WO2018108427A1 - Method for transmitting data in a multihop network - Google Patents

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WO2018108427A1
WO2018108427A1 PCT/EP2017/079384 EP2017079384W WO2018108427A1 WO 2018108427 A1 WO2018108427 A1 WO 2018108427A1 EP 2017079384 W EP2017079384 W EP 2017079384W WO 2018108427 A1 WO2018108427 A1 WO 2018108427A1
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weight
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Jens Braband
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04L45/12Shortest path evaluation
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/12Shortest path evaluation
    • H04L45/122Shortest path evaluation by minimising distances, e.g. by selecting a route with minimum of number of hops
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • HELECTRICITY
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    • H04W40/00Communication routing or communication path finding
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    • H04W40/38Modification of an existing route adapting due to varying relative distances between nodes

Definitions

  • the invention relates to a method for data transmission in a multihop network, in particular an ad hoc network, and to a multihop network for data transmission.
  • a network based on the invention consists of a number of mesh-linked nodes that can communicate with each other.
  • a so-called meshed or meshed network not every node of the network is connected to all other nodes of the network, but each node of the network is connected to at least one other node of the network. In such a network will be
  • the destination node is not within range of the initial node, intermediate nodes are used to Wei ⁇ tertechnisch the message.
  • an initial node sends a message z. B. to a first intermediate node, this sends the message to a second intermediate node and this in turn can forward the message to the destination node.
  • the network thus serves to transmit messages in multiple steps or "hops" between two nodes along a transmission path Therefore, such a network is also called “multi-hop network" and the form of data transmission is referred to as multi-hopping.
  • the number of steps that a packet has to cover on its way from the starting node to the destination node can be counted as a so-called "hop count.”
  • the data load can be distributed more advantageously in a meshed network, since data is passed on from node to node until they reach their recipient without the need for a one-stop-shop.
  • the objects can be permanently installed, resting or moving.
  • a coordination of such items (such as, for example, vehicles, trains, etc.) makes sense to z. B. to support the security or management of the data. So it can be used in rail transport applications z. B. be useful to enable a signal preview over a be ⁇ voted number of signals along the route of a train.
  • z. B. the train itself but also a railroad crossing with a network technology to node a multihop network be formed.
  • An ad-hoc network constantly adapts when nodes move, add or fail.
  • the task is to size the range of messages in multihop networks.
  • a method is proposed for transmitting data packets in a multi-hop wireless network having a plurality of nodes, which determines the range of the Transmission of a data packet is limited depending on its type or its meaning.
  • message can also be used interchangeably for a data packet.
  • the counter is initially set to zero.
  • the advantage of the invention consists in an application-oriented, dynamic forwarding of messages in
  • Multihop networks such as B. in ad hoc meshed networks, such as z. B. in automotive or railway applications can be realized.
  • the application can dimension or limit the range of the data packet or the message. According to the invention a distinction is made according to the type of bone and ⁇ least the message and the transmission is defined in terms of weights and thresholds.
  • the current counter S in the course of each transmission between two nodes becomes a weight w ⁇ j , which depends on the type of the receiving node i and the type of the data packet j , increased, ie
  • data packets can be prioritized and given a higher weight than other data packets.
  • the age of the message also has an influence on the forwarding of the data packet.
  • the age of the message may also be included in the weight w at each node (wi, j , t ), where t is a time index.
  • a first type of node is a node that is application-relevant for the type of data packet, and a second type of node is only for
  • Each node may be assigned a weight greater than zero in one embodiment. Then all nodes contribute to the counter increment according to the respective weight.
  • the first limit may be determined depending on the density or frequency of nodes in the network that are relevant to an application of the type of data packet. This ensures that at least one application-relevant node is always reached.
  • a controller of a node of a wireless multihop network is proposed, which is adapted to receive a first limit value for limiting the range of forwarding of a received data packet, ei ⁇ nen counter to an increment the weight attributed to the node, and a Forwarding a received data packet when the counter exceeds the first limit, to refrain.
  • a wireless multihop network is proposed, which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
  • FIG. 1 shows a multihop network according to the invention.
  • each node N is assigned a weight w ⁇ j as a function of its type i and also of the type of the data packet j.
  • Each data packet D which is sent, is thus accumulates preferably two additional information is ⁇ , namely a first limit value Gi for the dynamic weight of the data packet and the counter S itself.
  • a first limit value for the dynamic weight of the data packet and the counter S itself.
  • a start value S 0. If a node N D, a data packet with the parameters gi and S, so it determines its assigned weight wi j, wel ⁇ ches depending on the data packet type and the type j was ⁇ nes node type is i.
  • the respective weight may be stored in the node or it may be calculated by the node according to an algorithm.
  • the counter is then incremented by the respective weight at node w ⁇ j . If, in a preferred embodiment, the counter is S> Gi, the node N consumes the data packet D, ie it still evaluates it but does not forward it any further. This achieves a dynamic range depending on the type of nodes involved and the importance of the message.
  • FIG. 1 shows a multihop network according to the invention.
  • a web ⁇ application is illustrated.
  • all devices along one route are equipped with WLAN-p components.
  • the example application is intended to enable a signal preview over a certain number of signals.
  • the transmission is directed along the route in both directions, but it is not always direct between adjacent signals possible.
  • Intermediate stations can z. B. also railroad crossings or trains or stations, etc. It shows a route, a train and two signals No and N 4 .
  • the train with its nodes i and 2 and a railroad crossing N 3 serve as intermediate nodes for the transmission of a data packet between two route signals o and N 4 along the route of the train.
  • the Da ⁇ tenzig case contains data of the signal o.
  • the data packet is transmitted by the signal No to a node i of a first end of a train.
  • a second jump the data packet is transmitted by the signal No to a node i of a first end of a train.
  • Jump will transmit the data packet to a node N 2 on the second, ge ⁇ genübercolo end of the train. From this second end of the train, the data packet is transmitted to a level crossing N 3 . From the level crossing N 3 , the data packet is transmitted to a second signal N 4 .
  • the signals No and N 4 are for the on ⁇ application of the signal data relevant to the application nodes.
  • the data packet to be transmitted contains signal data.
  • the counter S new is equal to the first limit Gi.
  • the weights can also be distributed differently. For example, each node can be assigned a small minimum weight. Also, the weight can be chosen depending on the type of message. Short-range Nachrich ⁇ th will receive a higher weight and thus be consumed faster.
  • an age of the data packet can additionally be limited as the second limit value G 2 .
  • G 2 1 min fixed ⁇ laid. Then, at a node at which the age of the data packet is now 1.2 minutes, the forwarding of the data packet would be stopped because of aging. So z. B. a signal preview only makes sense if it is not too old. For this purpose, for example, the time of generation or the time of the first forwarding is transmitted together with the data packet.
  • the advantage of the invention is an application-oriented, dynamic forwarding of messages in ad hoc meshed networks.
  • the application can size the range of the data packets in certain Ma ⁇ SEN. It can be advantageously distinguished between participants that are application-relevant and those that are technically relevant only transmission ⁇ .

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Abstract

According to the invention, a method for transmitting data packets in a wireless multi-hop network having a plurality of nodes (N) is proposed that restricts the range of the transmission of a data packet. To this end, each node (N) of its type is assigned a weight (w). Further, a limit value (G1) for limiting the range of the data packet is stipulated. Further, a counter (S) at each node (N) is incremented by the weight (wij) associated with the node (N), and the data packet is not forwarded if the counter (S) exceeds the limit value (G).

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Datenübertragung in einem Multihop-Netzwerk Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung in einem Multihop-Netzwerk, insbesondere einem Ad-hoc Netzwerk, sowie ein Multihop-Netzwerk zur Datenübertragung. The invention relates to a method for data transmission in a multihop network, in particular an ad hoc network, and to a multihop network for data transmission.
Ein der Erfindung zugrundeliegendes Netzwerk besteht aus ei- ner Anzahl von maschenartig verknüpften Knoten, die miteinander kommunizieren können. In einem sogenannten vermaschten oder Meshed-Netzwerk ist nicht jeder Knoten des Netzwerks mit allen anderen Knoten des Netzwerks verbunden, jedoch ist jeder Knoten des Netzwerks mit zumindest einem weiteren Knoten des Netzwerks verbunden. In einem solchen Netzwerk werdenA network based on the invention consists of a number of mesh-linked nodes that can communicate with each other. In a so-called meshed or meshed network, not every node of the network is connected to all other nodes of the network, but each node of the network is connected to at least one other node of the network. In such a network will be
Nachrichten von einem Anfangsknoten zu einem End- oder Zielknoten übertragen. Befindet sich der Zielknoten außerhalb der Reichweite des Anfangsknotens, werden Zwischenknoten zur Wei¬ terleitung der Nachricht eingesetzt. Beispielhaft sendet ein Anfangsknoten eine Nachricht z. B. an einen ersten Zwischenknoten, dieser sendet die Nachricht an einen zweiten Zwischenknoten und dieser wiederum kann die Nachricht an den Zielknoten weiterleiten. Das Netzwerk dient demzufolge der Übertragung von Nachrichten in mehreren Einzelschritten bzw. -Sprüngen oder „Hops" zwischen zwei Knoten entlang eines Übertragungspfades. Daher heißt ein solches Netzwerk auch „Multihop-Netzwerk" und die Form der Datenübertragung wird als Multihopping (Mehrfachsprungverfahren) bezeichnet. Dabei kann die Anzahl an Schritten, die ein Paket auf dem Weg vom Anfangsknoten zum Zielknoten zurücklegen muss, als sogenannter „Hop Count" oder Sprungzähler gezählt werden. Die Datenlast kann in einem vermaschten Netzwerk vorteilhafter verteilt werden, da Daten von Knoten zu Knoten weitergereicht werden, bis sie ihren Empfänger erreicht haben, ohne dass es einer zentralen Anlaufstelle bedarf. Transfer messages from an initial node to an end or destination node. The destination node is not within range of the initial node, intermediate nodes are used to Wei ¬ terleitung the message. By way of example, an initial node sends a message z. B. to a first intermediate node, this sends the message to a second intermediate node and this in turn can forward the message to the destination node. The network thus serves to transmit messages in multiple steps or "hops" between two nodes along a transmission path Therefore, such a network is also called "multi-hop network" and the form of data transmission is referred to as multi-hopping. In this case, the number of steps that a packet has to cover on its way from the starting node to the destination node can be counted as a so-called "hop count." The data load can be distributed more advantageously in a meshed network, since data is passed on from node to node until they reach their recipient without the need for a one-stop-shop.
Die Verbreitung drahtloser Nachrichtennetzwerke nimmt gegen¬ wärtig kontinuierlich zu. Funknetzwerke nach dem WLAN- Standard (WLAN = Wireless Local Area Network) IEEE 802.11, z. B. IEEE 802.11-p, gehören mittlerweile zu den am häufigs¬ ten eingesetzten Technologien in der drahtlosen Datenübertragung. Immer mehr Gegenstände des täglichen Alltags wie Mobil- funkgeräte, PDAs etc. weisen dabei die Möglichkeit des Emp¬ fanges und Sendens von Nachrichten auf. Die Objekte können dabei fest installiert sein, ruhen oder sich bewegen. In vielen Situationen wie z. B. im Straßen- oder Bahnverkehr, ist eine Koordination solcher Gegenstände (wie z. B. Fahrzeuge, Züge usw.) sinnvoll, um z. B. die Sicherheit oder Verwaltung der Daten zu unterstützen. So kann es in Bahnverkehrsanwendungen z. B. sinnvoll sein, eine Signalvorschau über eine be¬ stimmte Anzahl von Signalen entlang der Fahrstrecke eines Zuges zu ermöglichen. Hier kann z. B. der Zug selbst aber auch ein Bahnübergang mit einer Netzwerktechnologie zum Knoten eines Multihop-Netzwerks ausgebildet sein. The spread of wireless communication networks continues to increase against ¬ wärtig. Wireless networks after the WLAN Standard (WLAN = Wireless Local Area Network) IEEE 802.11, z. B. IEEE 802.11-p, are now among the most frequently ¬ th used technologies in wireless data transmission. More and more objects of everyday daily life such as mobile radios, PDAs, etc. in this case have the possibility of Emp ¬ fanges and sending messages. The objects can be permanently installed, resting or moving. In many situations, such as As in road or rail transport, a coordination of such items (such as, for example, vehicles, trains, etc.) makes sense to z. B. to support the security or management of the data. So it can be used in rail transport applications z. B. be useful to enable a signal preview over a be ¬ voted number of signals along the route of a train. Here can z. B. the train itself but also a railroad crossing with a network technology to node a multihop network be formed.
Zunehmende Bedeutung gewinnen ad-hoc-Funknetze, die zwei oder mehr Objekte als Knoten zu einem vermaschten Mobilfunknetz verbinden und sich selbständig aufbauen und konfigurieren.Increasingly important are ad-hoc wireless networks, which connect two or more objects as nodes to a meshed mobile network and set up and configure independently.
Ein ad-hoc Netz passt sich beständig an, wenn sich Knoten bewegen, hinzukommen oder ausfallen. An ad-hoc network constantly adapts when nodes move, add or fail.
Allerdings ist bei vermaschten Netzwerken die Beschränkung des Weiterleitens von Nachrichten (Hopping) eine wichtigeHowever, with meshed networks, the limitation of forwarding messages (hopping) is an important one
Maßnahme, da es sonst zu einer Netzüberlastung kommen kann. In der Regel werden im Stand der Technik Datenpakete oder Nachrichten statisch oder zeitabhängig verworfen, insbesondere bei ad-hoc Netzwerken, bei denen die Teilnehmer sich nicht kennen und sich das Netz ständig verändert. Measure, as otherwise network overload may occur. As a rule, in the prior art, data packets or messages are discarded statically or time-dependently, in particular in the case of ad hoc networks, in which the subscribers do not know each other and the network is constantly changing.
Die Aufgabe besteht darin, die Reichweite von Nachrichten in Multihop-Netzwerken zu dimensionieren. Erfindungsgemäß wird dazu ein Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen in einem drahtlosen Multihop-Netzwerk mit einer Mehrzahl von Knoten vorgeschlagen, welches die Reichweite der Übertragung eines Datenpakets in Abhängigkeit seines Typs bzw. von seiner inhaltlichen Bedeutung beschränkt. The task is to size the range of messages in multihop networks. According to the invention, a method is proposed for transmitting data packets in a multi-hop wireless network having a plurality of nodes, which determines the range of the Transmission of a data packet is limited depending on its type or its meaning.
Dazu wird jedem Knoten ein Knotentyp zugewiesen. Ferner wird ein Grenzwert zur Begrenzung der Reichweite des Datenpakets festgelegt. Es werden Gewichte wij zu jedem Knoten in Abhän¬ gigkeit eines Typs „i" des jeweiligen Knotens und der Art „j" des zu übertragenden Datenpakets zugewiesen. Das Datenpaket wird von einem Anfangsknoten über mehrere Knoten übertragen, wobei ein Zähler um das dem Knoten zugeordnete Gewicht inkre- mentiert wird. Ein Weiterleiten des Datenpakets unterbleibt, wenn der Zähler den Grenzwert überschreitet. For this purpose, each node is assigned a node type. Furthermore, a limit is set for limiting the range of the data packet. There are assigned weights wi j to each node in depen ¬ dependence of a type "i" of the respective node, and the type "j" of the transmitted data packet. The data packet is transmitted from an initial node over several nodes, with a counter being incremented by the weight assigned to the node. A forwarding of the data packet is omitted if the counter exceeds the limit.
Im Folgenden kann für ein Datenpaket synonym auch der Begriff Nachricht verwendet werden. In the following, the term message can also be used interchangeably for a data packet.
Bevorzugt wird der Zähler zu Beginn auf Null gesetzt. Preferably, the counter is initially set to zero.
Der Vorteil der Erfindung besteht dabei in einer anwendungs- orientierten, dynamischen Weiterleitung von Nachrichten inThe advantage of the invention consists in an application-oriented, dynamic forwarding of messages in
Multihop-Netzwerken, wie z. B. in ad hoc vermaschten Netzwerken, wie sie z. B. in Automobil- oder Bahnanwendungen Realisierung finden können. Die Anwendung kann dabei die Reichweite des Datenpakets oder der Nachricht dimensionieren bzw. be- schränken. Erfindungsgemäß wird dabei nach dem Typ des Kno¬ tens und der Nachricht unterschieden und die Übertragung wird in Form von Gewichten und Grenzwerten definiert. Multihop networks, such as B. in ad hoc meshed networks, such as z. B. in automotive or railway applications can be realized. The application can dimension or limit the range of the data packet or the message. According to the invention a distinction is made according to the type of bone and ¬ least the message and the transmission is defined in terms of weights and thresholds.
Mit anderen Worten wird an jedem empfangenen Knoten der aktu- eile Zähler S im Rahmen jeder Übertragung zwischen zwei Knoten, also bei jedem sogenannten Sprung, um ein Gewicht w±j , welches von dem Typ des empfangenden Knotens i und der Art des Datenpakets j abhängt, erhöht, d. h. In other words, at each node received, the current counter S in the course of each transmission between two nodes, that is, every so-called jump, becomes a weight w ± j , which depends on the type of the receiving node i and the type of the data packet j , increased, ie
Sneu = Sai + Wi Snew = S a i + Wi
Nach der Inkrementierung wird an dem betreffenden Knoten überprüft, ob der gegenwärtige Zählerwert größer ist als der erste Grenzwert Gi : Sneu > Gl After the increment, it is checked at the node concerned whether the current counter value is greater than the first limit value Gi: Snew> Eq
Somit können Datenpakete priorisiert werden und ihnen kann ein höheres Gewicht zugeordnet werden als anderen Datenpake- ten . Thus, data packets can be prioritized and given a higher weight than other data packets.
Besonders vorteilhaft ist es, den Grenzwert G und den Zähler S mit dem zu übertragenden Datenpaket selbst zusammen zu übertragen. Dadurch muss das Datenpaket nur um wenige Infor- mationen erweitert werden und es wird keine bzw. kaum zusätzliche Zeit für die Übertragung im Netzwerk aufgewandt. It is particularly advantageous to transmit the limit value G and the counter S together with the data packet to be transmitted itself. As a result, the data packet only has to be expanded by a small amount of information and no or hardly any additional time is spent for transmission in the network.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird weiter geprüft, ob das Alter der Nachricht T einen vorgegebenen zweiten, zeitlichen Grenzwert G2 überschritten hat. Dazu wird der Zeitpunkt der Erzeugung des Datenpakets oder synonym der Zeitpunkt des Beginns de Übertragung des Datenpakets übertra¬ gen, bevorzugt als Teil des Datenpakets. Ist der zweite In a preferred embodiment, it is further checked whether the age of the message T has exceeded a predetermined second time limit value G2. For this, the time of generation of the data packet or a synonym of the date of commencement de transmission of the data packet übertra ¬ gen, preferably as part of the data packet. Is the second
Grenzwert G2 überschritten, so unterbleibt eine Weiterleitung des Datenpakets. Limit G2 exceeded, so there is no forwarding of the data packet.
Somit hat auch das Alter der Nachricht einen Einfluss auf die Weiterleitung des Datenpakets. Das Alter der Nachricht kann alternativ auch in das Gewicht w an jedem Knoten eingehen ( wi, j , t ) , wobei t ein Zeitindex ist. Thus, the age of the message also has an influence on the forwarding of the data packet. Alternatively, the age of the message may also be included in the weight w at each node (wi, j , t ), where t is a time index.
In einer vorteilhaften Ausbildung ist ein erster Typ von Knoten ein für die Art des Datenpakets anwendungsrelevanter Kno- ten und ein zweiter Typ von Knoten ein lediglich für dieIn an advantageous embodiment, a first type of node is a node that is application-relevant for the type of data packet, and a second type of node is only for
Übertragung des Datenpakets relevanter Knoten. Den Knoten des ersten Typs wird ein höheres Gewicht zugewiesen als Knoten des zweiten Typs. Es kann also zwischen Teilnehmern unterschieden werden, die anwendungsrelevant in Bezug auf die übertragenen Datenpakete sind und solchen, die nur übertragungstechnisch relevant sind . Knoten des zweiten Typs können dabei beispielsweise ein Ge¬ wicht von Null erhalten. Vorteilhafterweise erhöhen somit Zwischenstationen, die lediglich für die Übertragung wichtig sind, nicht den Zähler S. Durch die Festlegung des ersten Grenzwertes Gi kann dann genau festgelegt werden, wie viele anwendungsrelevante Knoten das Datenpaket erreichen soll. Transmission of the data packet of relevant nodes. The node of the first type is assigned a higher weight than nodes of the second type. Thus, it is possible to distinguish between subscribers that are application-relevant with regard to the transmitted data packets and those which are only relevant for transmission technology. Node of the second type the possibility to obtain, for example, a Ge ¬ weight of zero. Advantageously, thus intermediate stations, which are only important for the transmission, not the counter S. By setting the first limit value Gi can then be determined exactly how many application-relevant nodes to reach the data packet.
Jedem Knoten kann in einem Ausführungsbeispiel ein Gewicht größer Null zugewiesen werden. Dann tragen alle Knoten gemäß dem jeweiligen Gewicht zur Zählerinkrementierung bei. Each node may be assigned a weight greater than zero in one embodiment. Then all nodes contribute to the counter increment according to the respective weight.
Der erste Grenzwert kann in Abhängigkeit von der Dichte oder Häufigkeit von für eine Anwendung der Art des Datenpakets re- levanten Knoten im Netz festgelegt werden. So kann sichergestellt werden, dass immer mindestens ein anwendungsrelevanter Knoten erreicht wird. The first limit may be determined depending on the density or frequency of nodes in the network that are relevant to an application of the type of data packet. This ensures that at least one application-relevant node is always reached.
Das Datenpaket kann Daten einer Bahnanwendung enthalten und das mobile Netzwerk kann zur Übertragung von Daten aus Bahnanwendungen ausgebildet sein. The data packet may include data of a railway application and the mobile network may be configured to transmit data from railway applications.
Zudem wird ein Steuergerät eines Knotens eines drahtlosen Multihop-Netzwerkes vorgeschlagen, welches dazu ausgebildet ist, einen ersten Grenzwert zur Begrenzung der Reichweite des Weiterleitens eines empfangenen Datenpakets zu empfangen, ei¬ nen Zähler um ein dem Knoten zugeordnetes Gewicht zu inkre- mentieren, und ein Weiterleiten eines empfangenen Datenpakets, wenn der Zähler den ersten Grenzwert überschreitet, zu unterlassen. In addition, a controller of a node of a wireless multihop network is proposed, which is adapted to receive a first limit value for limiting the range of forwarding of a received data packet, ei ¬ nen counter to an increment the weight attributed to the node, and a Forwarding a received data packet when the counter exceeds the first limit, to refrain.
Ferner wird ein drahtloses Multihop-Netzwerk vorgeschlagen, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche auszuführen. Furthermore, a wireless multihop network is proposed, which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt Figur 1 ein erfindungsgemäßes Multihop-Netzwerk . The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, become clearer and more clearly understandable in the context of the invention. In conjunction with the following description of the embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings. FIG. 1 shows a multihop network according to the invention.
Im Folgenden wird eine Lösung des angesprochenen Problems dargestellt werden, die das Hopping in Abhängigkeit von der Anwendung flexibilisiert . Dazu wird jedem Knoten N in Abhän- gigkeit seines Typs i und auch der Art des Datenpakets j ein Gewicht w±j zugeordnet. Jedes Datenpaket D, das versendet wird, wird somit bevorzugt um zwei Zusatzinformationen ange¬ reichert, nämlich einen erste Grenzwert Gi für das dynamisch Gewicht des Datenpakets und den Zähler S selbst. Vor Beginn der Übertragung erhält der Zähler bevorzugt einen Startwert S=0. Erhält ein Knoten N ein Datenpaket D mit den Parametern Gi und S, so bestimmt er das ihm zugewiesene Gewicht wij , wel¬ ches in Abhängigkeit von der Datenpaketart j und der Art sei¬ nes Knotentyps i steht. Das jeweilige Gewicht kann im Knoten gespeichert sein oder es kann entsprechend einem Algorithmus vom Knoten berechnet werden. In the following a solution of the mentioned problem will be presented, which makes the hopping more flexible depending on the application. For this purpose, each node N is assigned a weight w ± j as a function of its type i and also of the type of the data packet j. Each data packet D, which is sent, is thus accumulates preferably two additional information is ¬, namely a first limit value Gi for the dynamic weight of the data packet and the counter S itself. Before the start of transmission of meter preferably receives a start value S = 0. If a node N D, a data packet with the parameters gi and S, so it determines its assigned weight wi j, wel ¬ ches depending on the data packet type and the type j was ¬ nes node type is i. The respective weight may be stored in the node or it may be calculated by the node according to an algorithm.
Bevorzugt wird an jedem Knoten der Zähler dann um das betreffende Gewicht an dem Knoten w±j erhöht. Ist nun in einer be- vorzugten Ausführungsform der Zähler S > Gi , so verbraucht der Knoten N das Datenpaket D, d. h. er wertet es noch aus, aber leitet es nicht mehr weiter. Dadurch wird eine dynamische, vom Typ der beteiligten Knoten und von der Bedeutung der Nachricht abhängige Reichweite erreicht. Preferably, at each node, the counter is then incremented by the respective weight at node w ± j . If, in a preferred embodiment, the counter is S> Gi, the node N consumes the data packet D, ie it still evaluates it but does not forward it any further. This achieves a dynamic range depending on the type of nodes involved and the importance of the message.
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Multihop-Netzwerk gezeigt. Beispielhaft und nicht beschränkend wird eine Bahn¬ anwendung dargestellt. Es sind beispielsweise und nicht be¬ schränkend alle Geräte entlang einer Strecke mit WLAN-p- Komponenten ausgestattet. Die beispielhafte Anwendung soll eine Signalvorschau über eine bestimmte Anzahl von Signalen ermöglichen. Die Übertragung erfolgt gerichtet entlang der Strecke in beide Richtungen, aber sie ist nicht immer direkt zwischen benachbarten Signalen möglich. Zwischenstationen können z. B. auch Bahnübergänge oder Züge oder Bahnhöfe etc. sein. Es sind eine Fahrstrecke, ein Zug und zwei Signale No und N4 dargestellt. Im Beispiel dienen der Zug mit seinen Knoten i und 2 und ein Bahnübergang N3 als Zwischenknoten der Übertragung eines Datenpakets zwischen zwei Fahrstrecken- Signalen o und N4 entlang der Fahrstrecke des Zuges. Das Da¬ tenpaket enthält dabei Daten des Signals o . In einem ersten Sprung wird das Datenpaket vom Signal No an ein Knoten i ei— nes ersten Endes eines Zuges übertragen. In einem zweitenFIG. 1 shows a multihop network according to the invention. By way of example and not limitation, a web ¬ application is illustrated. By way of example and not limitation, all devices along one route are equipped with WLAN-p components. The example application is intended to enable a signal preview over a certain number of signals. The transmission is directed along the route in both directions, but it is not always direct between adjacent signals possible. Intermediate stations can z. B. also railroad crossings or trains or stations, etc. It shows a route, a train and two signals No and N 4 . In the example, the train with its nodes i and 2 and a railroad crossing N 3 serve as intermediate nodes for the transmission of a data packet between two route signals o and N 4 along the route of the train. The Da ¬ tenpaket case contains data of the signal o. In a first jump, the data packet is transmitted by the signal No to a node i of a first end of a train. In a second
Sprung wird das Datenpaket an einen Knoten N2 am zweiten, ge¬ genüberliegenden Ende des Zuges übertragen. Vom diesem zweiten Ende des Zuges wird das Datenpaket an einen Bahnübergang N3 übertragen. Vom Bahnübergang N3 wird das Datenpaket an ein zweites Signal N4 übertragen. Jump will transmit the data packet to a node N 2 on the second, ge ¬ genüberliegenden end of the train. From this second end of the train, the data packet is transmitted to a level crossing N 3 . From the level crossing N 3 , the data packet is transmitted to a second signal N 4 .
Im Ausführungsbeispiel sind die Signale No und N4 für die An¬ wendung der Signaldaten anwendungsrelevante Knoten. Das zu übertragende Datenpaket enthält Signaldaten. Vereinfacht hat das vom Datenpaket und dem Knotentyp abhängige Gewicht W an den Knoten No und N4 einen Wert von W=l . Lediglich für die Übertragung relevante Knoten stellen die Zwischenknoten N1-N3 dar. Ihnen wird ein Gewicht von W=0 zugewiesen. Leitet man Datenpakete nach einer bestimmten Anzahl von In the exemplary embodiment the signals No and N 4 are for the on ¬ application of the signal data relevant to the application nodes. The data packet to be transmitted contains signal data. Simplified, the weight W dependent on the data packet and the node type has a value of W = 1 at the nodes No and N 4 . Only nodes which are relevant for the transmission represent the intermediate nodes N 1 -N 3. They are assigned a weight of W = 0. Routing data packets after a certain number of
Sprüngen oder Hops nicht mehr weiter, so kann keine Reichweite garantiert werden. Genauso wenig kann bei reiner zeitli¬ cher Beschränkung eine Reichweite bzw. das Erreichen eines benachbarten Signals nicht garantiert werden. Setzt man aber einen Grenzwert Gi fest, im Ausführungsbeispiel der Figur 1 z. B. Gi=l und gibt nur Signalen ein positives Gewicht, z. B. von 1, so kann man steuern, dass eine Nachricht bis zum nächsten Signal gelangt und dann verbraucht wird. Zwischenstationen mit einem Gewicht von 0 erhöhen dann den Zähler, der eine Art von dynamischem Gewicht darstellt, nicht . Demnach ergibt sich folgendes Bild an jedem der an der Übertragung beteiligten Knoten: No jumps or hops, so no range can be guaranteed. Nor can not be guaranteed a range or the reaching of an adjacent signal in pure zeitli ¬ cher limitation. But sets a limit Gi fixed, in the embodiment of Figure 1 z. B. Gi = l and only signals a positive weight, z. 1, it is possible to control that a message reaches the next signal and then is consumed. 0 staging stations will not increase the counter, which is a type of dynamic weight. Accordingly, the following picture is produced at each of the nodes involved in the transmission:
Figure imgf000009_0001
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Tabelle 1: Parameter der Übertragung an jedem Knoten N  Table 1: Parameters of the transmission at each node N
Am Knoten N4 ist der Zähler Sneu gleich dem ersten Grenzwert Gi. Der Knoten N4, das zweite Fahrstreckensignal, wertet das dann Datenpaket noch aus, sendet es aber nicht mehr weiter. Wählt man in einem anderen Beispiel Gi=4, so würde in diesem Falle das Datenpaket bis zu einem vierten Signal gelangen. Da am Knoten N4 dann immer noch Sneu < Gi gilt, würde das Datenpaket also am Knoten N4 nunmehr weitergeleitet werden. Natürlich können die Gewichte auch anders verteilt werden. So kann jedem Knoten beispielsweise ein kleines Minimalgewicht zugeordnet werden. Auch kann das Gewicht in Abhängigkeit der Art der Nachricht gewählt werden. Kurzreichweitige Nachrich¬ ten erhalten ein höheres Gewicht und werden somit schneller verbraucht. At node N 4 , the counter S new is equal to the first limit Gi. The node N 4 , the second route signal, then evaluates the data packet, but no longer sends it. If, in another example, Gi = 4 is selected, then in this case the data packet would reach a fourth signal. Since the node N4 then still new S <Gi applies the data packet would thus be forwarded to the node N 4 now. Of course, the weights can also be distributed differently. For example, each node can be assigned a small minimum weight. Also, the weight can be chosen depending on the type of message. Short-range Nachrich ¬ th will receive a higher weight and thus be consumed faster.
Das Gewicht wij kann die Summe aus einem Gewicht q± für den Typ des Knotens und gj für die Art des Datenpakets sein, also kann w±j = g± + g gelten. The weight wi j can be the sum of a weight q ± for the type of node and g j for the type of data packet, so w ± j = g ± + g.
Es kann auch sinnvoll sein, zusätzlich noch weitere Kriterien hinzuzuziehen, um z. B. zu verhindern, dass ein Datenpaket zwischen anderen Knoten endlos weitergeleitet wird. Auch kann zusätzlich als zweiter Grenzwert G2 ein Alter des Datenpakets beschränkt werden. So kann z. B. G2= 1 min fest¬ gelegt werden. Dann würde an einem Knoten, an dem das Alter des Datenpakets nunmehr 1,2 Minuten beträgt, die Weiterlei- tung des Datenpakets wegen Überalterung gestoppt werden. So ist z. B. eine Signalvorschau nur dann sinnvoll, wenn sie nicht zu alt ist. Hierzu wird beispielsweise der Zeitpunkt des Generierens oder der Zeitpunkt der ersten Weiterleitung zusammen mit dem Datenpaket übertragen. It may also be useful to additionally include other criteria to z. For example, to prevent a data packet from being routed endlessly between other nodes. In addition, an age of the data packet can additionally be limited as the second limit value G 2 . So z. B. G 2 = 1 min fixed ¬ laid. Then, at a node at which the age of the data packet is now 1.2 minutes, the forwarding of the data packet would be stopped because of aging. So z. B. a signal preview only makes sense if it is not too old. For this purpose, for example, the time of generation or the time of the first forwarding is transmitted together with the data packet.
Der Vorteil der Erfindung besteht demnach in einer anwen- dungsorientierten, dynamischen Weiterleitung von Nachrichten in ad hoc meshed networks . Die Anwendung kann in gewissen Ma¬ ßen die Reichweite der Datenpakete dimensionieren. Es kann vorteilhaft zwischen Teilnehmern unterschieden werden, die anwendungsrelevant sind und solchen, die nur übertragungs¬ technisch relevant sind. Accordingly, the advantage of the invention is an application-oriented, dynamic forwarding of messages in ad hoc meshed networks. The application can size the range of the data packets in certain Ma ¬ SEN. It can be advantageously distinguished between participants that are application-relevant and those that are technically relevant only transmission ¬ .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs- beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited to the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen in einem drahtlosen Multihop-Netzwerk mit einer Mehrzahl von Knoten (N) , umfassend die Schritte: A method of transmitting data packets in a multihop wireless network having a plurality of nodes (N), comprising the steps of:
Zuweisen von Gewichten ( wij ) zu jedem Knoten (N) in Abhängigkeit eines Typs (i) des jeweiligen Knotens (N) und der Art des zu übertragenden Datenpakets (j), Assigning weights (wi j ) to each node (N) as a function of a type (i) of the respective node (N) and the type of data packet (j) to be transmitted,
Festlegen eines ersten Grenzwertes (Gi) zur Begrenzung der Reichweite des Weiterleitens eines Datenpakets,  Establishing a first limit (Gi) for limiting the range of forwarding of a data packet,
Übertragung eines Datenpakets von einem Anfangsknoten (NO) über mehrere Knoten (N) ,  Transmission of a data packet from an initial node (NO) over several nodes (N),
Inkrementieren eines Zählers (S) an jedem empfangenden Knoten (N) um das dem Knoten (N) zugeordnete Gewicht ( wij ) , und Incrementing a counter (S) at each receiving node (N) by the weight (wi j ) associated with the node (N), and
Unterlassen des Weiterleitens des Datenpakets, wenn der Zähler (S) den ersten Grenzwert (Gi) überschreitet.  Refraining from forwarding the data packet if the counter (S) exceeds the first limit (Gi).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Grenzwert (Gi) und der Zähler (S) mit dem zu übertragenden Datenpaket zusammen übertragen werden. 2. The method of claim 1, wherein the first limit value (Gi) and the counter (S) are transmitted together with the data packet to be transmitted.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei 3. The method according to claim 1 or 2, wherein
ein erster Typ von Knoten ein für die Art des Datenpakets anwendungsrelevanter Knoten ist, und  a first type of node is an application-relevant node for the type of data packet, and
ein zweiter Typ von Knoten (N) ein lediglich für die Übertragung des Datenpakets relevanter Knoten (N) ist, und a second type of node (N) is a node (N) relevant only to the transmission of the data packet, and
Knoten (N) des ersten Typs ein höheres Gewicht zugewiesen wird als Knoten (N) des zweiten Typs. Node (N) of the first type is assigned a higher weight than node (N) of the second type.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei Knoten (N) des zweiten Typs ein Gewicht von Null erhalten. The method of claim 3, wherein nodes (N) of the second type receive a weight of zero.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei Knoten (N) des ersten Typs ein Gewicht von Eins erhalten. A method according to claim 3 or 4, wherein nodes (N) of the first type receive a weight of one.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedem Knoten (N) ein Gewicht größer Null zugewiesen wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein each node (N) is assigned a weight greater than zero.
7. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grenzwert (Gi) in Abhängigkeit von der Dichte oder Häu¬ figkeit von für eine Anwendung der Art des Datenpakets rele- vanten Knoten (N) im Netzwerk festgelegt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the limit value (Gi) depending on the density or frequency of ¬ relevant for an application of the type of data packet node (N) in the network is set.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Datenpaket Daten einer Bahnanwendung enthält und das mo¬ bile Netzwerk zur Übertragung von Daten aus Bahnanwendungen ausgebildet ist. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the data packet contains data of a railway application and the mo ¬ bile network is designed for the transmission of data from rail applications.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich die Zeit der Erzeugung (T) des Datenpakets übertragen wird und bei Überschreiten eines zweiten, zeitlichen Grenzwertes (G2) der seit der Erzeugung (T) vergangenen Zeit das Weiterleiten des Datenpaketes unterbleibt. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein in addition the time of generation (T) of the data packet is transmitted and when a second, time limit value (G 2 ) of since the time (T) elapsed past the forwarding of the data packet is omitted.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei an jedem Knoten (N) das Überschreiten des zweiten Grenzwertes (G2) überprüft wird. 10. The method of claim 9, wherein at each node (N), the exceeding of the second limit value (G 2 ) is checked.
11. Steuergerät eines Knotens eines drahtlosen Multihop- Netzwerkes, welches dazu ausgebildet ist: 11. Control unit of a node of a wireless multihop network, which is designed to:
einen ersten Grenzwert (Gi) zur Begrenzung der Reichwei¬ te des Weiterleitens eines am Knoten empfangenen Datenpakets zu empfangen, to receive a first limit value (Gi) for limiting the Reichwei ¬ te of forwarding a received data packet at the node,
einen Zähler (S) um ein dem Knoten (N) zugeordnetes Gewicht ( wij ) zu inkrementieren, und a counter (S) to increment a weight (wi j ) associated with the node (N), and
ein Weiterleiten des empfangenen Datenpakets, wenn der Zähler (S) den ersten Grenzwert (Gi) überschreitet, zu unter- lassen.  forwarding the received data packet if the counter (S) exceeds the first limit value (Gi).
12. Drahtloses Multihop-Netzwerk, welches dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche auszuführen . 12. A wireless multihop network, which is designed to carry out a method according to any one of the preceding claims.
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