EP4327487A1 - Apparatus and method for intrinsically analysing the connection quality in radio networks with network-coded cooperation - Google Patents

Apparatus and method for intrinsically analysing the connection quality in radio networks with network-coded cooperation

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Publication number
EP4327487A1
EP4327487A1 EP22717634.4A EP22717634A EP4327487A1 EP 4327487 A1 EP4327487 A1 EP 4327487A1 EP 22717634 A EP22717634 A EP 22717634A EP 4327487 A1 EP4327487 A1 EP 4327487A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
network
unit
network unit
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22717634.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Frotzscher
Hannes ELLINGER
Oliver Haala
Jürgen HUPP
Frank Burkhardt
Kirsten Schuh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP4327487A1 publication Critical patent/EP4327487A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10Flow control; Congestion control
    • H04L47/24Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
    • H04L47/2491Mapping quality of service [QoS] requirements between different networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/004Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
    • H04L1/0076Distributed coding, e.g. network coding, involving channel coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22Parsing or analysis of headers

Definitions

  • the application relates to a device and a method for the intrinsic analysis of the connection quality in radio networks with network-coded cooperation.
  • Radio systems particularly in industrial applications with fast response times or high security or availability specifications, in terms of packet loss rate, data rate or transmission latency in bidirectional transmission.
  • Examples in which data is to be transmitted via a radio system with a fast reaction time and high security are data from sensors or actuators in mobile scenarios or data from (motor) controls.
  • time-division multiplex methods Time Division Multiple Access TDMA
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • Measures to increase robustness are usually implemented in various ways, for example by adapting the modulation method used, or by adapting the channel coding to improve an individual connection (link), or by using a retransmission or ARQ/HARQ method a packet repetition within the cycle time, or through antenna diversity, to utilize several transmission paths with multipath propagation.
  • a further measure to increase robustness consists in relaying and in cooperative methods (Cooperative Communication CC), packets being forwarded by another radio node as forwarding intermediate nodes 211, 212, 219 (see FIG. 2). Path redundancy also results via these intermediate nodes 211 , 212 , 219 .
  • FIG. 2 shows an example of cooperative communication (Source: A tutorial on Network Coding).
  • Network-coded cooperation (Network Coded Cooperation) is also a measure to increase robustness.
  • the forwarded messages are combined with one another in the relay nodes using methods of network coding and the combined messages are transmitted (see FIG. 3).
  • 3 shows an example of network-coded cooperation (Network Coded Cooperation; Source: A tutorial on Network Coding) with network-coded symbols 321, 322, 323.
  • CC and in particular NCC offer great potential, since this increases the so-called diversity order (number of propagation paths) of the overall system. It is crucial which node should combine (encode) and forward which packets.
  • link analysis is also used synonymously below.
  • connection quality in the network is particularly important when the transmissions in the network have to be very reliable, i.e. only have an extremely low transmission error rate and at the same time the transmission latencies have to be very low.
  • the receiving radio nodes can analyze the connection quality to the sending radio nodes.
  • statistical analyzes are usually carried out on various technical parameters such as reception power, bit error rate (BER), packet error rate (PER), signal-to-noise ratio (SNR or SINR) and metrics from the channel impulse response.
  • the results of the statistical analyzes are usually post-processed using aggregation, compression, quantization or mapping to a metric.
  • the result is then event-driven or regularly transmitted to network management, either as a separate packet or as part of a packet to be transmitted.
  • WO 2014 159616 A2 shows a protocol for network coding in which so-called helper nodes use methods of random linear network coding to support data communication between different radio nodes.
  • the configuration of the network coding and the transmission time of the packets encoded with it by the auxiliary nodes is selected on the basis of information about the status of the link quality of the various links in the network. This means that the information about the connection states must be known to the network management.
  • W 02014 159616 A3 does not describe a method for measuring the connection quality in the network.
  • US Pat. No. 8,842,599 B2 uses relay nodes for data transmission in the downlink and uplink between a base station and end devices (user terminals).
  • the relay nodes analyze the communication traffic that they forward between the base station and the end devices, use this to calculate information about the connection quality and forward this information to the base station.
  • the base station processes this information and on this basis selects a relay node per group of end devices in order to apply network coding methods to the data traffic to and from this group of end devices.
  • US 2014 0222996 A1 shows the use of distributed monitoring in a network.
  • Various performance parameters and metrics are collected at multiple points in the network, reflecting the current state of the connections or message flow in the network.
  • the monitoring units transmit their analysis results to the network management.
  • These performance parameters or metrics are analyzed with regard to their relevance in the current network status.
  • the network management is informed about which performance parameters and metrics are currently relevant and in turn informs all monitoring units distributed in the network to only analyze the selected performance parameters.
  • the goal is to reduce the data traffic of the monitoring units for network management by selecting the performance parameters to be analyzed.
  • US 2014 0036696 A1 describes how the mobile terminals in a network carry out a link analysis of their connections and forward the analysis results to a network controller. Based on this information, the Network Controller a recommendation to the terminals as to whether they should use the cellular mobile radio network or the access point of an existing WLAN network.
  • a device for determining a transmission quality in a communication network is provided.
  • a first network unit of the communication network is set up to carry out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data.
  • a second network unit of the communication network is set up to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet.
  • the device includes a receiving unit that is designed to receive the second data transmission.
  • the device includes an evaluation unit which is designed to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit evaluating the second data packet.
  • a method for determining a transmission quality in a communication network carries out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data.
  • a second network unit of the communication network carries out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet.
  • the device includes a receiving unit that receives the second data transmission.
  • the device includes an evaluation unit which determines a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit evaluating the second data packet.
  • a certain radio node eg the base station
  • a certain radio node has knowledge of the transmission quality of Can get connections in which he is not directly involved, ie is neither sending node nor receiving node, as well as connections in which he is directly involved. He obtains this knowledge solely from the analysis of the user data of received radio packets.
  • no additional radio packets have to be transmitted, nor does any part of the payload in the packets have to be sacrificed to transmit link quality information. No additional network traffic is therefore required for the transmission of the connection metrics.
  • Particular embodiments of the invention can be found in the dependent claims.
  • FIG. 1 shows a device according to an embodiment in a communication network, which also includes a first network unit, a second network unit and possibly a further, third network unit.
  • FIG. 2 shows an example of cooperative communication.
  • Figure 3 shows an example of network coded cooperation.
  • 4 shows an example of a fully meshed radio network in which the base station has a connection to all radio nodes and the radio nodes are also connected to one another.
  • 5 shows an exemplary calculation of an encoded packet based on two source packets.
  • Figure 6 shows an example of a full header encoded packet.
  • 7 shows an exemplary superframe structure with network-coded cooperation.
  • Figure 8 shows a topology of a network with one base station and three
  • FIG 9 shows an example of a possible superframe structure with network-coded cooperation, the network having a base station and three radio nodes.
  • FIG. 1 shows a device 100 according to an embodiment in a communication network, which also includes a first network unit 151 , a second network unit 152 and possibly a further, third network unit 153 .
  • the device 100 is a device 100 for determining a transmission quality in a communication network.
  • a first network unit 151 of the communication network is set up to carry out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit 151 is transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data.
  • a second network unit 152 of the communication network is set up to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit 152 is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet.
  • the device 100 includes a receiving unit 110 which is designed to receive the second data transmission.
  • the device 100 includes an evaluation unit 120 which is designed to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit 120 evaluating the second data packet.
  • the evaluation unit 120 can be designed, for example, to determine whether the first data transmission from the first network unit 151 to the second network unit 152 was successful by the evaluation unit 120 evaluating a header of the second data packet. In one embodiment, the evaluation unit 120 can be designed, for example, to evaluate the header of the second data packet to determine whether the header of the second data packet includes coding information for decoding the first data of the second data packet.
  • the evaluation unit 120 can be configured, for example, to evaluate the header of the second data packet to determine whether the header of the second data packet includes a coding coefficient that the second network unit 151 used to code the first data in the second data packet.
  • the receiving unit 110 may be configured to receive the first data transmission and the second data transmission.
  • the evaluation unit 120 can be designed, for example, to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit 120 evaluating the first data packet and the second data packet.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine the first data from the first data packet as the first determined data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to use the first determined data to determine whether the second data packet was formed using the first data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the second network unit 152 was successful if the second data packet was formed using the first data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the second network unit 152 was unsuccessful if the second data packet was not formed using the first data.
  • a third network unit 153 of the communication network can be set up, for example, to carry out a third data transmission by transmitting third data to be sent by the third network unit 153 in such a way that the third data is combined with the first data and the second data in a third data packet are combined.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine the first data from the first data packet as the first determined data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine the second data from the second data packet as the second determined data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, using the first determined data and using the second determined data to determine whether the third data packet was formed using the first data and using the second data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the third network unit 153 was successful and that the second data transmission from the second network unit 152 to the third network unit 153 was successful is when the third data packet was formed using the first data and using the second data.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the third network unit 153 and/or the second data transmission from the second network unit 152 to the third network unit 153 was unsuccessful. if the third data packet was not formed using both the first data and the second data.
  • the device 100 can include a transmission unit, for example, which can be set up, for example, to carry out a first further data transmission by the transmission unit to be sent first further data being transmitted in such a way that the first further data is connected to the first data and to the second Data are combined in a first further data packet.
  • the first network unit 151 or the second network unit 152 or a further network unit 153 of the communication network can be set up, for example, to carry out a second further data transmission in that the second further data to be sent is transmitted in such a way that the second further data is combined with the first further data in a second further data packet are combined.
  • the receiving unit 110 of the device 100 can be designed, for example, to receive the second further data transmission.
  • the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to use the first additional data to determine whether the second additional data packet was formed using the first additional data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first further data transmission from the device 100 to the first network unit 151 or to the second network unit 152 or to the further network unit 153 was successful if the second further Data packet was formed using the first additional data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first further data transmission from the device 100 to the first network unit 151 or to the second network unit 152 or to the further network unit 153 was unsuccessful if the second further Data packet was not formed using the first additional data. In one embodiment, the device 100 can be set up, for example, to each pair of a sending network unit and a receiving network unit from a group of network units of the communication network that is the first network unit
  • the second network unit 152 to keep a link statistic, which notes every successful data transmission from the sending network unit to the receiving network unit determined by the device 100 as a successful data transmission and/or each unsuccessful data transmission determined by the device 100 Data transmission from the sending network entity to the receiving network entity marked as an unsuccessful data transmission.
  • the second network entity 152 can be configured, for example, to determine information about a data transmission quality from the first network entity 151 to the second network entity 152 .
  • the second network unit 152 can be configured, for example, to transmit the information about the data transmission quality from the first network unit 151 to the second network unit 152 to the device 100 in that the second network unit 152 selects an encoding rule from a group of two or more encoding rules and the first data and/or second data and/or a combination of the first data and the second data in the second data packet is coded as a function of the coding rule and is provided with a check code.
  • the device 100 can be configured, for example, to determine the information about the data transmission quality from the first network unit 151 to the second network unit 152 by the device 100 using the check code contained in the second data packet, the coding rule of the two or more coding rules determines which has been selected by the second network entity 152. .
  • it can be the coding rules that make up the second network unit
  • the 152 selects whether the data to be sent is Big Endian coded or Little Endian coded.
  • the check code can be a CRC code, for example, or another error-detecting check code, or an error-correcting check code.
  • the device can use the transmitted check code, for example, to determine whether the calculated check code and the transmitted check code match during decoding based on little endian or based on big endian, i.e. whether the data coded in the second data packet is little endian coded or are big-endian encoded.
  • the second network unit 152 can be set up, for example, to carry out the second data transmission by transmitting the second data to be sent by the second network unit 152 in such a way that the second data are combined with the first data as the second data packet by superposition.
  • the second network unit 152 can be set up, for example, to carry out the second data transmission by transmitting the second data to be sent by the second network unit 152 in such a way that the second data is XORed with the first data in the second data packet, or that the second data is combined with the first data by a weighted addition, or that the second data is combined with the first data by a superposition in a Galois field.
  • the second network unit 152 can be set up, for example, the first data, which are combined (e.g. multiplied) with a first coding coefficient, with the second data, which are combined (e.g. multiplied) with a second coding coefficient, in to combine with the second data packet.
  • the second network entity 152 may be configured to XOR the first data multiplied by a first coding coefficient with the second data multiplied by a second coding coefficient in the second data packet (an XOR operation is a superposition in the Galois field F2 ).
  • the communication network can be, for example, a wireless communication network
  • the first network unit 151 can be, for example, a first wireless network unit
  • the second network unit 152 can be, for example, a second wireless network unit
  • the receiving unit 110 of the device 100 can be, for example, a receiving unit 110 for receiving wireless data transmissions.
  • a base station is provided, wherein the base station may include the device 100 described above.
  • the communication network comprises a first network unit 151, a second network unit 152 and the device 100 described above for determining a transmission quality in a communication network.
  • the first network unit 151 can be set up, for example, to carry out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit 151 are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data.
  • the second network unit 152 can be set up, for example, to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit 152 are transmitted in such a way that the second data are combined with the first data in a second data packet.
  • the device 100 can include a receiving unit 110, for example, which can be designed, for example, to receive the second data transmission.
  • the device 100 can include, for example, an evaluation unit 120, which can be designed, for example, to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit 120 evaluating the second data packet.
  • the communication network can be a wireless communication network, for example.
  • the first network entity 151 may be a first wireless network entity, for example.
  • the second network entity 152 may be a second wireless network entity.
  • the receiving unit 110 of the device 100 can be, for example, a receiving unit 110 for receiving wireless data transmissions.
  • a network basically comprises a central base station (BS) and several radio nodes (Radio Node, Nx ).
  • the base station or higher-level entities are responsible for the management of the network, in particular the coordination of channel access and resource management.
  • the network serves to transmit information between spatially distributed devices.
  • a packet transmission from the BS to a radio node Nx is referred to as a downlink (DL) transmission, while a transmission from a radio node Nx to the BS is called an uplink (UL) transmission.
  • a radio node from which useful data is to be transmitted is referred to as a source node (SN).
  • the radio node to which a packet is transmitted is called the Destination Node (DN).
  • 4 shows an example of a fully meshed radio network in which the base station 400 has a connection (uplink or downlink) to all radio nodes 451, 452 and the radio nodes 451, 452 are also connected to one another (side links).
  • a radio system is considered in which channel access is controlled by central resource management.
  • Resource management is part of network management and is usually contained in the base station or in a higher-level system. Resource management decisions are distributed to the radio nodes via special messages.
  • the modulation method used on the bit transmission layer allows resources to be divided into time (Time Division Multiple Access, TDMA) or a combination of time and frequency division, as is the case, for example, in OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) or Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) is implemented.
  • the resources can be assigned to the individual transmissions in a time-frequency grid.
  • resource management works on the basis of time slots or time-frequency blocks. These units are hereinafter referred to synonymously as resources or resource blocks. Time-frequency blocks that follow one another in time can also be viewed as time slots.
  • the radio system under consideration performs isochronous cyclic communication, which is divided into frames of equal size (superframes). Real-time-critical application process data is transmitted in each superframe (IRT transmission).
  • NCC Network Coded Cooperation
  • NCC describes a concept in which data packets are encoded before being forwarded by a router and sent as a superposition.
  • Several data packets (number n) are each weighted with coefficients (so-called coding coefficients) and added.
  • coefficients so-called coding coefficients
  • algebra is used in finite fields and multiplication/addition in Galois fields with a size/symbol length of g bits is used.
  • FIG. 5 shows an exemplary calculation of an encoded packet based on two source packets.
  • coding coefficients are usually combined into a so-called coding vector.
  • the amount of data g of a coding coefficient in bits depends on the size/dimension of the Galois field used. For Galois fields with characteristic 2, this results in 2 9 coding coefficients.
  • node ID/NID node identity
  • each radio node has a unique NID.
  • Figure 6 shows an example of a full header encoded packet.
  • FIG. 7 shows an exemplary network coded cooperation (NCC) superframe structure for a network as shown in FIG. 4 (the sending node is marked in green, the receiving nodes are marked with Rx).
  • the superframe consists of 7 slots.
  • the messages "A” and “B” designate the user data that the base station would like to transmit to N1 or N2.
  • the messages "a” and “b” designate the user data that N1 or N2 must transmit to the base station.
  • the BS sends out the message "A”.
  • the radio nodes Ni and N 2 try to receive the packet (receive, Rx).
  • slot 2 the BS sends out the message "A” + “B” combined via NCC.
  • the subsequent slots are used as shown in FIG.
  • the superframe structure is repeated regularly and can also contain additional slots.
  • Exemplary embodiments are based on the fact that the radio nodes can only draw conclusions about the status or the transmission reliability of the various connections in the network by analyzing the packets received. This applies both to connections in which the respective radio node is actively involved (i.e. it is a transmitting or receiving node) and to connections in which it is not actively involved.
  • the method is described below using the example of evaluating the packets received from the base station. However, this does not represent a restriction.
  • the method of evaluating the received packets can also be applied to any other node in the network.
  • the base station obtains information about the transmission reliability on the side link Ni -> N2 and vice versa, without being directly involved in it or having to receive these side link packets. It should also be emphasized that the base station Receives information about the side links without the affected nodes Ni and N having to transmit 2 additional monitoring packets or monitoring information to the base station.
  • the received packets and their content can be evaluated slot by slot during the course of the superframe or, alternatively, can also be evaluated at the end of a superframe.
  • the method presented can be used for any network coding matrices, in particular for larger degrees of cooperation in which more than two messages are transmitted in an NCC-encoded packet.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • RSSI received power
  • this information can either be used directly or variables derived from it.
  • the selection of the parameters used and their processing must be communicated to everyone, for example through a fixed configuration or a transfer at runtime.
  • Exemplary processing steps may be, for example, combining multiple parameters into one metric, and/or quantization, and/or thresholding, and/or equalization, and/or compression, and/or a combination thereof.
  • the link parameters or variables derived from them must be transmitted over the air in order to make them usable for network management.
  • the size of the transmittable user data would have to be reduced (by transmitting additional packets or by allocating bit fields in packets to be transmitted).
  • the following solution methods are proposed in the present invention:
  • embodiments may implement modification of the coding coefficients.
  • the coding coefficients are changed when a parameter exceeds or falls below a corresponding threshold value.
  • a selection can be made from a predefined set of coding coefficients in order to represent a certain value range of a parameter.
  • the bit error rate exponent can be used directly as a coding coefficient.
  • embodiments may implement packet structure manipulation.
  • the link analysis results can be transmitted in compressed or quantized form by specifically manipulating the NCC message or parts to be sent.
  • Such manipulation means that the recipient, without knowledge of the manipulation, cannot correctly decode the message.
  • Such a decoding error is detected in the receiver by a commonly used error detection code such as CRC-8, but cannot be corrected.
  • CRC-8 error detection code
  • the recipient can try out all conceivable manipulations and withdraw them until the message can be successfully decoded and the error detection code has been checked successfully.
  • This method is limited by the error-detecting property of the code used. With each additional modification, the probability that an invalid packet will be recognized as valid increases.
  • Exemplary modifications include, but are not limited to, changing the order of bytes or bits, and/or rotating all or part of the packet by a specified number of bits; and/or a superposition of the packet with a short data word or individual bits using XOR, and/or an inversion of the packet, individual parts of it or individual bits at specific locations.
  • This modification can be applied to the entire transmission packet or, when using NCC, only to a partial packet.
  • the method can be applied to the superframe structure shown in FIG.
  • Ni receives the packet superposition "A"+”b” and measures the signal-to-noise ratio. If it is below a predetermined threshold value, Ni transmits the packet superposition "b"+”a” in slot 5 in big endian notation. Is that Signal-to-noise ratio below the threshold value, Ni transmits the packet superposition "b"+”a” in slot 5 in little endian notation.
  • the receivers interpret the received packet superposition "b"+”a" as both big endian and little endian and decode the packets. In one case the decoding fails, in the other it succeeds. Depending on which decoding was successful, the recipient learns whether the transmission in slot 5 had an SNR above or below the previously defined threshold.
  • the packet error rate is derived from information obtained from the received packets by exploiting network coding.
  • the quality parameter information is transmitted by modifying the NCC coding or by manipulating the structure of the NCC packets.
  • FIG. 8 a topology of a network with a base station 400 and three radio nodes 451, 452, 453 is shown.
  • FIG. 9 shows an example of a possible superframe structure with network-coded cooperation, the network having a base station and three radio nodes.
  • a database is used to temporarily store the data from the link analysis.
  • Each entry in the database contains the superframe number, the sending node ID, the receiving node ID and the status of packet reception (0 - successful or 1 - transmission error).
  • These values can be summarized as a data tuple ⁇ superframe number, sending node ID, receiving node ID, status of packet reception ⁇ .
  • the successful packet transmission in superframe 12 on the link from node Ni to node N2 is described by the data tuple ⁇ 12,Ni,N2,0 ⁇ .
  • ⁇ A, B ⁇ QP i Ny describes that the packet sent out by radio node N y in slot i contains the messages "A" and "B", encoded via NCC.
  • the base station After the superframe has expired, the base station starts evaluating the received packets and their content. By evaluating the packets received in slots 6 - 11, the base station can deduce the packet error rate on the various connections. This is described below for the superframe k, the structure of which is shown in FIG.
  • the mean packet error rate of a link at a given point in time can be calculated. This step can be carried out for all connections listed in the database, resulting in a general overview of the connection quality in the network. This information can be made available to network management, among other things, or used in some other way.
  • a second detailed embodiment is provided below.
  • the SNR of the side links should be collected, quantized, transmitted to the base station and incorporated into the link analysis there.
  • a database is to be used for intermediate storage of the link analysis data.
  • each entry in the database contains the superframe number, the sending node ID, the receiving node ID and the status of packet reception (0 - successful or 1 - transmission error).
  • the signal-to-noise ratio quantized with a two-bit resolution is also saved. The following correlation between the quantized value and the signal-to-noise ratio is used:
  • the radio node N 2 is considered as an example of the communication sequence. In slots 0, 1, 2 and 3 it receives packets from the base station. This is not yet a side link. In slot 4, however, the radio node Ni transmits. The radio node N 2 receives the transmitted message and measures the signal-to-noise ratio SNR. The measured SNR is quantized in radio node N 2 and stored as SNR q . The radio node N 2 has a transmission slot in slot 5 and is to transmit the superposition "2A"+"C"+"b". In order to encode the quantized SNR into the packet to be sent, the radio node rotates the partial packet "b" by 0, 1, 2 or 3 bits to the right, depending on the value of SNR q . The transmitted superposition is therefore "2A"+"C"+rot("b", SNR q ).
  • the base station and radio nodes Ni and N 3 receive the rotated message.
  • the decoding method in the base station will now be described as an example. However, this does not constitute a restriction.
  • the nodes Ni and N 3 can in turn also carry out the decoding method described below.
  • the base station receives the transmitted packet superposition "2A”+”C”+rot("b", SNR q ) and tries to decode it.
  • the partial messages "A” and “C” are known because they were sent by the base itself.
  • the partial message rot("b", SNR q ) can be extracted by subtraction.
  • This rotated partial message is now rotated in parallel by 0, 1, 2 and 3 bits to the left in the base and each of these rotations is checked for integrity.
  • the CRC-16 error protection code is used for this. The check will only be successful if the message was rotated to the left by SNR q during decoding. In this way, the base station learns the quantized signal-to-noise ratio of the side link between the nodes Ni and N 2 and can store it in the link analysis database.
  • An advantage of embodiments is network analysis without signaling overhead. Thanks to the concepts provided, the network management receives up-to-date information about the status of the connections in the network at any time and without delay, without requiring additional transmission resources (bit fields in packets to be transmitted or additional packets). This means that there are no restrictions on the amount of user data that can be transmitted and/or the required transmission time does not have to be extended.
  • Another advantage lies in the increase in reliability: Since the network management always knows the current status of the connections in the network, it can use this knowledge to optimally adapt the coding specification of the network coding used and/or the resource allocation to the individual connections to the current status of the connections use in the network. As a result, the transmission reliability on the connections can be significantly increased.
  • Another advantage is the more efficient use of radio transmission resources: Since the network management knows the current status of the connections in the network at all times, it can use this knowledge to optimize resource scheduling, ie each connection is only assigned as many resources as are actually required will.
  • Another advantage is a reduction in transmission latencies: Since the transmission resources can be optimally adapted to the state of the current connection, the need for packet repetitions is reduced and the end-to-end transmission latency is reduced.
  • Another advantage is the suitability for radio systems with very high real-time and reliability requirements: Due to the technical properties described above and the resulting advantages, the method presented is particularly suitable for radio systems with very high requirements in terms of their real-time capability (i.e. extremely short, guaranteed transmission latencies) and reliability (i.e. extremely low transmission error probability).
  • a structure of the transmitted radio packets has only a packet header and user data, which are encoded using Network Coded Cooperation.
  • the radio packets do not contain any separate bit fields for transmitting the connection quality.
  • a network manager can still have information about side links in the network in which the base station (or the relevant radio node to which the network manager is connected) is not actively involved. This information is used, for example, to define/adapt the coding matrix or to issue it to users (visualization) or to other technical systems (e.g. a higher-level management or the management of a neighboring communication system).
  • the structure of the packets with NCC-encoded user data is modified depending on the connection quality between the radio nodes.
  • a technical field of application of the presented invention is a radio system that has to meet very high requirements in terms of its high transmission reliability and that uses cooperation methods such as from the field of cooperative relaying or network coded cooperation for this purpose.
  • some aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step.
  • aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the essential process steps can be performed by such an apparatus.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware, or in software, or at least partially in hardware, or at least partially in software.
  • Implementation can be performed using a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a BluRay disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or other magnetic or optical Memory are carried out on which electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system in such a way or interaction that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
  • some embodiments according to the invention comprise a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
  • Computer program product to be implemented with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.
  • the program code can also be stored on a machine-readable carrier, for example.
  • Other exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier.
  • an exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a computer program that has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is recorded.
  • the data carrier or digital storage medium or computer-readable medium is typically tangible and/or non-transitory.
  • a further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents the computer program for carrying out one of the methods described herein.
  • the data stream or sequence of signals may be configured to be transferred over a data communication link, such as the Internet.
  • Another embodiment includes a processing device, such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • a processing device such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
  • Another embodiment includes a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.
  • a further exemplary embodiment according to the invention comprises a device or a system which is designed to transmit a computer program for carrying out at least one of the methods described herein to a recipient.
  • the transmission can take place electronically or optically, for example.
  • the recipient may be a computer, mobile device, storage device, or similar device.
  • the device or the system can, for example, comprise a file server for transmission of the computer program to the recipient.
  • a programmable logic device e.g., a field programmable gate array, an FPGA
  • a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein.
  • the methods are performed on the part of any hardware device. This can be hardware that can be used universally, such as a computer processor (CPU), or hardware that is specific to the method, such as an ASIC.

Abstract

An apparatus (100) for determining a transmission quality in a communication network is provided. A first network unit (151) of the communication network is configured to carry out a first data transmission by transmitting first data to be sent by the first network unit (151) in such a manner that a first data packet depends on the first data. A second network unit (152) of the communication network is configured to carry out a second data transmission by transmitting second data to be sent by the second network unit (152) in such a manner that the second data are combined with the first data in a second data packet. The apparatus (100) comprises a receiving unit (110) which is designed to receive the second data transmission. The apparatus (100) also comprises an evaluation unit (120) which is designed to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by virtue of the evaluation unit (120) evaluating the second data packet.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur intrinsischen Analyse der Verbindungsqualität in Funknetzwerken mit Netzwerk-Codierter Kooperation Device and method for the intrinsic analysis of the connection quality in radio networks with network-coded cooperation
Beschreibung description
Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur intrinsischen Analyse der Verbindungsqualität in Funknetzwerken mit Netzwerk-codierter Kooperation. The application relates to a device and a method for the intrinsic analysis of the connection quality in radio networks with network-coded cooperation.
An Funksysteme, insbesondere in industriellen Anwendungen mit schnellen Reaktionszeiten oder hohen Sicherheits- bzw. Verfügbarkeitsvorgaben werden hohe Anforderungen hinsichtlich Paketverlustrate, Datenrate oder Übertragungslatenz bei der bidirektionalen Übertragung gestellt. Beispiele, bei denen mit schneller Reaktionszeit und hoher Sicherheit Daten über ein Funksystem übertragen werden sollen, sind etwa Daten von Sensoren oder Aktoren in beweglichen Szenarien oder etwa Daten von (Motor-) Steuerungen. High demands are placed on radio systems, particularly in industrial applications with fast response times or high security or availability specifications, in terms of packet loss rate, data rate or transmission latency in bidirectional transmission. Examples in which data is to be transmitted via a radio system with a fast reaction time and high security are data from sensors or actuators in mobile scenarios or data from (motor) controls.
Um ein deterministisches Zeitverhalten bei der Funkübertragung zu realisieren, werden üblicherweise Scheduling-Verfahren oder Zeitmultiplex-Verfahren (Time Division Multiple Access TDMA) eingesetzt. Im Falle einer fehlerfreien Übertragung führt dies zu einer deterministischen Übertragungslatenz bzw. Zykluszeit des Funksystems. Bei einer Störung der Übertragung müssen Maßnahmen ergriffen werden. Diese Maßnahmen dürfen die Zeitanforderungen für die Übertragung allerdings nicht verletzen, da äußere Steuerungssysteme ansonsten auf die Übertragungsstörung reagieren, beispielsweise mit einem Notbetrieb oder einer Abschaltung der Maschine. In order to implement a deterministic timing behavior in radio transmission, scheduling methods or time-division multiplex methods (Time Division Multiple Access TDMA) are usually used. In the case of error-free transmission, this leads to a deterministic transmission latency or cycle time of the radio system. If the transmission is disrupted, action must be taken. However, these measures must not violate the time requirements for the transmission, since external control systems would otherwise react to the transmission disruption, for example with an emergency operation or a shutdown of the machine.
Die Maßnahmen zur Steigerung der Robustheit erfolgen üblicherweise auf verschiedenen Wegen, beispielsweise durch eine Anpassung des eingesetzten Modulationsverfahrens, oder durch eine Anpassung der Kanalcodierung zur Verbesserung einer einzelnen Verbindung (engl. Link), oder durch ein Retransmissions- oder ARQ-/HARQ-Verfahren mit einer Paketwiederholung innerhalb der Zykluszeit, oder durch Antennendiversität, zur Ausnutzung mehrerer Übertragungspfade bei Mehrwegeausbreitung. Measures to increase robustness are usually implemented in various ways, for example by adapting the modulation method used, or by adapting the channel coding to improve an individual connection (link), or by using a retransmission or ARQ/HARQ method a packet repetition within the cycle time, or through antenna diversity, to utilize several transmission paths with multipath propagation.
Eine weitere Maßnahme zur Steigerung der Robustheit besteht im Relaying und in kooperativen Verfahren (Cooperative Communication CC), wobei eine Weiterleitung von Paketen durch einen andere Funkknoten als weiterleitende Zwischenknoten 211, 212, 219 erfolgt (siehe Fig. 2). Über diese Zwischenknoten 211 , 212, 219 ergibt sich ebenfalls Pfadredundanz. Diesbezüglich zeigt Fig. 2 ein Beispiel für kooperative Kommunikation (Cooperative Communication; Quelle: A Tutorial on Network Coding). Netzwerk-codierte Kooperation (Network Coded Cooperation) stellt ebenfalls eine Maßnahme zur Steigerung der Robustheit dar. Dabei werden die weitergeleiteten Nachrichten in den Relay Knoten durch Methoden des Network Coding miteinander kombiniert und die kombinierten Nachrichten übertragen (siehe Fig. 3). So zeigt Fig. 3 ein Beispiel für Netzwerk-codierte Kooperation (Network Coded Cooperation; Quelle: A Tutorial on Network Coding) mit Netzwerk-codierten Symbolen 321, 322, 323. A further measure to increase robustness consists in relaying and in cooperative methods (Cooperative Communication CC), packets being forwarded by another radio node as forwarding intermediate nodes 211, 212, 219 (see FIG. 2). Path redundancy also results via these intermediate nodes 211 , 212 , 219 . In this regard, FIG. 2 shows an example of cooperative communication (Source: A Tutorial on Network Coding). Network-coded cooperation (Network Coded Cooperation) is also a measure to increase robustness. The forwarded messages are combined with one another in the relay nodes using methods of network coding and the combined messages are transmitted (see FIG. 3). 3 shows an example of network-coded cooperation (Network Coded Cooperation; Source: A Tutorial on Network Coding) with network-coded symbols 321, 322, 323.
Wenn über Kanalcodierung die Möglichkeiten auf einem Link ausgeschöpft sind, bieten CC und insbesondere NCC großes Potenzial, da dadurch die so genannte Diversity Order (Anzahl der Ausbreitungspfade) des Gesamtsystems vergrößert wird. Dabei ist entscheidend, welcher Knoten welche Pakete kombinieren (encodieren) und weiterschicken soll. If the options on a link have been exhausted via channel coding, CC and in particular NCC offer great potential, since this increases the so-called diversity order (number of propagation paths) of the overall system. It is crucial which node should combine (encode) and forward which packets.
Dies kann entweder pseudo-zufällig (Random Linear Coding) oder deterministisch festgelegt werden. In beiden Fällen ist es vorteilhaft den Zustand der Verbindungen (engl. Link quality) zwischen den Knoten zu kennen, um die Codierung an den Netzwerkzustand anzupassen. Hierfür muss eine Analyse der Verbindungsqualität (engl. Link analysis) durchgeführt werden. Nachfolgend wird synonym auch der Begriff Linkanalyse verwendet. This can be specified either pseudo-randomly (Random Linear Coding) or deterministically. In both cases, it is advantageous to know the status of the connections (link quality) between the nodes in order to adapt the coding to the network status. For this purpose, an analysis of the connection quality (link analysis) must be carried out. The term link analysis is also used synonymously below.
Die Kenntnis über die Verbindungsqualität im Netzwerk ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Übertragungen im Netzwerk sehr zuverlässig sein müssen, d.h. nur eine äußerst geringe Übertragungsfehlerrate aufweisen dürfen und gleichzeitig die Übertragungslatenzen sehr gering sein müssen. Knowledge of the connection quality in the network is particularly important when the transmissions in the network have to be very reliable, i.e. only have an extremely low transmission error rate and at the same time the transmission latencies have to be very low.
Im Stand der Technik werden zur Analyse des Zustandes der verschiedenen Links in einem Funknetzwerk entweder zusätzliche Testpakete übertragen oder die übertragenen Daten- bzw. Management-Pakete genutzt. Auf Basis der empfangenen Pakete können die empfangenden Funkknoten die Verbindungsqualität zu den sendenden Funkknoten analysieren. Hierfür werden zumeist statistische Analysen über verschiedene technische Parameter wie beispielsweise die Empfangsleistung, Bitfehlerrate (BER), Paketfehlerraten (PER), Signal-Rausch Abstand (SNR bzw. SINR) und Metriken aus der Kanalimpulsantwort durchgeführt. Die Ergebnisse der statistischen Analysen werden zumeist mittels Aggregation, Komprimierung, Quantisierung oder Mapping auf ein Metrik nachverarbeitet. Das Ergebnis wird dann ereignisgesteuert oder regelmäßig zum Netzwerk-Management übertragen, entweder als separates Paket oder als Teil eines zu übertragenden Paketes. In jedem Fall werden für die Übertragung der Metriken der Verbindungsqualität zusätzliche Übertragungsressourcen genutzt, die für eine Nutzdatenübertragung nicht mehr zur Verfügung stehen. In the prior art, either additional test packets are transmitted or the transmitted data or management packets are used to analyze the status of the various links in a radio network. Based on the packets received, the receiving radio nodes can analyze the connection quality to the sending radio nodes. For this purpose, statistical analyzes are usually carried out on various technical parameters such as reception power, bit error rate (BER), packet error rate (PER), signal-to-noise ratio (SNR or SINR) and metrics from the channel impulse response. The results of the statistical analyzes are usually post-processed using aggregation, compression, quantization or mapping to a metric. The result is then event-driven or regularly transmitted to network management, either as a separate packet or as part of a packet to be transmitted. In any case, for the transmission of the connection quality metrics additional Transmission resources used that are no longer available for user data transmission.
WO 2014 159616 A2 zeigt ein Protokoll für Netzwerk Codierung vor, in dem sog. Hilfsknoten (engl, helper nodes) Verfahren des Random Linear Network Codings nutzen, um die Datenkommunikation zwischen verschiedenen Funkknoten zu unterstützten. Die Konfiguration der Netzwerk Codierung und der Übertragungszeitpunkt der damit encodierten Pakete durch die Hilfsknoten wird auf Basis von Informationen über den Zustand der Linkqualität der verschiedenen Links in dem Netzwerk ausgewählt. Dies bedeutet, dass die Information über die Verbindungszustände dem Netzwerkmanagement bekannt sein müssen. In W 02014 159616 A3 wird jedoch keine Methode zur Erhebung der Verbindungsqualität im Netzwerk beschrieben. WO 2014 159616 A2 shows a protocol for network coding in which so-called helper nodes use methods of random linear network coding to support data communication between different radio nodes. The configuration of the network coding and the transmission time of the packets encoded with it by the auxiliary nodes is selected on the basis of information about the status of the link quality of the various links in the network. This means that the information about the connection states must be known to the network management. However, W 02014 159616 A3 does not describe a method for measuring the connection quality in the network.
In US 8842599 B2 werden Relay-Knoten zur Datenübertragung in Downlink und Uplink zwischen einer Basisstation und Endgeräten (User Terminals) genutzt. Die Relay Knoten analysieren den Kommunikationsverkehr, den sie zwischen der Basisstation und den Endgeräte weiterleiten, berechnen daraus Informationen über die Verbindungsqualität und schicken diese Information an die Basisstation weiter. Die Basisstation verarbeitet diese Information und wählt auf deren Basis pro Gruppe von Endgeräten einen Relay Knoten aus, um Methoden der Netzwerk-Codierung auf den Datenverkehr zu bzw. von dieser Gruppe von Endgeräten anzuwenden. US Pat. No. 8,842,599 B2 uses relay nodes for data transmission in the downlink and uplink between a base station and end devices (user terminals). The relay nodes analyze the communication traffic that they forward between the base station and the end devices, use this to calculate information about the connection quality and forward this information to the base station. The base station processes this information and on this basis selects a relay node per group of end devices in order to apply network coding methods to the data traffic to and from this group of end devices.
US 2014 0222996 A1 zeigt einen Einsatz eines verteilten Monitorings in einem Netzwerk. Es werden an mehreren Punkten im Netzwerk verschiedene Leistungsparameter und Metriken erfasst, die den aktuellen Zustand der Verbindungen bzw. des Nachrichtenflusses im Netzwerk widerspiegeln. Die Monitoring Einheiten übermitteln ihre Analyseergebnisse an das Netzwerkmanagement. Diese Leistungsparameter bzw. Metriken werden hinsichtlich ihrer Relevanz im aktuellen Netzwerkzustand analysiert. Das Netzwerkmanagement wird darüber informiert, welche Leistungsparameter und Metriken derzeit relevant sind und informiert ihrerseits alle im Netzwerk verteilten Monitoring- Einheiten, nur noch die ausgewählten Leistungsparameter zu analysieren. Ziel ist es, durch Auswahl der zu analysierenden Leistungsparameter den Datenverkehr der Monitoring- Einheiten zum Netzwerkmanagement zu reduzieren. US 2014 0222996 A1 shows the use of distributed monitoring in a network. Various performance parameters and metrics are collected at multiple points in the network, reflecting the current state of the connections or message flow in the network. The monitoring units transmit their analysis results to the network management. These performance parameters or metrics are analyzed with regard to their relevance in the current network status. The network management is informed about which performance parameters and metrics are currently relevant and in turn informs all monitoring units distributed in the network to only analyze the selected performance parameters. The goal is to reduce the data traffic of the monitoring units for network management by selecting the performance parameters to be analyzed.
In US 2014 0036696 A1 ist beschrieben, dass in einem Netzwerk die mobilen Endgeräte eine Linkanalyse ihrer Verbindungen durchführen und die Analyseergebnisse an einen Network Controller weiterleiten. Auf Basis dieser Informationen schickt der Network Controller eine Empfehlung an die Endgeräte, ob sie das zellulare Mobiifunknetz oder den Access Point eines vorhandene WLAN Netzes nutzen sollen. US 2014 0036696 A1 describes how the mobile terminals in a network carry out a link analysis of their connections and forward the analysis results to a network controller. Based on this information, the Network Controller a recommendation to the terminals as to whether they should use the cellular mobile radio network or the access point of an existing WLAN network.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 19 und ein Computerprogramm nach Anspruch 20 werden bereitgestellt. An apparatus according to claim 1, a method according to claim 19 and a computer program according to claim 20 are provided.
Eine Vorrichtung zu einer Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem Kommunikationsnetzwerk wird bereitgestellt. Eine erste Netzwerkeinheit des Kommunikationsnetzwerks ist eingerichtet, eine erste Datenübertragung durchzuführen, indem von der ersten Netzwerkeinheit zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstes Datenpaket von den ersten Daten abhängt. Eine zweite Netzwerkeinheit des Kommunikationsnetzwerks ist eingerichtet, eine zweite Datenübertragung durchzuführen, indem von der zweiten Netzwerkeinheit zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind. Die Vorrichtung umfasst eine Empfangseinheit, die ausgebildet ist, die zweite Datenübertragung zu empfangen. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit, die ausgebildet ist, eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit das zweite Datenpaket auswertet. A device for determining a transmission quality in a communication network is provided. A first network unit of the communication network is set up to carry out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data. A second network unit of the communication network is set up to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet. The device includes a receiving unit that is designed to receive the second data transmission. Furthermore, the device includes an evaluation unit which is designed to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit evaluating the second data packet.
Des Weiteren wird ein Verfahren zu einer Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem Kommunikationsnetzwerk bereitgestellt. Eine erste Netzwerkeinheit des Kommunikationsnetzwerks führt eine erste Datenübertragung durch, indem von der ersten Netzwerkeinheit zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstes Datenpaket von den ersten Daten abhängt. Eine zweite Netzwerkeinheit des Kommunikationsnetzwerks führt eine zweite Datenübertragung durch, indem von der zweiten Netzwerkeinheit zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind. Die Vorrichtung umfasst eine Empfangseinheit, die die zweite Datenübertragung empfängt. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit, die eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung bestimmt, indem die Auswerteeinheit das zweite Datenpaket auswertet. Furthermore, a method for determining a transmission quality in a communication network is provided. A first network unit of the communication network carries out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data. A second network unit of the communication network carries out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet. The device includes a receiving unit that receives the second data transmission. Furthermore, the device includes an evaluation unit which determines a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit evaluating the second data packet.
Ferner wird ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel bereitgestellt. Furthermore, a computer program with a program code for carrying out the method according to an embodiment is provided.
Gemäß Ausführungsformen werden Konzepte bereitgestellt, mit dem ein bestimmter Funkknoten (z.B. die Basisstation) Kenntnis über die Übertragungsqualität von Verbindungen erhalten kann, an denen er nicht direkt beteiligt ist, d.h. weder Sendeknoten noch Empfangsknoten ist, als auch über Verbindungen an denen er direkt beteiligt ist. Diese Kenntnis erhält er allein aus der Analyse der Nutzdaten von empfangenen Funkpaketen. In Ausführungsformen müssen weder zusätzlichen Funkpakete übertragen werden, noch muss ein Teil der Nutzdaten in den Paketen zur Übertragung von Informationen der Verbindungsqualität geopfert werden. Es wird somit kein zusätzlicher Netzwerkverkehr für die Übertragung der Verbindungsmetriken benötigt. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen. According to embodiments, concepts are provided with which a certain radio node (eg the base station) has knowledge of the transmission quality of Can get connections in which he is not directly involved, ie is neither sending node nor receiving node, as well as connections in which he is directly involved. He obtains this knowledge solely from the analysis of the user data of received radio packets. In embodiments, no additional radio packets have to be transmitted, nor does any part of the payload in the packets have to be sacrificed to transmit link quality information. No additional network traffic is therefore required for the transmission of the connection metrics. Particular embodiments of the invention can be found in the dependent claims.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist dargestellt: Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. The drawings show:
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Kommunikationsnetzwerk, das des Weiteren eine erste Netzwerkeinheit, eine zweite Netzwerkeinheit und ggf. eine weitere, dritte Netzwerkeinheit umfasst. 1 shows a device according to an embodiment in a communication network, which also includes a first network unit, a second network unit and possibly a further, third network unit.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für kooperative Kommunikation. Fig. 3 zeigt ein Beispiel für Netzwerk-codierte Kooperation. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für ein vollvermaschtes Funknetzwerk, bei dem die Basisstation eine Verbindung mit allen Funkknoten hat und die Funkknoten auch untereinander in Verbindung stehen. Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Berechnung eines codierten Pakets anhand von zwei Source-Paketen. 2 shows an example of cooperative communication. Figure 3 shows an example of network coded cooperation. 4 shows an example of a fully meshed radio network in which the base station has a connection to all radio nodes and the radio nodes are also connected to one another. 5 shows an exemplary calculation of an encoded packet based on two source packets.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für ein codiertes Paket mit vollständigem Header. Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Superframe Struktur mit Netzwerk-codierter Kooperation. Fig. 8 zeigt eine Topologie eines Netzwerks mit einer Basisstation und dreiFigure 6 shows an example of a full header encoded packet. 7 shows an exemplary superframe structure with network-coded cooperation. Figure 8 shows a topology of a network with one base station and three
Funkknoten. radio node.
Fig. 9 zeigt ein Beispiel für eine mögliche Superframestruktur mit Netzwerkcodierter Kooperation, wobei das Netzwerk eine Basisstation und drei Funkknoten aufweist. 9 shows an example of a possible superframe structure with network-coded cooperation, the network having a base station and three radio nodes.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem Kommunikationsnetzwerk, das des Weiteren eine erste Netzwerkeinheit 151 , eine zweite Netzwerkeinheit 152 und ggf. eine weitere, dritte Netzwerkeinheit 153 umfasst. 1 shows a device 100 according to an embodiment in a communication network, which also includes a first network unit 151 , a second network unit 152 and possibly a further, third network unit 153 .
Bei der Vorrichtung 100 handelt es sich um eine Vorrichtung 100 zu einer Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem Kommunikationsnetzwerk. The device 100 is a device 100 for determining a transmission quality in a communication network.
Eine erste Netzwerkeinheit 151 des Kommunikationsnetzwerks ist eingerichtet, eine erste Datenübertragung durchzuführen, indem von der erste Netzwerkeinheit 151 zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstes Datenpaket von den ersten Daten abhängt. A first network unit 151 of the communication network is set up to carry out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit 151 is transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data.
Eine zweite Netzwerkeinheit 152 des Kommunikationsnetzwerks ist eingerichtet, eine zweite Datenübertragung durchzuführen, indem von der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind. A second network unit 152 of the communication network is set up to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit 152 is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet.
Die Vorrichtung 100 umfasst eine Empfangseinheit 110, die ausgebildet ist, die zweite Datenübertragung zu empfangen. The device 100 includes a receiving unit 110 which is designed to receive the second data transmission.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 100 eine Auswerteeinheit 120, die ausgebildet ist, eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit 120 das zweite Datenpaket auswertet. Furthermore, the device 100 includes an evaluation unit 120 which is designed to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit 120 evaluating the second data packet.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteeinheit 120 z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, ob die erste Datenübertragung von der ersten Netzwerkeinheit 151 zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 erfolgreich verlaufen ist, indem die Auswerteeinheit 120 einen Header des zweiten Datenpakets auswertet. In einer Ausführungsform kann die Auswerteeinheit 120 z.B. ausgebildet sein, den Header des zweiten Datenpakets daraufhin auszuwerten, ob der Header des zweiten Datenpakets Codierinformationen zur Dekodierung der ersten Daten des zweiten Datenpakets umfasst. According to one embodiment, the evaluation unit 120 can be designed, for example, to determine whether the first data transmission from the first network unit 151 to the second network unit 152 was successful by the evaluation unit 120 evaluating a header of the second data packet. In one embodiment, the evaluation unit 120 can be designed, for example, to evaluate the header of the second data packet to determine whether the header of the second data packet includes coding information for decoding the first data of the second data packet.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteeinheit 120 z.B. ausgebildet sein, den Header des zweiten Datenpakets daraufhin auszuwerten, ob der Header des zweiten Datenpakets einen Codier-Koeffizienten umfasst, den die zweite Netzwerkeinheit 151 zur Codierung der ersten Daten in dem zweiten Datenpaket verwendet hat. According to one embodiment, the evaluation unit 120 can be configured, for example, to evaluate the header of the second data packet to determine whether the header of the second data packet includes a coding coefficient that the second network unit 151 used to code the first data in the second data packet.
In einer Ausführungsform kann die Empfangseinheit 110 z.B. ausgebildet sein, die erste Datenübertragung und die zweite Datenübertragung zu empfangen. Die Auswerteeinheit 120 kann dabei z.B. ausgebildet sein, eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit 120 das erste Datenpaket und das zweite Datenpaket auswertet. For example, in one embodiment, the receiving unit 110 may be configured to receive the first data transmission and the second data transmission. The evaluation unit 120 can be designed, for example, to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit 120 evaluating the first data packet and the second data packet.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, die ersten Daten aus dem ersten Datenpaket als erste ermittelte Daten zu bestimmen. Dabei kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, unter Verwendung der ersten ermittelten Daten zu bestimmen, ob das zweite Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten gebildet wurde. Die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 kann z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der erste Netzwerkeinheit 151 zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten gebildet wurde. Des Weiteren kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der erste Netzwerkeinheit 151 zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 nicht erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite Datenpaket nicht unter Verwendung der ersten Daten gebildet wurde. According to one embodiment, the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine the first data from the first data packet as the first determined data. The evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to use the first determined data to determine whether the second data packet was formed using the first data. The evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the second network unit 152 was successful if the second data packet was formed using the first data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the second network unit 152 was unsuccessful if the second data packet was not formed using the first data.
In einer Ausführungsform kann eine dritte Netzwerkeinheit 153 des Kommunikationsnetzwerks z.B. eingerichtet sein, eine dritte Datenübertragung durchzuführen, indem von der dritten Netzwerkeinheit 153 zu versendende dritte Daten so übertragen werden, dass die dritten Daten mit den ersten Daten und mit den zweiten Daten in einem dritten Datenpaket kombiniert sind. Dabei kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, die ersten Daten aus dem ersten Datenpaket als erste ermittelte Daten zu bestimmen. Die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 kann z.B. ausgebildet sein, die zweiten Daten aus dem zweiten Datenpaket als zweite ermittelte Daten zu bestimmen. Des Weiteren kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, unter Verwendung der ersten ermittelten Daten und unter Verwendung der zweiten ermittelten Daten zu bestimmen, ob das dritte Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten und unter Verwendung der zweiten Daten gebildet wurde. Ferner kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der erste Netzwerkeinheit 151 zu der dritten Netzwerkeinheit 153 erfolgreich verlaufen ist, und dass die zweite Datenübertragung von der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu der dritten Netzwerkeinheit 153 erfolgreich verlaufen ist, wenn das dritte Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten und unter Verwendung der zweiten Daten gebildet wurde. Dabei kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der erste Netzwerkeinheit 151 zu der dritten Netzwerkeinheit 153 und/oder die zweite Datenübertragung von der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu der dritten Netzwerkeinheit 153 nicht erfolgreich verlaufen ist, wenn das dritte Datenpaket nicht unter Verwendung von sowohl der ersten Daten als auch der zweiten Daten gebildet wurde. In one embodiment, a third network unit 153 of the communication network can be set up, for example, to carry out a third data transmission by transmitting third data to be sent by the third network unit 153 in such a way that the third data is combined with the first data and the second data in a third data packet are combined. In this case, the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine the first data from the first data packet as the first determined data. The evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to determine the second data from the second data packet as the second determined data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, using the first determined data and using the second determined data to determine whether the third data packet was formed using the first data and using the second data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the third network unit 153 was successful and that the second data transmission from the second network unit 152 to the third network unit 153 was successful is when the third data packet was formed using the first data and using the second data. The evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first data transmission from the first network unit 151 to the third network unit 153 and/or the second data transmission from the second network unit 152 to the third network unit 153 was unsuccessful. if the third data packet was not formed using both the first data and the second data.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 z.B. eine Sendeeinheit umfassen, die z.B. eingerichtet sein kann, eine erste weitere Datenübertragung durchzuführen, indem von der Sendeeinheit zu versendende erste weitere Daten so übertragen werden, dass die ersten weiteren Daten mit den ersten Daten und mit den zweiten Daten in einem ersten weiteren Datenpaket kombiniert sind. Die erste Netzwerkeinheit 151 oder die zweite Netzwerkeinheit 152 oder eine weitere Netzwerkeinheit 153 des Kommunikationsnetzwerks kann z.B. eingerichtet sein, eine zweite weitere Datenübertragung durchzuführen, indem zu versendende zweite weitere Daten so übertragen werden, dass die zweiten weiteren Daten mit den ersten weiteren Daten in einem zweiten weiteren Datenpaket kombiniert sind. Die Empfangseinheit 110 der Vorrichtung 100 kann z.B. ausgebildet sein, die zweite weitere Datenübertragung zu empfangen. Die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 kann z.B. ausgebildet sein, unter Verwendung der ersten weiteren Daten zu bestimmen, ob das zweite weitere Datenpaket unter Verwendung der ersten weiteren Daten gebildet wurde. Des Weiteren kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, dass die erste weitere Datenübertragung von der Vorrichtung 100 zu der ersten Netzwerkeinheit 151 oder zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 oder zu der weiteren Netzwerkeinheit 153 erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite weitere Datenpaket unter Verwendung der ersten weiteren Daten gebildet wurde. Ferner kann die Auswerteeinheit 120 der Vorrichtung 100 z.B. ausgebildet sein, zu bestimmen, dass die erste weitere Datenübertragung von der Vorrichtung 100 zu der ersten Netzwerkeinheit 151 oder zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 oder zu der weiteren Netzwerkeinheit 153 nicht erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite weitere Datenpaket nicht unter Verwendung der ersten weiteren Daten gebildet wurde. In einer Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 z.B. eingerichtet sein, zu jedem Paar einer sendenden Netzwerkeinheit und einer empfangenden Netzwerkeinheit aus einer Gruppe von Netzwerkeinheiten des Kommunikationsnetzes, das die erste NetzwerkeinheitAccording to one embodiment, the device 100 can include a transmission unit, for example, which can be set up, for example, to carry out a first further data transmission by the transmission unit to be sent first further data being transmitted in such a way that the first further data is connected to the first data and to the second Data are combined in a first further data packet. The first network unit 151 or the second network unit 152 or a further network unit 153 of the communication network can be set up, for example, to carry out a second further data transmission in that the second further data to be sent is transmitted in such a way that the second further data is combined with the first further data in a second further data packet are combined. The receiving unit 110 of the device 100 can be designed, for example, to receive the second further data transmission. The evaluation unit 120 of the device 100 can be designed, for example, to use the first additional data to determine whether the second additional data packet was formed using the first additional data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first further data transmission from the device 100 to the first network unit 151 or to the second network unit 152 or to the further network unit 153 was successful if the second further Data packet was formed using the first additional data. Furthermore, the evaluation unit 120 of the device 100 can be configured, for example, to determine that the first further data transmission from the device 100 to the first network unit 151 or to the second network unit 152 or to the further network unit 153 was unsuccessful if the second further Data packet was not formed using the first additional data. In one embodiment, the device 100 can be set up, for example, to each pair of a sending network unit and a receiving network unit from a group of network units of the communication network that is the first network unit
151 und die zweite Netzwerkeinheit 152 umfasst, eine Linkstatistik zu führen, die jede von der Vorrichtung 100 festgestellte, erfolgreich verlaufende Datenübertragung von der sendenden Netzwerkeinheit zu der empfangenden Netzwerkeinheit als erfolgreiche Datenübertragung vermerkt und/oder die jede von der Vorrichtung 100 festgestellte, nicht erfolgreich verlaufende Datenübertragung von der sendenden Netzwerkeinheit zu der empfangenden Netzwerkeinheit als nicht erfolgreiche Datenübertragung vermerkt. 151 and the second network unit 152 to keep a link statistic, which notes every successful data transmission from the sending network unit to the receiving network unit determined by the device 100 as a successful data transmission and/or each unsuccessful data transmission determined by the device 100 Data transmission from the sending network entity to the receiving network entity marked as an unsuccessful data transmission.
In einer Ausführungsform kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. ausgebildet sein, Informationen über eine Datenübertragungsqualität von der ersten Netzwerkeinheit 151 zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu bestimmen. Dabei kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. ausgebildet sein, die Informationen über die Datenübertragungsqualität von der ersten Netzwerkeinheit 151 zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 an die Vorrichtung 100 zu übermitteln, indem die zweite Netzwerkeinheit 152 eine Codierregel aus einer Gruppe von zwei oder mehr Codierregeln auswählt und die ersten Daten und/oder zweiten Daten und/oder eine Kombination der ersten Daten und der zweiten Daten in dem zweiten Datenpaket abhängig von der Kodierregel codiert und mit einem Prüfcode versieht. Die Vorrichtung 100 kann z.B. ausgebildet sein, die Informationen über die Datenübertragungsqualität von der ersten Netzwerkeinheit 151 zu der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu ermitteln, indem die Vorrichtung 100 unter Verwendung des Prüfcodes, der in dem zweiten Datenpaket enthalten ist, die Codierregel der zwei oder mehr Codierregeln bestimmt, die von der zweiten Netzwerkeinheit 152. ausgewählt wurde. Beispielsweise kann es sich bei den Codierregeln, aus denen die zweite NetzwerkeinheitIn one embodiment, the second network entity 152 can be configured, for example, to determine information about a data transmission quality from the first network entity 151 to the second network entity 152 . The second network unit 152 can be configured, for example, to transmit the information about the data transmission quality from the first network unit 151 to the second network unit 152 to the device 100 in that the second network unit 152 selects an encoding rule from a group of two or more encoding rules and the first data and/or second data and/or a combination of the first data and the second data in the second data packet is coded as a function of the coding rule and is provided with a check code. The device 100 can be configured, for example, to determine the information about the data transmission quality from the first network unit 151 to the second network unit 152 by the device 100 using the check code contained in the second data packet, the coding rule of the two or more coding rules determines which has been selected by the second network entity 152. . For example, it can be the coding rules that make up the second network unit
152 auswählt, darum handeln, ob die zu versendenden Daten Big Endian-codiert oder Little Endian-codiert werden. Bei dem Prüfcode kann es sich besipielsweise um einen CRC-Code handeln oder um einen anderen fehlererkennenden Prüfcode oder um einen fehlerkorrigierenden Prüfcode. Die Vorrichtung kann beispielsweise mittels des übermittelten Prüfcodes bestimmen, ob es bei Dekodierung basierend auf Little Endian oder aber basierend auf Big Endian zu einer Übereinstimmung von berechnetem Prüfcode und übermitteltem Prüfcode kommt, ob die in dem zweiten Datenpaket codierten Daten also Little-Endian-codiert oder Big-Endian-codiert sind. 152 selects whether the data to be sent is Big Endian coded or Little Endian coded. The check code can be a CRC code, for example, or another error-detecting check code, or an error-correcting check code. The device can use the transmitted check code, for example, to determine whether the calculated check code and the transmitted check code match during decoding based on little endian or based on big endian, i.e. whether the data coded in the second data packet is little endian coded or are big-endian encoded.
Gemäß einer Ausführungsform kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. eingerichtet sein, die zweite Datenübertragung durchzuführen, indem die von der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu versendenden zweiten Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten als das zweite Datenpaket durch Superposition kombiniert sind. In einer Ausführungsform kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. eingerichtet sein, die zweite Datenübertragung durchzuführen, indem die von der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu versendenden zweiten Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in dem zweiten Datenpaket XOR-verknüpft sind, oder dass die zweiten Daten durch eine gewichtete Addition mit den ersten Daten kombiniert sind, oder dass die zweiten Daten durch eine Superposition in einem Galoisfeld mit den ersten Daten kombiniert sind. According to one embodiment, the second network unit 152 can be set up, for example, to carry out the second data transmission by transmitting the second data to be sent by the second network unit 152 in such a way that the second data are combined with the first data as the second data packet by superposition. In one embodiment, the second network unit 152 can be set up, for example, to carry out the second data transmission by transmitting the second data to be sent by the second network unit 152 in such a way that the second data is XORed with the first data in the second data packet, or that the second data is combined with the first data by a weighted addition, or that the second data is combined with the first data by a superposition in a Galois field.
Gemäß einer Ausführungsform kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. eingerichtet sein, die ersten Daten, die mit einem ersten Codier-Koeffizienten kombiniert (z.B. multipliziert) sind, mit den zweiten Daten, die mit einem zweiten Codier-Koeffizienten kombiniert (z.B. multipliziert) sind, in dem zweiten Datenpaket zu kombinieren. According to one embodiment, the second network unit 152 can be set up, for example, the first data, which are combined (e.g. multiplied) with a first coding coefficient, with the second data, which are combined (e.g. multiplied) with a second coding coefficient, in to combine with the second data packet.
In einer Ausführungsform kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. eingerichtet sein, die ersten Daten, die mit einem ersten Codier-Koeffizienten multipliziert sind, mit den zweiten Daten, die mit einem zweiten Codier-Koeffizienten multipliziert sind, in dem zweiten Datenpaket XOR-zu-verknüpfen (eine XOR Verküpfung ist eine Superposition im Galois- Körper F2 ). For example, in one embodiment, the second network entity 152 may be configured to XOR the first data multiplied by a first coding coefficient with the second data multiplied by a second coding coefficient in the second data packet (an XOR operation is a superposition in the Galois field F2 ).
Gemäß einer Ausführungsform kann das Kommunikationsnetzwerk z.B. ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk sein, wobei die erste Netzwerkeinheit 151 z.B. eine erste drahtlose Netzwerkeinheit sein kann, wobei die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. eine zweite drahtlose Netzwerkeinheit sein kann, und wobei die Empfangseinheit 110 der Vorrichtung 100 z.B. eine Empfangseinheit 110 zum Empfang von drahtlosen Datenübertragungen sein kann. According to one embodiment, the communication network can be, for example, a wireless communication network, wherein the first network unit 151 can be, for example, a first wireless network unit, wherein the second network unit 152 can be, for example, a second wireless network unit, and the receiving unit 110 of the device 100 can be, for example, a receiving unit 110 for receiving wireless data transmissions.
Des Weiteren wird in einem Ausführungsbeispiel eine Basisstation bereitgestellt, wobei die Basisstation die oben beschriebene Vorrichtung 100 umfassen kann. Furthermore, in one embodiment, a base station is provided, wherein the base station may include the device 100 described above.
Des Weiteren wird in einer Ausführungsform ein Kommunikationsnetzwerk bereitgestellt. Das Kommunikationsnetzwerk umfasst eine erste Netzwerkeinheit 151, eine zweite Netzwerkeinheit 152 und die oben beschriebene Vorrichtung 100 zu einer Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem Kommunikationsnetzwerk. Dabei kann die erste Netzwerkeinheit 151 z.B. eingerichtet sein, eine erste Datenübertragung durchzuführen, indem von der erste Netzwerkeinheit 151 zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstes Datenpaket von den ersten Daten abhängt. Des Weiteren kann die zweite Netzwerkeinheit 152 z.B. eingerichtet sein, eine zweite Datenübertragung durchzuführen, indem von der zweiten Netzwerkeinheit 152 zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind. Ferner kann die Vorrichtung 100 z.B. eine Empfangseinheit 110 umfassen, die z.B. ausgebildet sein kann, die zweite Datenübertragung zu empfangen. Des Weiteren kann die Vorrichtung 100 z.B. eine Auswerteeinheit 120 umfassen, die z.B. ausgebildet sein kann, eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit 120 das zweite Datenpaket auswertet. Also provided in one embodiment is a communication network. The communication network comprises a first network unit 151, a second network unit 152 and the device 100 described above for determining a transmission quality in a communication network. In this case, the first network unit 151 can be set up, for example, to carry out a first data transmission in that first data to be sent by the first network unit 151 are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data. Furthermore, the second network unit 152 can be set up, for example, to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit 152 are transmitted in such a way that the second data are combined with the first data in a second data packet. Furthermore, the device 100 can include a receiving unit 110, for example, which can be designed, for example, to receive the second data transmission. Furthermore, the device 100 can include, for example, an evaluation unit 120, which can be designed, for example, to determine a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by the evaluation unit 120 evaluating the second data packet.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Kommunikationsnetzwerk beispielsweise ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk sein. Dabei kann die erste Netzwerkeinheit 151 z.B. eine erste drahtlose Netzwerkeinheit sein. Die zweite Netzwerkeinheit 152 kann z.B. eine zweite drahtlose Netzwerkeinheit sein. Ferner kann die Empfangseinheit 110 der Vorrichtung 100 z.B. eine Empfangseinheit 110 zum Empfang von drahtlosen Datenübertragungen sein. According to one embodiment, the communication network can be a wireless communication network, for example. Here, the first network entity 151 may be a first wireless network entity, for example. For example, the second network entity 152 may be a second wireless network entity. Furthermore, the receiving unit 110 of the device 100 can be, for example, a receiving unit 110 for receiving wireless data transmissions.
Bevor spezielle Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben werden, werden zunächst allgemeine Konzepte erläutert, auf denen Ausführungsformen der Erfindung basieren. Before specific embodiments of the invention are described in detail, general concepts on which embodiments of the invention are based will first be explained.
Grundsätzlich umfasst ein Netzwerk eine zentrale Basisstation (BS) und mehrere Funkknoten (engl. Radio Node, Nx). Die Basisstation bzw. übergeordnete Instanzen sind dabei für das Management des Netzwerks zuständig, insbesondere die Koordinierung des Kanalzugriffs und das Ressourcenmanagement. Das Netzwerk dient der Übertragung von Informationen zwischen räumlich verteilten Geräten. Eine Paketübertragung von der BS zur einem Funkknoten Nx wird als Downlink (DL) -Übertragung bezeichnet, während eine Übertragung von einem Funkknoten Nx zur BS als Uplink (UL) -Übertragung bezeichnet wird. Ein Funkknoten, von dem Nutzdaten übertragen werden sollen, wird als Quellknoten (engl. Source Node: SN) bezeichnet. Der Funkknoten, an den ein Paket übertragen wird, wird als Zielknoten (engl. Destination Node: DN) bezeichnet. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für ein vollvermaschtes Funknetzwerk, bei dem die Basisstation 400 eine Verbindung (Uplink bzw. Downlink) mit allen Funkknoten 451, 452 hat und die Funkknoten 451 , 452 auch untereinander in Verbindung stehen (engl. Side Links). A network basically comprises a central base station (BS) and several radio nodes (Radio Node, Nx ). The base station or higher-level entities are responsible for the management of the network, in particular the coordination of channel access and resource management. The network serves to transmit information between spatially distributed devices. A packet transmission from the BS to a radio node Nx is referred to as a downlink (DL) transmission, while a transmission from a radio node Nx to the BS is called an uplink (UL) transmission. A radio node from which useful data is to be transmitted is referred to as a source node (SN). The radio node to which a packet is transmitted is called the Destination Node (DN). 4 shows an example of a fully meshed radio network in which the base station 400 has a connection (uplink or downlink) to all radio nodes 451, 452 and the radio nodes 451, 452 are also connected to one another (side links).
Für die vorliegende Erfindung wird ein Funksystem betrachtet, in dem der Kanalzugriff durch ein zentrales Ressourcenmanagement gesteuert wird. Das Ressourcenmanagement ist Teil des Netzwerkmanagements und ist üblicherweise in der Basisstation oder in einem übergeordnete System enthalten. Die Entscheidungen des Ressourcenmanagements wer- den über spezielle Nachrichten an die Funkknoten verteilt. Das auf der Bitübertragungsschicht (engl. Physical Layer) eingesetzte Modulationsverfahren erlaubt dabei eine Ressourceneinteilung in Zeit (Time Division Multiple Access, TDMA) oder einer Kombination einer Zeit- und Frequenzeinteilung, wie es beispielsweise in OFDMA (Orthogonal Fre- quency Division Multiple Access) oder Single Carrier-Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) realisiert ist. In diesem Fall können die Ressourcen in einem Zeit-Frequenz- Raster den einzelnen Übertragungen zugeordnet werden. Je nach eingesetztem Zugriffsverfahren arbeitet das Ressourcenmanagement auf Basis von Zeitschlitzen oder Zeit-Frequenzblöcken. Diese Einheiten werden nachfolgend als Ressourcen oder Ressourcenblöcke synonym bezeichnet. Zeitlich aufeinanderfolgende Zeit-Frequenzblöcke können auch als Zeitschlitze (engl. Slots) betrachtet werden. For the present invention, a radio system is considered in which channel access is controlled by central resource management. Resource management is part of network management and is usually contained in the base station or in a higher-level system. Resource management decisions are distributed to the radio nodes via special messages. The modulation method used on the bit transmission layer (Engl. Physical Layer) allows resources to be divided into time (Time Division Multiple Access, TDMA) or a combination of time and frequency division, as is the case, for example, in OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) or Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) is implemented. In this case, the resources can be assigned to the individual transmissions in a time-frequency grid. Depending on the access method used, resource management works on the basis of time slots or time-frequency blocks. These units are hereinafter referred to synonymously as resources or resource blocks. Time-frequency blocks that follow one another in time can also be viewed as time slots.
Das betrachtete Funksystem führt eine isochrone zyklische Kommunikation durch, die in gleich große Rahmen (engl.: Superframes) eingeteilt ist. In jedem Superframe werden echtzeitkritische Prozessdaten der Anwendung übertragen (IRT Übertragung). The radio system under consideration performs isochronous cyclic communication, which is divided into frames of equal size (superframes). Real-time-critical application process data is transmitted in each superframe (IRT transmission).
Nachfolgend wird Netzwerk-codierte Kooperation (Network Coded Cooperation; NCC) beschrieben. Network Coded Cooperation (NCC) is described below.
NCC beschreibt ein Konzept, bei dem Datenpakete vor einer Weiterleitung durch einen Router codiert zusammengefasst und als Superposition versendet werden. Dabei werden mehrere Datenpakete (Anzahl n) jeweils mit Koeffizienten (sog. Codierkoeffizienten) gewichtet und addiert. Hierfür wird die Algebra in endlichen Körpern eingesetzt und mit Multiplikation / Addition in Galois-Feldern mit einer Größe / Symbollänge von g Bit gearbeitet. So zeigt Fig. 5 eine beispielhafte Berechnung eines codierten Pakets anhand von zwei Source-Paketen. NCC describes a concept in which data packets are encoded before being forwarded by a router and sent as a superposition. Several data packets (number n) are each weighted with coefficients (so-called coding coefficients) and added. For this purpose, algebra is used in finite fields and multiplication/addition in Galois fields with a size/symbol length of g bits is used. Thus, FIG. 5 shows an exemplary calculation of an encoded packet based on two source packets.
Damit ein Empfänger das Paket decodieren kann, müssen Informationen über die beteiligten Pakete und deren jeweilige Codierkoeffizienten bekannt sein. Diese Codierkoeffizienten werden üblicherweise zu einem sog. Codiervektor zusammengefasst. Die Datenmenge g eines Codierkoeffizienten in Bit hängt von der verwendeten Größe/Dimension des Galois-Feldes ab. Für Galois-Felder mit Charakteristik 2 ergeben sich damit 29 Codierkoeffizienten. Für die minimale Datenmenge von g=1 kann ein Codierkoeffizient die Werte 0 oder 1 annehmen. In order for a receiver to be able to decode the packet, information about the packets involved and their respective coding coefficients must be known. These coding coefficients are usually combined into a so-called coding vector. The amount of data g of a coding coefficient in bits depends on the size/dimension of the Galois field used. For Galois fields with characteristic 2, this results in 2 9 coding coefficients. A coding coefficient can assume the values 0 or 1 for the minimum data volume of g=1.
Wenn nicht bekannt ist, welche Datenpakete enthalten sind und zwischen welchen Funkknoten diese übertragen werden sollen, muss noch eine zusätzliche Header- Information übertragen werden. Diese beinhaltet pro Source-Paket zwei logische Adressen, welche die Datenquelle sowie die Datensenke festlegen sowie einen Codierkoeffizienten, wobei eine logische Adresse durch eine sog. Knotenidentität (Node-ID/NID) beschreiben werden kann. Dazu besitzt jeder Funkknoten eine eindeutige NID. If it is not known which data packets are contained and between which radio nodes they are to be transmitted, additional header information must be transmitted. This contains two logical addresses per source package, which define the data source and the data sink as well as a coding coefficient, whereby a logical address can be described by a so-called node identity (node ID/NID). For this purpose, each radio node has a unique NID.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für ein codiertes Paket mit vollständigem Header. Figure 6 shows an example of a full header encoded packet.
Nachfolgend werden spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Specific embodiments of the invention are described below.
Fig. 7 zeigt eine beispielhafte Superframe Struktur mit Netzwerk-codierter Kooperation (Network Coded Cooperation; NCC) für ein Netzwerk wie in Fig. 4 dargestellt (Der sendende Knoten ist Grün markiert, die empfangenden Knoten sind mit Rx gekennzeichnet). Der Superframe setzt sich aus 7 Slots zusammen. Die Nachrichten „A“ und „B“ bezeichnet dabei die Nutzdaten, die die Basisstation zu Ni bzw. N2 übertragen möchte. Die Nachrichten „a“ und „b“ bezeichnet dabei die Nutzdaten die Ni bzw. N2 zur Basisstation übertragen müssen. In Slot 0 sendet beispielsweise die BS die Nachricht „A“ aus. Die Funkknoten Ni und N2 versuchen das Paket zu empfangen (engl. Receive, Rx). In Slot 2 sendet die BS die über NCC kombinierte Nachricht „A“ + „B“ aus. Die nachfolgenden Slots werden genutzt, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Die Superframestruktur wiederholt sich regelmäßig und kann auch noch weitere Slots enthalten. FIG. 7 shows an exemplary network coded cooperation (NCC) superframe structure for a network as shown in FIG. 4 (the sending node is marked in green, the receiving nodes are marked with Rx). The superframe consists of 7 slots. The messages "A" and "B" designate the user data that the base station would like to transmit to N1 or N2. The messages "a" and "b" designate the user data that N1 or N2 must transmit to the base station. In slot 0, for example, the BS sends out the message "A". The radio nodes Ni and N 2 try to receive the packet (receive, Rx). In slot 2, the BS sends out the message "A" + "B" combined via NCC. The subsequent slots are used as shown in FIG. The superframe structure is repeated regularly and can also contain additional slots.
Ausführungsbeispiele basieren darauf, dass die Funkknoten nur durch die Analyse der empfangenden Pakete auf den Zustand bzw. die Übertragungszuverlässigkeit der verschiedenen Verbindungen im Netzwerk zurückschließen können. Dies gilt sowohl für Verbindungen an denen der jeweilige Funkknoten aktiv beteiligt ist (d.h. Sende- oder Empfangsknoten ist), als auch für Verbindungen an denen er nicht aktiv beteiligt ist. Exemplary embodiments are based on the fact that the radio nodes can only draw conclusions about the status or the transmission reliability of the various connections in the network by analyzing the packets received. This applies both to connections in which the respective radio node is actively involved (i.e. it is a transmitting or receiving node) and to connections in which it is not actively involved.
Das Verfahren wird nachfolgend beschrieben am Beispiel der Auswertung der von der Basisstation empfangenen Pakete. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Das Verfahren der Auswertung der empfangene Pakete kann auch auf jeden anderen Knoten im Netzwerk äquivalent angewendet werden. The method is described below using the example of evaluating the packets received from the base station. However, this does not represent a restriction. The method of evaluating the received packets can also be applied to any other node in the network.
Insbesondere durch die Auswertung der Inhalte der in Slot 5 und 6 empfangenen Pakete erhält die Basisstation Kenntnis über die Übertragungszuverlässigkeit auf dem Side Link Ni -> N2 und umgekehrt, ohne daran direkt beteiligt zu sein, bzw. diese Side Link Pakete empfangen zu müssen. Zudem ist hervorzuheben, dass die Basisstation diese Informationen über die Side Links erhält, ohne dass die betroffenen Knoten Ni und N2 zusätzliche Monitoring-Pakete oder Monitoring-Informationen an die Basisstation übertragen müssen. In particular, by evaluating the contents of the packets received in slots 5 and 6, the base station obtains information about the transmission reliability on the side link Ni -> N2 and vice versa, without being directly involved in it or having to receive these side link packets. It should also be emphasized that the base station Receives information about the side links without the affected nodes Ni and N having to transmit 2 additional monitoring packets or monitoring information to the base station.
Zu bemerken ist, dass die Auswertung der empfangenen Pakete und deren Inhalt sowohl Slot für Slot während des Ablaufs des Superframes erfolgen kann oder alternativ auch zum Ende eines Superframes ausgewertet werden kann. It should be noted that the received packets and their content can be evaluated slot by slot during the course of the superframe or, alternatively, can also be evaluated at the end of a superframe.
Zu bemerken ist weiterhin, dass das vorgestellte Verfahren für beliebige Network Coding Matrizen genutzt werden kann, insbesondere für größere Kooperationsgrade in denen mehr als zwei Nachrichten in einem NCC encodierten Paket übertragen werden. It should also be noted that the method presented can be used for any network coding matrices, in particular for larger degrees of cooperation in which more than two messages are transmitted in an NCC-encoded packet.
Im Folgenden wird eine Übertragung detaillierter Güteparameter gemäß Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. A transmission of detailed quality parameters according to embodiments of the invention is presented below.
Da das oben vorgestellte Verfahren nur Paketfehler zur Beurteilung der Verbindung heranzieht, bietet es in Situationen, in denen Paketfehler nur selten auftreten, nur begrenzte Aussagekraft. Eine Verbesserung ist daher, weitere Parameter zur Beurteilung der Linkqualität zu analysieren, die schon auf eine Beeinträchtigung der Verbindung hinweisen, bevor ein Paketverlust auftritt. Dies können beispielsweise Parameter, wie ein Signal- Rausch-Abstand (SNR), und/oder eine Empfangsleistung (RSSI), und/odereine Anzahl der durch die Fehlerschutzkodierung korrigierten Bitfehler sein. Since the procedure presented above only uses packet errors to assess the connection, it is only of limited value in situations in which packet errors occur only rarely. An improvement is therefore to analyze further parameters to assess the link quality, which already indicate an impairment of the connection before a packet loss occurs. For example, these can be parameters such as a signal-to-noise ratio (SNR) and/or a received power (RSSI) and/or a number of bit errors corrected by the error protection coding.
Für die Beurteilung der Linkqualität können diese Informationen entweder direkt oder daraus abgeleitete Größen herangezogen werden. Die Wahl der herangezogenen Parameter sowie deren Verarbeitung muss jedem mitgeteilt werden, beispielsweise durch eine feste Konfiguration oder eine Übertragung zur Laufzeit. Beispielhafte Verarbeitungsschritte können z.B. ein Zusammenfassen mehrerer Parameter zu einer Metrik, und/oder eine Quantisierung, und/oder eine Schwellwertbildung, und/oder eine Entzerrung, und/oder eine Kompression, und/oder eine Kombination davon, sein. To assess the link quality, this information can either be used directly or variables derived from it. The selection of the parameters used and their processing must be communicated to everyone, for example through a fixed configuration or a transfer at runtime. Exemplary processing steps may be, for example, combining multiple parameters into one metric, and/or quantization, and/or thresholding, and/or equalization, and/or compression, and/or a combination thereof.
Die Linkparameter oder daraus abgeleitete Größen müssen über die Luft übertragen werden, um sie dem Netzwerkmanagement nutzbar zu machen. Wie oben beschrieben, müsste nach derzeitigem Stand der Technik für die Übertragung dieser Zusatzinformation die Größe der übertragbaren Nutzdaten reduziert werden (durch Übertragung zusätzlicher Pakete oder die Allokation von Bitfeldern in zu übertragenden Paketen). Um diese Reduzierung der übertragbaren Nutzdatenmenge zu vermeiden, werden in der vorliegenden Erfindung folgenden Lösungsverfahren vorgeschlagen: The link parameters or variables derived from them must be transmitted over the air in order to make them usable for network management. As described above, according to the current state of the art, for the transmission of this additional information, the size of the transmittable user data would have to be reduced (by transmitting additional packets or by allocating bit fields in packets to be transmitted). In order to avoid this reduction in the amount of user data that can be transmitted, the following solution methods are proposed in the present invention:
Ausführungsformen können, z.B. eine Modifikation der Codierkoeffizienten realisieren. Die Codierkoeffizienten werden verändert, wenn ein Parameter einen entsprechenden Schwellwert über- bzw. unterschreitet. Alternativ kann aus einer vordefinierten Menge an Codierkoeffizienten ausgewählt werden, um einen gewissen Wertebereich eines Parameters zu repräsentieren. Beispielsweise kann der Exponent der Bitfehlerrate direkt als Codierkoeffizient verwendet werden. For example, embodiments may implement modification of the coding coefficients. The coding coefficients are changed when a parameter exceeds or falls below a corresponding threshold value. Alternatively, a selection can be made from a predefined set of coding coefficients in order to represent a certain value range of a parameter. For example, the bit error rate exponent can be used directly as a coding coefficient.
Ausführungsformen können z.B. eine Manipulation der Paketstruktur realisieren. Die Linkanalyse-Ergebnisse können in komprimierter oder quantisierter Form übertragen werden, indem die zu sendende NCC Nachricht oder Teile gezielt manipuliert werden. Eine solche Manipulation führt dazu, dass der Empfänger ohne Kenntnis der Manipulation die Nachricht nicht korrekt dekodieren kann. Ein solcher Decodierfehler wird im Empfänger durch einen üblicherweise eingesetzten Fehlerdetektionscode wie zum Beispiel CRC-8 erkannt, kann aber nicht korrigiert werden. Wird jedoch die Menge der möglichen Manipulationen eingeschränkt, so kann der Empfänger alle denkbaren Manipulationen durchprobieren und zurücknehmen, bis die Nachricht erfolgreich dekodiert werden kann und die Überprüfung des Fehlerdetektionscodes erfolgreich ist. For example, embodiments may implement packet structure manipulation. The link analysis results can be transmitted in compressed or quantized form by specifically manipulating the NCC message or parts to be sent. Such manipulation means that the recipient, without knowledge of the manipulation, cannot correctly decode the message. Such a decoding error is detected in the receiver by a commonly used error detection code such as CRC-8, but cannot be corrected. However, if the number of possible manipulations is restricted, the recipient can try out all conceivable manipulations and withdraw them until the message can be successfully decoded and the error detection code has been checked successfully.
Begrenzt wird dieses Verfahren von der fehlererkennenden Eigenschaft des eingesetzten Codes. Mit jeder zusätzlichen Modifikation steigert man die Wahrscheinlichkeit, dass ein ungültiges Paket als gültig erkannt wird. This method is limited by the error-detecting property of the code used. With each additional modification, the probability that an invalid packet will be recognized as valid increases.
Beispielhafte Modifikationen sind unter anderem ein Wechsel der Byte- oder Bit- Reihenfolge, und/oder eine Rotation des gesamten Pakets oder Teilen davon um ein bestimmte Anzahl Bits; und/oder eine Superposition des Pakets mit einem kurzen Datenwort oder einzelnen Bits mittels XOR, und/oder eine Inversion des Pakets, einzelner Teile davon oder einzelner Bits an bestimmten Stellen. Exemplary modifications include, but are not limited to, changing the order of bytes or bits, and/or rotating all or part of the packet by a specified number of bits; and/or a superposition of the packet with a short data word or individual bits using XOR, and/or an inversion of the packet, individual parts of it or individual bits at specific locations.
Diese Modifikation kann auf das gesamte Sendepaket angewendet werden oder, beim Einsatz von NCC, nur auf ein Teilpaket. This modification can be applied to the entire transmission packet or, when using NCC, only to a partial packet.
Beispielsweise kann das Verfahren auf die in Fig. 7 dargestellte Superframe Struktur angewendet werden. Ni empfängt in Slot 4 die Paketsuperposition „A“+“b“ und misst dabei den Signal-Rausch-Abstand. Liegt er unter einem vorher festgelegten Schwellwert, überträgt Ni im Slot 5 die Paketsuperposition „b“+“a“ in Big Endian Notation. Liegt der Signal-Rausch-Abstand unter dem Schwellwert, überträgt Ni im Slot 5 die Paketsuperposition „b“+“a“ in Little Endian Notation. For example, the method can be applied to the superframe structure shown in FIG. In slot 4, Ni receives the packet superposition "A"+"b" and measures the signal-to-noise ratio. If it is below a predetermined threshold value, Ni transmits the packet superposition "b"+"a" in slot 5 in big endian notation. Is that Signal-to-noise ratio below the threshold value, Ni transmits the packet superposition "b"+"a" in slot 5 in little endian notation.
Die Empfänger interpretieren die empfangene Paketsuperposition „b“+“a“ sowohl als Big Endian als auch als Little Endian und decodieren die Pakete. In einem Fall schlägt die Decodierung fehl, im anderen ist sie erfolgreich. Je nachdem welche Decodierung erfolgreich war, erfährt der Empfänger, ob die Übertragung im Slot 5 ein SNR über oder unter dem zuvor festgelegten Schwellwert hatte. The receivers interpret the received packet superposition "b"+"a" as both big endian and little endian and decode the packets. In one case the decoding fails, in the other it succeeds. Depending on which decoding was successful, the recipient learns whether the transmission in slot 5 had an SNR above or below the previously defined threshold.
In Ausführungsformen der Erfindung findet keine direkte Übertragung der Paketfehlerrate oder darauf zurückschließbarer Güteparameter statt. Die Paketfehlerrate wird aus Informationen abgeleitet, die aus den empfangenen Paketen durch Ausnutzung der Netzwerkcodierung gewonnen werden. In embodiments of the invention, there is no direct transmission of the packet error rate or quality parameters that can be inferred therefrom. The packet error rate is derived from information obtained from the received packets by exploiting network coding.
Für die Übertragung detaillierterer Güteparameter der Linkanalyse von Side Links müssen in Ausführungsformen weder ein zusätzlicher Speicherplatz im Paket reserviert werden noch müssen zusätzliche Pakete übertragen werden. Die Informationen der Güteparameter werden durch die Modifikation der NCC Codierung oder durch die Manipulation der Struktur der NCC Pakete übertragen. In embodiments, for the transmission of more detailed quality parameters of the link analysis of side links, no additional memory space in the packet has to be reserved, nor do additional packets have to be transmitted. The quality parameter information is transmitted by modifying the NCC coding or by manipulating the structure of the NCC packets.
Nachfolgend wird ein erstes detailliertes Ausführungsbeispiel dargestellt. A first detailed exemplary embodiment is presented below.
In einem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Topologie eines Netzwerks mit einer Basisstation 400 und drei Funkknoten 451 , 452, 453 gezeigt. In an embodiment shown in FIG. 8, a topology of a network with a base station 400 and three radio nodes 451, 452, 453 is shown.
In Fig. 9 zeigt ein Beispiel für eine mögliche Superframestruktur mit Netzwerk-codierter Kooperation, wobei das Netzwerk eine Basisstation und drei Funkknoten aufweist. FIG. 9 shows an example of a possible superframe structure with network-coded cooperation, the network having a base station and three radio nodes.
Zur Zwischenspeicherung der Daten der Linkanalyse wird eine Datenbank (DB) genutzt. Jeder Eintrag in die Datenbank enthält die Superframe Nummer, die Sendeknoten ID, die Empfangsknoten ID und den Status über den Paketempfang (0 - erfolgreich oder 1 - Übertragungsfehler). Diese Werte lassen sich als Daten-Tupel {Superframe Nr., Sendeknoten ID, Empfangsknoten ID, Status des Paketempfang} zusammenfassen. Beispielsweise wird die erfolgreiche Paketübertragung in Superframe 12 auf der Verbindung von Knoten Ni zu Knoten N2 durch das Datentupel {12, Ni, N2, 0} beschrieben. A database (DB) is used to temporarily store the data from the link analysis. Each entry in the database contains the superframe number, the sending node ID, the receiving node ID and the status of packet reception (0 - successful or 1 - transmission error). These values can be summarized as a data tuple {superframe number, sending node ID, receiving node ID, status of packet reception}. For example, the successful packet transmission in superframe 12 on the link from node Ni to node N2 is described by the data tuple {12,Ni,N2,0}.
Zur Vereinfachung der Erläuterung des Ausführungsbeispiels werden folgende Notationen verwendet. Rx^x,Ny = True beschreibt den Fall, dass der Funkknoten Nx das Paket von Ny in Slot i korrekt empfangen konnte. Äquivalent beschreibt The following notations are used to simplify the explanation of the exemplary embodiment. Rx ^ x ,Ny =True describes the case in which the radio node Nx was able to correctly receive the packet from Ny in slot i. Equivalent describes
Rx^x ' Ny _ paise den Fall, dass der Funkknoten Nx das Paket von Ny in Slot i nicht korrekt empfangen konnte. {A, B} Q Pi Ny beschreibt, dass in dem von Funkknoten Ny in Slot i ausgesandte Paket die Nachrichten „A“ und „B“, über NCC encodiert, enthalten sind. Nach Ablauf des Superframes beginnt die Basisstation mit der Auswertung der empfangen Pakete und deren Inhalt. Die Basisstation kann durch Auswertung der in den Slots 6 - 11 empfangenen Pakete auf die Paketfehlerrate auf den verschiedenen Verbindungen zurückschließen. Dies wird nachfolgend beschrieben für den Superframe k, dessen Struktur in Fig. 9 dargestellt ist. R x ^ x ' N y _ paise the case that the radio node N x could not correctly receive the packet from N y in slot i. {A, B} QP i Ny describes that the packet sent out by radio node N y in slot i contains the messages "A" and "B", encoded via NCC. After the superframe has expired, the base station starts evaluating the received packets and their content. By evaluating the packets received in slots 6 - 11, the base station can deduce the packet error rate on the various connections. This is described below for the superframe k, the structure of which is shown in FIG.
Durch Filterung der Datenbank der Linkanalyse auf einzelnen Verbindungen und mithilfe eines gleitenden Zeitfensters (engl sliding window) kann die mittlere Paketfehlerrate von einer Verbindung zu einem bestimmten Zeitpunkt berechnet werden. Dieser Schritt kann für alle in der Datenbank gelisteten Verbindungen durchgeführt werden, woraus sich ein Gesamtübersicht über die Verbindungsqualität im Netzwerk ergibt. Diese Information kann u.a. dem Netzwerkmanagement zur Verfügung gestellt oder in anderer Weise genutzt werden. Nachfolgend wird ein zweites detailliertes Ausführungsbeispiel bereitgestellt. By filtering the link analysis database on individual links and using a sliding time window, the mean packet error rate of a link at a given point in time can be calculated. This step can be carried out for all connections listed in the database, resulting in a general overview of the connection quality in the network. This information can be made available to network management, among other things, or used in some other way. A second detailed embodiment is provided below.
Aufbauend auf dem Szenario aus dem ersten detaillierten Ausführungsbeispiel sollen in diesem Ausführungsbeispiel zusätzliche Informationen zur Qualität der Side-Links an die Basisstation übertragen werden. Auch hier soll die in Fig. 8 gezeigte Netzwerktopologie umfassend eine Basisstation und drei Funkknoten sowie die in Fig. 9 beschriebene Codematrix verwendet werden. Building on the scenario from the first detailed exemplary embodiment, additional information on the quality of the side links is to be transmitted to the base station in this exemplary embodiment. Here, too, the network topology shown in FIG. 8 comprising a base station and three radio nodes and the code matrix described in FIG. 9 should be used.
Zur Bestimmung der Qualität der Verbindungen soll das SNR der Side-Links erhoben, quantisiert, zur Basisstation übermittelt werden und dort in die Linkanalyse einfließen. To determine the quality of the connections, the SNR of the side links should be collected, quantized, transmitted to the base station and incorporated into the link analysis there.
Wie in Ausführungsbeispiel 1 soll zur Zwischenspeicherung der Daten der Linkanalyse eine Datenbank (DB) genutzt. Auch hier enthält jeder Eintrag in die Datenbank die Superframe Nummer, die Sendeknoten ID, die Empfangsknoten ID und den Status über den Paketempfang (0 - erfolgreich oder 1 - Übertragungsfehler). Zusätzlich wird auch das mit zwei Bit Auflösung quantisierte Signal-Rausch-Verhältnis abgespeichert. Dabei findet folgende Zuordnung zwischen dem quantisierten Wert und dem Signal-Rausch-Verhältnis Anwendung: As in exemplary embodiment 1, a database (DB) is to be used for intermediate storage of the link analysis data. Here, too, each entry in the database contains the superframe number, the sending node ID, the receiving node ID and the status of packet reception (0 - successful or 1 - transmission error). In addition, the signal-to-noise ratio quantized with a two-bit resolution is also saved. The following correlation between the quantized value and the signal-to-noise ratio is used:
Diese Werte lassen sich als Daten-Tupel {Superframe Nr., Sendeknoten ID, Empfangsknoten ID, Status des Paketempfang, SNR} zusammenfassen. Beispielsweise wird die erfolgreiche Paketübertragung mit einem SNR zwischen 20 dB und 30 dB in Superframe 12 in Slot 6 auf der Verbindung von Knoten Ni zu Knoten N2 durch das Datentupel {12, Ni, N2, 0, 0b10} beschrieben. These values can be summarized as a data tuple {superframe number, sending node ID, receiving node ID, status of packet reception, SNR}. For example, the successful packet transmission with an SNR between 20 dB and 30 dB in superframe 12 in slot 6 on the connection from node Ni to node N 2 is described by the data tuple {12, Ni, N 2 , 0, 0b10}.
Als Beispiel für den Kommunikationsablauf wird beispielhaft der Funkknoten N2 betrachtet. In den Slots 0, 1 , 2 und 3 empfängt er Pakete von der Basisstation. Dabei handelt es sich noch nicht um einen Side-Link. Im Slot 4 aber sendet der Funkknoten Ni. Der Funkknoten N2 empfängt die gesendete Nachricht und misst dabei das Signal-zu-Rausch Verhältnis SNR. Das gemessene SNR wird im Funkknoten N2 quantisiert und als SNRq abgespeichert. Im Slot 5 hat der Funkknoten N2 einen Sendeslot und soll die Superposition „2A“+“C“+“b“ senden. Um in das zu sendende Paket das quantisierte SNR hineinzucodieren, rotiert der Funkknoten das Teilpaket „b“ entsprechend des Wertes von SNRq um 0, 1 , 2 oder 3 Bit nach rechts. Die gesendete Superposition lautet also „2A“+“C“+rot(„b“, SNRq). The radio node N 2 is considered as an example of the communication sequence. In slots 0, 1, 2 and 3 it receives packets from the base station. This is not yet a side link. In slot 4, however, the radio node Ni transmits. The radio node N 2 receives the transmitted message and measures the signal-to-noise ratio SNR. The measured SNR is quantized in radio node N 2 and stored as SNR q . The radio node N 2 has a transmission slot in slot 5 and is to transmit the superposition "2A"+"C"+"b". In order to encode the quantized SNR into the packet to be sent, the radio node rotates the partial packet "b" by 0, 1, 2 or 3 bits to the right, depending on the value of SNR q . The transmitted superposition is therefore "2A"+"C"+rot("b", SNR q ).
Die Basisstation und die Funkknoten Ni und N3 empfangen die rotierte Nachricht. Beispielhaft soll nun das Decodierverfahren in der Basisstation beschrieben werden. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Die Knoten Ni und N3 können ihrerseits ebenfalls das nachfolgend beschriebenen Decodierverfahren durchführen. The base station and radio nodes Ni and N 3 receive the rotated message. The decoding method in the base station will now be described as an example. However, this does not constitute a restriction. The nodes Ni and N 3 can in turn also carry out the decoding method described below.
Die Basisstation empfängt die gesendete Paketsuperposition „2A“+“C“+rot(„b“, SNRq) und versucht sie zu decodieren. Die Teilnachrichten „A“ und „C“ sind bekannt, da sie von der Basis selbst gesendet wurden. Durch Subtraktion lässt sich die Teilnachricht rot(„b“, SNRq) extrahieren. The base station receives the transmitted packet superposition "2A"+"C"+rot("b", SNR q ) and tries to decode it. The partial messages "A" and "C" are known because they were sent by the base itself. The partial message rot("b", SNR q ) can be extracted by subtraction.
Diese rotierte Teiinachricht wird nun in der Basis parallel um 0, 1 , 2 und 3 Bit nach links rotiert und jede dieser Rotationen wird auf Integrität überprüft. Dabei kommt der Fehlerschutzcode CRC-16 zum Einsatz. Die Überprüfung wird nur dann erfolgreich sein, wenn beim Decodieren die Nachricht um SNRq nach links rotiert wurde. Auf diese Weise erfährt die Basisstation das quantisierte Signal-Rausch-Verhältnis des Side-Links zwischen den Knoten Ni und N2 und kann ihn in der Datenbank der Linkanalyse abspeichern. Für alle weiteren Knoten und Side-Links werden diese Schritte analog ausgeführt. This rotated partial message is now rotated in parallel by 0, 1, 2 and 3 bits to the left in the base and each of these rotations is checked for integrity. The CRC-16 error protection code is used for this. The check will only be successful if the message was rotated to the left by SNR q during decoding. In this way, the base station learns the quantized signal-to-noise ratio of the side link between the nodes Ni and N 2 and can store it in the link analysis database. These steps are carried out analogously for all other nodes and side links.
Ein Vorteil von Ausführungsformen besteht in der Netzwerk-Analyse ohne Signalisierungsaufwand. Durch die bereitgesteliten Konzepte erhält das Netzwerkmanagement jederzeit und verzögerungsfrei aktuelle Informationen über den Zustand der Verbindungen im Netzwerk, ohne dafür zusätzliche Übertragungsressourcen (Bitfelder in zu übertragenden Paketen oder zusätzliche Pakete) zu benötigen. D.h., es bestehen keine Einschränkungen bei der Menge der übertragbaren Nutzdaten und/oder die nötige Sendedauer muss nicht verlängert werden. An advantage of embodiments is network analysis without signaling overhead. Thanks to the concepts provided, the network management receives up-to-date information about the status of the connections in the network at any time and without delay, without requiring additional transmission resources (bit fields in packets to be transmitted or additional packets). This means that there are no restrictions on the amount of user data that can be transmitted and/or the required transmission time does not have to be extended.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Erhöhung der Zuverlässigkeit: Da das Netzwerkmanagement jederzeit den aktuellen Zustand der Verbindungen im Netzwerk kennt, kann es dieses Wissen zur optimalen Anpassung der Kodiervorschrift der eingesetzten Netzwerkkodierung und/oder der Ressourcenzuweisung zu den einzelnen Verbindungen an den aktuellen Zustand der Verbindungen im Netzwerk nutzen. Im Ergebnis kann dadurch die Übertragungszuverlässigkeit auf den Verbindungen deutlich gesteigert werden. Des Weiteren liegt ein Vorteil in einer effizienteren Nutzung der Funkübertragungsressourcen: Da das Netzwerkmanagement jederzeit den aktuellen Zustand der Verbindungen im Netzwerk kennt, kann es dieses Wissen zur Optimierung des Ressourcen-Schedulings nutzen, d.h. jeder Verbindung werden nur so viele Ressourcen zugewiesen, wie tatsächlich benötigt werden. Another advantage lies in the increase in reliability: Since the network management always knows the current status of the connections in the network, it can use this knowledge to optimally adapt the coding specification of the network coding used and/or the resource allocation to the individual connections to the current status of the connections use in the network. As a result, the transmission reliability on the connections can be significantly increased. Another advantage is the more efficient use of radio transmission resources: Since the network management knows the current status of the connections in the network at all times, it can use this knowledge to optimize resource scheduling, ie each connection is only assigned as many resources as are actually required will.
Ein weiterer Vorteil liegt in einer Verringerung der Übertragungslatenzen: Da die Übertragungsressourcen optimal an den Zustand der aktuellen Verbindung angepasst werden können, wird die Notwendigkeit von Paketwiederholungen verringert und somit die Ende-zu-Ende Übertragungslatenz verringert. Another advantage is a reduction in transmission latencies: Since the transmission resources can be optimally adapted to the state of the current connection, the need for packet repetitions is reduced and the end-to-end transmission latency is reduced.
Des Weiteren liegt ein Vorteil in der Eignung für Funksysteme mit sehr hohen Echtzeit- und Zuverlässigkeitsanforderungen: Durch die oben beschriebenen technischen Eigenschaften und der daraus erwachsenden Vorteile eignet sich das vorgestellte Verfahren insbesondere für Funksysteme an die sehr hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer Echtzeitfähigkeit (d.h. extrem kurze, garantierte Übertragungslatenzen) und Zuverlässigkeit (d.h. extrem niedrige Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit) gestellt sind. Another advantage is the suitability for radio systems with very high real-time and reliability requirements: Due to the technical properties described above and the resulting advantages, the method presented is particularly suitable for radio systems with very high requirements in terms of their real-time capability (i.e. extremely short, guaranteed transmission latencies) and reliability (i.e. extremely low transmission error probability).
In Ausführungsformen weist eine Struktur der übertragenen Funkpakete nur einen Paketheader und Nutzdaten auf, die mittels Network Coded Cooperation encodiert sind. Die Funkpakete enthalten keine separaten Bitfelder zur Übertragung der Verbindungsqualität. Beispielsweise ein Netzwerk Manager (englisch: Network Manager) kann dennoch über Informationen über Side Links im Netzwerk verfügen, an denen die Basisstation (oder der betreffende Funkknoten, an den der Netzwerk Manager angebunden ist) nicht aktiv beteiligt ist. Diese Informationen werden beispielsweise zur Festlegung/Adaption der Codiermatrix oder zur Ausgabe an Nutzer (Visualisierung) oder an andere technische Systeme (z.B. ein übergeordnetes Management oder das Management eines benachbarten Kommunikationssystems) genutzt. In embodiments, a structure of the transmitted radio packets has only a packet header and user data, which are encoded using Network Coded Cooperation. The radio packets do not contain any separate bit fields for transmitting the connection quality. For example, a network manager can still have information about side links in the network in which the base station (or the relevant radio node to which the network manager is connected) is not actively involved. This information is used, for example, to define/adapt the coding matrix or to issue it to users (visualization) or to other technical systems (e.g. a higher-level management or the management of a neighboring communication system).
In Ausführungsformen wird die Struktur der Pakete mit NCC encodierten Nutzdaten in Abhängigkeit der Verbindungsqualität zwischen den Funkknoten modifiziert. In embodiments, the structure of the packets with NCC-encoded user data is modified depending on the connection quality between the radio nodes.
Ein technisches Anwendungsgebiet der vorgestellten Erfindung ist ein Funksystem das sehr hohe Anforderungen hinsichtlich seiner hohen Übertragungszuverlässigkeit erfüllen muss und das hierfür Kooperationsverfahren wie beispielsweise aus dem Bereich des Cooperative Relaying oder Network Coded Cooperation einsetzt. Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder einer elektronischen Schaltung durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden. A technical field of application of the presented invention is a radio system that has to meet very high requirements in terms of its high transmission reliability and that uses cooperation methods such as from the field of cooperative relaying or network coded cooperation for this purpose. Although some aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the essential process steps can be performed by such an apparatus.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software oder zumindest teilweise in Hardware oder zumindest teilweise in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer BluRay Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwirken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware, or in software, or at least partially in hardware, or at least partially in software. Implementation can be performed using a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a BluRay disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or other magnetic or optical Memory are carried out on which electronically readable control signals are stored, which can interact with a programmable computer system in such a way or interaction that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Thus, some embodiments according to the invention comprise a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung alsIn general, embodiments of the present invention as
Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Computer program product to be implemented with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist. Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. The program code can also be stored on a machine-readable carrier, for example. Other exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier. In other words, an exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a computer program that has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger oder das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise greifbar und/oder nicht flüchtig. A further exemplary embodiment of the method according to the invention is therefore a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for carrying out one of the methods described herein is recorded. The data carrier or digital storage medium or computer-readable medium is typically tangible and/or non-transitory.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstelien. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden. A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents the computer program for carrying out one of the methods described herein. For example, the data stream or sequence of signals may be configured to be transferred over a data communication link, such as the Internet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Another embodiment includes a processing device, such as a computer or programmable logic device, configured or adapted to perform any of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Another embodiment includes a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen. A further exemplary embodiment according to the invention comprises a device or a system which is designed to transmit a computer program for carrying out at least one of the methods described herein to a recipient. The transmission can take place electronically or optically, for example. For example, the recipient may be a computer, mobile device, storage device, or similar device. The device or the system can, for example, comprise a file server for transmission of the computer program to the recipient.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC. In some embodiments, a programmable logic device (e.g., a field programmable gate array, an FPGA) can be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform any of the methods described herein. In general, in some embodiments, the methods are performed on the part of any hardware device. This can be hardware that can be used universally, such as a computer processor (CPU), or hardware that is specific to the method, such as an ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei. The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is understood that modifications and variations to the arrangements and details described herein will occur to those skilled in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the following claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Vorrichtung (100; 400) zu einer Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem Kommunikationsnetzwerk, wobei eine erste Netzwerkeinheit (151; 451) des Kommunikationsnetzwerks eingerichtet ist, eine erste Datenübertragung durchzuführen, indem von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstes Datenpaket von den ersten Daten abhängt, wobei eine zweite Netzwerkeinheit (152; 452) des Kommunikationsnetzwerks eingerichtet ist, eine zweite Datenübertragung durchzuführen, indem von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind, wobei die Vorrichtung (100; 400) eine Empfangseinheit (110) umfasst, die ausgebildet ist, die zweite Datenübertragung zu empfangen, und wobei die Vorrichtung (100; 400) eine Auswerteeinheit (120) umfasst, die ausgebildet ist, eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit (120) das zweite Datenpaket auswertet. 2. Vorrichtung (100; 400) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit (120) ausgebildet ist, zu bestimmen, ob die erste Datenübertragung von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) erfolgreich verlaufen ist, indem die Auswerteeinheit (120) einen Header des zweiten Datenpakets auswertet. 1. Device (100; 400) for determining a transmission quality in a communication network, wherein a first network unit (151; 451) of the communication network is set up to carry out a first data transmission by the first network unit (151; 451) sending first data are transmitted in such a way that a first data packet depends on the first data, with a second network unit (152; 452) of the communication network being set up to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit (152; 452) are transmitted in this way that the second data are combined with the first data in a second data packet, wherein the device (100; 400) comprises a receiving unit (110) which is designed to receive the second data transmission, and wherein the device (100; 400) an evaluation unit (120) which is designed to measure a first quality of the first data transmission and/or e to determine a second quality of the second data transmission by the evaluation unit (120) evaluating the second data packet. 2. Device (100; 400) according to claim 1, wherein the evaluation unit (120) is designed to determine whether the first data transmission from the first network unit (151; 451) to the second network unit (152; 452) was successful, in that the evaluation unit (120) evaluates a header of the second data packet.
3. Vorrichtung (100; 400) nach Anspruch 2, wobei die Auswerteeinheit (120) ausgebildet ist, den Header des zweiten3. Device (100; 400) according to claim 2, wherein the evaluation unit (120) is formed, the header of the second
Datenpakets daraufhin auszuwerten, ob der Header des zweiten Datenpakets Codierinformationen zur Dekodierung der ersten Daten des zweiten Datenpakets umfasst. 4. Vorrichtung (100; 400) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Auswerteeinheit (120) ausgebildet ist, den Header des zweiten Datenpakets daraufhin auszuwerten, ob der Header des zweiten Datenpakets einen Codier-Koeffizienten umfasst, den die zweite Netzwerkeinheit (151; 451) zur Codierung der ersten Daten in dem zweiten Datenpaket verwendet hat. Evaluate the data packet to determine whether the header of the second data packet includes coding information for decoding the first data of the second data packet. 4. The device (100; 400) according to claim 2 or 3, wherein the evaluation unit (120) is designed to evaluate the header of the second data packet to determine whether the header of the second data packet includes a coding coefficient which the second network unit (151; 451) to encode the first data in the second data packet.
5. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Empfangseinheit (110) ausgebildet ist, die erste Datenübertragung und die zweite Datenübertragung zu empfangen, wobei die Auswerteeinheit (120) ausgebildet ist, eine erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder eine zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit (120) das erste Datenpaket und das zweite Datenpaket auswertet. 5. Device (100; 400) according to one of the preceding claims, wherein the receiving unit (110) is designed to receive the first data transmission and the second data transmission, wherein the evaluation unit (120) is designed to have a first quality of the first data transmission and/or or to determine a second quality of the second data transmission by the evaluation unit (120) evaluating the first data packet and the second data packet.
6. Vorrichtung (100; 400) nach Anspruch 5, wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die ersten Daten aus dem ersten Datenpaket als erste ermittelte Daten zu bestimmen, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, unter Verwendung der ersten ermittelten Daten zu bestimmen, ob das zweite Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten gebildet wurde, wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten gebildet wurde, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) nicht erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite Datenpaket nicht unter Verwendung der ersten Daten gebildet wurde. 6. Device (100; 400) according to claim 5, wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine the first data from the first data packet as the first determined data, and wherein the evaluation unit (120) of The device (100; 400) is designed to use the first determined data to determine whether the second data packet was formed using the first data, the evaluation unit (120) of the device (100; 400) being designed to determine that the first data transmission from the first network unit (151; 451) to the second network unit (152; 452) was successful if the second data packet was formed using the first data, and wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400 ) is adapted to determine that the first data transmission from the first network unit (151; 451) to the second network unit (152; 452) was unsuccessful if the second data packet ni cht was formed using the first data.
7. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine dritte Netzwerkeinheit (153; 453) des Kommunikationsnetzwerks eingerichtet ist, eine dritte Datenübertragung durchzuführen, indem von der dritten Netzwerkeinheit (153; 453) zu versendende dritte Daten so übertragen werden, dass die dritten Daten mit den ersten Daten und mit den zweiten Daten in einem dritten Datenpaket kombiniert sind, wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die ersten Daten aus dem ersten Datenpaket als erste ermittelte Daten zu bestimmen, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die zweiten Daten aus dem zweiten Datenpaket als zweite ermittelte Daten zu bestimmen, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, unter Verwendung der ersten ermittelten Daten und unter Verwendung der zweiten ermittelten Daten zu bestimmen, ob das dritte Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten und unter Verwendung der zweiten Daten gebildet wurde, wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der dritten Netzwerkeinheit erfolgreich verlaufen ist, und dass die zweite Datenübertragung von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu der dritten Netzwerkeinheit erfolgreich verlaufen ist, wenn das dritte Datenpaket unter Verwendung der ersten Daten und unter Verwendung der zweiten Daten gebildet wurde, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die erste Datenübertragung von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der dritten Netzwerkeinheit und/oder die zweite Datenübertragung von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu der dritten Netzwerkeinheit nicht erfolgreich verlaufen ist, wenn das dritte Datenpaket nicht unter Verwendung von sowohl der ersten Daten als auch der zweiten Daten gebildet wurde. 7. Device (100; 400) according to any one of the preceding claims, wherein a third network unit (153; 453) of the communication network is set up to carry out a third data transmission in that third data to be sent by the third network unit (153; 453) are transmitted in such a way that the third data is combined with the first data and with the second data are combined in a third data packet, wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine the first data from the first data packet as the first determined data, and wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400 ) is designed to determine the second data from the second data packet as second determined data, and wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine using the first determined data and using the second determined data whether the third data packet was formed using the first data and using the second data, the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is adapted to determine that the first data transmission from the first network entity (151; 451) to the third network entity has been successful and that the second data transmission from the second network entity (152; 452) to the third network entity has been successful , if the third data packet was formed using the first data and using the second data, and wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine that the first data transmission from the first network unit (151; 451) to the third network unit and/or the second data transmission from the second network unit (152; 452) to the third network unit has not been successful if the third data packet was not formed using both the first data and the second data.
Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100; 400) eine Sendeeinheit umfasst, die eingerichtet ist, eine erste weitere Datenübertragung durchzuführen, indem von der Sendeeinheit zu versendende erste weitere Daten so übertragen werden, dass die ersten weiteren Daten mit den ersten Daten und mit den zweiten Daten in einem ersten weiteren Datenpaket kombiniert sind, wobei die erste Netzwerkeinheit (151; 451) oder die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) oder eine weitere Netzwerkeinheit (153; 453) des Kommunikationsnetzwerks eingerichtet ist, eine zweite weitere Datenübertragung durchzuführen, indem zu versendende zweite weitere Daten so übertragen werden, dass die zweiten weiteren Daten mit den ersten weiteren Daten in einem zweiten weiteren Datenpaket kombiniert sind, wobei die Empfangseinheit (110) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die zweite weitere Datenübertragung zu empfangen, wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, unter Verwendung der ersten weiteren Daten zu bestimmen, ob das zweite weitere Datenpaket unter Verwendung der ersten weiteren Daten gebildet wurde, wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die erste weitere Datenübertragung von der Vorrichtung (100; 400) zu der ersten Netzwerkeinheit (151 ; 451) oder zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) oder zu der weiteren Netzwerkeinheit (153; 453) erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite weitere Datenpaket unter Verwendung der ersten weiteren Daten gebildet wurde, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, zu bestimmen, dass die erste weitere Datenübertragung von der Vorrichtung (100; 400) zu der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) oder zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) oder zu der weiteren Netzwerkeinheit (153; 453) nicht erfolgreich verlaufen ist, wenn das zweite weitere Datenpaket nicht unter Verwendung der ersten weiteren Daten gebildet wurde. Device (100; 400) according to one of the preceding claims, wherein the device (100; 400) comprises a transmission unit which is set up to carry out a first further data transmission in that the first further data to be sent by the transmission unit is transmitted in such a way that the first further data with the first data and with the second data in are combined in a first additional data packet, wherein the first network unit (151; 451) or the second network unit (152; 452) or a further network unit (153; 453) of the communication network is set up to carry out a second further data transmission by the second further data transmission to be sent Data are transmitted in such a way that the second further data are combined with the first further data in a second further data packet, the receiving unit (110) of the device (100; 400) being designed to receive the second further data transmission, the evaluation unit ( 120) of the device (100; 400) is formed using the first additional data n to determine whether the second further data packet was formed using the first further data, the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine that the first further data transmission from the device (100; 400) to the first network unit (151; 451) or to the second network unit (152; 452) or to the further network unit (153; 453) was successful if the second additional data packet was formed using the first additional data, and wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine that the first additional data transmission from the device (100; 400 ) to the first network unit (151; 451) or to the second network unit (152; 452) or to the further network unit (153; 453) has not been successful if the second further data packet was not formed using the first further data.
Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (100; 400) eingerichtet ist, zu jedem Paar einer sendenden Netzwerkeinheit und einer empfangenden Netzwerkeinheit aus einer Gruppe von Netzwerkeinheiten des Kommunikationsnetzes, das die erste Netzwerkeinheit (151;Device (100; 400) according to any one of the preceding claims, wherein the device (100; 400) is arranged to each pair of a sending network entity and a receiving network entity from a group of Network units of the communication network which the first network unit (151;
451 ) und die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) umfasst, eine Linkstatistik zu führen, die jede von der Vorrichtung (100; 400) festgestellte, erfolgreich verlaufende Datenübertragung von der sendenden Netzwerkeinheit zu der empfangenden Netzwerkeinheit als erfolgreiche Datenübertragung vermerkt und/oder die jede von der Vorrichtung (100; 400) festgestellte, nicht erfolgreich verlaufende451 ) and the second network unit (152; 452) comprises keeping link statistics which notes each successful data transmission from the sending network unit to the receiving network unit determined by the device (100; 400) as a successful data transmission and/or each unsuccessful events detected by the device (100; 400).
Datenübertragung von der sendenden Netzwerkeinheit zu der empfangenden Netzwerkeinheit als nicht erfolgreiche Datenübertragung vermerkt. Data transmission from the sending network entity to the receiving network entity marked as an unsuccessful data transmission.
10. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) ausgebildet ist, Informationen über eine Datenübertragungsqualität von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu bestimmen, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) ausgebildet ist, die Informationen über die Datenübertragungsqualität von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) an die Vorrichtung (100; 400) zu übermitteln, indem die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eine Codierregel aus einer Gruppe von zwei oder mehr Codierregeln auswählt und die ersten Daten und/oder zweiten Daten und/oder eine Kombination der ersten Daten und der zweiten Daten in dem zweiten Datenpaket abhängig von der Kodierregel codiert und mit einem Prüfcode versieht, und wobei die Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die Informationen über die Datenübertragungsqualität von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu ermitteln, indem die Vorrichtung (100; 400) unter Verwendung des Prüfcodes, der in dem zweiten Datenpaket enthalten ist, die Codierregel der zwei oder mehr Codierregeln bestimmt, die von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) ausgewählt wurde. 10. Device (100; 400) according to one of the preceding claims, wherein the second network unit (152; 452) is designed to determine information about a data transmission quality from the first network unit (151; 451) to the second network unit (152; 452). , wherein the second network unit (152; 452) is designed to transmit the information about the data transmission quality from the first network unit (151; 451) to the second network unit (152; 452) to the device (100; 400) by the second Network unit (152; 452) selects an encoding rule from a group of two or more encoding rules and encodes the first data and/or second data and/or a combination of the first data and the second data in the second data packet depending on the encoding rule and with a Check code provides, and wherein the device (100; 400) is formed, the information about the data transmission quality from the first network unit (151; 451) to the second iten network unit (152; 452) in that the device (100; 400) determines the coding rule of the two or more coding rules selected by the second network entity (152; 452) using the check code contained in the second data packet.
11. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eingerichtet ist, die zweite Datenübertragung durchzuführen, indem die von der zweiten Netzwerkeinheit (152;11. Device (100; 400) according to any one of the preceding claims, wherein the second network unit (152; 452) is set up to carry out the second data transmission by the data transmitted by the second network unit (152;
452) zu versendenden zweiten Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten als das zweite Datenpaket durch Superposition kombiniert sind. 12. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eingerichtet ist, die zweite Datenübertragung durchzuführen, indem die von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu versendenden zweiten Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in dem zweiten Datenpaket XOR-verknüpft sind, oder dass die zweiten Daten durch eine gewichtete Addition mit den ersten Daten kombiniert sind, oder dass die zweiten Daten durch eine Superposition in einem Galoisfeld mit den ersten Daten kombiniert sind. 452) second data to be sent are transmitted in such a way that the second data are combined with the first data as the second data packet by superposition. 12. Device (100; 400) according to any one of the preceding claims, wherein the second network unit (152; 452) is set up to carry out the second data transmission by transmitting the second data to be sent by the second network unit (152; 452) in such a way that the second data is XORed with the first data in the second data packet, or that the second data is combined with the first data by a weighted addition, or that the second data is combined with the first data by a superposition in a Galois field .
13. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eingerichtet ist, die ersten Daten, die mit einem ersten Codier-Koeffizienten kombiniert sind, mit den zweiten Daten, die mit einem zweiten Codier-Koeffizienten kombiniert sind, in dem zweiten Datenpaket zu kombinieren. 13. Device (100; 400) according to any one of the preceding claims, wherein the second network unit (152; 452) is arranged to combine the first data, which is combined with a first coding coefficient, with the second data, which is combined with a second coding coefficient - Coefficients are combined to be combined in the second data packet.
14. Vorrichtung (100; 400) nach Anspruch 13, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eingerichtet ist, die ersten Daten, die mit einem ersten Codier-Koeffizienten multipliziert sind, mit den zweiten Daten, die mit einem zweiten Codier-Koeffizienten multipliziert sind, in dem zweiten Datenpaket XOR-zu-verknüpfen. The device (100; 400) according to claim 13, wherein the second network unit (152; 452) is arranged to multiply the first data multiplied by a first coding coefficient with the second data multiplied by a second coding coefficient are multiplied, to be XOR-linked in the second data packet.
15. Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kommunikationsnetzwerk ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk ist, wobei die erste Netzwerkeinheit (151; 451) eine erste drahtlose Netzwerkeinheit ist, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eine zweite drahtlose Netzwerkeinheit ist, wobei die Empfangseinheit (110) der Vorrichtung (100; 400) eine Empfangseinheit (110) zum Empfang von drahtlosen Datenübertragungen ist. The device (100; 400) according to any one of the preceding claims, wherein the communication network is a wireless communication network, wherein the first network entity (151; 451) is a first wireless network entity, wherein the second network entity (152; 452) is a second wireless network entity is, wherein the receiving unit (110) of the device (100; 400) is a receiving unit (110) for receiving wireless data transmissions.
16. Basisstation eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes, wobei die Basisstation eine Vorrichtung (100; 400) nach Anspruch 15 umfasst. 16. base station of a wireless communication network, wherein the base station comprises an apparatus (100; 400) according to claim 15.
17. Kommunikationsnetzwerk, umfassend: eine erste Netzwerkeinheit (151; 451), eine zweite Netzwerkeinheit (152; 452) und eine Vorrichtung (100; 400) nach einem der vorherigen Ansprüche zu einerA communications network, comprising: a first network entity (151; 451), a second network entity (152; 452), and a device (100; 400) according to any one of the preceding claims to one
Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem Kommunikationsnetzwerk, wobei die erste Netzwerkeinheit (151; 451) eingerichtet ist, eine erste Datenübertragung durchzuführen, indem von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstes Datenpaket von den ersten Daten abhängt, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eingerichtet ist, eine zweite Datenübertragung durchzuführen, indem von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweiten Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind, wobei die Empfangseinheit (110) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die zweite Datenübertragung zu empfangen, und wobei die Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400) ausgebildet ist, die erste Qualität der ersten Datenübertragung und/oder die zweite Qualität der zweiten Datenübertragung zu bestimmen, indem die Auswerteeinheit (120) das zweite Datenpaket auswertet. Determination of a transmission quality in a communication network, wherein the first network unit (151; 451) is set up to carry out a first data transmission by the first data to be sent by the first network unit (151; 451) being transmitted in such a way that a first data packet from the first data depends, wherein the second network unit (152; 452) is set up to carry out a second data transmission in that second data to be sent by the second network unit (152; 452) is transmitted in such a way that the second data is combined with the first data in a second data packet are, wherein the receiving unit (110) of the device (100; 400) is designed to receive the second data transmission, and wherein the evaluation unit (120) of the device (100; 400) is designed to determine the first quality of the first data transmission and/or to determine the second quality of the second data transmission by the evaluation unit (120) evaluating the second data packet tet.
18. Kommunikationsnetzwerk nach Anspruch 17, wobei das Kommunikationsnetzwerk ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk ist, wobei die erste Netzwerkeinheit (151 ; 451) eine erste drahtlose Netzwerkeinheit ist, wobei die zweite Netzwerkeinheit (152; 452) eine zweite drahtlose Netzwerkeinheit ist, wobei die Empfangseinheit (110) der Vorrichtung (100; 400) eine Empfangseinheit (110) zum Empfang von drahtlosen Datenübertragungen ist. 19. Verfahren zu einer Bestimmung einer Übertragungsqualität in einem18. Communication network according to claim 17, wherein the communication network is a wireless communication network, wherein the first network unit (151; 451) is a first wireless network unit, wherein the second network unit (152; 452) is a second wireless network unit, wherein the receiving unit (110) of the device (100; 400) is a receiving unit (110) for receiving wireless data transmissions. 19. Method for determining a transmission quality in a
Kommunikationsnetzwerk, wobei das Verfahren umfasst: Communication network, the method comprising:
Durchführen einer ersten Datenübertragung durch eine erste Netzwerkeinheit (151; 451) des Kommunikationsnetzwerks, indem von der ersten Netzwerkeinheit (151; 451) zu versendende erste Daten so übertragen werden, dass ein erstesCarrying out a first data transmission by a first network unit (151; 451) of the communication network by the first network unit (151; 451) to be sent first data being transmitted in such a way that a first
Datenpaket von den ersten Daten abhängt, data packet depends on the first data,
Durchführen einer zweiten Datenübertragung durch eine zweite Netzwerkeinheit (152; 452) des Kommunikationsnetzwerks, indem von der zweiten Netzwerkeinheit (152; 452) zu versendende zweite Daten so übertragen werden, dass die zweitenCarrying out a second data transmission by a second network unit (152; 452) of the communication network by the second network unit (152; 452) to be sent second data being transmitted in such a way that the second
Daten mit den ersten Daten in einem zweiten Datenpaket kombiniert sind, data are combined with the first data in a second data packet,
Empfangen der zweiten Datenübertragung durch eine Empfangseinheit (110) einer Vorrichtung (100; 400), und receiving the second data transmission by a receiving unit (110) of a device (100; 400), and
Bestimmen einer ersten Qualität der ersten Datenübertragung und/oder einer zweiten Qualität der zweiten Datenübertragung durch eine Auswerteeinheit (120) der Vorrichtung (100; 400), indem die Auswerteeinheit (120) das zweite Datenpaket auswertet. Determination of a first quality of the first data transmission and/or a second quality of the second data transmission by an evaluation unit (120) of the device (100; 400) by the evaluation unit (120) evaluating the second data packet.
20. Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 19. 20. A computer program with a program code for carrying out the method according to claim 19.
EP22717634.4A 2021-04-23 2022-04-21 Apparatus and method for intrinsically analysing the connection quality in radio networks with network-coded cooperation Pending EP4327487A1 (en)

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