DE10122218C1 - Verfahren zur Übermittlung von Datenpaketen in einem Funknetz sowie Funkstation und Anordnung von Funkstationen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von Datenpaketen in einem Funknetz, bestehend aus mehreren Funkstationen, wobei die Datenpakete eine Kennung besitzen, die eine Identifizierung der Datenpakete ermöglicht und die Datenpakete von einer zwischengelagerten Funkstation, die dieses empfangen hat, an benachbarte Funkstationen weitergeleitet wird, falls das Datenpaket nicht für die zwischengelagerte Funkstation bestimmt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Funkstation, für die das Datenpaket bestimmt ist, nach Empfang des Datenpaketes ein Kill-Paket an benachbarte Funkstationen sendet, wobei das Kill-Paket eine Identifizierung des Datenpaketes ermöglicht und die benachbarten Funkstationen nach Empfang des Kill-Paketes das Datenpaket, das durch das Kill-Paket identifiziert wird, nicht weiterleiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Über­ mittlung von Datenpaketen in einem Funknetz bestehend aus mehreren Funkstationen wobei die Datenpakete eine Kennung be­ sitzen, die eine Identifizierung der Datenpakete ermöglicht und die Datenpakete von einer zwischengelagerten Funkstation, die dieses empfangen hat, an benachbarte Funkstationen wei­ tergeleitet wird, falls das Datenpaket nicht für die zwi­ schengelagerte Funkstation bestimmt ist sowie eine Funkstati­ on umfassend einen Sender und einen Empfänger, wobei die Funkstation in der Lage ist, Datenpakete zu senden und zu empfangen und eine Anordnung von Funkstationen, wobei jede der Funkstationen einen Sender sowie einen Empfänger umfasst und jede Funkstation in der Lage ist, Datenpakete zu senden und zu empfangen.

Die Übermittlung von Datenpaketen in einem Funknetz kann bei­ spielsweise durch sog. "Multi-Hop-Systeme" durchgeführt wer­ den. Dabei erfolgt die Übertragung der Datenpakete nicht un­ mittelbar von der sendenden zur empfangenden Funkstation, sondern über Zwischenstationen, sog. Hops. Diese Vorgehens­ weise wird in der Regel gewählt, wenn nicht alle Funkstatio­ nen unmittelbare Verbindungen zueinander aufbauen können, beispielsweise aufgrund der begrenzten Reichweite der Sende- und Empfangsanlagen. In derartigen System wird üblicherweise z. B. mittels eines Zählers registriert, wie viele Hops ein Datenpaket schon durchgeführt hat. Übersteigt die Anzahl der Hops eine vorgegebene Grenze, so wird das Datenpaket nicht weiter übermittelt. Das Datenpaket wird bis zum Erreichen der durch den Zähler festgelegten Grenze weitergereicht, auch wenn dieses auf einem anderen Wege bereits sein Ziel erreicht hat.

Die Sendung eines Datenpaketes geschieht dabei von einer sendenden Funkstation an mehrere empfangende Funkstationen, so dass eine Überflutung des Netzes mit Datenpaketen bewirkt wird.

Auch wenn das Datenpaket bereits seinen Empfänger erreicht hat erfolgt eine weitere Übertragung des Datenpaketes zwischen einzelnen Funkstationen, bis die maximale Anzahl an Hops erreicht ist und somit eine weitere Übermittlung des Datenpaketes unterbunden wird. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, dass die Gefahr besteht, dass das Datenpaket weiterhin übertragen wird, obwohl dazu keine Notwendigkeit mehr besteht, da das Datenpaket bereits auf einem anderen Wege den Empfänger erreicht hat.

Aus der WO 98/17031 A2 ist ein solches Verfahren zur Übermittlung von Datenpaketen in einem Funknetz bestehend aus mehreren Funkstationen bekannt, wobei die Datenpakete eine Kennung besitzen, die eine Identifizierung der Datenpakete ermöglicht und die Datenpakete von einer zwischengelagerten Funkstation, die dieses empfangen hat, an benachbarte Funkstationen weitergeleitet wird, falls das Datenpaket nicht für die zwischengelagerte Funkstation bestimmt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das zumindest in der Umgebung der Funkstation, für die das Datenpaket bestimmt ist, einen Abbruch der weiteren Übertragung erlaubt, sobald das Datenpaket den Empfänger erreicht hat.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Funkstation, für die das Datenpaket bestimmt ist, nach Empfang des Datenpaketes ein Kill-Paket an benachbarte Funkstationen sendet, wobei das Kill-Paket eine Identifizierung des Datenpaketes ermöglicht und die benachbarten Funkstationen nach Empfang des Kill-Paketes das Datenpaket, das durch das Kill-Paket identifiziert wird, nicht weiterleiten. Die Weiterleitung des Datenpaketes wird so zumindest in der Umgebung der Funkstation, für die das Datenpaket bestimmt ist, unterbunden. Dies verringert die zu übertragene Datenmenge in der Umgebung dieser Funkstation insbesondere dann beträchtlich, wenn diese mit einer Vielzahl von Funkstationen in unmittelbarem Funkkontakt ist und gleichzeitig eine große zahl unterschiedlicher Wege von einem Sender zu dieser Funkstation als Empfänger existieren.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass für das Kill-Paket selbst eine geringere Anzahl maximaler Hops als für ein Datenpaket erlaubt ist. Das Kill-Paket selbst wird zwar weitergeleitet, dies aber nur in der Umge­ bung der das Kill-Paket aussendenden Funkstation. Ein Über­ fluten des Funknetzes mit dem Kill-Paket findet nicht statt.

Das Problem wird auch durch eine Funkstation nach Patentan­ spruch 3 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Funkstation bei Erhalt eines an sie gerichteten Datenpaketes ein Kill-Paket aussendet. Eine derartige Funkstation ist in der Lage, mittels des Kill-Paketes benachbarte Funkstationen über den Erhalt des Paketes zu benachrichtigen, so dass diese von einer Sendung des Paketes absehen können.

In einer Weiterbildung der Funkstation ist vorgesehen, dass das Kill-Paket mit erhöhter Sendeleistung ausgestrahlt wird. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das Kill-Paket von umliegenden Funkstationen direkt empfangen werden kann.

In einer Weiterbildung der Funkstation ist vorgesehen, dass diese Datenpakete, die nicht für die Funkstation bestimmt sind, zunächst empfängt und danach sendet und dass die Funk­ station nach Empfang eines Kill-Paketes das Datenpaket, wel­ ches durch das Kill-Paket identifiziert wird, nicht sendet. Die Funkstation selbst ist bei dieser Ausgestaltung in der Lage, die Aufgabe eines Relais zu übernehmen.

Das eingangs genannte Problem wird auch durch eine Anordnung von Funkstationen nach Patentanspruch 6 gelöst. Erfindungsge­ mäß ist vorgesehen, dass eine Funkstation bei Erhalt eines an diese gerichteten Datenpaketes ein Kill-Paket wenigstens an eine der übrigen Funkstationen aussenden kann.

In einer Weiterbildung der Anordnung ist vorgesehen, dass die Funkstationen Datenpakete, die nicht für sie selbst bestimmt sind, zunächst empfangen und danach senden können und eine Funkstation bei Erhalt eines an sie gerichteten Datenpaketes ein Kill-Paket wenigstens an eine der übrigen Funkstationen aussenden kann und die übrigen Funkstationen nach Empfang des Kill-Paketes das Datenpaket, welches durch das Kill-Paket i­ dentifiziert wird, nicht senden können.

In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung ist vorgesehen, dass die Funkstation das Kill-Paket an alle übrigen Funksta­ tionen senden kann. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in einem Master-Slave-System der Master bzw. die Basisfunkstation das Kill-Paket direkt an alle Slave bzw. mobilen Funkstationen senden kann. Eine derartige Anord­ nung von Master bzw. Basisfunkstationen und Slaves wird vor allem dann anzutreffen sein, wenn die Basisfunkstation eine feste Energieversorgung besitzt und somit mit einem erhöhten Sendepegel arbeiten kann, so dass sämtliche Slaves von der Basisfunkstation unmittelbar erreichbar sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der einzigen beiliegenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt diese Figur eine Skizze zur Funkübertragung.

Ein Datenfunknetz besteht aus einer Basisfunkstation BS und einer Vielzahl von mobilen Terminals MT1 bis MT7. Die mobilen Terminals MT1 bis MT7 und die Basisfunkstation BS können un­ tereinander Funkverbindungen herstellen und aufrechterhalten. Die Funkverbindungen dienen der Übertragung Paketorientierter Daten. Die Datenübertragung erfolgt entweder direkt zwischen sendender Funkstation und empfangener Funkstation oder unter Zwischenschaltung weiterer Funkstationen. Dabei ist oftmals eine direkte Verbindungsaufnahme zwischen zwei Funkstationen aufgrund der Entfernung nicht möglich, da Funkverbindungen nur über eine begrenzte Reichweite herstellbar sind. In der Funkskizze gemäß der Figur wird davon ausgegangen, dass nur jeweils benachbarte Funkstationen direkt Verbindung aufnehmen können. Soll beispielsweise ein Datenpaket von der Funkstati­ on MT1 an die Funkstation BS gesandt werden, so ist dies nur unter Zwischenschaltung weiterer Funkstationen, beispielswei­ se der Funkstation MT3 möglich. Alternativ können auch andere Wege gewählt werden, beispielsweise der Weg MT1-MT2-MT4-BS. Der Aufenthaltsort der mobilen Terminals kann variieren, da­ her lassen sich statische Routen in der Regel nicht festle­ gen. Aus diesem Grunde erfolgt eine Übertragung der Daten dergestalt, dass ein Datenpaket an alle jeweils benachbarten Funkstationen gesandt wird. Eine Funkstation, die ein Daten­ paket empfangen hat, sendet dieses wiederum an alle benach­ barten Funkstationen weiter. Datenpakete überfluten auf diese Weise sämtliche Funkstationen. Hat eine Funkstation das an sie adressierte Datenpaket empfangen ist eine weitere Über­ tragung des Datenpaketes zwischen anderen Funkstationen nicht mehr notwendig. Die Funkstation, an die ein Datenpaket adres­ siert war, sendet nach Empfang des Datenpaketes ein speziel­ les Datenpaket, das hier als "Kill-Paket" bezeichnet wird, an die umliegenden Funkstationen. Das Kill-Paket signalisiert den Funkstationen, die dieses empfangen haben, dass die Wei­ terleitung eines bestimmten Datenpaketes nicht mehr notwendig ist.

In der Skizze gemäß der Figur soll beispielsweise ein Daten­ paket von der Funkstation MT1 zur Funkstation BS übertragen werden. Das Datenpaket nimmt dabei 2 Wege, es ist dies der Weg MT1-MT3-BS und erreicht so den Empfänger. Der zweite Weg verläuft von MT1 über MT2 und MT4 zur MT5 und MT6 bzw. MT7. Nachdem die Funkstation BS das Datenpaket empfangen hat sen­ det diese an alle umliegenden Funkstationen ein Kill-Paket. Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass die Sende­ leistung der Basisfunkstation BS so groß ist, dass diese alle mobilen Terminals MT1 bis MT7 direkt erreichen kann. Das Kill-Paket erreicht daher alle Funkstationen, so auch die mo­ bilen Terminals MT5, MT6 und MT7, die das Datenpaket von MT1 bisher nicht erhalten hatten. Durch die Übermittlung des Kill-Paketes K von der Basisfunkstation BS wird das mobile Terminal MT5 davon abgehalten, eine weitere Übertragung des Daten­ paketes zu versuchen, so dass das Datenpaket die Terminals MT6 und MT7 nicht erreicht.

Auch wenn die Basisfunkstation BS selbst nur unmittelbar be­ nachbarte mobile Terminals erreichen kann wird zumindest die weitere Übermittlung des Datenpaketes in der unmittelbaren Nachbarschaft der Basisfunkstation BS unterbunden, so dass der oder die dazu verwendeten Funkkanäle nicht weiter be­ lastet werden. Dies verringert zumindest in der Umgebung der jeweils empfangenen Funkstation, in diesem Fall der Basis­ funkstation, den Funkverkehr.

Ähnlich wie hier am Beispiel der Basisfunkstation BS darge­ stellt sind alle in dem Funknetz beteiligten Funkstationen MT1 bis MT7 sowie BS dazu befähigt, bei Erhalt eines an sie andressierten Datenpaketes ein Kill-Paket auszusenden. Dieses kann mit einer erhöhten Sendeleistung ausgesandt werden um möglichst viele Funkstationen direkt zu erreichen. Das Kill- Paket selbst wird von Funkstationen, die dieses erhalten ha­ ben, nicht oder nur eine geringe Anzahl von Hops weitergelei­ tet. Die maximale Anzahl von Hops, die ein Kill-Paket weiter­ geleitet werden darf ist dabei in der Regel deutlich geringer als die Anzahl maximaler Hops eines Datenpaketes, da das Netz sonst von dem Kill-Paket genauso wie durch das Datenpaket ü­ berflutet würde.

Die Datenpakete selbst enthalten dazu in einem Header eine eindeutige Kennung, die deren Identifizierung ermöglicht. Das Kill-Paket identifiziert das Datenpaket, dessen weitere Über­ tragung verhindert werden soll eindeutig.

Benachbarte Funkstationen sind im Kontext dieser Patentanmel­ dung alle Funkstationen, die von der jeweiligen Funkstation direkt erreicht werden können. Benachbart ist daher nicht rein räumlich, sondern nur in Bezug auf die Herstellbarkeit einer Funkverbindung auszulegen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Übermittlung von Datenpaketen in einem Funk­ netz bestehend aus mehreren Funkstationen, wobei die Datenpa­ kete eine Kennung besitzen, die eine Identifizierung der Da­ tenpakete ermöglicht und die Datenpakete von einer zwischen­ gelagerten Funkstation, die dieses empfangen hat, an benach­ barte Funkstationen weitergeleitet wird, falls das Datenpaket nicht für die zwischengelagerte Funkstation bestimmt ist, da­ durch gekennzeichnet, dass die Funkstati­ on, für die das Datenpaket bestimmt ist, nach Empfang des Da­ tenpaketes ein Kill-Paket an benachbarte Funkstationen sen­ det, wobei das Kill-Paket eine Identifizierung des Datenpake­ tes ermöglicht und die benachbarten Funkstationen nach Emp­ fang des Kill-Paketes das Datenpaket, das durch das Kill- Paket identifiziert wird, nicht weiterleiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass für das Kill-Paket selbst eine geringere Anzahl maximaler Hops als für ein Datenpaket er­ laubt ist.

3. Funkstation umfassend einen Sender und einen Empfänger, wobei die Funkstation in der Lage ist, Datenpakete zu senden und zu empfangen, dadurch gekennzeich­ net, dass die Funkstation bei Erhalt eines an sie gerichte­ ten Datenpaketes ein Kill-Paket aussendet.

4. Funkstation nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Kill-Paket mit erhöhter Sendeleis­ tung ausgestrahlt wird.

5. Funkstation nach einem der Ansprüche 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, dass diese Datenpa­ kete, die nicht für die Funkstation bestimmt sind, zunächst empfängt und danach sendet und dass die Funkstation nach Emp­ fang eines Kill-Paketes das Datenpaket, welches durch das Kill-Paket identifiziert wird, nicht sendet.

6. Anordnung von Funkstationen, wobei jede der Funkstationen einen Sender sowie einen Empfänger umfasst und jede Funksta­ tion in der Lage ist, Datenpakete zu senden und zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funk­ station bei Erhalt eines an diese gerichteten Datenpaketes ein Kill-Paket wenigstens an eine der übrigen Funkstationen aussenden kann.

7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Funkstationen Datenpakete, die nicht für sie selbst bestimmt sind, zunächst empfangen und danach senden können und eine Funkstation bei Erhalt ei­ nes an sie gerichteten Datenpaketes ein Kill-Paket wenigstens an eine der übrigen Funkstationen aussenden kann und die üb­ rigen Funkstationen nach Empfang des Kill-Paketes das Daten­ paket, welches durch das Kill-Paket identifiziert wird, nicht senden können.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkstation das Kill- Paket an alle übrigen Funkstationen senden kann.