DE102008003588B4 - Verfahren zur Broadcasting-Übertragung von in Datenpaketen angeordneten Informationen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur terrestrischen oder über einen Kommunikationssatelliten verlaufenden Broadcasting-Übertragung von in Datenpaketen angeordneten Informationen von einer Broadcasting-Sende-/Empfangsstation zu einer Vielzahl von Nutzern zugeteilten Endgeräten, die nach Empfangen fehlerhafter Datenpakete oder nach Erkennen fehlender Datenpakete Wiederholungsanforderungen zum Wiederaussenden der fehlenden bzw. fehlerhaften Datenpakete an die Broadcasting-Sende-/Empfangsstation aussenden, in der dann von den als fehlend bzw. fehlerhaft gemeldeten Datenpaketen die bitweise Modulo-2-Summe berechnet wird, die dann ein neues, codiertes Datenpaket bildet, das dann von der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation im Broadcasting-Verfahren mit Signalisierung einer Information, die angibt, für welche Datenpakete die Modulo-2-Summe berechnet worden ist, an die Endgeräte ausgesendet wird, die dann die Modulo-2-Summe ihrer jeweils vorher korrekt empfangenen Datenpakete zusammen mit dem empfangenen, in der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation codierten Datenpaket berechnen, wobei sich dann für jedes der jeweils beteiligten Endgeräte aus der jeweiligen Modulo-2-Summe das fehlende bzw. fehlerhafte Datenpaket ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle, dass mehr als ein Datenpaket pro Endgerät (A, B, C, D)...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur terrestrischen oder über einen Kommunikationssatelliten verlaufenden Broadcasting-Übertragung von in Datenpaketen angeordneten Informationen von einer Broadcasting-Sende-/Empfangsstation zu einer Vielzahl von Nutzern zugeteilten Endgeräten, die nach Empfangen fehlerhafter Datenpakete oder nach Erkennen fehlender Datenpakete Wiederholungsanforderungen zum Wiederaussenden der fehlenden bzw. fehlerhaften Datenpakete an die Broadcasting-Sende-/Empfangsstation aussenden, in der dann von den als fehlend bzw. fehlerhaft gemeldeten Datenpaketen die bitweise Modulo-2-Summe berechnet wird, die dann ein neues, codiertes Datenpaket bildet, das dann von der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation im Broadcasting-Verfahren mit Signalisierung einer Information, die angibt, für welche Datenpakete die Modulo-2-Summe berechnet worden ist, an die Endgeräte ausgesendet wird, die dann die Modulo-2-Summe ihrer jeweils vorher korrekt empfangenen Datenpakete zusammen mit dem empfangenen, in der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation codierten Datenpaket berechnen, wobei sich dann für jedes der jeweils beteiligten Endgeräte aus der jeweiligen Modulo-2-Summe das fehlende bzw. fehlerhafte Datenpaket ergibt.
  • Im Zusammenhang mit digitalen Broadcasting-Systemen treten bei der Übertragung von Informationen zu Nutzern Probleme auf. Broadcast-Datenübertragungen von einer Quelle über z. B. einen als Relais arbeitenden Kommunikationssatelliten oder in einem terrestrischen System zu mehreren Nutzern, die alle den gleichen Inhalt empfangen, werden in Datenpaketen, z. B. MPEG-TS-Paketen, organisiert. Infolge der Übertragungskanalbedingungen erfahren die Nutzer an ihren Endgeräten verschiedene Bitfehlerraten (BER; Bit Error Rates) und somit Paketfehlerraten (PER; Packet Error Rates).
  • Infolge der auftretenden Paketfehlerraten ist für jeden Nutzer ein Teil der empfangenen Datenpakete fehlerhaft oder fehlt ganz. Die von den verschiedenen Nutzern gar nicht oder fehlerhaft empfangenen Datenpakete sind nicht unbedingt die gleichen. Gewöhnlich sind für Nutzer, die unkorrelierte Übertragungskanalbedingungen erfahren, auch die Datenpaketverluste unkorreliert. Ein Beispiel dieses Broadcasting-Szenarios unter Beteiligung eines Kommunikationssatelliten ist in 1 dargestellt.
  • Aus dem Beispiel von 1 ist ersichtlich, dass ein Gateway G einer Broadcasting-Sende-/Empfangsstation sechs Datenpakete 1 bis 6 über ein Kommunikationssatellitensystem S mittels Broadcasting zu vier Endgeräten A bis D sendet, die jeweils einem Nutzer zugeteilt sind. Infolge der Paketfehler auf dem Kanal gehen für jedes der Endgeräte A bis D einige Datenpakete verloren, die in 1 dunkelgrau markiert sind. Die Endgeräte A bis D müssen nun die Wiederübertragung jedes dieser Datenpakete, die verloren gegangen sind, anfordern. In diesem Beispiel bedeutet dies eine Wiederübertragung von Datenpaket 1 (verloren für das Endgerät D), Datenpaket 2 (für Endgerät C), Datenpaket 5 (für Endgerät B) und Datenpaket 4 (für Endgerät A).
  • Da dies ein Broadcasting-System ist, müssen alle verlorenen Pakete, d. h. im dargestellten Beispiel die Datenpakete 1, 2, 4 und 5, zu allen mit dem System verbundenen Endgeräten A bis D gesendet werden. Da z. B. das Datenpaket 1 von den Endgeräten A bis C korrekt empfangen worden war, ist die erneute Broadcasting-Aussendung dieses Pakets für sie eine unnötige Information und reduziert somit die Systemeffizienz.
  • Wie bereits erwähnt wurde, besteht der Hauptnachteil der aktuellen Systeme darin, dass viel Kapazität für eine Wiederübertragung von Daten verschwendet wird, die nicht für alle Nutzer im System nützlich sind. Diese Wiederübertragungen kosten viel Kapazität und Zeit. Dies wird auch anhand von 2 für ein Broadcasting-Beispiel unter Beteiligung eines Kommunikationssatellitensystems S dargestellt.
  • Wie in 1 weist das Broadcasting-System ein Gateway G einer Broadcasting-Sende-/Empfangsstation, das Kommunikationssatellitensystem S und die mittels Broadcasting verbundenen vier Endgeräte A bis D auf. Wie ersichtlich ist, werden alle entsprechend dem Beispiel von 1 fehlerhaften oder fehlen den Datenpakete durch das Gateway G wiederausgesendet, nämlich die Datenpakete 1, 2, 4 und 5.
  • Wie auch gezeigt ist, werden alle Datenpakete 1, 2, 4 und 5 von allen Endgeräten A bis D empfangen, aber jeder Nutzer kann mit seinem Endgerät A bis D nur von einem der Datenpakete Gebrauch machen, nämlich von demjenigen, das ihm vorher gefehlt hatte. Die anderen drei empfangenen Datenpakete können nicht verwendet werden und sind somit für das Endgerät unnötige Informationen. Dies bedeutet, dass, obwohl alle vier Datenpakete 1, 2, 4 und 5 vom Gateway G ausgesendet werden müssen und somit alle Endgeräte A bis D alle notwendigen Daten erhalten, jedes Endgerät A bis D nur von einem der vier Datenpakete 1, 2, 4 und 5 Gebrauch machen kann.
  • Die Wiederübertragung der anderen drei Pakete ist vom Standpunkt jedes Endgerät-Nutzers verschwendete Kapazität, die sich in höheren Anschlusskosten auswirkt, da Bandbreite benötigt wird. Darüber hinaus verursacht diese Art von Wiederübertragung für die Nutzer eine größere Verzögerung und einen höheren Verzögerungsjitter, da jedes Endgerät A bis D warten muss, bis es an der Reihe ist, um das fehlende oder fehlerhafte Datenpaket zu empfangen. Die größere Verzögerung und der höhere Verzögerungsjitter führen dann zu einer niedrigeren Anschlussqualität, insbesondere für Echtzeitanwendungen wie Video- oder Audio-Streaming.
  • Derartige Broadcasting-Übertragungsverfahren sind beispielsweise aus WO 02/23791 A2 und EP 1 352 492 B1 bekannt.
  • In WO 02/23791 A2 ist ein Verfahren zur Übertragung von Broadcast-Informationen von einer Broadcasting-Einheit zu einer Vielzahl von Empfangseinheiten beschrieben, wobei ein Da tenpaket gleichzeitig an die Vielzahl der Empfangseinheiten durch Broadcasting gesendet wird, in der Broadcasting-Einheit zur Bestätigung Rückmeldungen von den Empfangseinheiten empfangen werden und dort eine zusammengesetzte Bestätigung aus den Rückmeldungen gebildet wird und zumindest ein Datenpaketteil, der durch die zusammengesetzte Bestätigung nicht bestätigt worden ist, gleichzeitig an alle Empfangseinheiten zurückgesendet wird.
  • In EP 1 352 492 B1 ist ein Verfahren zur parallelen Übertragung identischer Datenpakete von einer Sende-/Empfangseinrichtung an mehrere Endgeräte beschrieben, wobei die Übertragung zwischen der Sende-/Empfangseinrichtung und den Endgeräten zumindest teilweise über eine Funkverbindung erfolgt. Von den Endgeräten werden nach dem Empfang der parallel übertragenen, identischen Datenpakete Qualitätsinformationen über die Übertragungsqualität der Datenpakete an die Sende-/Empfangseinrichtung zurückgesandt, wobei den Endgeräten im Rahmen der Funkverbindung gemeinsame Übertragungskapazitäten für eine Übertragung der Qualitätsinformationen mehrerer Endgeräte an die Sende-/Empfangseinrichtung bereitgestellt werden.
  • Dabei werden Qualitätsinformationen an die Sende-/Empfangseinrichtung zumindest dann zurückgesandt, wenn ein Teil der Datenpakete fehlerhaft oder gar nicht übertragen wurde, wobei die zurückgesandten Informationen die fehlerhaft oder gar nicht übertragenen Datenpakete angeben. Die fehlerhaft oder gar nicht übertragenen Datenpakete werden von der Sende-/Empfangseinrichtung dann in Rundstrahlung (Broadcasting) oder in sehr aufwändiger Weise gezielt über gerichtete Antennenkeulen an die Endgeräte erneut ausgesendet.
  • Bei diesen bekannten Broadcasting-Systemen werden somit alle wiederausgesendeten Datenpakete von allen Endgeräten empfangen, obwohl jedes Nutzer-Endgerät nur von denjenigen Datenpaketen Gebrauch machen kann, die ihm vorher gefehlt hatten. Die anderen empfangenen Datenpakete können nicht verwendet werden und sind somit für das jeweilige Endgerät unnötige Informationen. Dies bedeutet, dass, obwohl alle Datenpakete übertragen werden müssen und somit alle Nutzerendgeräte alle notwendigen Datenpakete erhalten, jedes Endgerät nur von den ihm jeweils fehlenden Datenpaketen Gebrauch machen kann.
  • Die Wiederübertragung der anderen Pakete ist vom Standpunkt jedes Nutzers verschwendete Kapazität, die sich in höheren Anschlusskosten auswirkt, da Bandbreite benötigt wird. Darüber hinaus verursacht diese Art von Wiederübertragung für die Nutzer eine größere Verzögerung und einen höheren Verzögerungsjitter, da jedes Endgerät warten muss, bis es an der Reihe ist, um die jeweils fehlenden oder fehlerhaften Datenpakete zu empfangen. Die größere Verzögerung und der höhere Verzögerungsjitter bewirken dann möglicherweise eine niedrigere Anschlussqualität, insbesondere für Echtzeitanwendungen wie Video- oder Audio-Streaming.
  • In EP 0 898 820 B1 ist ein Verfahren einer Broadcasting-Übertragung (auch als Punkt-zu-Mehrpunkt-, Point-to-Multipoint- oder Multicast-Übertragung bekannt) beschrieben, bei dem nach Empfang fehlerhafter Datenpakete in Endgeräten von dort eine Wiederholungsanforderung zum Wiederaussenden der fehlerhaften Datenpakete an die Sendestation ausgesendet wird. In der Broadcasting-Sendestation werden die als fehlerhaft gemeldeten Datenpakete zu einem neuen codierten Datenpaket gebildet, indem für die fehlerhaft gemeldeten Datenpakete eine bitweise Modulo-2-Summe berechnet wird, was einer einfachen Exklusiv-Oder(XOR)-Verknüpfung entspricht. Dabei werden dort alle fehlerhaft gemeldeten Datenpakete zu einem XOR-Block bis zur Signalisierung eines zweiten Fehlers in einem weiteren empfangenen Datenpaket bei einem Empfänger verknüpft. Somit können dort die Endgeräte durch Bilden der Modulo-2-Summe der jeweils vorher korrekt empfangenen Datenpakete zusammen mit dem codierten Datenpaket (XOR-Block) das fehlerhaft empfangene Datenpaket erhalten.
  • In dem Artikel Shen Yong, Lee Bu Sung: ”XOR Retransmission in Multicast Error Recovery”, IEEE International Conference an Networks (ICON 2000), Proceedings, 5.–8. Sept. 2000, Seiten 336–340 ist ein Multicast-Übertragungsverfahren mit Wiederholungsanforderung für fehlerhaft empfangene Datenpakete unter Verwendung von durch Modulo-2-Summenberechnung erstellten codierten Datenpaketen beschrieben, wobei dort auch der Fall angesprochen ist, dass mehr als ein Datenpaket pro Endgerät verloren gegangen oder fehlerhaft ist. In diesem Artikel wird festgestellt, dass der der Modulo-2-Summenberechnung entsprechende XOR-Mechanismus nur so lange gut funktioniert, wie die Wiederholungsanforderungen zum Wiederaussenden der fehlenden bzw. fehlerhaften Datenpakete von verschiedenen Empfängern kommen. Es besteht jedoch dann keine Zuverlässigkeit mehr mit diesem XOR-Mechanismus, wenn bei einem der Empfänger zwei oder mehr Datenpakete fehlerhaft sind oder dort überhaupt nicht eintreffen. Damit in einem solchen Fall der XOR-Mechanismus trotzdem noch angewandt werden kann, wird ein suboptimaler Algorithmus vorgeschlagen. Mit diesem suboptimalen Algorithmus kann jedoch ein totaler endgültiger Paketverlust nicht vermieden werden, insbesondere dann nicht, wenn die Paketverlustrate pro Empfänger ansteigt. Im schlimmsten Fall, wenn alle beiden aufeinanderfolgenden Paketvektoren bei einem Empfänger gleich sind, führt die dort angegebene XOR-Strategie dazu, dass eine reine SR(selective repeat)-Strategie angewandt wird. Beim Selective-Repeat-Verfahren wird bekanntlich vom Empfänger ein Paket als fehlerhaft gemeldet und nur dieses Paket wird vom Sender erneut übertra gen. Nach diesem Paket macht der Sender weiter in der ursprünglichen Sendereihenfolge. Dieses Selective-Repeat-Verfahren soll durch die vorliegende Erfindung wegen seiner bekannten Nachteile aber gerade vermieden werden. Im erwähnten Artikel kommt ebenfalls klar zum Ausdruck, dass sich bei Anwendung der angegebenen XOR-Strategie bei ansteigender Paketverlustrate die Performance, also der tatsächliche erfolgreiche Paketdurchsatz vom Sender zu den Empfängern, nach Wiederaussendung immer mehr verschlechtert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei Broadcasting-Systemen die Wiederübertragung von Datenpaketen für die Nutzer auch für den Fall, dass mehr als ein Datenpaket pro Endgerät verloren gegangen oder fehlerhaft ist und damit eine höhere Paketverlustrate vorliegt, effektiver zu machen, indem insbesondere keine zu höheren Anschlusskosten führende Bandbreitenkapazität wie beim Selective-Repeat-Verfahren verschwendet wird und keine größeren Verzögerungen und kein höherer Verzögerungsjitter in Kauf genommen werden müssen, die insbesondere bei Echtzeitanwendungen zu einer schlechteren Anschlussqualität führen würden.
  • Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Verfahren zur Broadcasting-Übertragung der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Falle, dass mehr als ein Datenpaket pro Endgerät verloren gegangen oder fehlerhaft ist, von der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation mehr als ein codiertes Datenpaket gesendet wird, wobei jedes codierte Datenpaket auf der Grundlage eines verschiedenen Satzes von Datenpaketen berechnet wird.
  • Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung arbeitet mit intelligenten Codiermechanismen, die Wiederübertragungskapazität sparen, indem jede Wiederübertragung auch für andere Nutzer im Broadcasting-System nützlich gemacht wird.
  • In vorteilhafter Weise wird die Information, die angibt, für welche Datenpakete die Modulo-2-Summe in der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation berechnet worden ist, den Endgeräten in einem Header, einer Präambel oder dergleichen signalisiert. In diesem Zusammenhang soll darauf hingewiesen werden, dass es aus EP 1 746 773 A1 bereits bekannt ist, bei einem Multicast-Verfahren eine Präambel (identifier, sequence number) für ein wiederholt übertragenes Datenpaket diesem voranzustellen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen, Ausgestaltungen und Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den sich auf den Patentanspruch 1 rückbeziehenden Unteransprüchen angegeben.
  • Das hier vorgeschlagene Verfahren kann bei allen Arten von kommerziellen drahtlosen Broadcasting-Übertragungssystemen angewandt werden. Wie gezeigt wurde, reduziert das Verfahren den Wiederübertragungsaufwand, was sich durch niedrigere Kosten auswirkt und den Anschluss durch Verringern der Verzögerung und des Verzögerungsjitters verbessert, was für kommerzielle Kunden, die Echtzeitanwendungen, wie z. B. Video-Streaming oder Audio-Streaming, nutzen, besonders interessant ist. Die Anwendungsgebiete umfassen sowohl terrestrische Broadcasting-Systeme, z. B. zu Mobiltelefonen, PDAs und dergleichen, als auch alle Arten von Kommunikationssatellitensystemen.
  • Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung und Beispiele davon werden im Folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 in einer schematischen Ansicht ein bereits mit der Beschreibung des Standes der Technik erläutertes Bei spiel eines typischen Broadcasting-Szenarios unter Mitwirkung eines Kommunikationssatelliten,
  • 2 in einer schematischen Ansicht die bereits erläuterte Darstellung des Mechanismus zur Wiederholungsanforderung,
  • 3 in einer schematischen Ansicht eine Darstellung, aus der die Reduzierung des Wiederübertragungsaufwandes und die Abnahme der Verzögerung und des Verzögerungsjitters durch die erfindungsgemäße Übertragung eines codierten Datenpakets anstelle aller vier Pakete hervorgeht,
  • 4 ebenfalls in einer schematischen Ansicht die Darstellung eines beispielhaften Broadcasting-Szenarios unter Mitwirkung eines Satelliten zur Durchführung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung,
  • 5 in einer schematischen Ansicht die Darstellung eines Beispiels zur Berechnung des codierten Datenpakets (”CODED”), das gemäß der vorliegenden Erfindung von der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation anstelle aller fehlerhaften oder fehlenden Datenpakete an die Endgeräte ausgesendet wird,
  • 6 in einer schematischen Ansicht für ein Endgerät die Darstellung der erfindungsgemäß ablaufenden Decodierprozedur unter Auswertung des empfangenen codierten Datenpakets, und
  • 7 ebenfalls in einer schematischen Ansicht für ein anderes Endgerät die Darstellung der erfindungsgemäß ablaufenden Decodierprozedur unter Auswertung des empfangenen codierten Datenpakets.
  • Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung sorgt für eine Lösung für die vorher erwähnten Probleme, indem intelligente Codiermechanismen verwendet werden. 3 stellt dieses Broadcasting-Verfahren für ein Beispiel unter Beteiligung ei nes Kommunikationssatelliten S, der als rundstrahlendes Relais zwischen einem Gateway G und vier Endgeräten A bis D arbeitet, in einer schematischen Ansicht dar.
  • Das Beispiel setzt voraus, dass alle Endgeräte A bis D die Datenpakete 1 bis 6 empfangen, wie dies in 1 dargestellt ist. Jedes Endgerät A bis D sendet dann an das Gateway G eine Wiederholungsanforderung für die Datenpakete, die ihm gefehlt haben oder fehlerhaft waren, wie vorher bereits beschrieben wurde. Das Gateway G sendet nun nicht alle vier fehlerhaften bzw. fehlenden Datenpakete 1, 2, 4 und 5, wie vorher in 2 gezeigt wurde, sondern berechnet aus den vier Datenpaketen 1, 2, 4 und 5 die bitweise Modulo-2-Summe, die dann ein neues Datenpaket bildet, das in 3 mit ”CODED” bezeichnet ist.
  • Dieses berechnete, neue Datenpaket ”CODED” wird vom Gateway G an alle Endgeräte A bis D im Broadcast gesendet. Die Endgeräte A bis D berechnen dann die Modulo-2-Summe ihrer vorher korrekt empfangenen Datenpakete zusammen mit dem neu empfangenen ”CODED”-Datenpaket, was das vorher fehlende bzw. fehlerhafte Datenpaket ergibt. Dieser Codier-Decodier-Mechanismus arbeitet für alle Endgeräte A bis D. Auf diese Weise kann die Wiederübertragung von Datenpaketen in diesem Beispiel von vier auf eins reduziert werden. Jedes Endgerät A bis D empfängt die fehlenden Informationen zur gleichen Zeit, ohne dass auf seinen Wiederübertragungsschlitz gewartet werden muss.
  • Zur Anwendung dieses verallgemeinerten Prinzips nach der vorliegenden Erfindung ist es für das Gateway G erforderlich, z. B. im Paket-Header oder in einer Präambel zu signalisieren, für welche Datenpakete die Modulo-2-Summe berechnet worden ist, so dass die Endgeräte A bis D ihre Modulo-2-Summe mit den korrekten Datenpaketen ausführen können.
  • Im Falle, dass mehr als ein Datenpaket pro Endgerät A bis D verloren gegangen ist, bedeutet dies, dass mehr als ein codiertes Datenpaket ”CODED” vom Gateway G gesendet werden muss, wobei jedes codierte Datenpaket ”CODED” auf der Grundlage eines verschiedenen Satzes von Datenpaketen berechnet werden muss.
  • Das dargestellte Broadcasting-Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich also durch folgende Vorteile und besondere Merkmale aus:
    • • Verfahren zur Reduzierung des Wiederübertragungsaufwands.
    • • Verfahren zur Reduzierung der Wiederübertragungsverzögerung.
    • • Verfahren zur Reduzierung des Wiederübertragungs-Verzögerungsjitters.
    • • Berechnung eines codierten Datenpakets (”CODED”) und Wiederübertragung nur dieses codierten Datenpakets (”CODED”).
    • • Berechnung des codierten Datenpakets (”CODED”) mittels einer Modulo-2-Summe.
    • • Signalisierung des Satzes von Datenpaketen, der für die Berechnung der Modulo-2-Summe verwendet worden ist, in einem Header, einer Präambel oder dergleichen.
    • • Empfängerseitige Berechnung der Modulo-2-Summe aller korrekt empfangenen Pakete und der empfangenen, codierten Datenpakete (”CODED”).
    • • Der Rest der Modulo-2-Summe ist das fehlende bzw. fehlerhafte Datenpaket.
  • Zur Erläuterung ist in 4 als Beispiel ein vereinfachtes Szenario gezeigt.
  • Es wird hier vorausgesetzt, dass vier mit W, X, Y und Z bezeichnete Datenpakete vom Gateway G über den Kommunikationssatelliten als rundstrahlendes Relais zu den mit A, B, C und D bezeichneten Endgeräten im Broadcasting-Verfahren gesendet werden. Wie in 4 angezeigt ist, verliert das Endgerät D das Datenpaket W, das Endgerät C das Datenpaket X, das Endgerät B das Datenpaket Y und das Endgerät A das Datenpaket Z infolge auf dem Übertragungskanal auftretender Paketfehler PER.
  • Die Endgeräte A bis D rücksignalisieren nun zum Gateway G, welche Datenpakete sie nicht korrekt empfangen konnten. Das Gateway G überträgt nun nicht jedes der nichtempfangenen Datenpakete eins-zu-eins, sondern berechnet ein codiertes Paket ”CODED” entsprechend dem Beispiel in 5.
  • In diesem Beispiel von 5 ist der Inhalt der vier Datenpakete W, X, Y und Z zufällig erzeugt worden, wobei jede binäre 1 und 0 ein Bit darstellt. Wie hier gezeigt ist, wird die codierte Bitfolgennachricht ”CODED” durch Anwendung einer Modulo-2-Summe über alle Datenpakete W, X, Y und Z berechnet. Dieses codierte Datenpaket ”CODED” wird nun im Broadcast vom Gateway G ausgesendet, anstatt dass alle vier Datenpakete W, X, Y und Z ausgesendet werden.
  • Das codierte Datenpaket ”CODED” wird dann von allen vier Endgeräten A bis D empfangen. Die Decodierprozedur ist in 6 und 7 beispielhaft für die Endgeräte D bzw. B gezeigt.
  • 6 stellt die Decodierprozedur für das Terminal D dar. Wie sich hieraus ersehen lässt, wurde das Datenpaket W nicht empfangen. Das Endgerät D berechnet nun die Modulo-2-Summe aller von ihm vorher korrekt empfangenen Datenpakete, nämlich X bis Z, und des zusätzlich empfangenen, codierten Datenpakets ”CODED”. Das Ergebnis dieser Decodieroperation ist das fehlende Datenpaket W.
  • Das Decodierungsbeispiel für das Endgerät B ist in 7 gezeigt. Wie sich daraus ersehen lässt, kann auch hier das fehlende Paket Y durch Anwendung der Modulo-2-Summe aus den empfangenen Paketen, nämlich W, X und Z, plus dem zusätzlichen, codierten Paket ”CODED” reproduziert werden.
  • Der Wiederübertragungsaufwand kann in diesem Beispiel folglich von vier Paketen auf ein Paket reduziert werden, wobei die Zeitdauer für den korrekten Empfang des vollen Inhalts von vier Paketübertragungszeiten (für das letzte Endgerät) auf eine Paketübertragungszeit abgenommen hat.
  • 1 bis 6
    Datenpakete
    A, B, C, D
    Endgeräte
    CODED
    Codiertes Datenpaket
    G
    Gateway, Broadcasting-Sende-/Empfangsstation
    S
    Kommunikationssatellit
    W, X, Y, Z
    Datenpakete

Claims (5)

  1. Verfahren zur terrestrischen oder über einen Kommunikationssatelliten verlaufenden Broadcasting-Übertragung von in Datenpaketen angeordneten Informationen von einer Broadcasting-Sende-/Empfangsstation zu einer Vielzahl von Nutzern zugeteilten Endgeräten, die nach Empfangen fehlerhafter Datenpakete oder nach Erkennen fehlender Datenpakete Wiederholungsanforderungen zum Wiederaussenden der fehlenden bzw. fehlerhaften Datenpakete an die Broadcasting-Sende-/Empfangsstation aussenden, in der dann von den als fehlend bzw. fehlerhaft gemeldeten Datenpaketen die bitweise Modulo-2-Summe berechnet wird, die dann ein neues, codiertes Datenpaket bildet, das dann von der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation im Broadcasting-Verfahren mit Signalisierung einer Information, die angibt, für welche Datenpakete die Modulo-2-Summe berechnet worden ist, an die Endgeräte ausgesendet wird, die dann die Modulo-2-Summe ihrer jeweils vorher korrekt empfangenen Datenpakete zusammen mit dem empfangenen, in der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation codierten Datenpaket berechnen, wobei sich dann für jedes der jeweils beteiligten Endgeräte aus der jeweiligen Modulo-2-Summe das fehlende bzw. fehlerhafte Datenpaket ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle, dass mehr als ein Datenpaket pro Endgerät (A, B, C, D) verloren gegangen oder fehlerhaft ist, von der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation (G) mehr als ein codiertes Datenpaket gesendet wird, wobei jedes codierte Datenpaket auf der Grundlage eines verschiedenen Satzes von Datenpaketen berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Information, die angibt, für welche Datenpakete (1, 2, 4, 5) die Modulo-2-Summe in der Broadcasting-Sende-/Empfangsstation (G) berechnet worden ist, den Endgeräten (A, B, C, D) in einem Header, einer Präambel oder dergleichen signalisiert wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei kommerziellen drahtlosen Broadcasting- Übertragungssystemen terrestrischer Art oder bei Betrieb über einen Kommunikationssatelliten.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung bei terrestrischen Broadcasting-Systemen zur Kommunikation von Mobiltelefonen, PDAs und dergleichen.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Echtzeitanwendungen wie Video-Streaming oder Audio-Streaming.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0898820B1 (de) * 1996-05-17 2003-10-01 Motorola Ltd Verfahren und vorrichtung für punkt-zu-mehrpunkt-datenübertragung mit arq
EP1746773A1 (de) * 2004-06-02 2007-01-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Funkübertragungsverfahren

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002023791A2 (en) 2000-09-12 2002-03-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Retransmission for broadcast information
DE10290108D2 (de) 2001-01-16 2003-12-18 Siemens Ag Parallele Übertragung identischer Daten an mehrere Endgeräte und Rückübertragung von Informationen über die Übertragungsqualität

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0898820B1 (de) * 1996-05-17 2003-10-01 Motorola Ltd Verfahren und vorrichtung für punkt-zu-mehrpunkt-datenübertragung mit arq
EP1746773A1 (de) * 2004-06-02 2007-01-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Funkübertragungsverfahren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YONG,SHEN u. SUNG,L.B.: XOR retransmission in multicast error recovery. In: IEEE International Conference on Networks (ICON 2000), Proceedings, 5.-8. Sept. 2000, S.336-340 *

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