CN110024477A - 用于可靠数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在用于无线通信的蜂窝网络中操作的用户设备与从蜂窝网络可访问的控制终端之间的数据传输的方法，其中所述用户设备借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，其中控制终端和用户设备之一充当发射装置，另一个充当接收装置，其中发射装置发送内容记录，至少作为通过第一无线载波的至少第一数据分组以及作为通过第二无线载波的至少第二数据分组，所述方法包括用于接收装置的以下步骤：尝试接收通过第一无线载波的第一数据分组和通过第二无线载波的第二数据分组，‑通过第一和第二无线载波各自向发射装置发送成功指示消息，其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

Description

用于可靠数据传输的方法

技术领域

本发明涉及一种用于用户设备和控制终端之间的可靠数据传输的方法。

本发明还关于一种使用所述方法的用户设备。本发明此外涉及一种使用所述方法的控制终端。本发明还涉及一种用于在所述用户设备和所述控制终端之间的数据传输的蜂窝网络。

背景技术

在无线通信的领域中，对于提高数据传输可靠性的需要在提升。这对于机器对机器通信尤其适用，所述机器对机器通信现今通常被称为物联网（IoT）。比如远程医学机器人或警报按钮之类的用例是极度延迟关键的，并且需要是超可靠的，这样的用例通常被总结在术语URLLC（超可靠低等待时间连接）业务之下。

到目前为止，尝试利用比如HARQ和RLC协议之类的机制来在较低层上在无线技术标准内解决可靠性要求。然而，这样的机制具有如下缺点：以成功数据传输的较高潜在延迟为代价而得到可靠性。利用HARQ，数据包被重复地传送直到它被成功接收为止——或者超时指示不良连接。

对于在被连接到蜂窝网络的中央控制终端与无线用户设备之间的数据传输——例如经由因特网，由于它是IoT架构中的典型设置——这是不够的。

另一方面，已知有在第一所使用的载波（carrier）中断的情况下经由另一载波的备份连接的概念。当第一载波出故障的时候，该机制也不增加延迟时间。如果一个传输比另一个更快，则全并行的传输典型地遭受同步问题。因此，这样的解决方案需要附加的管理开销，并且仅仅如所选的第一连接那么快，其可能结果由于拥塞问题而实际更慢。

本发明的目的因此是克服所提及的缺点并且提出一种解决方案来用于针对在至少蜂窝网络中操作的用户设备与可通过蜂窝网络访问的中央控制终端之间的无线通信的经改善的可靠且低等待时间数据传输。

因此，另外的可替换的和有利的解决方案在本领域中将会是合期望的。

发明内容

为此，根据本发明的第一方面提议了一种根据权利要求1的用于数据传输的方法。此外，根据本发明的第二方面提议了一种根据权利要求8的作为接收装置的用户设备。此外，根据本发明的第三方面提议了一种根据权利要求10的作为发射装置的用户设备。此外，根据本发明的第四方面提议了一种根据权利要求13的控制终端。此外，根据本发明的第五方面提议了一种根据权利要求15的蜂窝网络。

根据本发明的第一方面，提议了一种用于在用于无线通信的蜂窝网络中操作的用户设备与从蜂窝网络可访问的控制终端之间的数据传输的方法，其中所述用户设备借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，其中控制终端和用户设备之一充当发射装置，另一个充当接收装置，其中发射装置发送内容记录，至少作为通过第一无线载波的至少第一数据分组以及作为通过第二无线载波的至少第二数据分组，所述方法包括用于接收装置的以下步骤：

-尝试接收通过第一无线载波的第一数据分组和通过第二无线载波的第二数据分组，

-通过第一和第二无线载波各自向发射装置发送成功指示消息，其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

本发明方法涉及无线蜂窝通信的领域，其具有如下目标：为在蜂窝网络中操作的用户设备提供特别是超可靠的通信。这特别被指定用于考虑机器类型的通信设备（比如医学机器人或安全相关装备）的技术标准。

为此，用户设备经由冗余通信路径而在与控制终端的通信连接中操作。此处，特别是第一和第二无线载波用于确保可靠的通信。在用户设备支持的情况中，根据本发明方法，甚至多于两个无线载波被期望使用。

用户设备优选地包括发射器和接收器电路，其能够在所述至少两个无线载波上并行地维持通信连接。

特别是建议所述至少第一和第二无线载波通过以下各项中的至少一个而建立：

-支持相同技术标准的两个基本节点，

-支持两个不同技术标准的两个基本节点，或

-来自两个不同蜂窝网络运营商的两个基本节点。

取决于使用这些有利实施例中的哪一个，用户设备需要被通信地耦合到两个基本节点，其各自是蜂窝网络的部分。在第一情况中，简单地是相同技术标准的两个基本节点，所述两个基本节点是相同蜂窝网络的部分。这包括：各自覆盖一小区区域的两个合适的基本节点对于用户设备而言可达。这是常见的冗余途径。

但是本发明方法可适用于该途径以及更复杂的途径。因而，两个基本节点可能支持不同的技术标准。那意味着基本节点是属于相同蜂窝网络的不同无线电接入网络的部分。因而，这可以是支持3G、相应UMTS无线电接入网络的NodeB，以及属于4G、相应LTE无线电接入网络或超越此的eNodeB。特别地对于指定技术标准5G、相应新无线电，预见它与4G网络共存。因此，本发明的该实施例的部分是用户设备各自被连接到4G和5G基本节点。

另外，预见第三选项是用户设备驻扎或最终被连接到不同蜂窝网络运营商的两个基本节点。这优选地需要在两个蜂窝网络中操作的能力。这特别通过具有针对两个蜂窝网络的可用订阅来被实现，所述订阅有利地被存储在用户标识模块（比如SIM卡、UICC）或被焊接在用户设备上、相应地是用户设备的部分的安全芯片中。

本发明方法因此是非常灵活的，因为它对于底层载波技术而言是不可知的。优选地，实现本发明方法的用户设备能够支持选项中的每一个。

根据所述方法，用户设备和控制终端在通信连接中操作，其中两个通信端点可以要么充当发射装置要么充当接收装置。该限定特别有关于在通信连接期间的某个数据传输。换言之，当通信连接打开的时候，用户设备可以接连地充当发射装置和接收装置。当用户设备在向控制终端发送消息、比如指令或测量并且控制终端发送指示消息能被处置或不能被处置相应地被正确接收或没有被正确接收的响应的时候，特别是这种情况。每个消息在以下作为至少一个内容记录、特别是有效载荷数据来被处置。

优选地，内容记录作为较高层分组、特别是IP包来被传输。它表示比底层载波的封装更高的封装层。特别地，当使用不同载波的时候，底层载波的封装甚至可以在彼此之间不同。这特别可能意指：在第一载波的技术上的内容记录在一个技术有关的分组中被传输，而相同的内容记录在第二载波的技术上、在多于一个技术有关的分组中被传输。而且，用于提高比如HARQ（混合自动重复请求）过程之类的技术的可靠性的无线技术措施被认为在底层载波层级上是有效的。

本发明方法假定发射装置和接收装置处于通信连接中，也就是说处于连接模式中，特别是为了发送多个内容记录的缘故。

根据所述方法，发射装置经由所述至少两个无线载波而发送相同内容记录至少两次。据此，包含内容记录的第一数据分组被发射装置借助于第一无线载波传输到接收装置。此外，包含相同内容记录的第二数据分组被发射装置借助于第二无线载波传输到接收装置。两个数据分组被并行传输，其要么意指一个接一个在短的时间段内，要么意指——特别是取决于硬件资源——真实地实际上同时。

在下文中，发射装置在至少收听来自接收装置的响应消息，所述响应包括成功指示消息。取决于所述成功指示消息，发射装置决定继续发送在待发送的内容记录的队列中的下一个内容记录。否则，已经发送的内容记录被重发送。针对一个实例而进行该过程，并且用户设备、即接收和发射装置可具有并行地各自在不同的分组、比如IP分组上起作用的若干这样的过程。

优选地内容记录各自具有以字节/位的近似相同的大小，其至少不超过最大的大小。

本发明方法旨在尽可能多地减小对于重发送内容记录的需要。与此相比，利用已知的ACK/NACK过程（确认/非确认），数据传输的可靠性仅仅通过串行冗余性来被实现，那意味着数据分组被重传输直到它们被成功接收或达到超时为止。这当然将会导致高得多的延迟时间。

为了对此进行改善，接收装置尝试接收通过第一无线载波的第一数据分组和通过第二无线载波的第二数据分组。该方法步骤被并行地实施。那意味着，接收装置收听两个无线载波，并且尝试对在相应载波的通信数据信道上所传输的信号进行解码。

特别地，对于每个数据分组，比如利用CRC（循环冗余校验）校验和的校验被实施，以便确保数据分组被很好地接收并且被正确地解码。

基于该校验，接收装置向发射装置发送成功指示消息。

本发明方法的特性在于当经由至少一个无线载波所接收的数据分组被成功解码的时候，通过第一和第二无线载波各自传输成功指示消息，其指示成功接收的数据分组。经由两个无线载波中的哪一个的数据分组被成功解码并不重要。

事实上，这可导致指示成功检索的数据分组的成功指示消息通过无线载波被传输，其中相应的数据分组实际上没有被成功检索。

对于发射装置，因此作为另外的实施例而建议所述方法包括在通过第一和第二无线载波中的至少一个从接收装置接收了成功指示消息的情况中继续发送第二内容记录。

因此对于两个无线载波而言成功完成了第一内容记录的传输，并且优选以相同方式处置队列中的下一个内容记录。如果队列中没有任何内容记录再可用，那么优选地关闭连接、相应的上下文。

当接收装置不能解码通过第一无线载波和第二无线载波二者所检索的数据分组的时候，通过两个无线载波所发送的成功指示消息指示没有成功检索的数据包。

对于发射装置，因此在本发明的另外的优选实施例中建议所述方法此外包括如下步骤：在预定时间窗口内没有接收到成功指示消息的情况中重发送内容记录。

这是其中允许传输的延迟的仅有情况。这对已知用于ACK/NACK过程的程序进行补充，但是此处经由通过两个无线载波的两个数据传输来被触发，从而导致在两种情况中的失败的传输。这相比而言不太可能，但是然而被本发明方法的该实施例覆盖。这特别不太可能是因为两个载波的在底层的层优选地提供已知的重发送方法、比如LTE中的HARQ，并且因此尽最大努力实现数据传输。事实上，本发明方法得益于两个载波的可靠性实现。

所述预定时间窗口是优选地通过开始于传输数据分组的时间段所限定的时间限制。当在检索到肯定成功指示消息之前定时器到期时，于是通过两个无线载波的数据传输被认为已失败。

本发明方法此外具有如下效果：即通过两个无线载波的数据传输总被同步，即使无线载波之一较慢。这在没有在保持同步方面的值得注意的开销的情况下被实现。此外，用于实现可靠性的冗余并不是以较高的延迟为代价而赢得的。由于从开始就冗余地传输每个包，所以在通过至少一个无线载波的良好接收的情况中，没有实现在数据吞吐量方面的值得注意的减小。

在本发明的另外的有利实施例中，建议以下步骤：一旦成功接收了第一和第二数据分组之一，就实施发送成功指示消息。

在该情况下，在实现了一个成功数据分组接收的时刻，接收装置已经通过两个无线载波发送了成功指示消息。在该时刻，接收装置知道接收到数据分组——例如通过第一无线载波——并且在等待通过例如第二无线接收器对第二数据分组的接收的情况下，没有添加任何有价值的事物。

因此，一旦取得了第一数据分组，成功指示消息就被发送到发射装置。所述发射装置然后可以立即继续操作队列中的下一个内容记录。通过另一个无线载波的数据传输可以通过刷新（flush）缓冲器而结束，并且例如取消HARQ过程。

所提及的原理尤其可适用于IP层并且对于IP层是有利的，所述IP层考虑IP分组经由这一个或另一个无线载波的正确抵达。底层技术或分割不重要，因为在IP层处经由两个无线载波之一对IP分组的完整接收导致所述分组的ACK。

该实施例是相当有利的，因为数据传输因而与两个无线载波中最快的一样快，并且如果针对下一个内容记录的数据传输在另一个无线载波上比先前更快，则甚至自动无缝地采用。

这显然是有利的，因为实现了高可靠性，这通过维持高数据吞吐量，其取决于底层无线载波。由于所述方法还可适用于未来的技术标准，所以对于那些的所有改进是可能的以利用该方法的全部改进。

确保数据传输不慢于当将会使用无线载波中仅一个时。事实上，实现可靠性方面的大幅增加，而没有在数据吞吐量方面的任何折衷。因而，本发明方法可适用于宽范围的IoT应用，无论高数据速率或低延迟时间是否必要。

根据另一优选实施例，提出的是，所述成功指示消息包括信息元素，所述信息元素有关于出自第一无线载波和第二无线载波的群组中至少一个中的哪一个引起了对成功指示消息的发送。

在该实施例的情况下，发射装置得到关于所使用的无线载波中哪一个执行得更好的指示。利用那个，发射装置能判定另一个无线载波是否重复地无法在合理时间内提供数据分组。因而，发射装置、特别是用户设备可以决定改变性能不好的无线载波。当两个无线载波支持相同的技术标准并且因而应当二者都实现相同数据吞吐量的时候，这尤其是成立的。

优选地，信息元素以该方式被发送使得通过从其中接收到成功可解码数据分组的那个无线载波所传输的成功指示消息具有指示，而另一个没有。此外，预见经由两个无线载波来发送成功指示消息，并且所述信息元素还可以指示：经由两个无线载波成功地检索到了数据分组。

根据有利实施例，此外提出了一种方法，其包括针对接收装置的如下步骤：向第一或第二无线载波中的至少一个的蜂窝网络发送信息记录，所述信息记录包括指示出自以下各项的群组中的至少一个的指示：

-是否首先利用相应的无线载波检索到数据分组，或

-是否在预定时间窗口期间检索到数据分组。

在该实施例的情况下，预见对底层载波、相应地蜂窝网络的指示，其关于数据传输的真实成功。对于底层载波而言，在如下情况中指示不可见：指示成功传输的成功指示消息被返回到发射装置，无论底层载波是否设法在预定时间窗口内输送了数据分组。该实施例向相应无线载波的蜂窝网络提供该信息记录，并且它给予蜂窝网络机会来优化内部数据传输、特别是网络路由、优先级采用等等。

在通过一个无线载波在预定时间窗口内没有接收到数据分组的情况中，于是在预定时间窗口结束之后提供信息记录。

而且还对于无线载波、即蜂窝网络、相应的无线电接入网络，其中数据传输确实成功了，该指示是令人感兴趣的以便以该方式配置其内部数据传输使得它被维持以照原样保持性能。

根据本发明的第二方面，提出了在用于无线通信的至少一个蜂窝网络中操作的用户设备，所述无线通信包括与至少一个控制终端的连接，所述用户设备包括发射电路和接收电路，并且借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，当所述用户设备充当接收装置的时候，接收电路被配置成尝试通过第一无线载波从控制终端接收包括内容记录的第一数据分组以及通过第二无线载波接收包括所述内容记录的第二数据分组，并且所述发射电路被配置成通过第一和第二无线载波各自向控制终端发送成功指示消息，其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

根据本发明的第二方面的用户设备特别地是一种用于在蜂窝网络中的无线通信的设备。这一方面包括移动手持机、比如智能电话，但是优选地包括机器类型通信（MTC）设备，用于在物联网（IoT）的上下文中使用。这样的MTC设备特别地由远程控制终端或另一用户设备经由无线通信来控制。同样地，用户设备可以可替换地本身用于经由无线通信来控制另一用户设备或控制终端、相应的设备。

典型的用例是机器人，特别是医学机器人、安全安装等等。

用户设备至少包括发射电路和接收电路，其履行无线通信任务，特别是高频（HF）组件、基带处理器和天线。优选地，发射电路和接收电路被集成在用户设备的同一电路中，典型地被称为收发器。

优选地，用户设备此外包括用于控制用户设备的行为的处理电路，包括可能的用户接口，其控制传感器活动并且指示收发器实施发送或接收操作。

此外，用户设备优选地包括易失性和永久性存储器构件，其至少用于存储计算机程序，所述计算机程序运行在处理器上用于实现用户设备的任务。

所述用户设备能够并行地利用至少两个无线载波、第一和第二无线载波来操作。这特别意指：用户设备驻扎在至少两个基本节点上，并且通过两个无线载波并行地操作开放数据连接。

本发明的该方面的用户设备作为接收装置而操作，并且被配置成履行本发明的第一方面的用于接收装置的方法的步骤。它特别被配置成在至少一个无线载波上成功接收到包括内容记录的数据分组的情况中通过所有使用的无线载波来提交成功指示消息。所述内容记录特别涉及有效载荷数据，比如传感器的测量，用于操作机器人的指令，安全系统的警报消息，多媒体文件的部分等等。典型地，在一个通信连接会话期间传输多于一个内容记录。

本发明的该方面共享本发明的第一方面的优势。

根据本发明的第三方面，所建议的是在用于无线通信的蜂窝网络中操作的用户设备，所述无线通信具有可通过蜂窝网络访问的至少一个控制终端，所述用户设备包括发射电路和接收电路和处理器，并且借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，当充当发射装置时，所述发射电路被配置成向控制终端发送内容记录，至少作为通过第一无线载波的第一数据分组以及作为通过第二无线载波的第二数据分组。

该实施例涉及与本发明的第二方面的用户设备可比的用户设备。在该方面中，它充当发射装置。实际上，第二和第三方面的用户设备优选相同并且被配置成充当发射和接收装置，特别是在一个通信连接期间。

本发明的该方面共享本发明的第一方面的优势。

根据本发明的第四方面，提出一种可通过用于无线通信的至少一个蜂窝网络访问的控制终端，所述无线通信具有与蜂窝网络一起操作的至少一个用户设备，所述控制终端包括用于维持与至少一个蜂窝网络的数据连接的电路，并且借助于蜂窝网络的至少第一和第二无线载波来在与所述至少一个用户设备的通信连接中操作，所述控制终端当充当发射装置时被配置成：

-尝试通过第一无线载波从用户设备接收包括内容记录的第一数据分组以及通过第二无线载波接收包括所述内容记录的第二数据分组，

-通过第一和第二无线载波各自向用户设备发送成功指示消息，其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

根据第四方面的控制终端是如下一种装置：其包括通信电路，用于通过至少一个蜂窝网络可访问，并且允许通过蜂窝网络为至少一个根据本发明第二或第三方面的用户设备维持至少两个载波。

控制终端根据一个可替换方案操作在因特网中，并且能够直接或间接访问所述至少一个所使用的蜂窝网络的网关支持节点（比如2G/3G中的GGSN）。该访问在直接的情况中特别地通过能够借助于路由器而访问因特网来实现。

通过专用网关节点对蜂窝网络的直接访问是被本发明的这方面涵盖的另外的部分。

此外被本发明的这方面涵盖的是：控制终端是蜂窝网络、特别是核心网络的部分。

可替换地，根据优选实施例，所提出的是控制终端是根据本发明的第二方面的用户设备，其在用于无线通信的蜂窝网络中操作。

控制终端优选地是与根据本发明的第二和第三方面的用户设备的通信连接的端点，并且被配置成从用户设备接收内容记录。这样的内容记录特别地包括测量、警报、对于被发送到用户设备的指令的响应、或从用户设备接收的指令。

本发明的第四方面共享本发明的第一方面的优势。

根据本发明的第五方面，提出了一种用于在蜂窝网络中操作的至少一个用户设备与从蜂窝网络可访问的至少一个控制终端之间的数据传输的蜂窝网络，所述用户设备和控制终端二者都借助于第一和第二无线载波而在通信连接中操作，所述蜂窝网络包括至少一个无线电接入网络，其包括控制组件，所述第一和第二无线载波中的至少一个由所述至少一个无线电接入网络来操作，其中控制终端和用户设备中的一个充当发射装置，另一个充当接收装置，其中所述蜂窝网络被配置成从接收装置接收信息记录，并且所述控制组件此外被配置成在所述信息记录包括如下指示的情况中调节在所述发射装置与所述接收装置之间的网络路由：

-如果首先利用另一无线电接入网络所操作的无线载波检索到数据分组，或者

-如果在预定时间窗口外通过所述无线电接入网络所提供的无线载波检索到数据分组，如果不是则维持先前网络路由的结果。

根据本发明这方面的蜂窝网络对用于本发明先前方面的蜂窝网络进行补充。蜂窝网络提供在用户设备与控制终端之间的至少两个无线载波中的至少一个。

蜂窝网络被配置成在借助于由该蜂窝网络所提供的无线载波将内容记录从发射装置传输到接收装置之后从充当接收装置的用户设备或控制装置接收信息记录。

该信息记录向蜂窝网络告知：是否在通过第二无线载波的数据分组之前在接收装置处通过由所述蜂窝网络所提供的至少一个无线载波而接收到数据分组。

可替换地或附加地，所述信息记录此外向蜂窝网络告知：是否在预定时间窗口期间在接收装置处通过由所述蜂窝网络所提供的至少一个无线载波而接收到数据分组。所述预定时间窗口优选地涉及本发明的第一方面的预定时间窗口，其描绘了发射装置在数据分组被重发送之前等待针对所传输的数据分组的成功指示消息的最大时间。

蜂窝网络被配置成处置所接收的信息记录，因为它考虑调节通信环境，至少为在相应的通信连接中所涉及的两个通信端点。

蜂窝网络包括控制组件，其是蜂窝网络的无线电接入网络的部分。所述控制组件具有用于控制在蜂窝网络的接入节点、特别是基本节点或网关节点之间的网络路由的一个任务。

如果信息记录指示了由该蜂窝网络、相应的无线电接入网络的无线载波所输送的数据分组经常比发射装置所使用的另一个无线载波的更晚到达，则控制组件考虑调节网络路由。

在所述预定时间窗口外检索到数据分组的情况中开始相同的考虑。

然而，如果结果是控制组件的无线电接入网络属于比另一个所使用的无线载波显著更慢的技术标准，那么控制组件将可能不采取任何进一步步骤，因为所述信息记录所指示的结果反映预期的情形。优选地，对于这样的情形，消息可用，其中蜂窝网络向发射装置指示以抑制发送信息记录。

可替换地，发射装置被配置成通过自己来注意到这样的情形，并且提前抑制对这样的信息记录的传输。

如所示出的，本发明有利地解决所描绘的如下问题：在没有数据吞吐量方面的降级的情况下提供高的可靠数据传输。此外，所提出的解决方案是灵活的、技术不可知的，并且因此可以适合于许多环境。

附图说明

以下描述和附图详细地阐明了某些说明性方面，并且指示其中可以采用实施例的原理的各种方式中的仅一些。当阅读作为说明性但是非限制性的示例给出的有利实施例的以下描述和附图的时候，本发明的特性和优点将显现。

图1a表示根据本发明的用户设备的实施例；

图2a表示本发明作为实施例被应用到的装置的架构；

图2b表示本发明作为实施例被应用到的装置的另一架构；

图3显示了根据本发明的实施例的控制终端上的分组传输的示例性工作流。

具体实施方式

图1示意性地示出了本发明作为实施例被应用到的类型的用户设备1。用户设备1被配置成借助于至少一个基本节点而在蜂窝网络中操作。

该实施例的用户设备包括处理器电路PC，比如CPU或其它类型的处理器。所述处理器被配置成运行计算机程序，所述计算机程序被存储在用户设备的存储器M中。

处理器至少专用于控制收发器电路TC。

所述收发器电路包括接收器电路和发射器电路二者，其用于与蜂窝网络的至少一个基本节点的无线通信。为此，它此外利用天线A。

为了能够维持第一和第二无线载波，用户设备特别地被配置成维持与两个基本节点的两个通信连接。这样的基本节点可以属于相同蜂窝网络的相同无线电接入网络，属于相同蜂窝网络的不同的无线电接入网络，或甚至不同的蜂窝网络。

为了维持这样的至少两个无线载波，用户设备可以另外包括两个收发器电路，和/或两个天线。

另外的附加处理电路，特别是为了除了建立通信连接之外的用户设备主任务，也可以是可用的。

用户设备1特别地是机器人、安全安装等等的部分、或这样的设备的控制装备。

图2a示出了根据本发明的实施例的装置的架构。所述架构包括驻扎在蜂窝网络2a、2b的两个基本节点3a、3b上的用户设备1。在该实施例中，用户设备1操作在两个不同的蜂窝网络中，而还预见它仅仅操作在两个不同的无线电接入网络中或在两个基本节点上。

所拜访的蜂窝网络包括网络组件4a、4b，其是用于在通信端点之间路由消息传递的节点。

此外通过蜂窝网络2a、2b可访问的是控制终端6，在该实施例中为被认为被用户设备1控制的机器人。控制终端6通过网关节点5a、5b而从蜂窝网络2a、2b可访问。优选地，这样的网关节点是因特网网关节点、比如GGSN。

为了以低延迟时间在用户设备1和控制终端6之间建立超可靠的连接，根据本发明而提议通过由两个蜂窝网络2a和2b所操作的两个无线载波来建立冗余的连接。通信连接被认为通过两个无线载波发送所有内容记录作为较高层级上的数据分组、比如IP（因特网协议）包。

在图2b中示出了可替换的架构。该架构在用户设备1侧上并无不同。但是控制终端6借助于另外的基本节点3a’、3b’而与蜂窝网络一起操作。实际上，控制终端6以与用户设备相同的方式被连接到蜂窝网络。优选地，控制终端、比如医学机器人被配备有无线模块或可比的通信装备，其用于向医学设备提供无线连接性。

因此，用户设备1和控制终端通过冗余传输的数据分组来交换内容记录。在该实施例中，两个通信端点充当发射装置和接收装置。当装置之一向另一个发送指令并且另一个装置利用反馈消息来进行响应的时候尤其是这种情况，所述反馈消息向指令装置告知关于指令的结果。

一个示例性的工作流包括用户设备向医学机器人发送消息以用于实施某个操作步骤。医学机器人发送多个内容记录，其包括视频帧，所述视频帧示出了所实施的医学操作。用户设备1需要近似实时地具有视频帧。连接的故障可伤害整个操作。

在当前实施例中，另外示出的是另一网络组件，此处是控制组件CC。该控制组件从基本节点接收有关若干情形的信息元素，特别是路由、吞吐量时间等等。当控制终端6特别是重复地通过使用蜂窝网络2a、经由第一无线载波、但是几乎不使用蜂窝网络2b、通过第二无线载波来接收数据分组的时候，于是该例示实施例的控制终端6能够向基本节点发送信息元素，其指示检测到的情形。该信息元素然后被提供给控制组件CC。控制组件优选地位于无线电接入网络的移动性管理实体（MME）中。在另一实施例中，特别是当基本节点3b和3b’属于不同的无线电接入网络时，控制组件是蜂窝网络2b的核心网络的部分。

如果控制组件CC从基本节点接收到所述信息元素，优选地不仅一次，那么它具有对通过蜂窝网络2b的路由进行重配置的手段。代替于从基本节点3b、经由网络组件4b和4b’而路由到基本节点3b’，经由网络组件4b''和4b'''的另一路由结果性能更高。由于网络组件过载或一些技术缺陷，可能是这种情况。因此，在用户设备1和控制终端6之间迫近的数据连接期间，为将来到的数据分组而重配置路由。

在该示例性实施例的情况下，蜂窝网络被告知关于性能问题，并且可采取措施来克服这样的问题。这减少通过可用载波之一的延迟时间，以用于在用户设备1和控制终端6之间的高度可靠并且低等待时间的连接。在另一——到目前为止更快的——无线载波下有问题的情况中，于是根据本发明方法而自动即时地落回到第二无线载波将不太多地减慢连接。一般地，当控制终端将不像图2a中所示出的那样被无线地附连的时候，这样的行为也将会适用。

在图3中示出如何确保高度可靠并且低等待时间的数据分组传输。此处沿着时间条示出了如何通过控制终端6将内容记录传输到用户设备1，特别是所提及的视频帧。控制终端6对于内容记录CR1-4的队列是发射装置，用户设备1是接收装置。

建立经由第一和第二无线载波的通信连接，并且数据传输即将开始。

对于第一内容记录CR1，各自经由第一无线载波来发送数据分组，所述数据分组P1通过实心箭头来被指示，并且经由第二无线载波来发送第二数据分组P2，其通过中空箭头来被指示。并行地或以轻微的时移来实施数据传输，其取决于发射装置的能力。

作为接收装置的用户设备1成功地接收两个数据分组，并且作为响应而经由两个无线载波发送第一成功指示消息I1和第二成功指示消息I2，事实上是对数据传输的确认（ACK）。箭头设计对应于数据分组的箭头设计。事实上，两个分组都正确地抵达，因此向发射装置告知：内容记录CR1被成功地传输并且可以因此继续发送队列中的下一个内容记录CR2。

用于发射装置的过程是相同的。然而，在该情况中，第一数据分组P1不是通过接收装置接收可解码的，其通过虚线箭头指示。该情形可意指：接收装置接收数据分组，但是校验和不与所接收的内容相符。

第二数据分组P2还很好地在接收装置处被接收，并且可成功解码。作为结果，作为接收装置的用户设备1经由两个无线载波而向发射装置发送第一成功指示消息I1和第二成功指示消息I2。两个成功指示消息包括相同的内容：数据分组被很好地接收。

这是值得注意的，因为至今并不知道对于数据分组的不成功的传输，肯定成功指示消息（ACK）被传输，这是由于另一数据分组通过另一通信信道被传输。

两个成功指示消息包括相同的内容导致如下情形：即通过两个无线载波的传输保持同步，甚至当经由一个无线载波的传输不成功的时候。

通过接收到具有ACK的成功指示消息，发射装置向前移动到下一个内容记录CR3。

在该情况中，无线条件已降级这么多使得通过两个无线载波的两个数据分组P1、P2没有成功地在用户设备1处被接收。事实上，用户设备利用包括非确认（NACK）的成功指示消息来进行响应，其也由虚线箭头来指示。

这是其中NACK被发送并且也需要被处置的仅有情形。因此，发射装置在接收到否定成功指示消息I1、I2之后继续经由数据分组P1和P2来重发送内容记录CR3。如果在发射装置处在预定时间窗口内没有接收到成功指示消息I1和I2，则也将会是这种情况。

在重发送之后，在用户设备处成功接收到经由第一无线载波的数据分组P1。而第二数据分组P2需要更多时间。这可能由于如下情况所致：即当第二无线载波在使用LTE连接的时候，底层重试机制、比如HARQ仍运行并且尝试重复地传输数据分组。

尽管如此，通过虚线所指示的用于接收数据分组的预定时间窗口7已经过去，因此尽管数据分组P2最终可以被成功传输，但是它在接收窗口外，并且因此被视为没有被成功传输。

由于远远较早地很好接收了重发送的内容记录CR3的第一数据分组P1这一事实，所以接收装置被认为向发射装置发送指示ACK的成功指示消息I1、I2。

根据所示的实施例，优选地一旦数据分组之一被成功接收就发送这些成功指示消息。如可见的，在预定时间窗口7已期满之前已经传输成功指示消息I1、I2。

这在有利的实施例中对于发射装置具有以下效果：发射装置在无线载波的较低层上取消对传输第二数据分组P2的所有尝试，并且代替地继续传输下一个内容记录CR4。这将有如下效果：相对于用于经由两个无线载波中任一个对内容记录的成功传输的最快时间，用于传输内容记录的时间可以被进一步挤压。

最终，实施对下一个内容记录CR4的传输，其中在用户设备1处很好地接收了两个数据分组P1、P2，并且因此经由两个无线载波的两个成功指示消息I1、I2二者都指示内容记录的成功传输。

该示例示出了用于实现可靠数据传输的冗余性对数据吞吐量没有负面影响。由于在每个情况中的成功指示消息二者都指示关于所传输的数据分组的成功接收的相同信息这一事实，所以在经由两个无线载波的数据流之间的同步在没有显著开销的情况下被实现。最后，数据传输特别地在每个情况中都如对于每个内容记录的最快无线载波那么快。

在以上详细描述中，参考了附图，附图作为说明而示出了其中可以实践本发明的特定实施例。充分详细地描述了这些实施例以使得本领域技术人员能够实践本发明。要理解的是，本发明的各种实施例，尽管不同，但不一定是互斥的。例如，本文中结合一个实施例描述的特定特征、结构或特性可以在其它实施例内被实现，而不偏离本发明的范围。另外，要理解的是，在每个所公开的实施例内的单独元件的位置或布置可以被修改，而不偏离本发明的范围。因此，以上详细描述不要以限制性意义来被理解，并且本发明的范围仅仅由被适当地解释的所附权利要求连同权利要求被授权给的等同物的完整范围一起来限定。

Claims (15)

1.一种用于在用于无线通信的蜂窝网络（2）中操作的用户设备（1）与从蜂窝网络可访问的控制终端（6）之间的数据传输的方法，

其中所述用户设备借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，其中控制终端和用户设备之一充当发射装置，另一个充当接收装置，其中发射装置发送内容记录（CR），至少作为通过第一无线载波的至少第一数据分组（P1）以及作为通过第二无线载波的至少第二数据分组（P2），

所述方法包括用于接收装置的以下步骤：

-尝试接收通过第一无线载波的第一数据分组和通过第二无线载波的第二数据分组，

-通过第一和第二无线载波各自向发射装置发送成功指示消息（I1、I2），其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的用于数据传输的方法，

其中所述至少第一和第二无线载波通过以下各项中的至少一个来被建立：

-支持相同技术标准的两个基本节点（3a、3b），

-支持两个不同技术标准的两个基本节点（3a、3b），或

-来自两个不同蜂窝网络运营商的两个基本节点（3a、3b）。

3.根据权利要求1或2中至少一个所述的用于数据传输的方法，包括用于发射装置的以下步骤：

-在通过第一和第二无线载波中至少一个而从接收装置接收到成功指示消息（I1、I2）的情况中，继续发送第二内容记录（CR）。

4.根据权利要求3所述的用于数据传输的方法，此外包括如下步骤：在预定时间窗口（7）内没有接收到成功指示消息（I1、I2）的情况中重发送内容记录（CR）。

5.根据权利要求1至4中至少一个所述的用于数据传输的方法，

其中一旦成功接收到第一和第二数据分组之一，就实施发送成功指示消息（I1、I2）的步骤。

6.根据权利要求1至5中至少一个所述的用于数据传输的方法，

其中所述成功指示消息（I1、I2）包括信息元素，所述信息元素有关于出自第一无线载波和第二无线载波的群组中至少一个中的哪一个引起了对成功指示消息（I1、I2）的发送。

7.根据权利要求1至6中至少一个所述的用于数据传输的方法，此外包括用于接收装置的如下步骤：向第一或第二无线载波中的至少一个的蜂窝网络（2）发送信息记录，所述信息记录包括指示出自以下各项的群组中的至少一个的指示：

-是否首先利用相应的无线载波检索到数据分组（P1、P2），或

-是否在预定时间窗口期间检索到数据分组（P1、P2）。

8.在用于无线通信的至少一个蜂窝网络（2）中操作的用户设备（1），所述无线通信包括与至少一个控制终端（6）的连接，所述用户设备包括发射电路和接收电路，并且借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，

当所述用户设备充当接收装置时，接收电路被配置成尝试通过第一无线载波从控制终端接收包括内容记录（CR）的第一数据分组（P1）以及通过第二无线载波接收包括所述内容记录的第二数据分组（P2），

并且所述发射电路被配置成通过第一和第二无线载波各自向控制终端发送成功指示消息（I1、I2），其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的用户设备（1），

其中所述至少第一和第二无线载波通过以下各项中的至少一个来被建立：

-支持相同技术标准的两个基本节点（3a、3b），

-支持两个不同技术标准的两个基本节点（3a、3b），或

-来自两个不同蜂窝网络运营商的两个基本节点（3a、3b）。

10.一种在用于无线通信的蜂窝网络（2）中操作的用户设备（1），所述无线通信具有通过蜂窝网络可访问的至少一个控制终端（6），

所述用户设备包括发射电路和接收电路和处理器（PC），

并且借助于至少第一和第二无线载波而在与控制终端的通信连接中操作，

当充当发射装置时，所述发射电路被配置成向控制终端（6）发送内容记录（CR1），至少作为通过第一无线载波的第一数据分组（P1）以及作为通过第二无线载波的第二数据分组（P2）。

11.根据权利要求10所述的用户设备，

其中此外所述处理器（PC）被配置成指示所述发射电路在借助于接收电路而通过第一和第二无线载波中至少一个从控制终端（6）接收到成功指示（I1、I2）消息的情况中继续发送第二内容记录（CR2）。

12.根据权利要求10或11中至少一个所述的用户设备，

其中此外所述处理器（PC）被配置成指示所述发射电路在借助于接收电路在预定时间窗口（7）内没有接收到成功指示消息的情况中重发送内容记录（CR1）。

13.一种通过用于无线通信的至少一个蜂窝网络（2）可访问的控制终端（6），所述无线通信具有与蜂窝网络一起操作的至少一个用户设备（1），所述控制终端包括用于维持与至少一个蜂窝网络的数据连接的电路，并且借助于蜂窝网络的至少第一和第二无线载波来在与所述至少一个用户设备的通信连接中操作，

所述控制终端当充当发射装置时被配置成：

-尝试通过第一无线载波从用户设备接收包括内容记录（CR1）的第一数据分组（P1）以及通过第二无线载波接收包括所述内容记录的第二数据分组（P2），

-通过第一和第二无线载波各自向用户设备发送成功指示（I1、I2）消息，其指示是否成功接收到第一和第二数据分组中的至少一个。

14.根据权利要求13所述的控制终端（6），

其中所述控制终端是根据权利要求8所述的在用于无线通信的蜂窝网络（2）中操作的用户设备（6）。

15.一种用于在蜂窝网络中操作的至少一个用户设备（1）与从蜂窝网络可访问的至少一个控制终端（6）之间的数据传输的蜂窝网络（2），所述用户设备和控制终端二者都借助于第一和第二无线载波而在通信连接中操作，

所述蜂窝网络包括至少一个无线电接入网络，其包括控制组件（CC），

所述第一和第二无线载波中的至少一个由所述至少一个无线电接入网络操作，其中控制终端和用户设备中的一个充当发射装置，另一个充当接收装置，

其中所述蜂窝网络被配置成从接收装置接收信息记录，并且

所述控制组件此外被配置成在所述信息记录包括如下指示的情况中调节在所述发射装置与所述接收装置之间的网络路由：

-如果首先利用另一无线电接入网络所操作的无线载波检索到数据分组，或者

-如果在预定时间窗口（7）外通过所述无线电接入网络所提供的无线载波检索到数据分组，

如果不是则维持先前的网络路由的结果。