by the transmitter. The recipient is thus aware of the number of retransmissions of the data packet, which may need to be interpreted maximally, retained / buffered and combined. On the receiver side can be determined in a very simple manner, if at least the header of the data packet has been received correctly, and the. Usually, in data transmissions over disturbed transmission media, test methods are used by which it is possible to check whether the received data packet at least corresponds to the formal specifications (for example length, shape, etc.). Such a test method is e.g. the cyclic redundancy check (CRC), in which a test value for the data packet is determined to detect errors in the transmission.

Bei der zyklischen Redundanzprüfung wird beispielsweise im Datenpaket oder für eine Teil des Datenpakets ein so genannter CRC-Wert eingefügt, welcher nach einem bestimmten Verfahren berechnet wird, und mit dessen Hilfe ein bei der Übertragung aufgetretener Fehler erkannt werden kann. Zur Überprüfung der Daten wird dasselbe Berechnungsverfahren auf das Datenpaket bzw. einen Teil des Datenpakets einschließlich des angefügten CRC-Werts angewandt. Das Ergebnis gibt dann Aufschluss darüber, ob das Datenpaket bzw. der Teil des Datenpakets unverfälscht angekommen ist. Die zyklische Redundanzprüfung ist dabei so ausgelegt, dass Fehler bei der Übertragung z.B. aufgrund von Rauschen, etc. mit hoher Wahrscheinlichkeit entdeckt werden, es kann aber damit keine Integrität der Daten bestätigt werden. Damit kann auf einfache Weise vom Empfänger geprüft werden, ob der Kopfteil des Datenpakets korrekt angekommen ist, und es sind damit empfängerseitig die Anzahl der Wiederaussendungen des Datenpakets bekannt. Der Empfänger weist damit auf einfache Weise, wie viele Wiederaussendungen interpretiert, gegebenenfalls behalten und symbolweise kombiniert werden müssen. In the cyclic redundancy check, for example, a so-called CRC value is inserted in the data packet or for part of the data packet, which is calculated according to a specific method, and with the aid of which an error occurring during the transmission can be detected. To verify the data, the same calculation method is applied to the data packet or part of the data packet including the attached CRC value. The result then provides information about whether the data packet or the part of the data packet has arrived unadulterated. The cyclic redundancy check is designed so that errors in the transmission, e.g. due to noise, etc. are likely to be detected, but it can not confirm the integrity of the data. This can be easily checked by the receiver, whether the header of the data packet has arrived correctly, and thus the number of retransmissions of the data packet are known receiver side. The receiver thus shows in a simple way how many retransmissions are interpreted, if necessary retained and symbolically combined.

Es ist auch günstig, wenn das Datenpaket über das Übertragungsmedium mit einer Kanalkodierung, insbesondere einem Wiederholungskode, übertragen wird. Durch die Verbindung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Kanalkodierung wie z.B. der Kanalkodierung mittels Wiederholungskode können kostengünstig sehr robuste Sender-/Empfängerkombinationen gebaut werden. Bei einer Kanalkodierung mittels Wiederholungskode wird beispielswiese jedes Bit bzw. Symbol des Datenpakets mit einer vorgegebenen Koderate (z.B. 1 zu 3) vor dem Senden wiederholt und dann das derart kodierte Datenpaket übertragen. Dadurch wird von den benachbarten Symbolen – z.B. bei einer Koderate 1 zu 3 von den drei benachbarten Symbolen – die gleiche Information bzw. das gleiche Bit übertragen. Vom Empfänger kann dann auf sehr einfache Weise z.B. zuerst die Kombinationsregel, insbesondere die Addition, auf die Symbole angewendet werden und dann die erhaltene Symbolfolge decodiert werden. Durch den Einsatz einer Kanalkodierung wird damit die Datenübertragung zwischen Sender und Empfänger robuster bzw. weniger anfällig gegenüber Störungen. It is also advantageous if the data packet is transmitted via the transmission medium with a channel coding, in particular a repetition code. By combining the method of the invention with a channel coding such as e.g. The channel coding by means of repetition code can be built very cost-effective very robust transmitter / receiver combinations. For example, in channel coding by repetition code, each bit or symbol of the data packet is repeated at a predetermined code rate (e.g., 1 to 3) prior to transmission, and then the data packet thus encoded is transmitted. This will remove from neighboring symbols - e.g. at a code rate 1 to 3 of the three adjacent symbols - the same information or the same bit transmitted. The receiver can then in a very simple way e.g. First, the combination rule, in particular the addition, are applied to the symbols and then the resulting symbol sequence is decoded. The use of channel coding makes data transmission between transmitter and receiver more robust or less susceptible to interference.

Zweckmäßiger Weise werden die Wiederaussendungen des Datenpakets zeitlich versetzt vom Sender durchgeführt. Dabei werden das Datenpaket und die Wiederaussendungen vom Sender zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgesendet. Vom Empfänger werden dann das originale Datenpaket und die Wiederaussendungen – mehr oder weniger gestört – empfangen und können entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren interpretiert und ausgewertet werden. D.h. es wird zuerst versucht, das Datenpaket bzw. die jeweilige Wiederaussendung korrekt zu interpretieren. Bei einer festgestellten Fehlinterpretation wird dann immer die jeweils aktuell empfangene Wiederaussendung zur Kombination aus Datenpaket und den jeweils davor empfangenen Wiederaussendungen kombiniert. Diese neue Kombination wird dann ausgewertet. Conveniently, the re-transmissions of the data packet are staggered from Transmitter performed. The data packet and re-transmissions are transmitted by the transmitter at different times. The receiver then receives the original data packet and the re-transmissions - more or less disturbed - and can be interpreted and evaluated according to the method according to the invention. This means that it is first tried to correctly interpret the data packet or the respective retransmission. In case of a detected misinterpretation, the respectively currently received re-transmission is always combined to the combination of the data packet and the respectively received re-transmissions. This new combination is then evaluated.

Alternativ können die Wiederaussendungen des Datenpakets auch mit Hilfe von zumindest einem so genannten Repeater durchgeführt werden. Dabei werden z.B. im Übertragungsmedium Repeater eingesetzt und die effektive Reichweite der Aussendung des Datenpakets zu erhöhen. Vom Empfänger wird zur Interpretation, zum Speichern, Kombinieren und Auswerten dann jeweils das von Sender original ausgesendete Datenpaket sowie die Wiederaussendungen durch die im Übertragungsmedium bzw. Kommunikationsnetz befindlichen Repeater erhalten. Damit werdendem Empfänger ebenfalls das Datenpaket sowie Wiederaussendungen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und zum Finden einer korrekten Übertragung des Datenpakets zur Verfügung gestellt. Alternatively, the retransmissions of the data packet can also be carried out with the aid of at least one so-called repeater. In doing so, e.g. used in the transmission medium repeater and to increase the effective range of transmission of the data packet. The receiver then receives the data packet sent out by the transmitter in original form and the re-transmissions by the repeaters contained in the transmission medium or communication network for interpretation, storage, combining and evaluation. In this way, the data packet as well as retransmissions for carrying out the method according to the invention and for finding a correct transmission of the data packet are also made available to the receiver.

Es ist auch vorteilhaft, wenn als Übertragungsmedium ein Funkkanal, ein so genannter Powerline-Communication-Kanal und/oder ein Unterwasser-Kanal (z.B. Seekabel, etc.) eingesetzt werden. Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für diese Übertragungsmedien können trotz zeitlicher Schwankungen in der Übertragungsqualität und Störungen empfängerseitig Datenpakete korrekt interpretiert und ausgewertet werden. Weiterhin können beispielsweise vorhandene Ressourcen – wie z.B. ein Energieversorgungsnetz bei Smart- Meter- oder Energieautomatisierungsanwendungen mittels Powerline-Communication – für eine möglichst fehlerfreie Datenübertragung eingesetzt werden. Die Sender und Empfänger für ein Power-Line-Communication- oder PLC-Übertragungsverfahren sind häufig aus Kostengründen sehr einfach gehalten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann daher ohne zusätzlichen Aufwand bei Hardware und/oder Rechenleistung eine robuste Datenübertragung für PLC erzielt werden. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auch in bestehende, standardisierte PLC-Übertragungsverfahren wie z.B. PRIME, G3, etc. eingebaut werden, von welchen üblicherweise von einem relativ ungestörten Übertragungsmedium ausgegangen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können z.B. diese PLC-Übertragungsverfahren robuster und fehlerresistenter gemacht werden. It is also advantageous if a radio channel, a so-called powerline communication channel and / or an underwater channel (for example submarine cable, etc.) are used as the transmission medium. In an application of the method according to the invention for these transmission media data packets can be correctly interpreted and evaluated despite temporal variations in the transmission quality and interference on the receiver side. Furthermore, for example, existing resources - such as e.g. an energy supply network for smart meter or energy automation applications using powerline communication - for the most error-free data transfer possible. The transmitters and receivers for a power line communication or PLC transmission method are often kept very simple for cost reasons. The inventive method can therefore be achieved without additional effort in hardware and / or computing power, a robust data transmission for PLC. Furthermore, the method according to the invention can also be used, for example, in existing, standardized PLC transmission methods, such as e.g. PRIME, G3, etc. are installed, which is usually assumed by a relatively undisturbed transmission medium. By the method according to the invention, e.g. These PLC transmission methods are made more robust and more resistant to errors.

Kurzbeschreibung der Zeichnung Brief description of the drawing

Die Erfindung wird nachfolgend schematisch in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figuren erläutert. 1 zeigt dabei schematisch einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur robusten Datenübertragung für Datenpakete. In 2 ist beispielhaft und schematisch der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur robusten Datenübertragung mit einer beispielshaften Kanalkodierung dargestellt. The invention is explained schematically below by way of example with reference to the accompanying figures. 1 shows schematically an exemplary sequence of the inventive method for robust data transmission for data packets. In 2 is exemplary and schematically illustrated the flow of the inventive method for robust data transmission with an exemplary channel coding.

Ausführung der Erfindung Embodiment of the invention

1 zeigt in schematischer Weise einen beispielhaften Sender SE1 und einen beispielhaften Empfänger E1, welche beispielsweise als einfache Sender SE1 und Empfänger E1 ausgestaltet sind wie z.B. Sender/Empfänger in drahtlosen Sensornetzwerken, für Smart-Grid- oder Energieautomatisierungsanwendungen. Zwischen dem Sender SE1 und dem Empfänger E1 werden über ein Übertragungsmedium UE1 Datenpakete DP1 ausgetauscht. Das Übertragungsmedium UE1 wie z.B. einen Mobilfunkkanal, Unterwasserfunkkanal oder einen Powerline-Communcations-Kanal, bei welchen Leitungen eines Energieversorgungsnetzes für eine Datenübertragung genutzt werden, ist dabei von zeitlichen Schwankungen in der Übertragungsqualität und starken Störungen betroffen. 1 Fig. 12 schematically shows an exemplary transmitter SE1 and an exemplary receiver E1, which are designed, for example, as simple transmitters SE1 and receivers E1, such as transceivers in wireless sensor networks, for smart grid or energy automation applications. Between the transmitter SE1 and the receiver E1 data packets DP1 are exchanged via a transmission medium UE1. The transmission medium UE1, such as a mobile radio channel, underwater radio channel or a powerline communication channel, in which lines of a power supply network are used for data transmission, is affected by temporal fluctuations in the transmission quality and strong interference.

Vom beispielhaften Sender SE1 wird ein Datenpaket DP1, welches aus einer Abfolge an Dateneinheiten bzw. Bits besteht, mit einer vorgegebenen Anzahl an Wiederaussendungen ausgesendet. Vom in der 1 dargestellten Sender SE1 wird für die Wiederaussendungen z.B. ein Übertragungsverfahren mit Zeitdiversität genutzt. D.h. vom Sender SE1 wird das zu übertragende Datenpaket DP1 bzw. eine durch digitale Modulation generierte zugehörige analoge Nachricht x1(t) zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1, t2, t3, etc. an den zumindest einen Empfänger E1 versendet. Die Anzahl der zeitversetzten Wiederaussendung ist dabei vorgegeben und kann z.B. einen Wert von fünf haben. D.h. vom Sender SE1 wird die Nachricht x1(t) fünfmal wiederausgesendet. Die Anzahl der Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. kann dem Empfänger E1 z.B. in einem Kopfteil des vom Sender ausgesendeten Datenpakets DP1 mitgeteilt werden. From the exemplary transmitter SE1, a data packet DP1, which consists of a sequence of data units or bits, is transmitted with a predetermined number of retransmissions. From in the 1 shown transmitter SE1 is used for retransmissions, for example, a transmission method with time diversity. That is, the transmitter SE1 sends the data packet DP1 to be transmitted or a corresponding analog message x1 (t) generated by digital modulation at different times t1, t2, t3, etc. to the at least one receiver E1. The number of retransmitted retransmission is predetermined and may, for example, have a value of five. That is, the sender SE1 the message x1 (t) is retransmitted five times. The number of retransmissions y1 (t2), y1 (t3), etc. can be communicated to the receiver E1, for example, in a header of the data packet DP1 sent by the transmitter.

Vor dem Versenden wird das zu übertragende Datenpaket DP1 bzw. die zu übertragende Bitfolge – in 1 ist dies die beispielhafte Bitfolge 1, 0, 1, 1, 0 – mittels digitaler Modulation beispielsweise auf eine bipolare Symbolfolge und damit auf eine analoge Nachricht x1(t) abgebildet. Bei einer bipolaren Symbolfolge wird jedem Bit ein Symbol zugeordnet, wobei einem Bit mit dem Wert 1 ein Symbol mit dem Wert 1 und einem Bit mit dem Wert 0 ein Symbol mit dem Wert –1 zugeordnet wird. D.h. für die beispielhafte Bitfolge in 1 ergibt sich für das Datenpaket DP1 eine Symbolabfolge von 1, –1, 1, 1, –1, welche dann für die Datenübertragung z.B. auf einen Träger aufmoduliert werden. Dabei kann eine beliebige Modulation wie z.B. FSK, PSK, OFDM, Wavelet-OFDM, Pulsamplitudenmodulation, etc. für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Bei dem in 1 dargestellten beispielhaften Verfahrensablauf wird z.B. keine Kanalkodierung wie z.B. eine Wiederholungskodierung angewendet. Before the transmission, the data packet DP1 to be transmitted or the bit sequence to be transmitted - in 1 If this is the exemplary bit sequence 1, 0, 1, 1, 0 - mapped by means of digital modulation, for example, a bipolar symbol sequence and thus an analog message x1 (t). At a In the case of a bipolar symbol sequence, a symbol is assigned to each bit, where a bit with the value 1 is assigned a symbol with the value 1 and a bit with the value 0, a symbol with the value -1. Ie for the example bit sequence in 1 results for the data packet DP1 a symbol sequence of 1, -1, 1, 1, -1, which are then modulated for the data transmission, for example on a carrier. In this case, any modulation such as FSK, PSK, OFDM, wavelet OFDM, pulse amplitude modulation, etc. can be used for the inventive method. At the in 1 For example, no channel coding such as a repeat coding is used.

Nach der digitalen Modulation wird das Datenpaket DP1 bzw. die zugehörige analoge Nachricht x1(t) vom Sender SE1 z.B. zeitversetzt zu den Zeitpunkten t1, t2, t3, etc. die vorgegebene Anzahl an Wiederaussendung (z.B. fünfmal) hintereinander ausgesendet. Eine erste Aussendung y1(t1) der analoge Nachricht x1(t) sowie die Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. werden vom Empfänger E1 mehr oder weniger fehlerhaft empfangen. In 1 sind der Einfachheit halber nur die erste Aussendung y1(t1) des Datenpakets DP1 bzw. der zugehörigen analogen Nachricht x1(t) sowie zwei Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3) dargestellt, wobei jede empfangene Symbolfolge S11, S12, S13, etc. z.B. einen Fehler aufweist. After the digital modulation, the data packet DP1 or the associated analog message x1 (t) from the transmitter SE1, for example, time delayed at the times t1, t2, t3, etc. the predetermined number of retransmission (eg five times) sent out in a row. A first transmission y1 (t1) of the analog message x1 (t) and the re-transmissions y1 (t2), y1 (t3), etc. are received more or less erroneously by the receiver E1. In 1 For the sake of simplicity, only the first transmission y1 (t1) of the data packet DP1 or the corresponding analog message x1 (t) and two retransmissions y1 (t2), y1 (t3) are shown, each received symbol sequence S11, S12, S13, etc for example, has an error.

In einem ersten Verfahrensschritt a wird vom Empfänger die erste Aussendung y1(t1) des Datenpakets DP1 empfangen. Diese erste Aussendung y1(t1) wird im Empfänger E1 mittels digitaler Demodulation als z.B. bipolare Symbolfolge S11 – z.B. in Figur als erste empfangene Symbolfolge S11 mit den beispielhaften Werten –1, –1, 1, 1, –1 – abgebildet. Diese in 1 beispielhaft dargestellte erste empfangene Symbolfolge S11 kann dann vom Empfänger E1 auf eine erste Bitfolge D11 bzw. erste Datenpaketversion D11 mit den Werten 0, 0, 1, 1, 0 umgesetzt werden. Die erste Aussendung y1(t1) des Datenpakets DP1 wird dann vom Empfänger E1 interpretiert. Da die erste empfangene Symbolfolge S11 bzw. die erste Datenpaketversion D11 fehlerhaft ist – es ist z.B. das erste Symbol bzw. erste Bit falsch, kann vom Empfänger E1 keine korrekte Interpretation durchgeführt werden. In a first method step a, the receiver receives the first transmission y1 (t1) of the data packet DP1. This first transmission y1 (t1) is imaged in the receiver E1 by means of digital demodulation as eg bipolar symbol sequence S11 - eg in FIG. 1 as the first received symbol sequence S11 with the exemplary values -1, -1, 1, 1, -1. This in 1 The first received symbol sequence S11 represented by way of example can then be converted by the receiver E1 to a first bit sequence D11 or first data packet version D11 having the values 0, 0, 1, 1, 0. The first transmission y1 (t1) of the data packet DP1 is then interpreted by the receiver E1. Since the first received symbol sequence S11 or the first data packet version D11 is erroneous-for example, if the first symbol or first bit is incorrect, then no correct interpretation can be carried out by the receiver E1.

Aufgrund der fehlgeschlagenen Interpretation wird die erste empfangene Symbolfolge S11 vom Empfänger E1 behalten und in einem zweiten Verfahrensschritt b auf eine Wiederaussendung y1(t2), y1(t3), etc. des Datenpakets DP1 bzw. der zugehörigen, analogen Nachricht x1(t) durch den Sender SE1 gewartet. Wird vom Empfänger E1 eine erste Wiederaussendung y1(t2) empfangen, so wird diese anlog der ersten empfangenen Aussendung y1(t1) mittels digitaler Demodulation in z.B. eine bipolare Symbolfolge S12 umgewandelt. Die zweite empfangene Symbolfolge S12 in 1 weist z.B. die beispielhaften Werte 1, 1, 1, 1, –1 auf und kann im Empfänger E1 in eine zweite Datenpaketversion D12 mit den Werten 1, 1, 1, 1, 0 umgesetzt werden. Die erste Wiederaussendung y1(t2) des Datenpakets DP1 bzw. die zweite Symbolfolge S12 wird dann vom Empfänger E1 interpretiert. Da auch diese zweite Datenpaketversion D12 bzw. diese zweite empfangene Symbolfolge S12 einen Fehler (z.B. an der zweiten Position) aufweist, kommt es auch bei dieser Interpretation zu keiner korrekten Interpretation. Due to the failed interpretation, the first received symbol sequence S11 is retained by the receiver E1 and, in a second method step b, is re-transmitted y1 (t2), y1 (t3), etc. of the data packet DP1 or the corresponding analog message x1 (t) the transmitter SE1 waited. If a first retransmission y1 (t2) is received by the receiver E1, then this is converted to the first received transmission y1 (t1) by means of digital demodulation into, for example, a bipolar symbol sequence S12. The second received symbol sequence S12 in 1 has, for example, the exemplary values 1, 1, 1, 1, -1 and can be converted in the receiver E1 into a second data packet version D12 with the values 1, 1, 1, 1, 0. The first retransmission y1 (t2) of the data packet DP1 or the second symbol sequence S12 is then interpreted by the receiver E1. Since this second data packet version D12 or this second received symbol sequence S12 also has an error (eg at the second position), this interpretation does not result in a correct interpretation.

Daher wird in einem dritten Verfahrensschritt c vom Empfänger E1 die erste empfangene Symbolfolge S11 und die zweite empfangene Symbolfolge S12 symbolweise nach einer vorgegebenen Kombinationsregel kombiniert. Die Kombinationsregel sieht z.B. vor, dass eine symbolweise Addition der empfangenen Symbolfolgen S11, S12 (z.B. bei bipolaren Symbolen vorzeichenrichtig) durchgeführt wird. D.h. bei dem in 1 beispielhaft dargestellten Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im dritten Verfahrensschritt c die erste empfangene Symbolfolge S11 (–1, –1, 1, 1, –1) und die zweite empfangene Symbolfolge S12 (1, 1, 1, 1, –1) symbolweise und vorzeichenrichtig kombiniert – z.B. addiert. Ein Zwischenkombinationsergebnis wurde der Einfachheit halber in 1 nicht dargestellt. Diese Zwischenkombinationsergebnis bzw. ein Ergebnis der Kombination wird dann symbolweise vom Empfänger E1 z.B. mittels einer Mehrheitsentscheidung ausgewertet. D.h., dass beispielsweise bei einer Übertragung ohne Kanalkodierung und bei Verwendung von bipolaren Symbolen die Symbole des Zwischenkombinationsergebnisses symbolweise entsprechend dem jeweiligen Vorzeichen einer jeweiligen Symbolposition ausgewertet werden. Entsprechend dem jeweiligen Vorzeichen der Symbolposition im Zwischenkombinationsergebnis wird ein negativer Wert als eine Bitinformation 0 und ein positiver Wert als eine Bitinformation 1 decodiert. Therefore, in a third method step c, the receiver E1 combines the first received symbol sequence S11 and the second received symbol sequence S12 symbol by symbol according to a predetermined combination rule. The combination rule provides, for example, that a symbol-wise addition of the received symbol sequences S11, S12 (eg in the case of bipolar symbols with the correct sign) is performed. Ie at the in 1 In the third method step c, the first received symbol sequence S11 (-1, -1, 1, 1, -1) and the second received symbol sequence S12 (1, 1, 1, 1, -1) are symbol-wise and combined in the correct sign - eg added. An intermediate combination result has been included in for simplicity 1 not shown. This intermediate combination result or a result of the combination is then evaluated symbolwise by the receiver E1, for example by means of a majority decision. That is to say, for example, in the case of a transmission without channel coding and the use of bipolar symbols, the symbols of the intermediate combination result are evaluated symbol-wise in accordance with the respective sign of a respective symbol position. According to the respective sign of the symbol position in the intermediate combination result, a negative value is decoded as bit information 0 and a positive value as bit information 1.

Kann das Zwischenkombinationsergebnis vom Empfänger E1 nicht korrekt bzw. nur fehlerhaft ausgewertet werden, so werden in einem vierten Verfahrensschritt d der zweite und dritte Verfahrensschritt b, c solange wiederholt, bis zumindest eine weitere Wiederaussendung y1(t3) des Datenpakets DP1 korrekt interpretiert wird, oder von einer Auswertung der kombinierten Symbole K1 gemäß der Kombinationsregel ein korrektes Ergebnis geliefert wird. Dabei wird beim Erstellen der kombinierten Symbole K1 zumindest eine der bis dahin empfangenen Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. berücksichtigt. Für ein genaues Zwischenkombinationsergebnis – wie in 1 beispielhaft dargestellt – können z.B. alle bis dahin empfangenen Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. berücksichtigt werden. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise nur ein Teil der bis dahin empfangenen Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. berücksichtigt wird, um z.B. einen Speicheraufwand im Empfänger E1 zu reduzieren, da nur die berücksichtigten Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. im Empfänger E1 gespeichert werden müssen. If the intermediate combination result can not be evaluated correctly or only erroneously by the receiver E1, in a fourth method step d the second and third method steps b, c are repeated until at least one further retransmission y1 (t3) of the data packet DP1 is correctly interpreted, or from an evaluation of the combined symbols K1 according to the combination rule, a correct result is provided. When creating the combined symbols K1 at least one of the until received re-transmissions y1 (t2), y1 (t3), etc. considered. For an exact intermediate result - as in 1 By way of example, for example, all retransmissions y1 (t2), y1 (t3), etc. received until then can be taken into account. However, it is also possible that, for example, only a portion of the retransmissions y1 (t2), y1 (t3), etc., received until then is taken into account in order, for example, to reduce a memory overhead in the receiver E1, since only the retransmissions y1 (t2) considered , y1 (t3), etc. must be stored in the receiver E1.

Das bedeutet, wenn z.B. alle bereits empfangenen Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. berücksichtigt werden sollen, dass bei einer fehlgeschlagenen Auswertung des Zwischenkombinationsergebnisses aus erster und zweiter Symbolfolge S11, S12 von Empfänger E1 die erste Wiederaussendung y1(t2) bzw. die zugehörige, zweite Symbolfolge S12 behalten wird. Es wird vom Empfänger E1 als ein erster Teil des vierten Verfahrensschritt d der zweite Verfahrensschritt b wiederholt und auf eine weitere, zweite Wiederaussendung y1(t3) des Datenpakets DP1 gewartet, welche in eine dritte, empfangene Symbolfolge S13 (z.B. mit den Werten 1, –1, –1, 1, –1) mittels digitaler Demodulation umgesetzt wird. Aus dieser dritten Symbolfolge S13 kann eine dritte Datenpaketversion D13 (z.B. mit den Werten 1, 0, 0, 1, 0) abgeleitet werden. Da auch die dritte Symbolfolge S13 bzw. die dritte Datenpaketversion (z.B. an der dritten Position) ein Fehler aufweist, führt auch die Interpretation der dritten, empfangenen Symbolfolge S13 durch den Empfänger E1 zu einer fehlgeschlagenen Interpretation. This means if e.g. all already received retransmissions y1 (t2), y1 (t3), etc. are to be taken into account, that in a failed evaluation of the intermediate combination result of first and second symbol sequence S11, S12 of receiver E1, the first retransmission y1 (t2) or the associated, second symbol sequence S12 is kept. The second method step b is repeated by the receiver E1 as a first part of the fourth method step d and the system waits for a further, second retransmission y1 (t3) of the data packet DP1, which is converted into a third, received symbol sequence S13 (eg with the values 1, 1). 1, -1, 1, -1) is converted by means of digital demodulation. From this third symbol sequence S13 a third data packet version D13 (for example with the values 1, 0, 0, 1, 0) can be derived. Since the third symbol sequence S13 or the third data packet version (for example at the third position) also has an error, the interpretation of the third, received symbol sequence S13 by the receiver E1 also leads to a failed interpretation.

Es wird nun vom Empfänger als ein zweiter Teil des vierten Verfahrensschritt d der dritte Verfahrensschritt c wiederholt. Die Symbole der dritten, empfangenen Symbolfolge S13 werden symbolweise mit den Symbolen der ersten und zweiten Symbolfolge S12, S13 nach der vorgegebenen Kombinationsregel kombiniert. So werden z.B. bei einer Addition als Kombinationsregel die Symbole dieser drei Symbolfolgen S11, S13, S13 symbolweise und bei z.B. einer Verwendung von bipolaren Symbolen vorzeichenrichtig addiert. Als kombinierte Symbole K1 bzw. Zwischenkombinationsergebnis K1 ergibt sich damit beispielsweise eine Symbolfolge von 1, –1, 1, 3, –3. Dieses Zwischenkombinationsergebnis K1 wird dann wieder vom Empfänger z.B. mittels Mehrheitsentscheidung ausgewertet. Es wird dabei beispielsweise eine Bitfolge 1, 0, 1, 1, 0 erhalten, welche der Bitfolge des ausgesendeten Datenpakets entspricht. D.h. vom Empfänger E1 wird das ausgesendete Datenpaket bereits nach der dritten Wiederaussendung y1(t3) richtig decodiert. Von der Auswertung der kombinierten Symbole bzw. des Zwischenkombinationsergebnisses K1 wird ein korrektes Ergebnis geliefert. Vom Empfänger E1 muss daher nicht mehr auf die weiteren Wiederaussendungen des Datenpakets DP1 gewartet werden. The receiver then repeats the third method step c as a second part of the fourth method step d. The symbols of the third received symbol sequence S13 are symbol-wise combined with the symbols of the first and second symbol sequences S12, S13 according to the predetermined combination rule. Thus, e.g. when added as a combination rule, the symbols of these three symbol sequences S11, S13, S13 symbol by symbol and at e.g. adding bipolar symbols with the correct sign. As a combined symbol K1 or intermediate combination result K1, this yields, for example, a symbol sequence of 1, -1, 1, 3, -3. This intermediate combination result K1 is then retrieved from the receiver e.g. evaluated by majority vote. In this case, for example, a bit sequence 1, 0, 1, 1, 0 is obtained, which corresponds to the bit sequence of the transmitted data packet. That From the receiver E1, the transmitted data packet is correctly decoded after the third retransmission y1 (t3). The evaluation of the combined symbols or the intermediate combination result K1 yields a correct result. The receiver E1 therefore no longer has to wait for the further retransmissions of the data packet DP1.

Bei einer fehlgeschlagenen Auswertung des Zwischenkombinationsergebnisses K1 würde der vierte Verfahrensschritt d und damit der zweite und dritte Verfahrensschritt b, c wiederholt werden. Gegebenenfalls wird vom Empfänger E1 die im Kopfteil des Datenpakets DP1 angegebene Anzahl an Wiederaussendungen y1(t2), y1(t3), etc. abgewartet und berücksichtigt, wenn nicht davor eine Wiederaussendung y1(t2), y1(t3), etc. korrekt interpretiert worden ist oder eine Auswertung eines Zwischenkombinationsergebnis K1 zu einem korrekten Ergebnis geführt hat. In a failed evaluation of the intermediate combination result K1, the fourth method step d and thus the second and third method step b, c would be repeated. If necessary, the number of retransmissions y1 (t2), y1 (t3), etc. specified in the header of the data packet DP1 is awaited and taken into account by the receiver E1, unless a retransmission y1 (t2), y1 (t3), etc. are correctly interpreted before this or an evaluation of an intermediate combination result K1 has led to a correct result.

In 2 ist ein weiterer beispielhafter Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur robusten Datenübertragung schematisch dargestellt. 2 zeigt wieder einen beispielhaften Sender SE2 sowie einen beispielhaften Empfänger E2, zwischen welche über ein sehr gestörtes Übertragungsmedium UE2 (z.B. Funkkanal, Unterwasserfunkkanal, PLC-Kanal, etc.) z.B. für Anwendungen drahtloser Sensornetz, Smart-Grids oder Energieautomatisierung Datenpakete DP2 ausgetauscht werden. In 2 is another exemplary flow of the inventive method for robust data transmission shown schematically. 2 again shows an exemplary transmitter SE2 and an exemplary receiver E2, between which data packets DP2 are exchanged via a very disturbed transmission medium UE2 (eg radio channel, underwater radio channel, PLC channel, etc.) eg for applications of wireless sensor network, smart grids or energy automation.

Vom beispielhaften Sender SE2 wird ein Datenpaket DP2 mit einer beispielhaften Bitfolge 1, 0, 1 ausgesendet. Weiterhin wird vom Sender SE2 beispielsweise für eine bessere Übertragungsqualität eine Kanalkodierung mit einem Wiederholungskode eingesetzt. Das heißt, aus dem Datenpaket DP2 mit der beispielhaften Bitfolge 1, 0, 1 wird ein kodiertes Datenpaket cDP2 generiert, indem jedes Bit einer vorgegebenen Koderate (z.B. mit der Koderate 3) vor dem Senden wiederholt wird. Daraus ergibt sich ein kodiertes Datenpaket cDP2 mit einer beispielhaften Bitfolge 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, in welcher das jeweilige Bit entsprechend der beispielhaften Koderate 3 wiederholt ist. Das kodierte Datenpaket cDP2 wird dann vom Sender SE2 vor dem Versenden auf eine z.B. bipolare Symbolfolge (z.B. 1, 1, 1, –1, –1, –1, 1, 1, 1) abgebildet und dann mittels digitaler Modulation auf eine analoge Nachricht x2(t) umgesetzt. From the exemplary transmitter SE2, a data packet DP2 with an exemplary bit sequence 1, 0, 1 is transmitted. Furthermore, the channel SE2 uses, for example, a channel coding with a repetition code for a better transmission quality. That is, from the data packet DP2 having the example bit stream 1, 0, 1, an encoded data packet cDP2 is generated by repeating each bit of a predetermined code rate (e.g., at the code rate 3) before transmission. This results in a coded data packet cDP2 with an exemplary bit sequence 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, in which the respective bit is repeated in accordance with the exemplary code rate 3. The encoded data packet cDP2 is then sent by the transmitter SE2 before being sent to a e.g. bipolar symbol sequence (e.g., 1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1) and then converted by digital modulation to an analog message x2 (t).

In 2 werden für Wiederaussendungen y2(t2) der analogen Nachricht x2(t) beispielsweise Repeater R eingesetzt. Der Einfachheit halbe ist in 2 nur ein beispielhafter Repeater R mit einer beispielhaften Wiederaussendung y2(t2) dargestellt. Nach der digitalen Modulation wird vom Sender die analoge Nachricht x2(t) des kodierten Datenpakets cDP2 über das Übertragungsmedium UE ausgesendet. Diese Nachricht x2(t) wird einerseits vom Repeater R empfangen und z.B. vom diesen verstärkt und dann als Wiederaussendung y2(t2) über das Übertragungsmedium UE2 weitergesendet. Anderseits wird die ausgesendete analoge Nachricht x2(t) als Aussendung y2(t1) des kodierten Datenpakets cDP2 vom Empfänger E2 im ersten Verfahrensschritt a empfangen. In 2 For example, repeaters R are used for retransmissions y2 (t2) of the analog message x2 (t). The simplicity is half in 2 only one exemplary repeater R is shown with an exemplary retransmission y2 (t2). After digital modulation, the sender transmits the analog message x2 (t) of the coded data packet cDP2 via the transmission medium UE. This message x2 (t) is received on the one hand by the repeater R and, for example, amplified by this and then retransmitted as retransmission y2 (t2) via the transmission medium UE2. On the other hand, the transmitted analog message x2 (t) is received as the transmission y2 (t1) of the coded data packet cDP2 from the receiver E2 in the first method step a.

Die Aussendung y2(t1) wird im Empfänger E2 mittels digitaler Demodulation in eine z.B. bipolare Symbolfolge S21 mit den beispielhaften und aufgrund der gestörten Übertragung fehlerhaften Werten (1, –1, –1, –1, –1, –1, 1, 1, 1) umgesetzt. Aus dieser ersten empfangenen Symbolfolge S21 kann dann mittels Dekodierung eine zugehörige, aber fehlerhafte erste Datenpaketversion D21 – z.B. mit der Bitfolge 0, 0, 1 abgeleitet werden, wobei beispielsweise zu berücksichtigen ist, dass aufgrund der beispielhaften Kanalkodierung mit einem Wiederholungskode 3 immer von drei Symbol ein Bit repräsentiert wird. Die Aussendung y2(t1) des kodierten Datenpakets cDP2 wird also vom Empfänger E2 decodiert und interpretiert. Da diese Aussendung y2(t1) fehlerhaft ist, kann vom Empfänger E2 keine korrekte Interpretation durchgeführt werden. The transmission y2 (t1) is sent in the receiver E2 by means of digital demodulation into an e.g. bipolar symbol sequence S21 with the exemplary and due to the disturbed transmission erroneous values (1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, 1, 1) implemented. From this first received symbol sequence S21, an associated but defective first data packet version D21 - e.g. be derived with the bit sequence 0, 0, 1, for example, it should be noted that due to the exemplary channel coding with a repetition code 3 is always represented by three symbol one bit. The transmission y2 (t1) of the coded data packet cDP2 is therefore decoded and interpreted by the receiver E2. Since this transmission y2 (t1) is faulty, the receiver E2 can not perform a correct interpretation.

Aufgrund der fehlgeschlagenen Interpretation wird die erste empfangene Symbolfolge S12 vom Empfänger E2 behalten und im zweiten Verfahrensschritt b auf eine Wiederaussendung y2(t2), etc. des kodierten Datenpakets cDP2 gewartet. Von Empfänger E2 wird dann z.B. eine erste Wiederaussendung y2(t2) des zumindest einen Repeaters R im Kommunikationsnetz erhalten. Diese erste empfangene Wiederaussendung y2(t2) wird dann ebenfalls mittels digitaler Demodulation in z.B. eine bipolare Symbolfolge S22 (z.B. 1, 1, 1, 1, –1, 1, 1, 1, 1) umgewandelt. Mittels Dekodierung kann daraus z.B. einen zweite Datenpaketversion D22 mit der ebenfalls fehlerhaften Bitfolge 1, 1, 1 abgeleitet werden. Due to the failed interpretation, the first received symbol sequence S12 is retained by the receiver E2 and in the second method step b a re-transmission y2 (t2), etc. of the coded data packet cDP2 is awaited. From receiver E2, then e.g. receive a first retransmission y2 (t2) of the at least one repeater R in the communication network. This first received retransmission y2 (t2) is then also transmitted by digital demodulation in e.g. a bipolar symbol sequence S22 (e.g., 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, 1, 1) is converted. By decoding it can be made therefrom e.g. a second data packet version D22 with the also faulty bit sequence 1, 1, 1 are derived.

Im zweiten Verfahrensschritt b wird die erste Wiederaussendung y2(t2) des kodierten Datenpakets cDP2 bzw. die zweite Symbolfolge S12 vom Empfänger E1 interpretiert. Da auch diese zweite Datenpaketversion D22 bzw. diese zweite empfangene Symbolfolge S22 fehlerhaft ist, kommt es auch bei dieser Interpretation zu keiner korrekten Interpretation. Es wird daher der dritte Verfahrensschritt c durchgeführt. Das bedeutet, die erste Symbolfolge S21 der Aussendung y2(t1) wird gemäß der vorgegebenen Kombinationsregel (z.B. symbolweise Addition) mit der zweiten Symbolfolge S22 der Wiederaussendung y2(t2) kombiniert und aufgrund der in 2 vorliegenden Kanalkodierung einem Decoder zum Dekodieren der Kanalkodierung mit Wiederholungskode zugeführt. Eine symbolweise Auswertung des Kombinationsergebnisses K2 erfolgt beispielsweise erst nach der Dekodierung. Das Kombinationsergebnis K2 nach der Dekodierung ergibt für die in 2 beispielhaften Symbolfolgen eine dekodierte, kombinierte Symbolfolge K2 mit den Werten 2, –2, 6, welche dann z.B. mittels Mehrheitsentscheidung ausgewertet bzw. in einen Bitfolge DP2 umgesetzt werden können. Wird z.B. wieder für negative Werte eine Bitwert 0 und für positive Werte ein Bitwert 1 als Dekodierung angenommen, so ergibt die Bitfolge DP2 für das Kombinationsergebnis K2 die Werte 1, 0, 1. In the second method step b, the first re-transmission y2 (t2) of the coded data packet cDP2 or the second symbol sequence S12 is interpreted by the receiver E1. Since this second data packet version D22 or this second received symbol sequence S22 is also erroneous, this interpretation does not result in a correct interpretation. Therefore, the third method step c is performed. This means that the first symbol sequence S21 of the emission y2 (t1) is combined with the second symbol sequence S22 of the retransmission y2 (t2) according to the predetermined combination rule (eg symbol-wise addition) and based on the in 2 present channel coding supplied to a decoder for decoding the channel coding with repetition code. A symbolic evaluation of the combination result K2 takes place, for example, only after the decoding. The combination result K2 after the decoding results for the in 2 exemplary symbol sequences a decoded, combined symbol sequence K2 with the values 2, -2, 6, which can then be evaluated eg by majority decision or converted into a bit sequence DP2. If, for example, a bit value 0 is assumed again for negative values and a bit value 1 for positive values as decoding, the bit sequence DP2 for the combination result K2 results in the values 1, 0, 1.

Da im in 2 dargestellten Beispiel bereits im dritten Verfahrensschritt c eine korrekte Auswertung des Kombinationsergebnisses K2 erzielt worden ist, wird das erfindungsgemäße Verfahren vom Empfänger E2 abgebrochen. Der vierte Verfahrensschritt d bzw. die Wiederholung des zweiten und dritten Verfahrensschritt b, c werden daher nicht mehr ausgeführt. Since im in 2 example shown in the third step c, a correct evaluation of the combination result K2 has been achieved, the inventive method is canceled by the receiver E2. The fourth method step d or the repetition of the second and third method step b, c are therefore no longer executed.

Würde die symbolweise Auswertung des Kombinationsergebnisses K2 nicht zu einem korrekten Ergebnis führen, so wird der vierte Verfahrensschritt d ausgeführt. D.h. vom Empfänger E2 wird das Kombinationsergebnis K2 behalten und auf zumindest eine weitere Wiederaussendung des kodierten Datenpakets cDP2 beispielsweise durch einen weiteren Repeater R gewartet. Diese zumindest eine weitere Wiederaussendung wird dann wieder in eine Symbolfolge umgesetzt und z.B. für eine weitere Datenpaketversion dekodiert. Die weitere Wiederaussendung bzw. die zugehörige Symbolfolge wird gemäß dem zweiten Verfahrensschritt b interpretiert. Bei einer fehlgeschlagenen Interpretation wird dann wieder der dritte Verfahrensschritt c ausgeführt und die weitere Symbolfolge wird zum Kombinationsergebnis K2 aus erster und zweiter Symbolfolge S21, S22 gemäß der vorgegebenen Kombinationsregel kombiniert. Das neue Kombinationsergebnis K2 wird dann dekodiert und ausgewertet. Ist das Ergebnis der Auswertung korrekt, so wird das erfindungsgemäße Verfahren beendet. Ist das Ergebnis der Auswertung nicht korrekt, so wird der vierte Verfahrensschritt d wiederholt, bis entweder eine der weiteren empfangenen Wiederaussendungen y2(t2) korrekt empfängerseitig interpretiert werden, oder von der Auswertung der kombinierten Symbole der empfangenen Aussendung y2(t1) und von zumindest einer bis dahin empfangenen Wiederaussendungen y2(t2) des kodierten Datenpakets cDP2 ein korrektes Ergebnis geliefert wird. If the symbol-by-symbol evaluation of the combination result K2 did not lead to a correct result, the fourth method step d is carried out. That From the receiver E2, the combination result K2 is kept and waited for at least one further re-transmission of the coded data packet cDP2, for example, by a further repeater R. This at least one further retransmission is then converted back into a symbol sequence and, e.g. decoded for another data package version. The further retransmission or the associated symbol sequence is interpreted in accordance with the second method step b. In the case of an unsuccessful interpretation, the third method step c is then carried out again and the further symbol sequence is combined into the combination result K2 from the first and second symbol sequences S21, S22 in accordance with the predetermined combination rule. The new combination result K2 is then decoded and evaluated. If the result of the evaluation is correct, the method according to the invention is terminated. If the result of the evaluation is not correct, the fourth method step d is repeated until either one of the further received re-transmissions y2 (t2) are correctly interpreted by the receiver, or from the evaluation of the combined symbols of the received transmission y2 (t1) and at least one until then received re-transmissions y2 (t2) of the encoded data packet cDP2 a correct result is delivered.

Claims

Method for the robust data transmission of data packets (DP1, DP2) between a transmitter (SE1, SE2) and at least one receiver (E1, E2) in a severely disturbed transmission medium (UE1, UE2), wherein a data packet (DP1, DP2) consisting of a sequence of symbols is emitted, with a predetermined number of retransmissions (y1 (t2), y1 (t3), ...), characterized in that the following steps are carried out: (a) one from the transmitter (SE1, SE2) the transmitted data packet (DP1, DP2) is interpreted by the at least one receiver (E1, E2), (b) in the event of an unsuccessful interpretation of the data packet (DP1, DP2), a re-transmission (y1 (t2), y1 (t3). .) this data packet (DP1, DP2) and then interprets this retransmission (y1 (t2), y1 (t3) ...), (c) in the event of an unsuccessful interpretation of retransmission (y1 (t2), y1 (t3). ..) are the receiver (E1, E2) the symbols (S11, S21) of originally received data packets with the symbols (S12, S22) of the retransmission (y1 (t2), y1 (t3)...) of this data packet are combined symbol-wise on the basis of a combination rule and evaluated (d) in the case of an erroneous evaluation of the combined symbols (K1, K2), steps b and c are repeated until a further retransmission (y1 (t2), y1 (t3)...) Is correctly interpreted, or a correct result is provided by the evaluation of the combined symbols (K1, K2) , wherein when creating the combined symbols (K1, K2) at least one until then received re-transmission (y1 (t2), y1 (t3) ...) of the data packet (DP1, DP2) is taken into account.

Method according to Claim 1, characterized in that the symbol (s) (S11, S22) of the data packet (DP1, DP2) with the received symbols (S12, S13, S22, ... ) of the respective retransmission (y1 (t2), y1 (t3) ...) of the data packet (DP1, DP2) is carried out, the symbols (S12, S13, S22, ...) of the respective retransmission (y1 (t2) , y1 (t3)) are added to a result of the addition, and then the result of the addition is evaluated symbolwise by means of a majority decision (c).

Method according to one of Claims 1 to 2, characterized in that in a header part of the data packet (DP1, DP2) transmitted by the transmitter (SE1, SE2) the predetermined number of retransmissions (y1 (t2), y1 (t3) ...) this data packet (DP1, DP2) is sent.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the data packet (DP2) via the transmission medium (UE2) with a channel coding, in particular a repetition code, to the receiver (E2) is transmitted.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the retransmissions (y1 (t2), y1 (t3) ...) of the data packet (DP1) are offset in time from the transmitter (SE1).

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the retransmissions (y2 (t2)) of the data packet (DP2) are carried out by means of at least one so-called repeater (R).

Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that a radio channel, a so-called powerline communication channel and / or an underwater cable are used as the transmission medium (UE1, UE2).