DE10122691A1

DE10122691A1 - Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen

Info

Publication number: DE10122691A1
Application number: DE10122691A
Authority: DE
Inventors: Ralf Kern
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen zwischen mehreren Funkstationen über eine Funkverbindung, wobei die Datenpakete einer Quality of Service-Klasse zugeordnet sind sowie eine Funkstation und eine Anordnung von Funkstationen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass die Datenpakete in Abhängigkeit von der Quality of Service-Klasse entweder direkt von der sendenden zur empfangenden Datenstation übertragen werden oder von der sendenden Funkstation über mindestens eine Zwischenstation zur empfangenden Funkstation übertragen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertra gung von Datenpaketen zwischen mehreren Funkstationen über eine Funkverbindung, wobei die Datenpakete einer Quality of Service-Klasse zugeordnet sind sowie eine Funkstation und ei ner Anordnung von Funkstationen.

Mobile Funkgeräte verfügen in der Regel nur über eine be grenzte Energiereserve beispielsweise in Form von wiederauf ladbaren Akkumulatoren. Die Betriebsdauer wird daher begrenzt durch die Kapazität der Akkumulatoren. Ein entscheidender Faktor für den Energieverbrauch einer Funkanlage ist die Sen deleistung der Hochfrequenzendstufe. Je geringer die Sende leistung gewählt werden kann, desto geringer ist der Energie verbrauch und desto höher ist die gesamte Betriebsdauer mit einer Akkumulatorenladung. Die notwendige Sendeleistung der Hochfrequenzendstufe ist wiederum abhängig von der Entfernung zwischen den Funkstationen. Je größer die Entfernung ist, desto größer ist die Sendeleistung zu wählen. Eine ver gleichsweise geringe Sendeleistung in einem aus mehreren Funkstationen bestehenden Funknetz kann gewählt werden, wenn unabhängig vom Adressaten eines Datenpaketes, das über die Funkverbindung übertragen werden soll, das Datenpaket zur nächstliegenden Datenstation übersandt wird und mit einem ge eigneten Routingprotokoll bis zur endgültigen Station weiter geleitet wird. Die Zwischenstationen werden üblicherweise als "Hops" bezeichnet. Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist, dass sich die Laufzeit der Datenpakete insgesamt erhöhen kann. Dies führt dazu, dass sich der Quality of Service ins gesamt verschlechtert. Während dieser Effekt bei zeitunkritischen Diensten hinnehmbar ist, ist die Verschlechterung des Quality of Service bei anderen Diensten wie z. B. Sprach diensten unerwünscht.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen bereit zu stellen, das den Erhalt des Quality of Service für bestimmte Dienste gewährleistet.

Dieses Problem wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Datenpakete in Abhängigkeit von der Quality of Service-Klasse entweder direkt von der sendenden zur empfangenden Datenstation über tragen werden oder von der sendenden Funkstation über mindes tens eine Zwischenstation zur empfangenden Funkstation über tragen werden. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass Dienste festlegbar sind, die mit einem garantierten Quality of Service zwischen den Funkstationen übertragen werden. Dienste, bei denen der Erhalt des Quality of Service nicht im Vordergrund steht, können weiterhin mit energiesparenden Mul ti-Hop-Verfahren übertragen werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Funkstationen mobil und/oder ortsfest sind. Insbesondere bei mobilen Funkstationen stellt sich das Problem, den Energie verbrauch und damit die Sendeleistung zu minimieren.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass Da tenpakete in mindestens zwei Quality of Service-Klassen ein geteilt werden, wobei Datenpakete, die einer ersten Quality of Service-Klasse angehören direkt übertragen werden, Daten pakete die einer der anderen Quality of Service-Klasse ange hören über mindestens eine Zwischenstation übertragen werden.

Die Einteilung der Quality of Service Einstufungen in genau zwei Klassen erlaubt eine besonders einfache Entscheidung ü ber die Art der Übertragung, da keine weiteren Betrachtungen notwendig sind.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass Verbindungen zur Übertragung von Datenpaketen, die der ersten Quality of Service-Klasse angehören, mit einer hohen Sende leistung übertragen werden, Datenpakete, die der zweiten Qua litiy of Service-Klasse angehören, mit einer niedrigen Sende leistung übertragen werden. Auf diese Weise kann die mittlere Sendeleistung einer Funkstation verringert werden, ohne die Übertragungssicherheit z. B. bezüglich der Bitfehlerrate zu stark einzuschränken.

In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass den Qualitiy of Service-Klassen jeweils eine maximale Anzahl von Hops zugeordnet ist. Die Anforderungen an den jeweiligen Qualitiy of Service können so feiner Abgestuft werden.

Das eingangs genannte Problem wird durch eine Funkstation um fassend einen Sender sowie einen Empfänger und Mittel zur Funkübertragung von Datenpaketen gelöst, wobei die Sendeleis tung des Senders veränderbar ist und diese zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 befä higt ist. Das Problem wird weiterhin gelöst durch eine Anord nung mehrerer Funkstationen, wobei mindestens ein Teil der Funkstationen über eine Sendeeinrichtung verfügt und mindes tens ein Teil der Funkstationen über eine Empfangseinrichtung verfügt, wobei die Funkstationen Funkstationen nach Patentan spruch 5 sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Skizze der Funkverbindungen bei einer Direkt verbindung;

Fig. 2 eine Skizze der Funkverbindungen bei einer indirek ten Verbindung.

In Fig. 1 und 2 sind jeweils mehrere Funkstationen darge stellt, die mit MT1, MT2, MT3 sowie MT4 bezeichnet sind. Es kann sich dabei um ortsfeste oder mobile Funkstationen han deln, beispielsweise Funkstationen eines Mobilfunknetzes. Die Funkstationen sind in der Lage, untereinander paketori entierte Daten auszutauschen. Die paketorientierten Daten können aus unterschiedlichen Diensten stammen, beispielswei se Sprachdiensten und Datendiensten. In den dargestellten Funkskizzen wird davon ausgegangen, dass alle Datenstationen untereinander erreichbar sind und wahlweise mit verschiede nen Datenstationen Daten austauschen können. In Abhängigkeit von der räumlichen Entfernung kann die Sendeleistung der Hochfrequenzteile der jeweiligen Funkstationen verändert werden. Bei einer großen Entfernung wird eine große Sende leistung gewählt, bei einer kleinen Entfernung wird eine kleinere Sendeleistung gewählt, wobei als Maßstab zur Be stimmung der Sendeleistung die Übertragungssicherheit der Verbindung, beispielsweise durch Messung der Bitfehlerrate oder des Signal-Rauschabstandes, dient. In der Darstellung der Fig. 1 und 2 ist der Abstand zwischen der Funkstation MT1 und der Funkstation MT4 größer als der Abstand zwischen der Funkstation MT1 und der Funkstation MT2. Die Funkstatio nen sind in der Lage, sowohl eine direkte Verbindung untereinander aufzubauen, als auch eine indirekte Verbindung über Zwischenstationen aufzubauen. In Fig. 1 beispielsweise ist dargestellt eine direkte Verbindung zwischen der Funkstation MT1 und der Funkstation MT4. In Fig. 2 ist dargestellt eine indirekte Verbindung zwischen der Funkstation MT1 und der Funkstation MT4 über Zwischenverbindungen MT1 zu MT2 sowie MT2 zu MT3 und schließlich MT3 zu MT4. Eine derartige Ver bindung wird als Multi-Hop-Verbindung bezeichnet. Bei der Multi-Hop-Verbindung entsprechend Fig. 2 werden Daten zu nächst beispielsweise von MT1 zu MT2 übertragen und bei MT2 zwischengespeichert. Entsprechend erfolgt eine Übertragung von MT2 zu MT3 und der Zwischenspeicherung der Daten bei MT3. Schließlich erfolgt eine Datenübertragung zwischen MT3 und MT4. Durch die Zwischenspeicherung der Daten bei MT2 und MT3 ist die Gesamtlaufzeit zwischen MT1 und MT4 höher als bei einer Direktverbindung zwischen MT1 und MT4 entsprechend Fig. 1. Durch die geringeren Entfernungen zwischen den Funk stationen in der Skizze gemäß Fig. 2 kann die Sendeleistung der einzelnen Funkstationen geringer gewählt werden als bei der direkten Verbindung gemäß Fig. 1. Aus Sicht der Funksta tion MT1 wird die geringere erforderliche Sendeleistung dem zufolge erkauft durch eine größere Laufzeit der Datenpakete.

Unterschiedliche Dienste, die jeweils über die Funkverbin dung übertragen werden können, werden nun in zwei oder mehr Klassen eingeteilt. Im folgenden wird das Verfahren anhand einer Einteilung in zwei Klassen beschrieben. Es können aber auch weitere Klassen definiert werden, wobei den Klassen zu sätzlich eine unterschiedliche Anzahl maximaler Hops zuge ordnet werden kann.

Einer ersten Klasse gehören Dienste an, die direkt zwischen den Datenstationen ausgetauscht werden, gemäß Skizze Fig. 1 . also beispielsweise direkt zwischen MT1 und MT4. Einer zwei ten Klasse gehören Dienste an, die über eine Multi-Hop- Verbindung zwischen den Funkstationen übertragen werden, am Beispiel der Skizze Fig. 2 also eine Verbindung zwischen MT1 und MT4 über die Zwischenhops MT2 und MT3. Der ersten Klasse werden Dienste zugeordnet, bei denen eine möglichst geringe Laufzeit der Datenpakete zwischen den Datenstationen er reicht werden soll. Der zweiten Klasse werden Dienste zuge ordnet, bei denen das Laufzeitverhalten eher unkritisch ist. Beispielsweise könnten der ersten Klasse Sprachdienste, der zweiten Klasse Datendienste zugeordnet sein. Die Einteilung in die erste und zweite Klasse erfolgt anhand des Quality of Service bzw. der Dienstekennung eines jeden Datenpaketes, was jeweils dem Header des Paketes entnommen werden kann.

Bei Diensten, die der ersten Klasse zugeordnet sind wird ei ne Direktverbindung zwischen den beteiligten Funkstationen aufgebaut, bei Diensten, die der zweiten Klasse zugeordnet sind wird eine Multi-Hop-Verbindung aufgebaut.

Claims

1. Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen zwischen mehre ren Funkstationen über eine Funkverbindung, wobei die Daten pakete einer Quality of Service-Klasse zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten pakete in Abhängigkeit von der Quality of Service-Klasse ent weder direkt von der sendenden zur empfangenden Datenstation übertragen werden oder von der sendenden Funkstation über mindestens eine Zwischenstation zur empfangenden Funkstation übertragen werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Funkstationen mobil und/oder ortsfest sind.

3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, dass Datenpakete in mindestens zwei Quality of Service-Klassen eingeteilt werden, wobei Datenpakete, die einer ersten Quality of Service-Klasse angehören direkt übertragen werden, Datenpakete, die einer zweiten Quality of Service-Klasse angehören, über mindestens eine Zwischenstation übertragen werden.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass Verbindungen zur Übertragung von Datenpaketen, die der ersten Quality of Service-Klasse angehören mit einer hohen Sendeleistung über tragen werden, Datenpakete, die der zweiten Qualitiy of Ser vice-Klasse angehören, mit einer niedrigen Sendeleistung ü bertragen werden.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass den Qualitiy of Service-Klassen jeweils eine maximale Anzahl von Hops zuge ordnet ist.

6. Funkstation umfassend einen Sender sowie einen Empfänger und Mittel zur Funkübertragung von Datenpaketen, wobei die Sendeleistung des Senders veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Durchführung ei nes Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 befä higt ist.

7. Anordnung mehrerer Funkstationen, wobei mindestens ein Teil der Funkstationen über eine Sendeeinrichtung verfügt und mindestens ein Teil der Funkstationen über eine Empfangsein richtung verfügt, dadurch gekennzeich net, dass die Funkstationen Funkstationen nach Patentan spruch 6 sind.