DE102008007497A1

DE102008007497A1 - Method for data communication over communication connection, involves transferring data of data source from network knot working as relay station to data sink

Info

Publication number: DE102008007497A1
Application number: DE102008007497A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Zirwas; Josef-Martin Eichinger; Andreas Ibing; Lars Thiele; Volker Dr. Jungnickel; Thomas Dr. Haustein
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-02-06
Also published as: DE102008007497B4

Abstract

The method involves transferring data of the data source from a network knot working as a relay station to a data sink. The data is transferred on a section of a communication connection on two parallel running connecting paths. The connecting path has a Digital subscriber lineconnection. Independent claims are included for the following: (1) a network knot, which is provided for transmission of data of a data source to a data sink; and (2) a computer program with a program code.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenübertragung über eine Kommunikationsverbindung mit einer Datenquelle, einer Datensenke und mindestens einem, als Relaisstation wirkenden Netzwerkknoten, bei welchem Daten von der Datenquelle zu dem mindestens einen Netzwerkknoten und von dort zur Datensenke übertragen werden. Solche Netzwerkknoten werden insbesondere verwendet, um die Reichweite und/oder die Signalqualität eines drahtlosen Kommunikationsnetzes zu verbessern.The The invention relates to a method and a device for data transmission via a communication connection with a data source, a data sink and at least one network node acting as relay station, where data from the data source to the at least one network node and transferred from there to the data sink. Such network nodes are used in particular for the range and / or signal quality to improve a wireless communication network.

Aus der WO 2005/083920 A1 ist bekannt, ein Kommunikationsnetz mit mindestens einer Datenquelle, einer Datensenke und dazwischen liegenden, als Relaisstation wirkenden Knoten-Einrichtungen aufzubauen. Gemäß dem Stand der Technik werden die Nutzdaten mit zugehörigen Signalisierungsdaten übertragen. Dabei werden die Nutzdaten innerhalb der von der Datenquelle, der Datensenke und den Netzwerkknoten gebildeten Kette jeweils über eine Luftschnittstelle übertragen. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass die Luftschnittstelle jeweils dafür eingerichtet sein muss, den gesamten Datenstrom aller Datenquellen aufzunehmen, welche das Kommunikationsnetz gleichzeitig benutzen. Dies führt zu einer hohen Anforderung an die Bandbreite der Luftschnittstelle, insbesondere zwischen dem letzten Netzwerkknoten und der Datensenke, welche gegebenenfalls die Nutzdaten von mehreren Nutzern gleichzeitig aufnehmen muss. Umgekehrt wird beim Downlink zu mehreren Datensenken die Luftschnittstelle zwischen dem ersten Netzwerkknoten und der Datenquelle mit einer hohen Datenrate belastet. Daher müssen bei einem Ausbau des Mobilfunknetzes auf eine höhere Nutzerzahl und/oder eine höhere Bandbreite alle Netzwerkknoten, welche zwischen Datenquelle und Datensenke angeordnet sind, ausgetauscht werden, ehe diese höhere Bandbreite zuverlässig zur Verfügung steht.From the WO 2005/083920 A1 It is known to set up a communications network with at least one data source, a data sink and intermediate node devices acting as a relay station. According to the prior art, the payload data are transmitted with associated signaling data. In this case, the user data are transmitted within the chain formed by the data source, the data sink and the network node in each case via an air interface. A disadvantage of this prior art, however, is that the air interface must each be set up to receive the entire data stream of all data sources that use the communication network at the same time. This leads to a high requirement for the bandwidth of the air interface, in particular between the last network node and the data sink, which optionally has to simultaneously receive the user data of several users. Conversely, in the downlink to multiple data sinks, the air interface between the first network node and the data source is loaded at a high data rate. Therefore, when expanding the mobile network to a higher number of users and / or higher bandwidth all network nodes that are located between the data source and data sink must be replaced before this higher bandwidth is reliably available.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenübertragung anzugeben, bei welchem der flächendeckende Ausbau des Kommunikationsnetzes mit geringem Aufwand und unter Benutzung bestehender Netzwerkknoten erfolgen kann.outgoing From this prior art, the invention is based on the object a method and a device for data transmission specify the area-wide expansion of the communication network with little effort and using existing network nodes done can.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Datenübertragung über eine Kommunikationsverbindung mit einer Datenquelle, einer Datensenke und mindestens einem, als Relaisstation wirkendem Netzwerkknoten, bei welchem Daten von der Datenquelle zu dem mindestens einen Netzwerkknoten und von dort zur Datensenke übertragen werden, wobei die Daten zumindest auf einer Teilstrecke der Kommunikationsverbindung auf mindestens zwei parallel verlaufenden Verbindungspfaden übertragen werden.The The object is achieved by a method for data transmission over a communication link with a data source, a data sink, and at least one, as Relay Station acting network node, in which data from the Data source to the at least one network node and from there are transmitted to the data sink, wherein the data at least on a leg of the communication link on at least transmit two parallel connection paths become.

Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Netzwerkknoten, welcher zur Übertragung von Daten von einer Datenquelle über mindestens einen, als Relaisstation wirkenden Netzwerkknoten, an eine Datensenke vorgesehen ist, wobei der Netzwerkknoten dafür eingerichtet ist, Daten zumindest auf einer Teilstrecke der Kommunikationsverbindung auf mindestens zwei parallel verlaufenden Verbindungspfaden zu übertragen.Farther is the solution to the problem in a network node, which transmits data from a data source via at least one network node acting as a relay station a data sink is provided, the network node for it is set up, data at least on a leg of the communication link on at least two parallel connection paths to transfer.

Die erfindungsgemäß verwendete Datenquelle oder die Datensenke kann beispielsweise aus einem Mobiltelefon, einem Funkmodem oder einer Basisstation bestehen. In Abhängigkeit der Übertragungsrichtung, entweder von der Basisstation zum Benutzer oder vom Benutzer zur Basisstation, wechseln die genannten Geräte ihre jeweilige Funktion als Datenquelle oder Datensenke. Zur Erhöhung der Reichweite und zur Verbesserung der Signalqualität ist vorgesehen, dass zwischen der Basisstation und dem Endgerät eines Benutzers mindestens ein Netzwerkknoten als Relaisstation vorhanden ist. Der Netzwerkknoten empfängt die Daten von der Datenquelle und leitet sie in Richtung der Datensenke weiter. Zur weiteren Erhöhung der Reichweite kann vorgesehen sein, dass ein erster Netzwerkknoten die Daten an einen zweiten Netzwerkknoten sendet, der zweite Netzwerkknoten die Daten empfängt und schließlich an die Datensenke weiterleitet. Fallweise können auch mehr als zwei Netzwerkknoten vorgesehen werden.The Data source used in the invention or Data sink, for example, from a mobile phone, a radio modem or a base station. Depending on the transfer direction, either from the base station to the user or from the user to Base station, the devices mentioned change their respective Function as data source or data sink. To increase range and improve signal quality provided that between the base station and the terminal a user at least one network node as a relay station is available. The network node receives the data from the data source and forwards it in the direction of the data sink. To further increase the range can be provided a first network node sends the data to a second network node sends, the second network node receives the data and finally forwarded to the data sink. By the way, you can do more be provided as two network nodes.

Von der Basisstation werden die Daten schließlich über eine leitungsgebundene Schnittstelle, beispielsweise eine Drahtleitung oder eine optische Leitung, in ein Festnetz eingespeist und von dort an einen Datenserver oder einen Telefonbenutzer gesendet. Sofern die Basisstation als Datenquelle arbeitet, werden die Daten leitungsgebunden aus einem Festnetz an die Basisstation geliefert.From the base station will eventually overflow the data a wired interface, such as a wireline or an optical line, fed into a fixed network and from there sent to a data server or phone user. Provided the base station operates as a data source, the data will be wired delivered from a landline to the base station.

Erfindungsgemäß wurde nun erkannt, dass bereits vorhandene Standorte von Netzwerkknoten und Basisstationen, welche bisher für die Mobilkommunikation mit vergleichsweise geringer Bandbreite verwendet wurden, bei Erhöhung der Bandbreite weiter verwendet werden können, wenn bei der Anforderung größerer Bandbreite der entstehende Datenstrom auf eine Mehrzahl von Kommunikationsverbindungen aufgeteilt wird. Unter einem Kommunikationsnetz niedriger Bandbreite wird beispielsweise ein GSM- oder UMTS-Netz verstanden. Ein Kommunikationsnetz höherer Bandbreite ist beispielsweise ein LTE-Netz.According to the invention was now recognized that already existing locations of network nodes and Base stations, which so far for the mobile communication with comparatively low bandwidth were used, with increase the bandwidth can still be used if at the requirement of greater bandwidth of the resulting Data stream divided into a plurality of communication links becomes. For example, under a low bandwidth communication network a GSM or UMTS network understood. A communication network higher Bandwidth is for example an LTE network.

Insbesondere beim Aufbau eines solchen LTE-Netzes wird die Anzahl der Nutzer in der Startphase relativ gering sein. Entsprechend niedrig ist das von den Benutzern verursachte Datenaufkommen. Da jedoch ein entsprechendes Endgerät einen größeren Datenstrom übertragen kann, als dies die bisher verwendeten Endgeräte ermöglichen, kann ein Netzwerkknoten bereits durch einen einzelnen Benutzer überfordert werden. Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, am Standort einer Basisstation mit einer Leitungsverbindung geringer Bandbreite aus einem ehemaligen GSM- oder UMTS-Netz einen Netzwerkknoten für ein LTE-Netz weiter zu betreiben. Dieser kann die vom Benutzer drahtlos empfangenen Daten in mindestens zwei Daten ströme aufteilen und diese über zwei verschiedene Verbindungen an eine neuartige Basisstation des LTE-Netzes weiterleiten. Hierzu steht dem Netzwerkknoten die Leitungsverbindung niederer Bandbreite der ehemaligen Basisstation zur Verfügung, sowie eine Mehrzahl von drahtlosen Verbindungen. Gerade in der Aufbauphase des neuartigen Kommunikationsnetzes ist davon auszugehen, dass die leistungsfähigen, auf eine Vielzahl von Benutzern ausgelegten Funkschnittstellen der Netzwerkknoten durch die wenigen vorhandenen Benutzer nicht vollständig ausgelastet sind. So ergeben sich freie Ressourcen, welche zur Datenübertragung vom Netzwerkknoten zu einem weiteren Netzwerkknoten oder unmittelbar an eine Basisstation als Datenquelle oder Datensenke genutzt werden können.In particular, when building such an LTE network, the number of users in the start phase be relatively low. Correspondingly low is the data traffic caused by the users. However, since a corresponding terminal can transmit a larger data stream than the previously used terminals allow, a network node can already be overtaxed by a single user. According to the invention, it is now proposed to continue operating a network node for an LTE network at the location of a base station with a low-bandwidth line connection from a former GSM or UMTS network. This can divide the data wirelessly received by the user into at least two data streams and forward them via two different connections to a novel base station of the LTE network. For this purpose, the network node is the line connection of lower bandwidth of the former base station available, as well as a plurality of wireless connections. Especially in the construction phase of the novel communication network, it is to be assumed that the powerful radio interfaces of the network nodes designed for a large number of users are not fully utilized by the few existing users. This results in free resources, which can be used for data transmission from the network node to another network node or directly to a base station as a data source or data sink.

Der Netzwerkknoten weist hierzu eine Einrichtung auf, um einen ankommenden Datenstrom in Datenpakete aufzuteilen. Entsprechend einem Entscheidungskriterium wird jedes Datenpaket zur Übertragung über eine jeweils zur Verfügung stehende Verbindung vorgesehen. Die Entscheidung basiert dabei auf der Anzahl, der Bandbreite und der Übertragungsqualität der zur Verfügung stehenden Verbindungspfade, sowie dem Datentyp, der Datenmenge und/oder einem Prioritätskriterium. Beispielsweise können geringe Datenmengen, welche mit geringer Verzögerung übertragen werden sollen, auf einem schmalbandigen, jedoch ungenutzten Verbindungspfad gesendet werden. Große Datenmengen, welche eine geringere Priorität aufweisen, können auf einen oder mehrere Verbindungspfade aufgeteilt werden, welche eine größere Bandbreite aufweisen, jedoch durch häufigere Kollisionen von Datenpaketen eine größere Latenz besitzen. Die ausgewählten Verbindungspfade können Luftschnittstellen oder leitungsgebundene Verbindungspfade umfassen. Die Daten können auf zwei oder mehr Verbindungspfade aufgeteilt werden. Je nach verfügbaren Ressourcen im Netzwerk können Daten, welche von einem Netzwerkknoten empfangen wurden, von diesem wieder zusammengesetzt und/oder für die Weitervermittlung neu aufgeteilt werden. Fallweise ist es jedoch auch möglich, die Daten über verschiedene Verbindungspfade zu senden, welche eine unterschiedliche Anzahl von Netzwerkknoten aufweisen. Fallweise kann ein Datenpaket dann in einem Netzwerkknoten nochmals aufgeteilt werden.Of the Network node has for this purpose a device to an incoming Split data stream into data packets. According to a decision criterion Each data packet is transmitted via a each available connection provided. The The decision is based on the number, the bandwidth and the transmission quality the available connection paths, as well as the Data type, the amount of data and / or a priority criterion. For example, small amounts of data can be transmitted with little delay on a narrowband but unused connection path be sent. Large amounts of data, which is a smaller Priority may be to one or more Connection paths are split, which is a larger Bandwidth, but more frequent collisions of data packets have a higher latency. The selected connection paths can be air interfaces or wired connection paths. The data can be split on two or more connection paths. Depending on the available Resources in the network can receive data from a network node received from this reassembled and / or for the forwarding will be redistributed. However, it is case wise also possible the data over different connection paths to send a different number of network nodes exhibit. Case by case, a data packet can then be in a network node be split again.

Um die Zuordnung der Datenpakete in der Datensenke zu ermöglichen, weist jedes Datenpaket Adressdaten auf, welche eine eindeutige Zuordnung zu einer von mehreren möglichen Datensenken ermöglicht und anhand derer die Datensenke die Datenpakete in eine Reihenfolge bringen kann, um die Rekonstruktion zu ermöglichen. Fallweise können weitere Daten vorhanden sein, beispielsweise zur Fehlerkorrektur oder um den Empfang des Datenpakets per Handshake zu quittieren.Around to allow the assignment of the data packets in the data sink, Each data packet has address data, which is a unique assignment to one of several possible data sinks possible and on the basis of which the data sink arranges the data packets in an order can bring to make the reconstruction possible. occasionally, Further data may be available, for example for error correction or to acknowledge receipt of the data packet by handshake.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden die Daten von der Datenquelle parallel zu mindestens zwei Netzwerkknoten und von dort zur Datensenke übertragen. Auf diese Weise kann der Vorteil vergrößerter Bandbreite über den gesamten Übertragungsweg genutzt werden. Sofern der Datenverkehr von einer Basisstation bzw. einem Endgerät auf zwei Netzwerkknoten aufgeteilt wird, so kann das sendende Gerät durch entsprechende Adressierung der Teilpakete die Aufteilung auf zwei Verbindungspfade steuern. Sofern der Datenstrom von zwei Datenquellen über mindestens zwei Netzwerkknoten zu einer Datensenke gesandt wird, übernimmt ein Kontrollgerät, welches beispielsweise in einer der Datenquellen angeordnet ist, die Kontrolle über die Datenaufteilung.In In a further development of the invention, the data from the data source transmitted in parallel to at least two network nodes and from there to the data sink. In this way, the advantage of enlarged Bandwidth used over the entire transmission path become. If the traffic from a base station or a Terminal is split on two network nodes, so can the sending device by appropriate addressing the Subpackages control the split on two connection paths. Provided the data stream from two data sources over at least two Network node is sent to a data sink takes over a control device which, for example, in one of Data sources is arranged to control data sharing.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist ein Netzwerkknoten mindestens eine Antenne auf, um Datenströme zu anderen Netzwerkknoten oder Basisstationen zu senden. Daneben ist mindestens eine weitere Antenne vorgesehen, um Datenströme an Endgeräte zu senden. Durch diese Aufteilung ist es möglich, Interferenzen zu vermeiden und damit die Qualität der Datenübertragung zu verbessern. Um mobile Endgeräte zu versorgen, wird eine hierzu vorgesehene Antenne geneigt, um bei einer Antennenanordnung oberhalb des Erdbodens einen Flächenbereich auf der Erdoberfläche bestmöglich zu versorgen. Im Gegensatz dazu wird ein Datenstrom, welcher für eine Basisstation oder einen weiteren Netzwerkknoten bestimmt ist, bevorzugt auf einer Richtfunkstrecke übertragen. Die hierfür bevorzugte Antenne weist in Abhängigkeit der Anordnungen des Empfängers keine oder nur eine geringe Neigung auf und kann in Richtung auf die empfangende Netzinfrastruktureinrichtung ausgerichtet sein. Dadurch wird die Wechselwirkung mit dem Datenverkehr auf der Erdoberfläche verringert.In a development of the invention, a network node at least an antenna to send data streams to other network nodes or base stations to send. Next to it is at least one more Antenna provided to data streams to terminals to send. By this division it is possible interference to avoid and therefore the quality of data transmission to improve. To supply mobile devices, a For this purpose provided antenna inclined to an antenna arrangement Above the soil a surface area on the earth's surface to provide the best possible care. In contrast, a data stream which for a base station or another network node is determined, preferably transmitted on a radio link. The preferred antenna has in dependence the arrangements of the receiver little or no Tilt up and towards the receiving network infrastructure be aligned. This will change the interaction with the traffic reduced on the earth's surface.

Um Interferenzen im noch höheren Maße zu vermeiden, wird bevorzugt die Funkverbindung von einem Netzwerkknoten zu einer Datensenke oder einer Datenquelle oder einem weiteren Netzwerkknoten in Bezug auf die Übertragungszeit, die Frequenz und/oder die Übertragungsrichtung synchronisiert. Beispielsweise kann zwischen zwei Netzwerkknoten für die Funkverbindung zumindest eine Frequenz verwendet werden, welche nicht für eine Funkverbindung von einem Netzwerkknoten zu einem Endgerät oder einer Basisstation verwendet wird. Im Falle einer Richtfunkstrecke wird die Sendeenergie auf einen Raumwinkel beschränkt, in welchem typischerweise kein mobiles Endgerät bereit steht. Weiterhin kann die Datenübertragung sowohl zwischen einer Datenquelle und einem Netzwerkknoten als auch zwischen einem Netzwerkknoten und einer Datensenke gepulst betrieben werden, so dass immer nur ein Datenstrom zeitgleich vom Netzwerkknoten gesendet wird. Der synchron dazu gepulste Empfänger empfängt dann nur Daten, welche auch für ihn bestimmt sind und wird von anderen Datenpaketen nicht beeinflusst.In order to avoid interferences to an even greater extent, the radio link is preferably synchronized from a network node to a data sink or a data source or a further network node with respect to the transmission time, the frequency and / or the transmission direction. For example, between two network nodes at least one frequency which is not used for a radio connection from a network node to a terminal or a base station is used for the radio connection. In the case of a radio link, the transmission energy is limited to a solid angle in which typically no mobile terminal is available. Furthermore, the data transmission can be operated both pulsed between a data source and a network node and between a network node and a data sink, so that only one data stream is sent at the same time from the network node. The synchronously pulsed receiver then only receives data that is also intended for it and is unaffected by other data packets.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Netzwerkknoten kann entweder Daten über eine Leitungsverbindung empfangen und diese über eine drahtlose Verbindung weiterleiten. Alternativ kann der Netzwerkknoten auch vollständig über drahtlose Verbindungspfade in das Kommunikationsnetz eingebunden werden. In diesem Fall empfängt der Netzwerkknoten die zur Weiterleitung bestimmten Daten als Funksignal und leitet diese per Funk weiter. Weiterhin kann sowohl eine Funkverbindung als auch ein leitungsgebundener Verbindungspfad vorgesehen werden. Somit kann der Netzwerkknoten Daten auf beide Verbindungspfade aufteilen. Sofern der Leitungsgebundene Verbindungspfad zu einer Datensenke führt, nimmt der Netzwerkknoten auch Teilaufgaben der Basisstation war. Sofern der Netzwerkknoten nur über eine leitungsgebundene Datenverbindung niedriger Bandbreite verfügt, kann dieser auch nach der Inbetriebnahme noch mit einem leitungsgebundenen Verbindungspfad hoher Bandbreite ergänzt werden. Dadurch kann ein Netzwerkknoten auch zu einem späteren Zeitpunkt zu einer vollständigen Basisstation ausgebaut werden.Of the According to the invention proposed network node can either receive data over a line connection and forward them over a wireless connection. Alternatively, the network node can also be completely over wireless connection paths integrated into the communication network become. In this case, the network node receives the for forwarding certain data as a radio signal and forwards it continue by radio. Furthermore, both a radio link and a wired Connection path are provided. Thus, the network node Split data on both connection paths. Unless the wire bound Connection path leads to a data sink, takes the network node also subtasks of the base station was. If the network node only lower via a wired data connection Bandwidth, this can also after commissioning still with a high-bandwidth, wired connection path be supplemented. This allows a network node too at a later date to a complete Base station to be expanded.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.following the invention is based on embodiments and Figures without limitation of the general inventive idea be explained in more detail.

1 zeigt die Verwendung einer bereits vorhandenen Basisstation eines Mobilfunknetzes mit niedriger Bandbreite in einem neu aufzubauenden Mobilfunknetz größerer Bandbreite. 1 shows the use of an existing base station of a low-bandwidth mobile network in a new broadband network to be established.

2 zeigt die Übertragung eines Datenstroms an ein Mobilgerät über zwei parallele Netzwerkknoten. 2 shows the transmission of a data stream to a mobile device via two parallel network nodes.

1 zeigt eine Basisstation 5 eines Mobilfunknetzes hoher Bandbreite, beispielsweise eines LTE-Netzes. Die Basisstation 5 ist über eine Netzwerkverbindung 4 mit einer Bandbreite von 1 GBit/s an das Internet 7 angeschlossen. Am Internet 7 ist weiterhin ein Gateway 1 angeschlossen, welches Daten für ein mobiles Endgerät 9 bereitstellt. Bei den zu sendenden oder zu empfangenden Daten kann es sich beispielsweise um ein Telefongespräch, eine Textmitteilung oder um Multimedia-Inhalte handeln. 1 shows a base station 5 a mobile network of high bandwidth, such as an LTE network. The base station 5 is over a network connection 4 with a bandwidth of 1 Gbit / s to the Internet 7 connected. On the internet 7 is still a gateway 1 connected, which data for a mobile device 9 provides. The data to be sent or received may be, for example, a telephone conversation, a text message or multimedia content.

Zur Erhöhung der Reichweite der Basisstation 5 ist eine Relaisstation 3 vorgesehen. Die Relaisstation 3 befindet sich an einem Standort, welcher bereits früher für eine Basisstation eines Mobilfunknetzes mit kleinerer Bandbreite verwendet wurde, beispielsweise ein GSM-Netz. Die Relaisstation 3 ist über eine DSL-Verbindung 2 mit dem Internet 7 verbunden. Die DSL-Verbindung 2 weist eine Bandbreite von 4 MBit/s auf. Weiterhin kann die Relaisstation 3 eine Funkverbindung 6 mit der Basisstation 5 aufbauen.To increase the range of the base station 5 is a relay station 3 intended. The relay station 3 is located at a location previously used for a base station of a smaller bandwidth mobile network, such as a GSM network. The relay station 3 is over a DSL connection 2 with the Internet 7 connected. The DSL connection 2 has a bandwidth of 4 Mbps. Furthermore, the relay station 3 a radio connection 6 with the base station 5 build up.

Die Relaisstation 3 weist zwei Antennen auf, welche kurzfristig eine Spitzen-Datenrate von 50 MBit/s bereitstellen können. Die Relaisstation soll in einer ersten Ausbaustufe eine mittlere Datenrate von 8 MBit/s für wenige Endgeräte 9, d. h. wenige Nutzer, bereitstellen. Selbst diese geringe Datenrate übersteigt die Kapazität der DSL-Verbindung 2. Eine Anbindung der Endgeräte 9 über die Funkverbindung 10 an die Relaisstation 3 und weiter über die DSL-Verbindung 2 zu Internet 7 ist somit nicht möglich.The relay station 3 has two antennas that can provide a peak data rate of 50 Mbps in the short term. In a first expansion stage, the relay station is to have an average data rate of 8 Mbps for a few devices 9 , ie few users, provide. Even this low data rate exceeds the capacity of the DSL connection 2 , A connection of the terminals 9 over the radio connection 10 to the relay station 3 and continue on the DSL connection 2 to internet 7 is not possible.

Alternativ könnten die Daten vom Endgerät 9 über Funkverbindung 10 zur Relaisstation 3 und weiter über Funkverbindung 6 zur Basisstation 5 gesandt werden. Die dort installierte Netzwerkverbindung 4 könnte die geforderte Bandbreite bereitstellen. Die Funkverbindung 6 würde jedoch auch im günstigsten Fall bereits die Hälfte der Bandbreite beanspruchen, welche in der Relaisstation 3 zur Verfügung steht.Alternatively, the data could be from the terminal 9 via radio connection 10 to the relay station 3 and continue via radio connection 6 to the base station 5 be sent. The network connection installed there 4 could provide the required bandwidth. The radio connection 6 However, even in the most favorable case would already occupy half of the bandwidth, which in the relay station 3 is available.

Die Lösung dieses Problems besteht darin, die vorhandene DSL-Verbindung 2 für einen Teil des Datenverkehrs 10 zu nutzen. Hierzu empfängt die Relaisstation 3 die Daten des Endgeräts 9, welche über Antenne 11 gesendet werden in Form eines funkcodierten Datenstroms 10. Der Netzwerkknoten 3 teilt die empfangenen Pakete auf und übermittelt diese teilweise über die DSL-Verbindung 2 ins Internet 7. Ein anderer Teil der Datenpakete wird über Funkverbindung 6 zur Basisstation 5 geleitet. Die Basisstation 5 leitet die Datenpakete über Netzwerkverbindung 4 ebenfalls ins Internet 7. Von dort gelangen beide Datenpakete zum Gateway 1 und von dort zum Ziel. In Gateway 1 oder erst im Ziel werden die Datenpakete aus beiden Verbindungspfaden wieder zum Datenstrom 10 zusammen gesetzt.The solution to this problem is the existing DSL connection 2 for part of the traffic 10 to use. For this the relay station receives 3 the data of the terminal 9 which via antenna 11 are sent in the form of a radio-coded data stream 10 , The network node 3 splits the received packets and transmits them partly over the DSL connection 2 in the Internet 7 , Another part of the data packets is via radio connection 6 to the base station 5 directed. The base station 5 routes the data packets via network connection 4 also on the internet 7 , From there, both data packets reach the gateway 1 and from there to the destination. In gateway 1 or only at the destination are the data packets from both connection paths back to the data stream 10 put together.

Die umgekehrte Datenübertragung von einer Datenquelle zum Endgerät 9 als Datensenke funktioniert sinngemäß genauso. Die Daten gelangen zum Gateway 1, werden dort aufgeteilt und teilweise über Netzwerkverbindung 4, Basisstation 5 und Funkverbindung 6 zur Relaisstation 3 geleitet. Ein anderer Teil der Daten gelangt über die DSL-Verbindung 2 zur Relaisstation 3. Dort werden die Daten über Funkverbindung 10 und Antenne 11 zum Endgerät 9 gesandt.The reverse data transfer from a data source to the terminal 9 as a data sink works the same way. The data reaches the gateway 1 , are split there and partly via network connection 4 , Base station 5 and radio ver binding 6 to the relay station 3 directed. Another part of the data arrives via the DSL connection 2 to the relay station 3 , There the data become over radio connection 10 and antenna 11 to the terminal 9 sent.

Durch die Weiterverwendung der vorhandenen DSL-Verbindung kann eine Abdeckung mit dem neuen, breitbandigen Kommunikationsnetz bereitgestellt werden, ohne die Verbindungsleitung 2 zum Netzwerkknoten 3 auszutauschen. Gleichzeitig kann die vom Netzwerkknoten 3 für die Kommunikation zur Basisstation 5 genutzte Bandbreite der Funkverbindung 6 etwa um einen Faktor 2 gesenkt werden. Darüber hinaus wird die mittlere Verzögerung der Datenübertragung verkleinert, da über DSL-Verbindung 2 eine direkte Verbindung zu Internet 7 zur Verfügung steht, welche sich durch eine geringere Verzögerung auszeichnet, als die Verbindung über Funkverbindung 6, Basisstation 5 und Netzwerkverbindung 4.By reusing the existing DSL connection, coverage can be provided with the new broadband communications network without the trunk 2 to the network node 3 exchange. At the same time, that of the network node 3 for communication with the base station 5 used bandwidth of the radio connection 6 about a factor 2 be lowered. In addition, the medium delay of data transmission is reduced because over DSL connection 2 a direct connection to the Internet 7 is available, which is characterized by a lower delay than the connection via radio link 6 , Base station 5 and network connection 4 ,

2 zeigt zwei Endgeräte 9a, 9b, welche jeweils eine Empfangsantenne 11a, 11b aufweisen. Weiterhin zeigt 2 eine Basisstation 5. Basisstation 5 weist Antennen 15 auf, welche wahlweise zur Kommunikation mit einem Endgerät 9 oder eines Netzwerkknotens 3 verwendet werden können. Darüber hinaus weist die Basisstation 5 Richtfunkantennen 14 auf, welche jeweils auf Richtfunkantennen 13 eines Netzwerkknotens 3 ausgerichtet sind. Die Netzwerkknoten 3a, 3b weisen wiederum Sendeantennen 12 auf, welche zusammen mit Antennen 11 der Endgeräte 9 einen drahtlosen Verbindungspfad 10 bereitstellen. Zwei Datenströme, welche jeweils für Endgerät 9a, 9b bestimmt sind, werden der Basisstation 5 zugeführt. Die Netzwerkverbindung, mit welcher diese Datenströme zur Basisstation 5 geleitet werden, ist in 2 nicht dargestellt. Ein einzelner Datenstrom, welcher für ein Endgerät 9 bestimmt ist, er fordert bereits eine Bandbreite, welche von der Funkverbindung 10 zwischen Netzwerkknoten 3 und Endgerät 9 nicht übertragen werden kann. Daher wird jeder Datenstrom in der Basisstation 5 in zwei unterschiedliche Datenströme aufgeteilt. Jeder Teildatenstrom wird mittels einer Richtfunkantenne 14 zu je einem Netzwerkknoten 3a und 3b übertragen. Die Netzwerkknoten 3 dienen dabei als Relaisstation zur Vergrößerung der Reichweite der Basisstation 5. Weiterhin bewirken die Relaisstationen 3 eine Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses. Die Relaisstationen 3a und 3b übertragen nun jeweils einen Teildatenstrom zum Endgerät 9a. Nach Abschluss dieser Übertragung wird der zweite Datenstrom in gleicher Weise zum Endgerät 9b übertragen. Anhand von Header-Daten, welche den übertragenen Nutzdaten vorangestellt sind, können die Endgeräte 9 als Datensenke die Datenpakete wieder zu einem vollständigen Datenstrom zusammen setzen und dem Nutzer verfügbar machen. 2 shows two terminals 9a . 9b , which each have a receiving antenna 11a . 11b exhibit. Further shows 2 a base station 5 , base station 5 has antennas 15 which optionally for communication with a terminal 9 or a network node 3 can be used. In addition, the base station points 5 directional antennas 14 on which each on directional antennas 13 a network node 3 are aligned. The network nodes 3a . 3b again have transmit antennas 12 on which together with antennas 11 of the terminals 9 a wireless connection path 10 provide. Two data streams, each for terminal 9a . 9b are determined, the base station 5 fed. The network connection with which these data streams go to the base station 5 to be directed is in 2 not shown. A single data stream, which is for a terminal 9 is determined, he is already demanding a bandwidth, which of the radio link 10 between network nodes 3 and terminal 9 can not be transferred. Therefore, every data stream in the base station 5 divided into two different data streams. Each partial data stream is transmitted by means of a directional radio antenna 14 to one network node each 3a and 3b transfer. The network nodes 3 serve as a relay station to increase the range of the base station 5 , Furthermore, the relay stations cause 3 an improvement of the signal-to-noise ratio. The relay stations 3a and 3b now each transmit a partial data stream to the terminal 9a , Upon completion of this transfer, the second data stream becomes the terminal in the same way 9b transfer. Based on header data, which are preceded by the transmitted user data, the terminals 9 as data sink put the data packets back together into a complete data stream and make it available to the user.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/083920 A1 [0002]

Claims

Method for data transmission via a communication connection with a data source ( 9 . 5 ), a data sink ( 5 . 9 ) and at least one network node acting as a relay station ( 3 ), where data from the data source ( 9 . 5 ) to the at least one network node ( 3 ) and from there to the data sink ( 9 . 5 ) are transmitted, characterized in that the data at least on a part of the communication link on at least two parallel connection paths ( 2 . 6 ) be transmitted.

Method according to claim 1, characterized in that the at least two parallel connection paths ( 2 . 6 ) are selected from a radio link ( 6 ) and / or a wired connection ( 2 ).

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one connection path a DSL connection has.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the data stream to be sent in data packets is divided, which according to a decision criterion on transmitted a first connection path or a second connection path become.

Method according to claim 4, characterized in that that the decision criterion is the data type and / or the dataset and / or a priority criterion and / or network utilization includes.

Method according to one of claims 4 or 5, characterized in that the decision for transmission via a first connection path or a second connection path in each network node ( 3 ) is taken again.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that data from the data source ( 9 . 5 ) parallel to at least two network nodes ( 3a . 3b ) and from there to the data sink ( 5 . 9 ) be transmitted.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the radio connection from a network node to a data sink and / or a data source in relation to the transmission time and / or the frequency and / or the transmission direction is synchronized.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that between two network nodes ( 3 ) there is a radio link which operates on at least one frequency which is not suitable for a radio link from a network node ( 3 ) to a data source ( 9 . 5 ) or a data sink ( 5 . 9 ) is used.

Method for setting up a data network with a plurality of terminals ( 9 ), a plurality of base stations ( 5 ) and a plurality of network nodes ( 3 ), which act as a relay station, characterized in that at least one network node ( 3 ) is converted to a base station by providing it with a wired data connection ( 2 ) is provided to a communication network.

Network node used to transmit data from a data source ( 9 . 5 ) via at least one network node acting as a relay station ( 3 ), to a data sink ( 5 . 9 ), characterized in that the network node ( 3 ) is adapted to at least a portion of the communication link data on at least two parallel connection paths ( 2 . 6 ) transferred to.

Network node according to claim 11, characterized in that the at least two parallel connection paths ( 2 . 6 ) are selected from a radio link ( 6 ) and / or a wired connection ( 2 ).

Network node according to one of Claims 11 or 12, characterized in that a device provided is to divide the data stream to be sent into data packets, wherein Selection means are present, which correspond to a decision criterion the data packet for transmission over the first Provide connection path or the second connection path.

Network node according to one of Claims 11 to 13, characterized in that the decision criterion the data type and / or the amount of data and / or a priority criterion and / or network utilization.

Network node according to one of claims 11 to 14, characterized in that it has a first antenna, which for data transmission to a mobile terminal ( 9 ) is provided and a second antenna, which for data transmission to another network node ( 3 ) or a base station ( 5 ) is provided.

Network node according to claim 15, characterized in that it comprises a switching device with which a plurality of antennas ( 15 . 14 ) is connectable to a transmitting and / or receiving device.

Network node according to claim 15 or 16, characterized in that the first antenna ( 15 ) is intended to transmit or receive data in a space below the middle ridge height of surrounding buildings and the second antenna ( 14 ) is intended to send or receive data in a space above the middle ridge height of surrounding buildings.

Network node according to claim 15 or 17, characterized in that the second antenna ( 14 ) is intended to form part of a radio link.

Computer program with a program code which for carrying out a method according to one of the claims 1 to 9 is formed when the computer program on a computer is performed.