DE102022128254A1

DE102022128254A1 - Zustandsbasierte adaptive Funkressourcenzuweisung

Info

Publication number: DE102022128254A1
Application number: DE102022128254.6A
Authority: DE
Inventors: Nick Schwarzenberg; Andreas Traßl
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2024-04-25

Abstract

Gemäß verschiedener Aspekte wird ein Netzwerk-Manager (200) bereitgestellt, der Netzwerk-Manager (200) aufweisend: Verarbeitungshardware (202) eingerichtet zum: Steuern des Durchführens einer Übertragung von Daten (216) basierend auf Qualitätsmerkmalen zwischen einer ersten Vorrichtung (212) und einer zweiten Vorrichtung (214) mittels eines ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals (218-1) von einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218), wobei bei der Übertragung von Daten (216) ein zweiter aufgebauter physikalischer Kommunikationskanal (218-2) der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218) freigehalten wird.

Description

Verschiedene Aspekte betreffen einen Netzwerk-Manager, der eingerichtet ist, eine Kommunikation zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung zu steuern, und Verfahren davon (z.B. ein Verfahren zum Steuern einer Kommunikation zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung).
In den letzten Jahren wurden viele Anstrengungen zur Entwicklung und Optimierung von Telekommunikationsnetzwerken unternommen, die in vielen Aspekten des täglichen Lebens, sowohl im industriellen als auch im privaten Bereich, eine Rolle spielen. Ein Beispiel für ein Telekommunikationsnetz ist ein sogenanntes „Local Area Network“ (LAN), in dem die Netzwerkteilnehmer innerhalb der Grenzen eines lokal begrenzten Bereichs, wie z.B. eines Universitätsgeländes, einer Fabrik, eines Hauses und dergleichen, miteinander kommunikativ verbunden sind. Im Allgemeinen kann die Leistung eines Kommunikationsnetzes durch die Eigenschaften der von den Netzteilnehmern genutzten physikalischen Kommunikationskanäle begrenzt werden. Die Qualität der Kommunikation mittels eines Kanals kann hinsichtlich verschiedener Merkmale repräsentiert werden (z.B. hinsichtlich der Frequenzselektivität), die im Laufe der Zeit starke Schwankungen aufweisen können, so dass bei einer Datenübertragung Fehler auftreten können.
Das Auftreten von Fehlern bei der Datenübertragung kann ein ernsthaftes Problem für Anwendungen darstellen, die eine geringe Latenzzeit erfordern, wie z.B. Regelungssysteme. In einem Regelungssystem können ein oder mehrere Vorrichtungen Anweisungen erhalten, um eine bestimmte Aufgabe durchzuführen, und eine Koordinierung zwischen den Vorrichtungen kann für den erfolgreichen Abschluss der Aufgabe von äußerster Wichtigkeit sein. In einem solchen System können daher Fehler bei der Datenübertragung zu nicht tolerierbaren Verzögerungen führen, die sich nachteilig auf den Gesamtbetrieb des Systems auswirken können. Regelungssysteme stellen somit besondere Anforderungen an die Latenz und Zuverlässigkeit der Kommunikationsverbindung. Das etablierte Forschungsgebiet URLLC („Ultra-Reliable Low-Latency Communications“) in der Nachrichtentechnik befasst sich mit den technischen Möglichkeiten, diese Dienstgüte einhalten zu können.
Mit den in der Literatur weit verbreiteten Mechanismen können die strengen Latenz- und Zuverlässigkeitskriterien einer drahtlosen Verbindung eingehalten werden. Dies geschieht vorrangig durch eine Mischung von zeitlichen, räumlichen und frequenzbasierten Diversitätsverfahren. Diese erfordern jedoch mehr Ressourcen und sind deshalb nicht für eine große Anzahl an Nutzern skalierbar. Beispielsweise sind verfügbare Lösungen wie LTE und 5G teuer im Aufbau und im Betrieb. Kostengünstige Funksysteme wie WLAN und Bluetooth sind zwar kostengünstig, erreichen aber die Latenzanforderungen nicht. Die bekannten Lösungen für niedriglatente Übertragungen sind darüber hinaus nicht skalierbar.
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Kommunikationsstrategie, die eine niedrige Latenz und eine zuverlässige Datenübertragung gewährleistet, indem eine Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen zwischen zwei oder mehr Vorrichtungen im Voraus aufgebaut wird und im Kontrast zu Diversitätsverfahren lediglich eine Teilmenge für die Übertragung eines Endgeräts genutzt wird. Die Kommunikationsstrategie weist ein adaptives Wechseln zwischen den verfügbaren, vorab aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen auf, um sicherzustellen, dass eine ausreichende Qualität für die Kommunikation aufrechterhalten wird. Freigehaltene Kanäle können für diesen Wechsel genutzt werden.
Die vorherige Einrichtung eines oder mehrerer Kanäle, die dann als „Reservekanäle“ belassen werden, gewährleistet, dass diese Kanäle bei Bedarf adaptiv für die Datenübertragung genutzt werden können, ohne dass die Prozedur der Einrichtung des Kanals abgewartet werden muss. Wird beispielsweise ermittelt, dass sich die Qualität der Kommunikation mittels der aktuell genutzten Kanäle verschlechtert hat, kann die Datenübertragung reibungslos und schnell auf die Reservekanäle umgeschaltet werden. Die hierin beschriebene Strategie erfüllt somit die Anforderungen an geringe Latenzzeiten und hohe Zuverlässigkeit, z.B. im Rahmen von ULLC-Systemen bei gleichzeitig akzeptablen Ressourcenbedarf.
Gemäß verschiedener Aspekte wird ein Netzwerk-Manager bereitgestellt, wobei der Netzwerk-Manager aufweist: Verarbeitungshardware eingerichtet zum: Steuern des Durchführens einer Übertragung von Daten zwischen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung mittels eines ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals von einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen, wobei bei der Übertragung von Daten ein zweiter aufgebauter physikalischer Kommunikationskanal der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen freigehalten wird.
Gemäß verschiedener Aspekte wird ein Netzwerk-Manager bereitgestellt, wobei der Netzwerk-Manager aufweist: Verarbeitungshardware eingerichtet zum:

Empfangen oder Erzeugen von Kanalkonfigurationsinformationen, die eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Datenübertragungen zwischen einer ersten Vorrichtung und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen repräsentieren, wobei die Kanalkonfiguration für jede zweite Vorrichtung mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aus einer Vielzahl von zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen, der für die Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung verwendet wird, und mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aus der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen repräsentiert, der bei der Datenübertragung freigehalten wird; und Steuern der einen oder mehreren Datenübertragungen zwischen der ersten Vorrichtung und der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen gemäß der empfangenen oder erzeugten Kanalkonfigurationsinformationen.

Gemäß verschiedenen Aspekten wird ein Netzwerk-Überwacher bereitgestellt, wobei der Netzwerk-Überwacher aufweist: Verarbeitungshardware eingerichtet zum: Ermitteln oder Empfangen von Eingabedaten, die Kanalinformationen für jeden aus einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen repräsentieren, wobei die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen zwischen einer ersten Vorrichtung und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen aufgebaut sind; und Erzeugen von Kanalkonfigurationsinformationen basierend auf den Eingabedaten, die eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Datenübertragungen zwischen der ersten Vorrichtung und der ein oder den mehreren zweiten Vorrichtungen repräsentieren.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung kann der Begriff „physikalischer Kommunikationskanal“ eine physikalische Verbindung oder einen physikalischen Anschluss, z.B. zwischen zwei Vorrichtungen, beschreiben. Ein „physikalischer Kommunikationskanal“ kann somit ein physikalisches Medium aufweisen, mittels dessen Vorrichtungen miteinander kommunizieren können. Anschaulich kann das physikalische Medium die Informationen, die mittels des „physikalischen Kommunikationskanals“ übertragen/empfangen werden, physisch unterstützen und transportieren. Das physikalische Medium kann je nach Art der Kommunikation unterschiedlich eingerichtet sein, z.B. kann das physikalische Medium aus Luft, einem elektrisch leitenden Draht, einer optischen Faser oder Ähnlichem bestehen. Ein „physikalischer Kommunikationskanal“ kann daher von einem „logischen Kommunikationskanal“ unterschieden werden. Ein „logischer Kommunikationskanal“ beschreibt ein logisches Konstrukt, um die Kommunikation zu organisieren. Ein „logischer Kommunikationskanal“ kann repräsentieren, wie ein „physikalischer Kommunikationskanal“ belegt oder unterteilt ist (z.B. zeitlich, mit einer bestimmten Kodierung usw.).
Ein „physikalischer Kommunikationskanal“ kann somit ein physikalisches Medium oder ein Teil des physikalischen Mediums für die Kommunikation zwischen Vorrichtungen sein oder beschreiben. In verschiedenen Aspekten kann ein „physikalischer Kommunikationskanal“ eine bestimmte spektrale Bandbreite innerhalb eines Frequenzbandes abdecken. Anschaulich kann ein „physikalischer Kommunikationskanal“ einen Teil des physikalischen Mediums beschreiben, mittels dessen Signale auf einer bestimmten Frequenz und Bandbreite transportiert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung kann der Begriff „aufgebaut“ in Bezug auf einen „physikalischen Kommunikationskanal“ verwendet werden, um zu beschreiben, dass der „physikalische Kommunikationskanal“ für eine direkte Kommunikation zwischen zwei Vorrichtungen ohne weitere vorbereitende Operationen bereit ist. Anschaulich werden zwei Vorrichtungen einer Reihe von vorbereitenden Operationen unterzogen, bevor sie miteinander kommunizieren können (siehe auch 3), z.B. eine Erkennung, eine Authentifizierung usw. Erst nach Abschluss der vorbereitenden Vorgänge können die Vorrichtungen den Kommunikationskanal nutzen. Vor dem Abschluss der vorbereitenden Operationen können die physikalischen Kommunikationskanäle zwar vorhanden sein, dürfen bzw. können aber noch nicht für eine direkte Datenübertragung zwischen den Vorrichtungen genutzt werden. Erst nach Abschluss der „Aufbau-Prozedur“ kann ein „physikalischer Kommunikationskanal“ als „aufgebaut“ betrachtet werden, d.h. als eingerichtet, um eine direkte Datenübertragung zwischen zwei Vorrichtungen ohne weitere Vorarbeiten zu ermöglichen. Die Begriffe „vorbereitet“, „vorgefertigt“, „vor-aufgebaut“ und „etabliert“ können hierin in gleicher Weise verwendet werden wie der Begriff „aufgebaut“ in Bezug auf einen physikalischen Kommunikationskanal.
Der Begriff „Verarbeitungshardware“, wie hierin verwendet, kann als jede Art von technischer Einrichtung verstanden werden, die die Verarbeitung von Daten ermöglicht. Die Daten können gemäß einer oder mehrerer spezifischer Funktionen bearbeitet werden, welche von der Verarbeitungshardware ausgeführt werden. Ferner kann eine Verarbeitungshardware, wie hierin verwendet, als jede Art von Schaltung verstanden werden, z.B. jede Art von analoger oder digitaler Schaltung. Eine Verarbeitungshardware kann somit eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Mixed-Signal-Schaltung, eine Logik-Schaltung, ein Prozessor, ein Mikroprozessor, ein Hauptprozessor (CPU), ein Grafikprozessor (GPU), ein digitaler Signalprozessor (DSP), ein Universalschaltkreis (FPGA), eine integrierte Schaltung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), usw. oder eine beliebige Kombination davon sein oder aufweisen. Jede andere Art von Implementierung der jeweiligen Funktionen, welche detaillierter beschrieben wurden, kann ebenfalls als Verarbeitungshardware verstanden werden. Es versteht sich, dass jede zwei (oder mehr) der hierin beschriebenen Verarbeitungshardware als eine einzige Einrichtung mit äquivalenter Funktionalität oder Ähnlichem realisiert werden können, und dass umgekehrt jede einzelne hierin detailliert beschriebene Verarbeitungshardware als zwei (oder mehr) separate Einrichtungen mit äquivalenter Funktionalität oder Ähnlichem realisiert werden kann.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A ein Kommunikationsnetzwerk in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte;
1B eine Kommunikationsvorrichtung in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte;
2 ein Netzwerk-Manager in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte;
3 ein Verfahren zum Aufbauen einer Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen zwischen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte;
4A bis 4C jeweils einen Aspekt der Funktionsweise eines Netzwerk-Managers in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte;
5 ein Netzwerk-Überwacher in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte; und
6 ein Netzwerk-Manager in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil der Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
1A zeigt ein Kommunikationsnetzwerk 100 in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte. Das Kommunikationsnetzwerk 100 stellt ein beispielhaftes Anwendungsszenario dar, in dem die hierin beschriebene Strategie implementiert werden kann. Es versteht sich jedoch, dass der hierin beschriebene Kommunikationsansatz im Allgemeinen in jedem geeigneten Kommunikationsszenario angewendet werden kann, z.B. in jedem Szenario, in dem eine Kommunikation mit geringer Latenz und hoher Zuverlässigkeit gewünscht wird.
Das Kommunikationsnetzwerk 100 kann eine Vielzahl von Vorrichtungen 102, 104 aufweisen, die kommunikativ miteinander gekoppelt sind. Wie in 1A gezeigt, kann das Kommunikationsnetzwerk 100 eine erste Vorrichtung 102 und eine oder mehrere zweite Vorrichtungen 104 (z.B. eine Vielzahl von zweiten Vorrichtungen 104) aufweisen. In dieser Konfiguration kann die erste Vorrichtung 102 eine netzseitige Vorrichtung sein, z.B. ein Netzteilnehmer, der eingerichtet ist, um den Betrieb des Kommunikationsnetzwerks 100 zu verwalten. Die eine oder mehreren zweiten Vorrichtungen 104 können client-seitige Vorrichtungen sein, z.B. können sie Netzwerkteilnehmer sein, die eingerichtet sind, um an dem Kommunikationsnetzwerk 100 gemäß den von der netzwerkseitigen Vorrichtung 102 vorgegebenen Regeln teilzunehmen. Es versteht sich, dass das Kommunikationsnetzwerk 100 im Allgemeinen mehr als eine netzseitige Vorrichtung aufweisen kann.
Die erste Vorrichtung 102 kann eine beliebige geeignete Kommunikationsvorrichtung sein oder aufweisen, die eingerichtet ist die Teilnahme anderer Vorrichtungen, an dem Kommunikationsnetzwerk 100 zu erlauben. Als Beispiel kann die erste Vorrichtung 102 ein Zugangspunkt oder eine Basisstation sein. Eine zweite Vorrichtung 104 kann eine beliebige geeignete mobile oder immobile Kommunikationsvorrichtung sein oder aufweisen, die z.B. für drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation eingerichtet ist. Als Beispiele kann eine zweite Vorrichtung 104 ein Benutzergerät, eine Mobilstation, ein Laptop, ein Telefon, ein Tablet, eine Vorrichtung zur Verfolgung von Bewegungen, ein Haushaltsgerät, ein kommerzielles Gerät und dergleichen sein.
In einer bevorzugten Konfiguration, die der relevanteste Anwendungsfall für die hierin beschriebene Kommunikationsstrategie mit geringer Latenz sein kann, kann die erste Vorrichtung 102 ein Controller sein und die eine oder mehreren zweiten Vorrichtungen 104 können ein oder mehrere Aktoren sein. Der Controller kann eingerichtet sein, um eine oder mehrere auszuführende Aufgaben zu definieren, z.B. als Teil einer vorbestimmten Aktivität oder zum Erreichen eines vorbestimmten Ziels, und kann eingerichtet sein, um die eine oder mehreren Aktoren anzuweisen, eine jeweilige Aufgabe auszuführen. In diesem Szenario können die erste Vorrichtung 102 und die eine oder mehreren zweiten Vorrichtungen 104 Teil eines rückgekoppelten Steuersystems mit einer Regelschleife sein. Anschaulich kann die erste Vorrichtung 102 eingerichtet sein, um einen Betrieb der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen 104 anzuweisen, und kann eingerichtet sein, um neue Anweisungen auf der Grundlage von Rückkopplungsinformationen zu generieren. Die Rückkopplungsinformationen können eine Auswirkung der von den zweiten Vorrichtungen 104 ausgeführten Aufgaben repräsentieren, z.B. einen Grad der Fertigstellung der Aktivität, eine Diskrepanz zwischen einem erwarteten Ziel und einem tatsächlichen Ziel und dergleichen. Die erste Vorrichtung 102 kann die Rückmeldeinformationen von den zweiten Vorrichtungen 104 und/oder von zusätzlichen Sensoren erhalten, die die Ausführung der Aufgaben überwachen.
Gemäß verschiedener Aspekte kann das Kommunikationsnetzwerk 100 ein lokales Netzwerk (LAN), z.B. ein WLAN, sein. Als Beispiel kann das Kommunikationsnetzwerk 100 ein LAN innerhalb eines physischen Ortes sein, der einer Fabrikumgebung entspricht. Das Kommunikationsnetzwerk 100 kann anschaulich ein geschlossenes System sein, in dem die Netzwerkteilnehmer 102, 104 im Rahmen eines vorbestimmten Auftrags den jeweiligen Funktionen zugewiesen sind.
Gemäß verschiedener Aspekte kann eine zweite Vorrichtung 104 eine Maschine sein oder aufweisen, z.B. eine mechanische Einheit, die eingerichtet ist, um mit Hilfe von Energie eine mechanische Aufgabe durchzuführen, wie z.B. das Aufbringen einer Kraft, das Ausüben eines Drehmoments, das Steuern einer Bewegung und ähnliches. Eine Maschine kann als Beispiel eine bewegliche Maschine, eine stationäre Maschine, eine industrielle Maschine, eine medizinische Operationsmaschine, eine landwirtschaftliche Maschine usw. aufweisen. Im Allgemeinen kann eine Maschine eine automatisierte Maschine, z.B. ein Roboter, sein, die in der Lage ist, die jeweilige Aufgabe zumindest teilweise ohne menschliche Hilfe auszuführen. Als Beispiel kann die zweite Vorrichtung 104 ein fahrerloses Transportfahrzeug sein, das sich z.B. innerhalb der Grenzen einer Fabrikumgebung bewegt.
Die Vorrichtungen 102, 104 können derart eingerichtet sein, dass sie gemäß einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll, z.B. einem drahtlosen Kommunikationsprotokoll und/oder einem drahtgebundenen Kommunikationsprotokoll, miteinander kommunizieren. In einer beispielhaften Konfiguration, wie in 1A gezeigt ist, kann die erste Vorrichtung 102 als Manager der Kommunikation fungieren, d.h. eine zweite Vorrichtung 104 kann kommunikativ mit der ersten Vorrichtung 102 gekoppelt sein (z.B. um Anweisungen zu empfangen, Rückmeldungen zu geben usw.), aber eine direkte kommunikative Kopplung zwischen zwei zweiten Vorrichtungen 104 kann abwesend sein.
1B zeigt eine Vorrichtung 102, 104 in einer schematischen Repräsentation gemäß verschiedener Aspekte. Die Repräsentation in 1B veranschaulicht beispielhafte Komponenten, die es einer Vorrichtung 102, 104 ermöglichen, mit einer anderen Vorrichtung 102, 104 zu kommunizieren. Es versteht sich, dass die Repräsentation in 1B beispielhaft und zum Zweck der Veranschaulichung vereinfacht ist und dass eine Vorrichtung 102, 104 zusätzliche oder alternative Komponenten als die dargestellten aufweisen kann.
Die Vorrichtung 102, 104 kann einen Prozessor 106, eine Speichervorrichtung 108 (anschaulich, einen Speicher) und eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen 110 aufweisen. Im Allgemeinen kann der Prozessor 106 eingerichtet sein, um einen Betrieb der Vorrichtung 102, 104 zu steuern, z.B. kann der Prozessor 106 eingerichtet sein, um eine Übertragung/einen Empfang von Daten 112 mittels der Kommunikationsschnittstellen 110 zu steuern. Die Speichervorrichtung 108 kann eingerichtet sein, um an der Vorrichtung 102, 104 empfangene Daten und/oder von der Vorrichtung 102, 104 zu übertragende Daten zu speichern. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung 108 eingerichtet sein, um Anweisungen zu speichern, die vom Prozessor 106 ausgeführt werden.
Jede Kommunikationsschnittstelle 110 kann eine oder mehrere Komponenten aufweisen, die es der Vorrichtung 102, 104 ermöglichen, Daten 112 (im Allgemeinen datenübertragende Signale) zu senden/empfangen. Anschaulich kann jede Kommunikationsschnittstelle 110 eine oder mehrere Komponenten aufweisen, die es der Vorrichtung 102, 104 ermöglichen, einen physikalischen Kommunikationskanal mit einer anderen Vorrichtung aufzubauen, wie unten noch erläutert wird. Eine Kommunikationsschnittstelle 110 kann somit eine oder mehrere Komponenten aufweisen, die eine Kodierung/Dekodierung analoger Signale für die Übertragung/den Empfang über ein physikalisches Medium ermöglichen.
Im Allgemeinen kann die hierin beschriebene Kommunikationsstrategie im Rahmen der drahtgebundenen Kommunikation und/oder der drahtlosen Kommunikation implementiert werden. Ein physikalischer Kommunikationskanal kann also ein drahtgebundener Kommunikationskanal (z.B. implementiert als Draht, optische Faser und dergleichen) oder ein Drahtlos-Kommunikationskanal (z.B. ein Funkkanal über Luft) sein. Die Komponenten der Kommunikationsschnittstellen 110 können somit je nach der Art der Kommunikation ausgewählt werden, z.B. zum Senden/Empfangen von elektrischen Signalen mittels eines Drahtes, von optischen Signalen mittels einer optischen Faser, von Funksignalen über die Luft usw.
Im Folgenden wird insbesondere auf die drahtlose Kommunikation Bezug genommen, da sie für die hierin beschriebene Strategie (z.B. zur flexiblen Steuerung mehrerer Aktoren in einem Regelsystem) der wichtigste Anwendungsfall sein kann. Daher können sich einige Begriffe auf den drahtlosen Kontext beziehen, z.B. auf bestimmte drahtlose Technologien (wie WiFi, Bluetooth usw.). Es versteht sich jedoch, dass die Aspekte und Begriffe, die hinsichtlich der drahtlosen Kommunikation beschrieben werden, in entsprechender Weise auch für die drahtgebundene Kommunikation gelten können und umgekehrt.
Im Allgemeinen kann jede Kommunikationsschnittstelle 110 eine Transceiver-Schaltung 114 (anschaulich, einen Transceiver-Chip oder eine Transceiver-Kette) aufweisen. Eine Transceiver-Schaltung 114 kann gemäß einem drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsstandard zum Senden/Empfangen von Daten 112 eingerichtet sein. Eine Transceiver-Schaltung 114 kann somit analoge und/oder digitale Komponenten aufweisen, die eingerichtet sind, um Sende-/Empfangsvorgänge gemäß einer bestimmten Kommunikationstechnologie durchzuführen. Als Beispiel, das den relevantesten Anwendungsfall für die hierin beschriebene Strategie repräsentiert, kann eine Transceiver-Schaltung 114 gemäß einem WLAN-Kommunikationsprotokoll oder -standard (z.B. IEEE 802.11) eingerichtet sein bzw. werden. Als weitere Beispiele kann eine Transceiver-Schaltung 114 gemäß dem Bluetooth-Standard, dem Zigbee-Standard, den 3G-, 4G-, 5G- und/oder 6G-Mobilfunkkommunikationsstandards und dergleichen eingerichtet sein bzw. werden. Als weiteres Beispiel für eine drahtgebundene Kommunikation kann eine Transceiver-Schaltung 114 gemäß einem Stromleitungs-Kommunikationsprotokoll eingerichtet sein bzw., z.B. gemäß dem One-Wire-Kommunikationsprotokoll.
In einer beispielhaften Konfiguration, die eine kosteneffiziente Implementierung ermöglicht, kann jede Kommunikationsschnittstelle 110 ein WLAN-Modem aufweisen.
Diese können homogen in ihrer Bauart sein, werden aber in unterschiedlichen Bändern betrieben.
In einer beispielhaften Konfiguration für die drahtlose Kommunikation kann eine Transceiver-Schaltung 114 eine Antenne (nicht gezeigt) aufweisen oder mit einer Antenne gekoppelt sein, z.B. eine einzelne Antenne oder eine Antennengruppe, und kann Hochfrequenzsignale mittels der entsprechenden Antenne senden und/oder empfangen. In dieser Konfiguration ist eine Transceiver-Schaltung 114 ein RF-Transceiver. Als Beispiel kann eine Transceiver-Schaltung 114 einen oder mehrere Verstärker (z.B. Leistungsverstärker, rauscharme Verstärker) aufweisen, um ein mittels der zugehörigen Antenne empfangenes oder zu sendendes Signal zu verstärken. Als weiteres Beispiel kann eine Transceiver-Schaltung 114 einen oder mehrere Frequenzwandler aufweisen, z.B. um die Frequenz eines empfangenen Signals aus dem Funkfrequenzbereich in einen Basisbandbereich umzuwandeln oder die Frequenz eines zu sendenden Signals aus dem Basisbandbereich in einen Funkfrequenzbereich umzuwandeln. Als weiteres Beispiel kann eine Transceiver-Schaltung 114 einen oder mehrere Filter und Mischer aufweisen, um eine gewünschte Frequenz oder einen gewünschten Frequenzbereich zum Senden/Empfangen von Funksignalen auszuwählen.
Im Allgemeinen können die Kommunikationsschnittstellen 110 (und dementsprechend die Transceiver-Schaltungen 114) gemäß derselben Kommunikationstechnologie eingerichtet werden. In einer anderen beispielhaften Konfiguration kann die Vorrichtung 102, 104 jedoch so eingerichtet sein, dass sie mit mehr als einer Kommunikationstechnologie kommuniziert, so dass die Kommunikationsschnittstellen 110 (und der Prozessor 106) getrennte Elemente (z. B. getrennte Sätze von Transceiver-Schaltungen 114) aufweisen können, die für die verschiedenen Kommunikationstechnologien eingerichtet sind.
Der Prozessor 106 kann zur Signalverarbeitung eingerichtet sein, um das Senden/Empfangen von Daten 112 mittels der Kommunikationsschnittstellen 110 zu ermöglichen. Als Beispiel für eine drahtlose Kommunikation kann der Prozessor 106 ein Basisbandmodem aufweisen, das eingerichtet ist, um die Kommunikationsschnittstellen 110 gemäß Kodierung, Zeitplanung, Multiplexing usw. zu steuern, wie sie in den entsprechenden Kommunikationsprotokollen definiert sind. Im Allgemeinen kann der Prozessor 106 so eingerichtet sein, dass er die Verarbeitung auf verschiedenen Ebenen durchführt, z.B. auf der physikalischen Ebene, der Datenverbindungsebene, der Netzwerkebene usw., bis hin zur Anwendungsebene. In einer anderen beispielhaften Konfiguration, kann jedes Modem (anschaulich, jedes „Off-the-shelf“ Modem, wie beispielsweise ein WLAN-Dongle) einen Transceiver mit einem eigenen Prozessor aufweisen, welcher die physikalische Schicht bis zur Netzwerkebene abdeckt.
1A und 1B zeigen einen allgemeinen beispielhaften Kontext, in dem die hierin vorgeschlagene Kommunikationsstrategie implementiert werden kann. Eine solche Kommunikationsstrategie wird in Bezug auf die 2 bis 6 im Detail beschrieben. Wie bereits erwähnt, ist die Anwendung der Kommunikationsstrategie jedoch nicht auf ein Netzwerk, wie es in 1A dargestellt ist, oder auf Vorrichtungen, die wie in 1A und 1B eingerichtet sind, beschränkt, sondern kann generell in jedem geeigneten Kommunikationsszenario angewendet werden, um eine niedrige Latenzzeit und hohe Zuverlässigkeit zu erreichen.
2 zeigt einen Netzwerk-Manager 200 in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte. Der Netzwerk-Manager 200 kann eine Verarbeitungshardware 202 (z.B. einen Prozessor) und einen Speicher 204 aufweisen, der mit der Verarbeitungshardware 202 gekoppelt ist. Der Speicher 204 kann eingerichtet sein, um Anweisungen (z.B. Softwareanweisungen) zu speichern, die von der Verarbeitungshardware 202 ausgeführt werden. Die Anweisungen können die Verarbeitungshardware 202 veranlassen, ein angepasstes Kommunikationsverfahren 210 durchzuführen, das unten noch detaillierter beschrieben wird. Aspekte, die in Bezug auf eine Konfiguration der Verarbeitungshardware 202 beschrieben sind, können auch für das Verfahren 210 gelten und umgekehrt. Ein Netzwerk-Manager kann hierin auch als Netzwerk-Controller oder Netzwerk-Scheduler bezeichnet werden.
Im Allgemeinen kann der Netzwerk-Manager 200 eine dedizierte Vorrichtung in einem Kommunikationsnetzwerk (z.B. im Kommunikationsnetzwerk 100) sein. Beispielsweise kann sich der Netzwerk-Manager 200 physisch im Kommunikationsnetzwerk befinden, z.B. im LAN, oder er kann sich an einem anderen Ort befinden (anschaulich in der „Cloud“) und kommunikativ mit den Netzwerkteilnehmern gekoppelt sein. In einer anderen Konfiguration können die Funktionen des Netzwerk-Managers 200 jedoch von einer der an der Kommunikation beteiligten Vorrichtungen implementiert werden, z.B. von der ersten Vorrichtung 212 oder der zweiten Vorrichtung(en) 214.
Der Netzwerk-Manager 200 kann gemäß dem Verfahren 210 eingerichtet sein zum Steuern (z.B. zum Anweisen) einer Kommunikation zwischen einer ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Vorrichtung 214. Im Allgemeinen kann das Verfahren 210 für jede geeignete Vorrichtung angewendet werden, die in der Lage ist, mit einer anderen Vorrichtung zu kommunizieren. Als Beispiel kann die erste Vorrichtung 212 wie die erste Vorrichtung 102 eingerichtet sein, und die zweite Vorrichtung 214 kann wie die zweite Vorrichtung 104 eingerichtet sein, die in Bezug auf 1A und 1B beschrieben wurden. In einer beispielhaften Konfiguration können die erste Vorrichtung 212 ein Controller und die zweite Vorrichtung 214 ein Aktor sein. In einer beispielhaften Konfiguration kann der Controller 212 den Netzwerk-Manager 200 aufweisen oder so eingerichtet sein, dass er die Funktion des Netzwerk-Managers implementiert.
Der Netzwerk-Manager 200 kann eingerichtet sein zum Steuern einer Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214, z.B. einer Übertragung von Daten 216 von der ersten Vorrichtung 212 zu der zweiten Vorrichtung 214. Als Beispiel können die Daten 216 Anweisungen sein oder aufweisen, die mit einer Aufgabe assoziiert sind, die von einer der ersten Vorrichtung 212 oder der zweiten Vorrichtung 214, z.B. von dem Aktor 214, durchzuführen ist.
Die (gesteuerte) Übertragung von Daten 216 kann mittels mindestens eines (ersten) aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals 218-1 aus einer Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen 218 durchgeführt werden, die zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut sind bzw. wurden. Bei der Übertragung von Daten 216 wird mindestens ein weiterer (z.B. zweiter) aufgebauter physikalischer Kommunikationskanal 218-2 freigehalten.
Allgemein kann das Verfahren 210 ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerks sein und das Verfahren 210 kann aufweisen: Durchführen einer Übertragung von Daten 216 zwischen einer ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Vorrichtung 214 mittels eines ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals 218-1 von einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen 218, wobei bei der Übertragung von Daten 216 ein zweiter aufgebauter physikalischer Kommunikationskanal 218-2 der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen freigehalten wird.
Anschaulich kann eine Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen 218 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut werden, so dass die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 ohne weitere vorbereitende Verbindungsvorgänge zur Übertragung von Daten genutzt werden können (siehe auch 3). Die physikalischen Kommunikationskanäle 218 können somit als Kommunikationskanäle verstanden werden, die nicht nur generell für die Kommunikation zwischen den Vorrichtungen 212, 214 zur Verfügung stehen, sondern vielmehr als vorbereitete (z.B. vorautorisierte und vorauthentifizierte) Kommunikationskanäle 218, die bereits den Aufbau einer Verbindung durchlaufen haben und direkt für die Kommunikation genutzt werden können.
Die Datenübertragung kann im Allgemeinen die Übertragung von Daten 216 mittels eines oder mehrerer (erster) der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 aufweisen, während ein oder mehrere andere (zweite) der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 während der Datenübertragung frei bleiben. Anschaulich kann das Verfahren 210 aufweisen, einen oder mehrere der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 zur Übertragung von Daten 216 zu verwenden und einen oder mehrere andere der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 als Hilfskanäle (z.B. Reservekanäle) freizulassen. Mit anderen Worten wird eine (erste) echte Teilmenge der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 zur Übertragung von Daten 216 verwendet. Eine weitere (zweite) echte Teilmenge der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 wird bei der Übertragung von Daten 216 freigehalten, um diese Kommunikationskanäle zur Anpassung der Kommunikation verwenden zu können. Anschaulich können die freigehaltenen Kommunikationskanäle für ein adaptives Wechseln der verwendeten Kommunikationskanäle verwendet werden (siehe auch 5 und 6).
Eine solche Konfiguration für die Datenübertragung 216 stellt sicher, dass die Kommunikation adaptiv geändert werden kann, z.B. durch Umschalten auf einen der freien Kanäle 218, falls der oder die verwendeten Kommunikationskanäle 218 keine ausreichende Qualität mehr gewährleisten, ohne den Abschluss eines Verbindungsvorgangs abwarten zu müssen. Das Bereithalten eines oder mehrerer Reservekanäle, die nicht genutzt werden, kann zusätzlichen Energieverbrauch verursachen, gewährleistet aber eine reibungslose und zuverlässige Kommunikation zwischen den Vorrichtungen 212, 214, was im Rahmen von Systemen, die auf Regelkreisen beruhen, wie oben beschrieben, von besonderer Bedeutung ist.
Die Gesamtzahl der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 sowie die Anzahl der Kommunikationskanäle, die während der Übertragung von Daten 216 genutzt/frei gelassen werden, kann gemäß einer gewünschten Anwendung und den Systemanforderungen ausgewählt werden. Nur als numerisches Beispiel kann die Gesamtzahl der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 im Bereich von 5 bis 20 liegen oder zum Beispiel im Bereich von 8 bis 16.
Die Verarbeitungshardware 202 kann eingerichtet sein zum Steuern der Übertragung von Daten 216 derart, dass die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218, die nicht für die Übertragung von Daten 216 verwendet werden, während der Übertragung von Daten 216 in einem Leerlaufzustand verbleiben. Solche nicht-verwendeten Kommunikationskanäle 218 können anschaulich in einem Schlafmodus sein, bereit, bei Bedarf benutzt zu werden, wie noch detaillierter in Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
Im Allgemeinen können die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 drahtgebundene oder Drahtlos-Kommunikationskanäle sein, abhängig von der Art der Verbindung zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214. In einer bevorzugten Konfiguration können die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 Drahtlos-Kommunikationskanäle, z.B. Funkkanäle, sein.
Gemäß verschiedener Aspekte können die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 demselben Typ von Kommunikationstechnologie gehören. In einer bevorzugten Konfiguration für den oben beschriebenen Anwendungsfall können die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 WLAN-Kommunikationskanäle sein oder aufweisen.
Gemäß verschiedener Aspekte kann jeder Kommunikationskanal 218 eine jeweilige spektrale Bandbreite innerhalb eines Frequenzbandes abdecken. Die spektrale Bandbreite sowie das Frequenzband können in Abhängigkeit von der Kommunikationstechnologie gewählt werden, gemäß der die Übertragung der Daten 216 durchgeführt wird. Nur als ein Beispiel kann das Frequenzband das 2,4-GHz-Frequenzband oder das 5-GHz-Frequenzband oder das 6-GHz Frequenzband aufweisen.
Im Allgemeinen können die Kommunikationskanäle 218 alle in demselben Frequenzband liegen, oder verschiedene Kommunikationskanäle 218 können zu verschiedenen Frequenzbändern gehören, um noch mehr Flexibilität bei der Anpassung der Kommunikation zu bieten. In einer beispielhaften Konfiguration kann ein Kommunikationskanal 218 (z.B. der erste Kommunikationskanal 218-1) innerhalb eines ersten Frequenzbandes liegen, und ein anderer Kommunikationskanal 218 (z.B. der zweite Kommunikationskanal 218 2) kann innerhalb eines zweiten Frequenzbandes liegen, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet.
Dementsprechend kann die spektrale Bandbreite für jeden Kommunikationskanal 218 die gleiche Breite haben (bei unterschiedlichen Unter- und Obergrenzen). In einer alternativen Konfiguration können die verschiedenen Kommunikationskanäle 218 unterschiedliche spektrale Bandbreiten haben. In einer beispielhaften Konfiguration kann ein Kommunikationskanal 218 (z.B. der erste Kommunikationskanal 218-1) eine erste Bandbreite im Frequenzbereich haben, und ein anderer Kommunikationskanal 218 (z.B. der zweite Kommunikationskanal 218-2) kann eine zweite Bandbreite im Frequenzbereich haben, die sich von der ersten Bandbreite im Frequenzbereich unterscheidet. Nur als numerisches Beispiel kann die Bandbreite im Frequenzbereich eines Kommunikationskanals 218 eine Breite im Bereich von 20 MHz bis 160 MHz haben oder zum Beispiel im Bereich von 40 MHz bis 80 MHz.
Die Kommunikationskanäle 218 können zwischen den jeweiligen Kommunikationsschnittstellen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut werden. In einer beispielhaften Konfiguration kann jeder Kommunikationskanal 218 zwischen einer Kommunikationsschnittstelle der ersten Vorrichtung 212 und einer Kommunikationsschnittstelle der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut werden (z.B. zwischen einem Modem der ersten Vorrichtung 212 und einem Modem der zweiten Vorrichtung 214). In einer anderen beispielhaften Konfiguration kann ein Satz (z.B. eine Teilmenge) von Kommunikationskanälen 218 zwischen einer Kommunikationsschnittstelle der ersten Vorrichtung 212 und einer Kommunikationsschnittstelle der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut werden. Zum Beispiel kann ein erster Satz von Kommunikationskanälen 218 zwischen einer ersten Kommunikationsschnittstelle der ersten Vorrichtung 212 und einer ersten Kommunikationsschnittstelle der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut werden, ein zweiter Satz von Kommunikationskanälen 218 kann zwischen einer zweiten Kommunikationsschnittstelle der ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Kommunikationsschnittstelle der zweiten Vorrichtung 214 aufgebaut werden, usw.
Die Verwendung eines Kommunikationskanals 218 bzw. das Umschalten auf einen Kommunikationskanal 218 kann somit als Verwendung eines bestimmten Paares von Kommunikationsschnittstellen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 verstanden werden, z.B. als Auswahl des zu verwendenden Funkmoduls.
Gemäß verschiedenen Aspekten können verschiedene Kommunikationsschnittstellen der Vorrichtungen 212, 214 so eingerichtet werden, dass sie in verschiedenen Frequenzbereichen und/oder in verschiedenen Frequenzbändern arbeiten (z.B. können verschiedene Modems in verschiedenen Frequenzbändern arbeiten). Zum Beispiel kann jede Vorrichtung 212, 214 eine erste Transceiver-Schaltung aufweisen, die in einem ersten Frequenzband arbeitet, eine zweite Transceiver-Schaltung, die in einem zweiten Frequenzband arbeitet, usw. In dieser beispielhaften Konfiguration können die Kommunikationskanäle 218 des ersten Satzes in einem ersten Frequenzband liegen, und die Kommunikationskanäle 218 des zweiten Satzes können in einem zweiten Frequenzband liegen, das sich von dem ersten Frequenzband unterscheidet.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann die Verarbeitungshardware 202 (z.B. als Teil des Verfahrens 210) ferner eingerichtet sein zum Steuern des Aufbauens der Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen 218 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214. Im Allgemeinen hängt das spezifische Verfahren, das zum Aufbau der Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen 218 führt, von der Kommunikationstechnologie ab, gemäß der die Übertragung der Daten durchgeführt wird. Anschaulich kann jedes Kommunikationsprotokoll oder jeder Kommunikationsstandard ein jeweiliges Verfahren zum Aufbau einer Verbindung (z.B. einer physikalischen Verbindung) zwischen zwei (oder mehr) Vorrichtungen definieren.
Die Schritte des Aufbaus können also je nach Kommunikationsstandard angepasst werden. 3 zeigt eine beispielhafte Konfiguration eines Verfahrens 300 zum Aufbauen einer Vielzahl von Kommunikationskanälen zwischen einer ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Vorrichtung 214. Das Verfahren 300 kann einen beispielhaften Kommunikationsfluss mit allgemeinen Schritten darstellen, der zum Aufbauen einer Vielzahl von physikalischen Kommunikationskanälen führen kann. Einige der für das Verfahren 300 verwendeten Begriffe können sich insbesondere auf den drahtlosen Kontext beziehen, z.B. auf die WiFi-Technologie. Es versteht sich jedoch, dass das Verfahren im Allgemeinen zusätzliche, weniger oder alternative Schritte aufweisen kann, je nach Kommunikationstechnologie.
Im Allgemeinen kann das Aufbauen der Kommunikationskanäle verschiedene Phasen aufweisen, z.B. eine Entdeckungsphase 302, eine Authentifizierungsphase 304, eine Assoziierungsphase 306 und eine Handshake-Phase 308.
In der Entdeckungsphase 302 kann das Verfahren 300 aufweisen, dass die Vorrichtungen 212, 214 voneinander Kenntnis erlangen. Das Verfahren 300 kann beispielsweise aufweisen, dass die erste Vorrichtung 212 ein Signalisierungssignal 310 sendet oder ausstrahlt. Das Signalisierungssignal 310 kann einen Hinweis auf die Anwesenheit der ersten Vorrichtung 212 geben, z.B. innerhalb eines Kommunikationsnetzwerks. Dementsprechend kann das Verfahren 300 das Empfangen des Signalisierungssignals 310 bei der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen. Zum Beispiel kann die erste Vorrichtung 212 das Signalisierungssignal 310 über einen Bereich möglicher Kommunikationskanäle ausstrahlen, die die zweite Vorrichtung 214 anhören kann.
Das Verfahren 300 kann ferner das Übertragen einer Verbindungsanfrage 312 von der zweiten Vorrichtung 214 an die erste Vorrichtung 212 aufweisen. Die zweite Vorrichtung 214 kann die Verbindungsanfrage 312 nach dem Empfang des Signalisierungssignals 310 übertragen, z.B. nachdem sie die Anwesenheit der ersten Vorrichtung 212 entdeckt hat. Die Verbindungsanfrage 312 kann ein Vorhaben der zweiten Vorrichtung 214 repräsentieren, eine Verbindung mit der ersten Vorrichtung 212 aufzubauen. Das Verfahren 300 kann ferner das Übertragen einer Verbindungsantwort 314 von der ersten Vorrichtung 212 an die zweite Vorrichtung 214 aufweisen. Die erste Vorrichtung 314 kann die Verbindungsantwort 314 als Antwort auf die Verbindungsanfrage 312 übertragen. Eine positive Verbindungsantwort 314 kann es erlauben, weiter mit dem Verfahren 300 fortzufahren, z.B. für den Fall, dass die erste Vorrichtung 212 ermittelt, dass die erste Vorrichtung 212 mit der zweiten Vorrichtung 214 verbunden werden kann. Eine negative Verbindungsantwort 314 kann den Vorgang abbrechen.
Im Falle einer positiven Verbindungsantwort 314 kann das Verfahren 300 ferner, z.B. als Teil der Authentifizierungsphase 304, ein Austauschen von Authentifizierungsinformationen 316, 318 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen. Der Austausch von Authentifizierungsinformationen 316, 318 kann das Aufbauen einer authentifizierten Verbindung ermöglichen. Als Beispiel können die Authentifizierungsinformationen 316, 318 eine eindeutige Kennung der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen, z.B. einen öffentlichen Schlüssel, der mit der ersten Vorrichtung 212 und/oder der zweiten Vorrichtung 214 assoziiert ist. In verschiedenen Aspekten kann das Austauschen von Authentifizierungsinformationen 316, 318 einen Austausch von Authentifizierungstoken aufweisen, z.B. kann die erste Vorrichtung 212 den Authentifizierungstoken an die zweite Vorrichtung 214 übertragen, und die zweite Vorrichtung 214 kann den Authentifizierungstoken während einer Kommunikationssitzung verwenden, um anzuzeigen, dass sie ein gültiger Kommunikationspartner ist. Der Authentifizierungstoken kann eine zeitlich begrenzte Dauer haben, z.B. kann er für eine Zeitperiode gültig sein, die mindestens die Dauer der Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweist.
Das Verfahren 300 kann ferner, z.B. als Teil der Assoziierungsphase 306, ein Austauschen von Verschlüsselungsinformationen 320, 322 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen. Der Austausch von Verschlüsselungsinformationen 320, 322 kann das Verschlüsseln der (späteren) Übertragung von Daten ermöglichen. Die Verschlüsselungsinformationen können z.B. einen oder mehrere Verschlüsselungsschlüssel zur Ver-/Entschlüsselung der Daten, ein Verschlüsselungsprotokoll und ähnliches aufweisen.
Das Verfahren 300 kann ferner, z.B. als Teil der Handshake-Phase 308, das Durchführen eines Handshake-Verfahrens zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen, z.B. das Austauschen von Handshake-Nachrichten 324, 326 zwischen den Vorrichtungen 212, 214. In einer beispielhaften Konfiguration, z.B. für WiFi, kann das Handshake-Verfahren ein Vier-Wege-Handshake zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen. Die Handshake-Phase 308 kann das Verbindungsverfahren abschließen und die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle bereitstellen.
Die in 2 beschriebene Kommunikationsstrategie kann also aufweisen, dass alle aufgebauten Kommunikationskanäle für die Dauer der Datenübertragung beibehalten werden, so dass es nicht notwendig ist, den Verbindungsvorgang (z.B. wie für das Verfahren 300 beschrieben oder mit einem anderen geeigneten Verfahren) zu wiederholen, wenn ein anderer Kommunikationskanal gewählt werden soll. Dies gewährleistet eine geringe Latenzzeit.
Als Teil des Verfahrens 300 kann es in einigen Aspekten eine Verhandlungsphase geben (z.B. als Teil der Authentifizierungsphase 306), in der ein oder mehrere Kommunikationsparameter für die (spätere) Übertragung von Daten festgelegt werden. Als Beispiele können der eine oder die mehreren Kommunikationsparameter ein Kommunikationsprotokoll, einen Verschlüsselungscode und/oder ein Ressourcenzuweisungsschema aufweisen. In einer beispielhaften Konfiguration kann die erste Vorrichtung 212 die eine oder mehreren Kommunikationsparameter definieren, z.B. unter Berücksichtigung eines Netzwerkszenarios (z.B. das Vorhandensein anderer Vorrichtungen, eine Nutzung der Kommunikationskanäle usw.).
4A, 4B und 4C zeigen noch weitere Aspekte des Betriebs eines Netzwerk-Managers (z.B. des Netzwerk-Managers 200). Anschaulich zeigen 4A, 4B und 4C mögliche Konfigurationen der Kommunikation zwischen einer ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Vorrichtung 214 (z.B., wie von der Verarbeitungshardware 202 gesteuert). Die Aspekte 400, 410, 420, die in Bezug auf 4A bis 4C beschrieben werden, können als zusätzliche oder alternative Konfigurationen des Verfahrens 210 darstellen.
Gemäß verschiedenen Aspekten, wie in 4A gezeigt, kann die Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 eine redundante Datenübertragung sein. Eine redundante Datenübertragung kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation noch erhöhen, indem die Daten mehrfach übertragen werden, so dass selbst im Falle eines Datenverlusts über einen Kommunikationskanal 218 die Daten noch mittels eines anderen Kommunikationskanal 218 empfangen werden können.
In diesem Szenario kann das Durchführen der Übertragung von Daten 216 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen, dass mindestens zwei (oder mehr) der aufgebauten Kommunikationskanäle 218 für die Übertragung der Daten 216 verwendet werden, während ein oder mehrere weitere Kanäle 218 während der Übertragung von Daten 216 freigehalten werden (anschaulich, frei bleiben). Anschaulich kann die Übertragung von Daten aufweisen das Durchführen einer redundanten Übertragung von Daten 216 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 mittels eines ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal 402-1 und mindestens eines weiteren (z.B. dritten) aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals 402-3 der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen 218. Bei der redundanten Übertragung von Daten 216 kann mindestens ein noch weiterer (z.B. zweiter) Kommunikationskanal 402-2 frei bleiben, wie in Bezug auf 2 erläutert.
Die redundante Datenübertragung kann eine Übertragung von Daten 216, die dieselben Informationen kodieren, mittels mindestens zwei der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 (z.B. mittels des ersten und dritten Kanals 402-1, 402-3) aufweisen. Beispielsweise können die Daten 216 dieselben Anweisungen kodieren, die von der Controller 212 an den Aktor 214 zur Durchführung einer bestimmten Aufgabe übermittelt werden. In einer beispielhaften Konfiguration kann die redundante Übertragung von Daten aufweisen, dass dieselben Datenpakete mittels mindestens zwei der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 (z.B. mittels der ersten und dritten Kommunikationskanäle 402-1, 402-3) übertragen werden.
Gemäß verschiedener Aspekte, wie in 4B gezeigt, kann die hierin beschriebene Kommunikationsstrategie auf ein Szenario mit mehreren Vorrichtungen implementiert werden, z.B. ein Szenario, in dem eine Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer Vielzahl von zweiten Vorrichtungen 214 1, 214 2 stattfindet (z.B. zwei, wie in 4B gezeigt, oder mehr als zwei, zum Beispiel drei, vier, fünf, zehn oder mehr als zehn).
In diesem Szenario kann die Vielzahl der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 von den zweiten Vorrichtungen 214-1, 214-2 gemeinsam (anschaulich innerhalb derselben Zeitperiode) genutzt werden. Die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 können eine Vielzahl von Kanalrealisierungen aufweisen, die der Vielzahl von zweiten Vorrichtungen 214-1, 214-2 zugehörig sind. Zum Beispiel kann ein physikalischer Kommunikationskanal 218 einen bestimmten Frequenzbereich abdecken, und dieser Frequenzbereich kann im Prinzip von jeder der zweiten Vorrichtungen 214-1, 214-2 mittels einer entsprechenden, zwischen der zweiten Vorrichtung 214-1, 214-2 und der ersten Vorrichtung 212 aufgebauten Kanalrealisierung zur Kommunikation genutzt werden. Es kann also davon ausgegangen werden, dass die physikalischen Kommunikationskanäle 218 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und jeder der zweiten Vorrichtungen 214-1, 214-2 mittels entsprechender Kanalrealisierungen aufgebaut sind.
In diesem Szenario kann das Steuern der Datenübertragung das Steuern einer Vielzahl von Übertragungen von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer Vielzahl von zweiten Vorrichtungen 214-1, 214-2 aufweisen. Jede Datenübertragung kann das Durchführen einer Übertragung von Daten 216, 416 zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer jeweiligen zweiten Vorrichtung 214-1, 214-2 mittels eines (oder mehrerer) der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 aufweisen, wobei bei (je)der Übertragung von Daten 216, 416 ein (oder mehrere) andere der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 freigehalten werden. Unter Berücksichtigung des beispielhaften Szenarios in 4B in Kombination mit 2 kann die Verarbeitungshardware des Netzwerk-Managers ferner eingerichtet sein zum des Durchführens einer zweiten Übertragung von Daten 416 zwischen einer weiteren zweiten Vorrichtung 214-2 und der ersten Vorrichtung 212 mittels eines dritten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen 218. Bei der zweiten Übertragung von Daten 414 wird der zweite aufgebaute physikalische Kommunikationskanal 218-2 und/oder ein vierter aufgebauter physikalischer Kommunikationskanal 218-4 freigehalten.
Gemäß verschiedenen Aspekten, wie in 4C gezeigt, kann der Aspekt 420 mit einer Vielzahl von zweiten Vorrichtungen 214-1, 214-2 das Durchführen einer Vielzahl von redundanten Datenübertragungen aufweisen. In diesem Szenario kann eine erste Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Vorrichtung 214-1 mittels mindestens zwei der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 durchgeführt werden; und eine zweite Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer weiteren zweiten Vorrichtung 214-2 kann mittels mindestens zwei weiteren der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 durchgeführt werden. Bei der ersten redundanten Datenübertragungen und bei der zweiten redundanten Datenübertragungen bleiben ein oder mehrere der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 frei.
Gemäß verschiedener Aspekte kann die Auswahl der für die Datenübertragung zu verwendenden Kommunikationskanäle gemäß einem „intelligenten“ Entscheidungsprozess erfolgen, bei dem mehrere Parameter berücksichtigt werden, um eine geeignete Konfiguration der Kommunikationskanäle auszuwählen.
5 zeigt einen Netzwerk-Überwacher 500 in einer schematischen Ansicht, gemäß verschiedenen Aspekten. Der Netzwerk-Überwacher 500 kann eine Verarbeitungshardware 502 (z.B. einen Prozessor) und einen Speicher 504 aufweisen, der mit der Verarbeitungshardware 502 gekoppelt ist. Der Speicher 504 kann eingerichtet sein, um Anweisungen (z.B. Softwareanweisungen) zu speichern, die von der Verarbeitungshardware 502 ausgeführt werden. Die Anweisungen können die Verarbeitungshardware 502 veranlassen, ein Verfahren 510 zur Überwachung eines Kommunikationsnetzwerks durchzuführen, das unten noch detaillierter beschrieben wird. Aspekte, die in Bezug auf eine Konfiguration der Verarbeitungshardware 502 beschrieben sind, können auch für das Verfahren 510 gelten und umgekehrt.
Im Allgemeinen kann der Netzwerk-Überwacher 500 eine dedizierte Vorrichtung in einem Kommunikationsnetzwerk sein (z.B. im Kommunikationsnetzwerk 100). In einer anderen Konfiguration können die Funktionen des Netzwerk-Überwachers 500 jedoch von einer der an der Kommunikation beteiligten Vorrichtungen implementiert werden, z.B. von der ersten Vorrichtung 212 oder der zweiten Vorrichtung(en) 214. In einigen Aspekten können der Netzwerk-Überwacher 500 und der Netzwerk-Manager 200 in einer einzigen Vorrichtung kombiniert werden, die beide Funktionen durchführt (z.B. kann die Funktionalität der Verarbeitungshardware 502 von der Verarbeitungshardware 202 durchgeführt werden und umgekehrt).
Zur Veranschaulichung kann der Netzwerk-Überwacher 500 eingerichtet sein zum Überwachen eines Kommunikationsszenarios und zum Ermitteln, welche physikalischen Kommunikationskanäle für jede einzelne Kommunikationssitzung verwendet werden sollten. Die Verarbeitungshardware 502 kann im Allgemeinen so eingerichtet sein, dass sie für jede Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer der zweiten Vorrichtungen 214 anweist, welcher Kommunikationskanal oder welche Kommunikationskanäle 218 basierend auf dem Kommunikationsszenario verwendet werden sollten. Anschaulich können die Kanalkonfigurationsinformationen 514 dazu dienen, die Durchführung einer oder mehrerer Datenübertragungen zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen 214 anzuweisen.
Die Verarbeitungshardware 502 kann gemäß dem Verfahren 510 eingerichtet sein, zum Empfangen oder zum Ermitteln von Eingabedaten 512, die Kanalinformationen für jeden der Vielzahl aufgebauter physikalischer Kommunikationskanäle 218 repräsentieren. Die physikalischen Kommunikationskanäle 218 können zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen 214 aufgebaut werden, wie in Bezug auf 2 bis 4C beschrieben wurde. Die Verarbeitungshardware 502 kann ferner eingerichtet sein zum Generieren von Kanalkonfigurationsinformationen 514 basierend auf den Eingabedaten 512 (anschaulich, unter Verwendung der Eingabedaten 512). Die Kanalkonfigurationsinformationen 514 repräsentieren eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Übertragungen von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der einen oder den mehreren zweiten Vorrichtungen 214. Die Kanalkonfigurationsinformationen können hierin auch als Kanalnutzungsinformationen, Konfiguration zur Kanalnutzung, oder Kanalkonfigurationsdaten bezeichnet werden.
Die Kanalkonfiguration kann für jede Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und einer jeweiligen zweiten Vorrichtung 214 repräsentieren, welche der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 für die Übertragung von Daten verwendet werden (oder werden sollen). Gemäß dem „Low-Latency-Ansatz“ kann die Kanalkonfiguration für jede zweite Vorrichtung 214 mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal 218, der für die Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 verwendet wird, und mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal 218, der während der Datenübertragung freigehalten wird, repräsentieren.
Zur Veranschaulichung kann das Verfahren 510 ein Verfahren zum Überwachen eines Kommunikationsnetzwerks. Das Verfahren 510 kann aufweisen: Ermitteln oder Empfangen von Eingabedaten, die Kanalinformationen für jeden aus einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen repräsentieren, wobei die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen zwischen einer ersten Vorrichtung und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen aufgebaut sind; und Erzeugen von Kanalkonfigurationsinformationen basierend auf den Eingabedaten, die eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Datenübertragungen zwischen der ersten Vorrichtung und der ein oder den mehreren zweiten Vorrichtungen repräsentieren, wobei für jede zweite Vorrichtung die Kanalkonfiguration mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen, der für die Datenübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung verwendet wird, und mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen repräsentiert, der während der Datenübertragung freigehalten wird.
Die Eingabedaten 512 können jede Art von Information repräsentieren, um eine Entscheidung darüber zu treffen, welche Kanalkonfiguration in einem aktuellen Szenario geeignet ist. Im Allgemeinen können die Eingabedaten 512 Kanalinformationen aufweisen, die für jede der zweiten Vorrichtungen 214 eine Qualität von einem oder mehreren (z.B. von jedem) der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle 218 repräsentieren. Anschaulich können die Eingabedaten 512 für jede zweite Vorrichtung 214 eine Kanalqualität von jeder Kanalrealisierung zwischen der zweiten Vorrichtung 214 und der ersten Vorrichtung 212 aufweisen bzw. repräsentieren.
Referenzsignale können verwendet werden, um die Kanalinformationen, z.B. die Kanalqualität, der aufgebauten Kommunikationskanäle 218 zu ermitteln. In dieser Hinsicht kann die Verarbeitungshardware 510 eingerichtet sein, für jede zweite Vorrichtung 214, zum Steuern einer Übertragung von Referenzsignalen über jeden der jeweiligen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle. In einem beispielhaften Szenario kann die Verarbeitungshardware 510 eingerichtet sein, für eine (z.B. für jede) zweite Vorrichtung 214, zum Steuern der Übertragung eines ersten Referenzsignals mittels eines ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals 218, der Übertragung eines zweiten Referenzsignals mittels eines zweiten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals 218, usw. Ein Referenzsignal kann anschaulich ein Pilotsignal sein, das zur Ermittlung der Kanalqualität verwendet wird.
Zum Beispiel kann die Verarbeitungshardware 510 eingerichtet sein zum Durchführen der Übertragung der Referenzsignale. Alternativ kann die Verarbeitungshardware 510 eingerichtet sein zum Steuern (z.B. Anweisen) der ersten Vorrichtung, die Referenzsignale an die zweite(n) Vorrichtung(en) 214 zu übertragen.
Die Kanalinformationen können eine Empfangsqualität jedes Referenzsignals aufweisen. Anschaulich können die Kanalinformationen basieren auf einer Empfangsqualität der Referenzsignale ermittelt werden, z.B. bei den zweiten Vorrichtungen 214. In dieser Hinsicht kann die Verarbeitungshardware 510 eingerichtet sein zum Ermitteln der Empfangsqualität, oder zum Empfangen solcher Informationen von den zweiten Vorrichtungen 214. In einer bevorzugten Konfiguration kann die Verarbeitungshardware 502 eingerichtet sein zum Empfangen jeweiliger Kanalinformationen von jeder zweiten Vorrichtung 214, z.B. basierend auf einem entsprechenden Empfang von Referenzsignalen mittels der jeweiligen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle.
Unter Berücksichtigung des obigen Beispiels kann die Kanalinformation für eine zweite Vorrichtung 214 eine erste Kanalqualität eines ersten Kommunikationskanals basierend auf einem Empfang des ersten Referenzsignals, eine zweite Kanalqualität eines zweiten Kommunikationskanals basierend auf einem Empfang des zweiten Referenzsignals usw. aufweisen.
Zum Ermitteln der Kanalqualität können verschiedene Parameter verwendet werden, die z.B. anhand der Referenzsignale gemessen werden. Als Beispiele können die Eingabedaten 512 für jede zweite Vorrichtung 214 aufweisen: eine jeweilige Paketverlustrate mittels jedes der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle; ein jeweiliges Signal-Rausch-Verhältnis in jedem der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle; einen Signalpegel einer anderen Datenübertragung in jedem der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle; und dergleichen.
Die Kanalinformationen können auch Einflüsse von externen Quellen aufweisen, die die Kommunikation zwischen einer ersten Vorrichtung 212 und einer zweiten Vorrichtung 214 noch beeinträchtigen können, z.B. Störstrahlung im gleichen Frequenzbereich, der für die Kommunikation verwendet wird. Als Beispiel können die Kanalinformationen für mindestens eine bzw. für jede zweite Vorrichtung 214 einen Störungseinfluss von einer externen Quelle in jedem der jeweiligen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle aufweisen.
Zusätzlich oder alternativ können die Eingabedaten 512 Netzwerkinformationen aufweisen, die ein aktuelles Netzwerkszenario repräsentieren. Die Netzwerkinformationen können alle geeigneten Informationen aufweisen, die für das Generieren einer Kanalkonfiguration berücksichtigt werden können. Als Beispiele können die Netzwerkinformationen aufweisen: eine Anzahl von Netzwerkteilnehmern, eine Anzahl von weiteren Vorrichtungen, die keine Netzwerkteilnehmer sind, Kommunikationsanforderungen der Netzwerkteilnehmer (z.B. Datenrate, Latenz, Bandbreite usw.), eine erwartete Zunahme oder Abnahme der Anzahl von Netzwerkteilnehmern, eine geografische Verteilung der Netzwerkteilnehmer, Rauschinformationen und dergleichen.
Die Überwachung bzw. Ermittlung der Kanal- und/oder Netzwerksinformationen kann auf jede geeignete Weise durchgeführt werden. In einer beispielhaften Konfiguration kann jede Vorrichtung (z.B. die erste Vorrichtung 212 und/oder die zweiten Vorrichtungen 214) einen oder mehrere Sensoren aufweisen, um Erfassungsdaten über die Umgebung zu sammeln. Die Vorrichtungen 212, 214 können eingerichtet sein, um die Erfassungsdaten (als Teil der Eingabedaten 512) an den Netzwerk-Überwacher 500 zu senden. Die Erfassungsdaten können zum Beispiel den geografischen Standort einer Vorrichtung 212, 214, das Vorhandensein anderer Vorrichtungen, das Vorhandensein einer Geräuschquelle und Ähnliches repräsentieren.
Die Verarbeitungshardware 502 kann eingerichtet sein, um die Kanalkonfigurationsinformationen 514 unter Verwendung der Eingabedaten 512 mit einem beliebigen geeigneten Ansatz zu ermitteln. Als Beispiel kann die Verarbeitungshardware 502 so eingerichtet sein, dass sie ein maschinelles Lernmodell verwendet, um die Kanalkonfigurationsinformationen 514 basierend auf den Eingabedaten 512 zu ermitteln. Das maschinelle Lernmodell kann beispielsweise ein Modell mit überwachtem Lernen, ein Modell mit unüberwachtem Lernen, ein Modell mit bestärkendem Lernen, ein neuronales Netz und dergleichen aufweisen. Als weiteres Beispiel kann die Verarbeitungshardware 502 so eingerichtet sein, dass sie eine Nachschlagetabelle verwendet, um die Eingabedaten 512 einer entsprechenden (vorbestimmten) Kanalkonfiguration zuzuordnen. Als weiteres Beispiel kann die Verarbeitungshardware 502 so eingerichtet sein, dass sie einen Optimierungsalgorithmus ausführt, um auf der Grundlage der Eingabedaten 512 die Kanalkonfiguration zu finden, die die Latenz minimiert und/oder die Kanalqualität für jede zweite Vorrichtung 214 maximiert.
Die Verarbeitungshardware 502 kann eingerichtet sein zum Generieren der Kanalkonfigurationsinformationen zu Beginn einer Kommunikationssitzung und/oder während einer Kommunikationssitzung, um die Kanalkonfiguration anzupassen, falls sich die Qualität der Kommunikation verschlechtert hat. In einer beispielhaften Konfiguration kann die Verarbeitungshardware 502 eingerichtet sein, neue Kanalkonfigurationsinformationen 514 in regelmäßigen Zeitabständen und/oder in Übereinstimmung mit Trigger-Ereignissen zu generieren. Ein Trigger-Ereignis kann z.B. ein neuer Netzwerkteilnehmer sein, ein Netzwerkteilnehmer, der das Netzwerk verlässt, eine neue durchzuführende Aufgabe, das Auftreten einer neuen Geräuschquelle und dergleichen.
Zu Beginn einer Kommunikationssitzung kann die Kanalkonfiguration für jede zweite Vorrichtung 214 angeben, welcher Kommunikationskanal oder welche Kommunikationskanäle 218 für die Übertragung von Daten zu verwenden sind, und zwar auf der Grundlage von anfänglichen Eingabedaten 512, z.B. auf der Grundlage von anfänglichen Kanalinformationen. Zum Beispiel kann die Kanalkonfiguration angeben, welche Kommunikationskanäle 218 auf der Grundlage einer Kanalqualität der Kommunikationskanäle vor dem Beginn der Datenübertragung auszuwählen sind.
In diesem Szenario kann die Verarbeitungshardware 502 eingerichtet sein zum Empfangen oder Ermitteln der Eingabedaten, die Kanalinformationen für eine (z.B. jede) der zweiten Vorrichtungen 214 repräsentieren, vor dem Start einer Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214. Die Verarbeitungshardware 502 kann eingerichtet sein zum Generieren der Kanalkonfigurationsinformationen für die (z.B. für jede) zweite Vorrichtung 214 vor dem Start der Übertragung von Daten, um eine anfängliche Auswahl von mindestens einem Kommunikationskanal 218, der für die Datenübertragung verwendet wird, und mindestens einem Kommunikationskanal 218, der bei der Übertragung von Daten freigehalten wird, zu repräsentieren. Die anfängliche Auswahl kann anschaulich auf den anfänglichen Kanalqualitäten der Kommunikationskanäle 218 für die zweite Vorrichtung 214 basieren.
Während einer Datenübertragung können die Kanalkonfigurationsinformationen 514 für jede zweite Vorrichtung 214 repräsentieren, ob der Kommunikationskanal oder die Kommunikationskanäle 218, die derzeit für die Übertragung von Daten verwendet werden, durch einen oder mehrere freie Kommunikationskanäle 218 ersetzt werden sollten. Beispielsweise können die Eingabedaten 512 (anschaulich die Kanalinformationen) darauf hinweisen, dass sich die Qualität der Kommunikation mittels des/der aktuell verwendeten Kommunikationskanals/Kommunikationskanäle verschlechtert hat, z.B. eine Paketverlustrate über einen Schwellenwert gestiegen ist, ein Signal-Rausch-Verhältnis unter einen Schwellenwert gesunken ist und dergleichen. In diesem Szenario kann die Verarbeitungshardware 502 eingerichtet sein, um Kanalkonfigurationsinformationen 514 zu generieren, die eine Kanalkonfiguration mit einem Kanalwechsel aufweisen.
In diesem Szenario kann die Verarbeitungshardware 502 eingerichtet sein zum Empfangen oder Ermitteln der Eingabedaten 512, die Kanalinformationen für eine (z.B. jede) der zweiten Vorrichtungen 214 repräsentieren, während einer Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214. Die Verarbeitungshardware 502 kann eingerichtet sein zum Generieren der Kanalkonfigurationsinformationen für die (z.B. für jede) zweite Vorrichtung 214 während der Übertragung von Daten, um eine Auswahl von mindestens einem Kommunikationskanal 218, der für die Datenübertragung verwendet wird, und mindestens einem Kommunikationskanal 218, der bei der Übertragung von Daten freigehalten wird, zu aktualisieren. Die aktualisierte Auswahl kann anschaulich auf den Kanalqualitäten der Kommunikationskanäle 218 während der Datenübertragung basieren, sowohl die verwendeten Kommunikationskanäle 218 als auch die freien Kommunikationskanäle 218.
In einem beispielhaften Szenario kann die Datenübertragung wie in 2 anschaulich dargestellt ablaufen, wobei ein erster Kanal 218-1 für die Übertragung von Daten 216 verwendet wird und ein oder mehrere zweite Kanäle frei bleiben. Für den Fall, dass die Eingabedaten 512 eine erste Kanalqualität des ersten Kanals 218-1 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs (anschaulich, eines akzeptablen Qualitätsbereichs) repräsentieren, kann die Kanalkonfiguration die Anweisung repräsentieren, die Übertragung von Daten mittels des ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals zu unterbrechen und einen der ein oder mehreren zweiten Kommunikationskanäle für die Übertragung von Daten zu verwenden (z.B. den mit der größten Kanalqualität), um den ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal zu ersetzen.
Entsprechend kann die Kanalkonfiguration für den Fall, dass die Eingabedaten 512 eine Kanalqualität eines der ein oder mehreren zweiten Kanäle repräsentieren, die größer ist als die erste Kanalqualität des ersten Kanals 218-1, eine Anweisung darstellen zum Unterbrechen der Übertragung von Daten mittels des ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal, und zum Verwenden eines solchen zweiten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals für die Übertragung von Daten, um den ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal zu ersetzen.
Als weiteres Beispiel für den Fall, dass die Eingabedaten 512 eine erste Kanalqualität des ersten (verwendeten) Kommunikationskanals 218-1 innerhalb des vorbestimmten Bereichs repräsentieren, kann die Kanalkonfiguration eine Anweisung zum Weiterführen der Datenübertragung mittels des ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals repräsentieren. Eine ähnliche Anweisung kann für den Fall gegeben werden, dass die erste Kanalqualität größer ist als die Kanalqualitäten der freien (zweiten) Kommunikationskanäle.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann der Netzwerk-Überwacher 500 ferner eingerichtet sein zum Steuern (z.B. Anweisen) der einen oder mehreren Datenübertragungen zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen 214 unter Verwendung der generierten Kanalkonfigurationsinformationen (und der entsprechenden Kanalkonfiguration). Anschaulich kann der Netzwerk-Überwacher 500 ferner eingerichtet sein, um als Netzwerk-Manager zu arbeiten. In anderen Aspekten kann eine solche Funktion in einer speziellen Vorrichtung implementiert sein, wie in 6 gezeigt ist.
Die hierein beschriebene Strategie ermöglicht, die Latenz zu verringern, indem mehrere Kommunikationsschnittstelle (z.B. mehrere Modems) benutzt werden, um durch Kanalmessungen gezielt die geeignetste Kommunikationsschnittstelle (z.B. Funkschnittstelle) auszuwählen. In WLAN-Kontext ermöglicht diese Strategie somit eine kostengünstige, WLAN-kompatible Funkverbindung, welche durch die Messung und Auswahl der verfügbaren Funkkanäle eine optimale Ressourcenauswahl trifft.
Der Netzwerk-Überwacher 500 kann somit als eine (z.B. zusätzliche) Messeinheit verstanden werden, welche die vorhandenen Kanalrealisierungen zwischen den einzelnen Vorrichtungen (z.B. den einzelnen Modulen) durchgängig misst. Durch die Messungen wird sichergestellt, dass der jeweils optimale Kanal für einen bestimmten Nutzer für die Übertragung verwendet wird. Durch die durchgängige Kanalmessung kann eine gezielte Ressourcenallokation erfolgen, welche so im WLAN-Standard nicht möglich ist. Diese Strategie ermöglicht eine gezielte Auswahl mehrerer, kompletter Funkmodule auf Sende- und Empfangsseite. Anschaulich werden sowohl auf Seiten des Zugangsknoten als auch auf Seiten des Benutzers mehrere dedizierte Hardwaremodems verwendet. Durch Messung des Kanals kann für jede Übertragung eine Sende- und Empfangseinheit gewählt werden, welche die Latenz minimiert. Die Latenz und Fehlerrate der Funkübertragung kann um mehrere Größenordnungen gegenüber existierenden Lösungen reduziert werden.
6 zeigt einen Netzwerk-Manager 600 in einer schematischen Ansicht gemäß verschiedener Aspekte. Der Netzwerk-Manager 600 kann eine Verarbeitungshardware 602 (z.B. einen Prozessor) und einen Speicher 604 aufweisen, der mit der Verarbeitungshardware 602 gekoppelt ist. Der Speicher 604 kann eingerichtet sein, um Anweisungen (z.B. Softwareanweisungen) zu speichern, die von der Verarbeitungshardware 602 ausgeführt werden. Die Anweisungen können die Verarbeitungshardware 602 veranlassen, ein Verfahren 610 zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerks durchzuführen, z.B. ein Verfahren zur Verwaltung von Datenübertragungen.
Im Allgemeinen kann der Netzwerk-Manager 600 eine dedizierte Vorrichtung in einem Kommunikationsnetzwerk (z.B. im Kommunikationsnetzwerk 100) sein. Beispielsweise kann sich der Netzwerk-Manager 600 physisch im Kommunikationsnetzwerk befinden, z.B. im LAN, oder er kann sich an einem anderen Ort befinden (anschaulich in der „Cloud“) und kommunikativ mit den Netzwerkteilnehmern gekoppelt sein. In einer anderen Konfiguration können die Funktionen des Netzwerk-Managers 600 jedoch von einer der an der Kommunikation beteiligten Vorrichtungen implementiert werden, z.B. von der ersten Vorrichtung 212 oder der zweiten Vorrichtung(en) 214.
In einigen Aspekten können der Netzwerk-Manager 600, der Netzwerk-Manager 200 und der Netzwerk-Überwacher 500 in einer einzigen Vorrichtung kombiniert werden, welche die Funktionalitäten durchführt. Die Aspekte, die in Bezug auf den Netzwerk-Manager 200 und den Netzwerk-Überwacher 500 beschrieben werden, können in entsprechender Weise auch für den Netzwerk-Manager 600 gelten und umgekehrt.
Im Allgemeinen kann die Verarbeitungshardware 602 eingerichtet sein zum Empfangen von Kanalkonfigurationsinformationen 612, die eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Übertragungen von Daten 614 zwischen einer ersten Vorrichtung 212 und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen 214 repräsentieren. Zum Beispiel kann die Verarbeitungshardware 602 die Kanalkonfigurationsinformationen 612 von einem Netzwerk-Überwacher (z.B. dem Netzwerk-Überwacher 500) empfangen. In einer anderen Konfiguration kann die Verarbeitungshardware 602 eingerichtet sein zum Generieren der Kanalkonfigurationsinformationen 612 (z.B. basierend auf Eingabedaten), wie in Bezug auf 5 beschrieben wurde.
Für jede zweite Vorrichtung 214 kann die Kanalkonfiguration mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aus einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 aufweisen, der für die Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der zweiten Vorrichtung 214 verwendet wird. Die Kanalkonfiguration kann noch mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aufweisen, der bei der Datenübertragung freigehalten wird. Im Allgemeinen kann die Kanalkonfiguration für jede zweite Vorrichtung 214 einen oder mehrere (erste) aufgebaute physikalische Kommunikationskanäle aufweisen, die für die Datenübertragung verwendet werden, und einen oder mehrere weitere (zweite) aufgebaute physikalische Kommunikationskanäle, die als Hilfskanäle während der Datenübertragung verwendet werden.
Die Verarbeitungshardware 602 kann eingerichtet sein zum Steuern (z.B. Anweisen) der einen oder mehreren Übertragungen von Daten zwischen der ersten Vorrichtung 212 und der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen 214 gemäß der empfangenen (oder generierten) Kanalkonfigurationsinformationen. Anschaulich kann die Verarbeitungshardware 602 eingerichtet sein zum Generieren eines oder mehrerer Steuersignale und zum Liefern der einen oder mehreren Steuersignale an die erste Vorrichtung 212 und/oder die zweiten Vorrichtungen 214, um anzugeben, welcher Kommunikationskanal oder welche Kommunikationskanäle 218 für die Datenübertragung 614 zu verwenden sind.
Die Verarbeitungshardware 602 kann eingerichtet sein zum Empfangen (oder zum Generieren) der Kanalkonfigurationsinformationen 612 und zum Steuern der Datenübertragungen 614 vor dem Start einer Kommunikationssitzung und/oder während einer Kommunikationssitzung, z.B. um den/die für die Kommunikation verwendeten Kommunikationskanal/Kommunikationskanäle mit einem oder mehreren der Hilfskanäle zu ersetzen, wie in Bezug auf 5 beschrieben wurde.
Zur Veranschaulichung kann das Verfahren 610 ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzwerkes und kann aufweisen: Empfangen oder Erzeugen von Kanalkonfigurationsinformationen, die eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Übertragungen von Daten zwischen einer ersten Vorrichtung und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen repräsentieren, wobei die Kanalkonfiguration für jede zweite Vorrichtung mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aus einer Vielzahl von zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen, der für die Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung verwendet wird, und mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aus der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen repräsentiert, der bei der Übertragung von Daten freigehalten wird; und Steuern der einen oder mehreren Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung und der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen gemäß der empfangenen oder erzeugten Kanalkonfigurationsinformationen.
Gemäß verschiedenen Aspekten kann der Betrieb des Netzwerk-Managers 200, 600 und/oder des Netzwerk-Überwachers 500 auf der Anwendungsebene (auch Applikationsebene bezeichnet) durchgeführt werden. Auf Applikationsebene entscheidet der Netzwerk-Manager 200, 600 bzw. Netzwerk-Überwacher 500 (anschaulich gemäß Software-Anweisungen) welches der vorhandenen Module für die nächste Übertragung genutzt wird. Dadurch wird eine gesteuerte Ressourcenallokation ermöglicht, beispielsweise über mehrere WLAN-Frequenzbänder. Durch die entwickelte Software auf Applikationsebene ist es möglich, kostengünstige „Off-the-shelf“ Hardware für die Kommunikationsschnittstellen (z.B. für die Funkmodule) zu verwenden. Da die Latenzanforderungen auf einer einzigen Kommunikationsschnittstelle durch die Kanalauswahl erreicht werden können, ist die Lösung skalierbar. Durch die Verwendung von Standardkomponenten ist auch diese Lösung kostengünstig.
Gemäß verschiedener Aspekte kann ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt werden, wobei das Computerprogrammprodukt Befehle aufweist, die, wenn das Programm von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlassen, eines der hierin beschriebenen Verfahren (z.B. die Verfahren 210, 510, 610) durchzuführen.
Der hierin verwendete Begriff „Daten“ kann Informationen in jeder geeigneten analogen oder digitalen Form aufweisen, z.B. in Form einer Datei, eines Abschnitts einer Datei, eines Satzes von Dateien, eines Signals oder Stroms, eines Abschnitts eines Signals oder Stroms, eines Satzes von Signalen oder Strömen und dergleichen. Noch kann der Begriff „Daten“ auch verwendet werden, um einen Verweis auf Informationen, z.B. in Form eines Zeigers, zu bezeichnen. Der Begriff „Daten“ ist jedoch nicht auf die vorgenannten Beispiele beschränkt und kann verschiedene Formen annehmen und jede beliebige Information repräsentieren, wie sie in der Fachwelt verstanden wird.
Der Begriff „Speicher“, wie er hierin verwendet wird, kann als ein computerlesbares Medium (z.B. ein nichttransitorisches computerlesbares Medium) verstanden werden, in dem Daten oder Informationen zum Abruf gespeichert werden können. Die hierin enthaltenen Verweise auf „Speicher“ können daher so verstanden werden, dass sie sich auf flüchtige oder nichtflüchtige Speicher beziehen, einschließlich Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), Flash-Speicher, Solid-State-Speicher, Magnetband, Festplattenlaufwerk, optisches Laufwerk, und andere, oder eine beliebige Kombination davon. Register, Schieberegister, Prozessorregister, Datenpuffer usw. werden hierin ebenfalls unter dem Begriff Speicher gefasst. Der Begriff „Software“ bezieht sich auf alle Arten von ausführbaren Befehlen, einschließlich Firmware.
Die vorstehende Beschreibung wurde nur als Beispiel gegeben, und der Fachmann wird verstehen, dass Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom breiteren Umfang der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen dargelegt ist, abzuweichen. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind daher eher in anschaulichem Sinne als in einschränkendem Sinne zu verstehen.
Es ist verstanden, dass die Implementierungen der hierin detailliert beschriebenen Verfahren demonstrativen Charakter haben und sind daher als geeignet verstanden, in einer entsprechenden Vorrichtung implementiert werden zu können. Ebenso ist verstanden, dass Implementierungen von hierin detailliert beschriebenen Vorrichtungen als geeignet verstanden sind, als ein entsprechendes Verfahren implementiert werden zu können. Es versteht sich somit, dass eine Vorrichtung, die einem hierin detailliert beschriebenen Verfahren entspricht, eine oder mehrere Komponenten aufweisen kann, die eingerichtet sind zum Durchführen jedes Aspekts des zugehörigen Verfahrens.

Claims

Netzwerk-Manager (200) aufweisend: Verarbeitungshardware (202) eingerichtet zum: Steuern des Durchführens einer Übertragung von Daten (216) zwischen einer ersten Vorrichtung (212) und einer zweiten Vorrichtung (214) mittels eines ersten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanals (218-1) von einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218), wobei bei der Übertragung von Daten (216) ein zweiter aufgebauter physikalischer Kommunikationskanal (218-2) der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218) freigehalten wird.
Netzwerk-Manager (200) gemäß Anspruch 1, wobei die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle (218) aufgebauten physikalischen Drahtlos-Kommunikationskanäle (218) sind.
Netzwerk-Manager (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Durchführen der Übertragung von Daten (216) aufweist: Durchführen einer redundanten Übertragung von Daten (216) zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der zweiten Vorrichtung (214) mittels mindestens zwei der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle (218), wobei bei der redundanten Übertragung von Daten (216) ein oder mehrere weitere Kommunikationskanäle (218) der aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle (218) freigehalten werden.
Netzwerk-Manager (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Vorrichtung (212) ein Controller ist; wobei die zweite Vorrichtung (214) ein Aktor ist; und wobei die Daten (216) Anweisungen aufweisen, die mit einer Aufgabe assoziiert sind, die von der zweiten Vorrichtung (214) durchzuführen ist.
Netzwerk-Überwacher (500) aufweisend: Verarbeitungshardware (502) eingerichtet zum: Ermitteln oder Empfangen von Eingabedaten (512), die Kanalinformationen für jeden aus einer Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218) repräsentieren, wobei die aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218) zwischen einer ersten Vorrichtung (212) und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen (214) aufgebaut sind; und Erzeugen von Kanalkonfigurationsinformationen (514) basierend auf den Eingabedaten (512), wobei die Kanalkonfigurationsinformationen (514) eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Übertragungen von Daten zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der einen oder den mehreren zweiten Vorrichtungen (214) repräsentieren, wobei für jede zweite Vorrichtung (214) die Kanalkonfiguration mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal (218) der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218), der für die Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der zweiten Vorrichtung (214) verwendet wird, und mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal (218) der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218) repräsentiert, der bei der Übertragung von Daten freigehalten wird.
Netzwerk-Überwacher (500) gemäß Anspruch 5, wobei die Verarbeitungshardware (502) eingerichtet ist zum Empfangen von jeweiligen Kanalinformationen von jeder zweiten Vorrichtung (214) der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen (214).
Netzwerk-Überwacher (500) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Verarbeitungshardware (502) eingerichtet ist, für jede zweite Vorrichtung (214), zum Steuern einer Übertragung von Referenzsignalen über jeden der jeweiligen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanäle (218), und wobei die Kanalinformationen eine Qualität eines Empfangs jedes Referenzsignals aufweisen.
Netzwerk-Überwacher (500) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Verarbeitungshardware (502) eingerichtet ist, für mindestens eine zweite Vorrichtung (214), zum Empfangen oder Ermitteln der Eingabedaten (512), die Kanalinformationen für die mindestens eine zweite Vorrichtung (214) repräsentieren, bevor dem Start einer Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der mindestens einen zweiten Vorrichtung (214).
Netzwerk-Überwacher (500) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Verarbeitungshardware (502) eingerichtet ist, für mindestens eine zweite Vorrichtung (214), zum Empfangen oder Ermitteln der Eingabedaten (512), die Kanalinformationen für die mindestens eine zweite Vorrichtung (214) repräsentieren, während einer Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der mindestens einen zweiten Vorrichtung (214).
Netzwerk-Überwacher (500) gemäß Anspruch 9, wobei die Kanalkonfigurationsinformationen (514) eine Kanalkonfiguration für die mindestens eine zweite Vorrichtung (214) repräsentieren, welche einen Kanalwechsel von einem für die Übertragung von Daten zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der zweiten Vorrichtung (214) verwendeten aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal (218) zu einem anderen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal (218), der bei der Übertragung von Daten freigehalten wird, aufweist.
Netzwerk-Überwacher (500) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die Verarbeitungshardware (502) ferner eingerichtet ist zum Steuern der einen oder mehreren Übertragungen von Daten zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen (214) unter Verwendung der generierten Kanalkonfigurationsinformationen (512).
Netzwerk-Manager (600) aufweisend: Verarbeitungshardware (602) eingerichtet zum: Empfangen oder Erzeugen von Kanalkonfigurationsinformationen (612), die eine Kanalkonfiguration für eine oder mehrere Datenübertragungen (614) zwischen einer ersten Vorrichtung (212) und einer oder mehreren zweiten Vorrichtungen (214) repräsentieren, wobei die Kanalkonfiguration für jede zweite Vorrichtung (214) mindestens einen aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal aus einer Vielzahl von zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der zweiten Vorrichtung (214) aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218), der für die Datenübertragung (614) zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der zweiten Vorrichtung (214) verwendet wird, und mindestens einen weiteren aufgebauten physikalischen Kommunikationskanal (218) aus der Vielzahl von aufgebauten physikalischen Kommunikationskanälen (218) repräsentiert, der bei der Datenübertragung (614) freigehalten wird; und Steuern der einen oder mehreren Datenübertragungen (614) zwischen der ersten Vorrichtung (212) und der einen oder mehreren zweiten Vorrichtungen (214) gemäß der empfangenen oder erzeugten Kanalkonfigurationsinformationen (612).