WO2009129854A1 - Verfahren und vorrichtung zur datenverarbeitung sowie system umfassend die vorrichtung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur datenverarbeitung sowie system umfassend die vorrichtung Download PDF

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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for data processing and to a system comprising such a device.
  • a communication network for power lines preferably processes data from energy meters, various sensors, load switching devices, automation devices or other devices. This data is exchanged between nodes of the communication network, wherein, for example, a group of nodes can be combined into a network cell and a node of the network cell performs a function of a central station or a base station.
  • the nodes of the network cell can communicate with the base station or are associated with it logically.
  • the base station has a connection to a backbone network, which enables the base stations to communicate with one another or with network components of the backbone network.
  • the nodes of a network cell are, for example, hierarchically coupled to the base station so that each node of the network cell can be reached by the base station by means of at least one transmission step (also referred to as "hop").
  • nodes may be connected via other nodes Network cell can be reached by the base station (in this case, several transmission sections or transmission steps are necessary).
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned above and in particular to provide an approach which allows efficient use of a power grid.
  • a method for data processing in a network comprising at least one network cell with at least two base stations and a plurality of nodes, which are connected and / or associated with the at least two base stations, wherein based on the at least two base stations, a data flow in the network cell is regulated.
  • the at least one further base station can process the data of the defective base station. Also it is possible that at one
  • Interrupting a connection in the network cell some nodes at least temporarily to the at least one Dodge closer base station to connect to the backbone network.
  • the service in the network can be maintained.
  • the network is preferably a power grid or a power supply network (factory).
  • the base station is a node which has a connection or a connection possibility to the backbone network. Furthermore, it is a further development that each base station is connected to a backbone network or has a connection possibility to the backbone network, in particular via at least one (further) node.
  • a node is advantageously suitable for forwarding data to at least one other node.
  • This at least one further node is thus indirectly connected to the base station.
  • a node may be connected to the base station via a plurality of further nodes.
  • a network cell may be implemented logically and / or physically separately from other network cells.
  • the base station can be static or mobile.
  • At least part of the routing functionality may be provided in the base stations. Also, the routing functionality may be distributed to at least one node of the network cell; In particular, multiple nodes may possibly enable routing in combination with the base station. The routing functionality may continue to be at least partially available from the backbone network or at least one component of the backbone network.
  • the at least two base stations of the network cell communicate with each other directly or via at least one node of the network or via the backbone network in order to enable a suitable and efficient distribution of the routing from or for the nodes of the network cell.
  • the data flow in the network cell is regulated by a part of the at least two base stations or by all base stations of the network cell.
  • the data flow in the network cell is regulated by or via the backbone network.
  • Base stations are activated alternately.
  • groups of base stations may be active alternately or in sequence (possibly temporally overlapping).
  • the plurality of base stations may be alternately active so as to exchange data with the backbone network and the nodes directly or indirectly assigned to the base stations in a manner of multiplexing at different locations of the network cell.
  • An embodiment is that a plurality of network cells are provided in the network.
  • An alternative embodiment is that data is relayed via a node to at least one other node connected to the at least one node.
  • a next embodiment is that the node is connected directly to the base station or indirectly via at least one other node to the at least one base station.
  • a data load is distributed in the network cell.
  • An additional embodiment is that the network comprises a common wave network.
  • Suitable networks are wired and wireless networks, in particular combinations thereof.
  • the network may comprise a so-called single-frequency network.
  • a data unit or a data telegram (also referred to as "telegram") is transmitted by one or more senders in all directions at the same time and on the same frequencies.
  • a node also referred to as a station or network station
  • receives the data unit it is correspondingly and if necessary sent to a destination via several stations or nodes in several retransmission steps or waves.
  • An advantage of the single-frequency networks is that the routing (eg for the tick of the route search or maintenance) is simplified:
  • the single-frequency network allows a transmission process from a source (source station) to a destination (destination station) - possibly over several
  • Transmission sections also referred to as hops
  • intermediate stations merely by specifying the address of the destination station (s) and by specifying the number of retransmissions.
  • the present approach is applicable to wireline or wireless networks, especially single-frequency networks, e.g. taking advantage of a
  • Single-frequency transmission technology single-frequency radio or single-frequency radio relay.
  • the single-frequency network referred to herein comprises several possibilities for the propagation of messages or
  • At least one node sends a data unit to at least one other node.
  • multiple transmitters may be provided, each transmitting a data unit to one or more receivers.
  • Such multiple transmitters transmit the data unit to at least one receiver essentially simultaneously, ie, in particular while maintaining predetermined or predefinable time tolerances. It should be noted that the transmitter does not have to be complicated to synchronize with each other.
  • a device is specified comprising a processor unit and / or an at least partially hardwired or logical circuit arrangement, which is set up in such a way that the method can be carried out as described herein.
  • Said processor unit can be or comprise any type of processor or computer or computer with correspondingly necessary peripherals (memory, input / output interfaces, input / output devices, etc.). Such a processor unit can in particular in one
  • Communication device may be provided, which in particular has a transmitter, receiver (receiver) or a transceiver.
  • a hardwired or logic circuit unit e.g. an FPGA or ASIC or other integrated circuit may be provided.
  • electronic, electromagnetic, acoustic or other elements may be provided to detect and / or process different signals.
  • the device may thus comprise a unit for parallel processing of signals and / or a unit for serial processing of signals.
  • the device may comprise or be embodied as: a measuring device, a diagnostic device, a counter, an information acquisition device, a control device, a direction finder and / or a corresponding system.
  • the device can be used in power engineering.
  • the signal comprises different physical quantities: an electrical variable,
  • the device is a communication device, wherein the communication device exchanges signals with another communication device via a communication link which at least partially comprises a power network.
  • Communication device is associated with a node of the network or corresponds to such a node of the network.
  • a system comprising a device as described herein.
  • Fig.l a network cell comprising two base stations, each with a connection to a backbone network and multiple nodes.
  • the approach presented here allows efficient operation of a network cell with multiple base stations to reduce overload and / or load distribution.
  • a network cell of a cellular network in particular at least two equivalent base stations are provided or arranged, each of which can directly or indirectly have a connection to a higher-level backbone network.
  • At least one of the base stations is active while the other base stations in the network cell act as normal nodes and forward data packets to other base stations and / or nodes.
  • a portion of the other base stations may be coordinated with other base stations alternately or overlapping in time or activated in parallel, while the other base stations in the cell act as normal nodes, and in particular the Forward data packets to other nodes.
  • Coordination of the base stations may be done according to a fixed rule or procedure, preferably pre-announced to the base stations. Alternatively or additionally, the coordination between base stations and nodes with each other and / or via the backbone network and / or by a special
  • Base station or based on a special node.
  • the communication between the network station for the purpose of coordination can be performed either directly or indirectly via further nodes or base stations or via the backbone network.
  • the base stations and / or nodes that have a connection to the backbone network can be arranged in the network cell according to various aspects.
  • the following criteria can be used here or can be optimized with regard to the following criteria:
  • the base stations can be distributed spatially regularly or irregularly, for example, in a network cell. This makes it possible to ensure that as many nodes of the cell as possible reach a base station and / or a backbone network over several hops and / or in the shortest possible time (with a small amount of hops).
  • FIG. 1 shows a network cell X in a network with further adjacent network cells N, Y and Z.
  • the network cell X comprises a base station BSO and a base station BS1 and nodes 2 to 8.
  • the base station BSO is connected to the nodes 5, 6 and 8 and the node 6 is further connected to the node 7 as well as to the node 4.
  • the node 5 is further connected to the node 4 and to the node 2 and the node 2 is connected to the base station BS1 via the node 3.
  • the node 4 is additionally connected to the base station BS1.
  • Both the base station BSO and the base station BSl each have a connection to a backbone network.
  • the network cell X is connected to the backbone network via the two base stations BS0 and BS1.
  • the base stations may divide the data units from the nodes to the backbone network and vice versa so as to avoid bottlenecks.
  • the other base station can supply its nodes at least temporarily (or permanently). It is also possible that in case of failure of a connection in the network cell X, the assignments of the nodes to the base stations (eg temporarily) are changed.
  • two transmission steps or hops are required to reach the node 7 via the base station BSO or to reach the node 2 via the base station BS1.
  • the node 5 is no longer reachable within a hop from the base station BSO, but within two hops from the base station BSl (for comparison: If the connection between the base station BSO and the node 5 is interrupted, three hops would be required by the base station BSO ( via nodes 6 and 4) to reach node 5).
  • base stations are active alternately or simultaneously in a network cell, they preferably coordinate with each other or are centralized, e.g. over the backbone network, coordinated.
  • the approach presented here allows a significant increase in data throughput and availability in a network cell by (distributed) placement of multiple coordinated base stations.
  • Automatic coordination of the base stations in a network cell also allows for higher data throughputs even if a network cell topology is changed or additional base stations are commissioned without requiring manual intervention or network planning by the network operator.
  • the data flow between the network stations and the backbone network can also be better controlled or compensated for by an alternating or parallel operation of several coordinated base stations (for example, in US Pat an overload of an active base station). As a result, cellular network response times can be significantly reduced.
  • the forwarding of data packets by the inactive base stations also improves the reachability of the nodes.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung in einem Netzwerk angegeben, umfassend mindestens eine Netzwerkzelle mit mindestens zwei Basisstationen und mehreren Knoten, die mit den mindestens zwei Basisstationen verbunden und/oder assoziiert sind, bei dem anhand der mindestens zwei Basisstationen ein Datenfluss in der Netzwerkzelle geregelt wird. Weiterhin wird ein System vorgestellt umfassend eine derartige Vorrichtung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Datenverarbeitung sowie System umfassend die Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung sowie ein System umfassend eine derartige Vorrichtung.
In [1] ist ein Ansatz beschrieben, um sukzessive diverse Gebiete flächendeckend mittels zellularer Netzwerktopologien zu erschließen. In besagten Gebieten sind hierbei eine Vielzahl von Kommunikationsgeräten vorgesehen .
Ein Kommunikationsnetzwerk für Energieleitungen verarbeitet vorzugsweise Daten von Energieverbrauchszählern, diversen Sensoren, Lastschaltgeräten, Automatisierungsgeräten oder anderen Geräten. Diese Daten werden zwischen Knoten des Kommunikationsnetzwerks ausgetauscht, wobei beispielsweise eine Gruppe von Knoten zu einer Netzwerkzelle zusammengefasst sein kann und ein Knoten der Netzwerkzelle eine Funktion einer Zentralstation oder einer Basisstation wahrnimmt. Insbesondere können die Knoten der Netzwerkzelle mit der Basisstation kommunizieren bzw. sind dieser logisch zugeordnet. Die Basisstation verfügt über einen Anschluss an ein Backbone-Netzwerk anhand dessen eine Kommunikation der Basisstationen untereinander bzw. mit Netzwerkkomponenten des Backbone-Netzwerks ermöglicht wird.
Die Knoten einer Netzwerkzelle sind beispielsweise hierarchisch an die Basisstation gekoppelt, so dass jeder Knoten der Netzwerkzelle von der Basisstation mittels mindestens eines Übertragungsabschnitts bzw. Übertragungsschritts (auch bezeichnet als "Hop") erreicht werden kann. Gemäß dem hierarchischen Aufbau der Netzwerkzelle können Knoten über andere Knoten der Netzwerkzelle von der Basisstation erreicht werden (in diesem Fall sind mehrere Übertragungsabschnitte bzw. Übertragungsschritte nötig) .
Hierbei ist es von Nachteil, dass die Netzwerkzelle nur begrenzte Datenmengen verarbeiten und es daher zu unerwünschten Überlastsituationen kommen kann. Dies gilt umso mehr als es in Energienetzen häufig zu Unterbrechungen aufgrund von Umschaltungen bzw. Netzerweiterungen kommen und in solchen Fällen eine Verbindung der Knoten mit dem Backbone-Netzwerk ausfallen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere einen Ansatz zu schaffen, der eine effiziente Nutzung eines Energienetzes erlaubt.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Netzwerk angegeben umfassend mindestens eine Netzwerkzelle mit mindestens zwei Basisstationen und mehreren Knoten, die mit den mindestens zwei Basisstationen verbunden und/oder assoziiert sind, bei dem anhand der mindestens zwei Basisstationen ein Datenfluss in der Netzwerkzelle geregelt wird.
Somit ist es möglich, dass in einer Netzwerkzelle effizient Daten an mindestens zwei Stellen zu einem Backbone-Netzwerk geleitet werden können. Dies ist umso vorteilhafter als im Falle einer defekten Basisstation die mindestens eine weitere Basisstation die Daten der defekten Basisstation verarbeiten kann. Auch ist es möglich, dass bei einer
Unterbrechung einer Verbindung in der Netzwerkzelle einige Knoten zumindest vorübergehend auf die mindestens eine nähere Basisstation ausweichen, um eine Verbindung mit dem Backbone-Netzwerk zu gewährleisten.
Somit kann im Falle der Störung der Dienst in dem Netzwerk aufrechterhalten werden.
Bei dem Netzwerk handelt es sich vorzugsweise um ein Energienetz bzw. ein Energieversorgungsnetz (werk) .
Hierbei sei angemerkt, dass es sich bei der Basisstation um einen Knoten handelt, der über einen Anschluss bzw. eine Anschlussmöglichkeit zu dem Backbone-Netzwerk verfügt. Ferner ist es eine Weiterbildung, dass jede Basisstation mit einem Backbone-Netzwerk verbunden ist oder über eine Anschlussmöglichkeit zu dem Backbone-Netzwerk, insbesondere über mindestens einen (weiteren) Knoten, verfügt.
Ein Knoten eignet sich vorteilhaft dazu, Daten an mindestens einen weiteren Knoten weiterzuleiten. Dieser mindestens eine weitere Knoten ist somit indirekt mit der Basisstation verbunden. Insbesondere kann ein Knoten mit der Basisstation über mehrere weitere Knoten verbunden sein .
Eine Netzwerkzelle kann logisch und/oder physikalisch separat von anderen Netzwerkzellen ausgeführt sein.
Insbesondere kann die Basisstation statisch oder beweglich ausgeführt sein.
Zumindest ein Teil der Routing-Funktionalität kann in den Basisstationen vorgesehen sein. Auch kann die Routing- Funktionalität auf mindestens einen Knoten der Netzwerkzelle verteilt sein; insbesondere können mehrere Knoten ggf. in Kombination mit der Basisstation ein Routing ermöglichen. Die Routing-Funktionalität kann weiterhin zumindest teilweise von dem Backbone-Netzwerk oder mindestens einer Komponente des Backbone-Netzwerks wahrgenommen werden.
Insbesondere kommunizieren die mindestens zwei Basisstationen der Netzwerkzelle direkt bzw. über mindestens einen Knoten des Netzwerks oder über das Backbone-Netzwerk miteinander, um eine geeignete und effiziente Aufteilung des Routings von bzw. für die Knoten der Netzwerkzelle zu ermöglichen.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass der Datenfluss in der Netzwerkzelle von einem Teil der mindestens zwei Basisstationen oder von allen Basisstationen der Netzwerkzelle geregelt wird.
Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung wird der Datenfluss in der Netzwerkzelle von dem bzw. über das Backbone-Netzwerk geregelt.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass die
Basisstationen abwechselnd aktiviert werden. Insbesondere können Gruppen von Basisstationen abwechselnd oder der Reihe nach (ggf. zeitlich überlappend) aktiv sein.
Insbesondere können die mehreren Basisstationen abwechselnd aktiv sein, um so in einer Art Multiplexbetrieb an verschiedenen Stellen der Netzwerkzelle Daten mit dem Backbone-Netzwerk und den mittelbar bzw. unmittelbar den Basisstationen zugeordneten Knoten auszutauschen.
Eine Ausgestaltung ist es, dass eine Vielzahl von Netzwerkzellen in dem Netzwerk vorgesehen sind.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass Daten über einen Knoten an mindestens einen weiteren Knoten, der mit dem mindestens einen Knoten verbunden ist, weitergeleitet werden. Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass der Knoten direkt mit der Basisstation oder indirekt über mindestens einen weiteren Knoten mit der mindestens einen Basisstation verbunden ist.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass eine Datenlast in der Netzwerkzelle verteilt wird.
Eine zusätzliche Ausgestaltung ist es, dass das Netzwerk ein Gleichwellennetz umfasst.
Als Netzwerke eignen sich drahtgebundene sowie drahtlose Netzwerke, insbesondere Kombinationen derselben. Insbesondere kann das Netzwerk ein sogenanntes Gleichwellennetz umfassen.
Bei der Anbindung einer großen Anzahl von Energieverbrauchszählern, Sensoren, Lastschaltgeräten, Automatisierungsgeräten und/oder anderen Geräten bzw. Vorrichtungen an eine oder mehrere Zentrale (n) bzw. Basisstation (en) können drahtlose oder leitungsgebundene Informationsübertragungssysteme eingesetzt werden, die insbesondere ein Gleichwellennetz (werk) (engl.: "single frequency network") umfassen.
In einem solchen Gleichwellennetz wird eine Dateneinheit oder ein Datentelegramm (auch bezeichnet als "Telegramm") von einem oder von mehreren Absendern in alle Richtungen zeitgleich und auf den gleichen Frequenzen übertragen. Empfängt ein Knoten (auch bezeichnet als Station oder Netzwerkstation) in dem Gleichwellennetz die Dateneinheit, wird diese entsprechend und bei Bedarf in mehreren Wiederaussendungsschritten bzw. -wellen über andere Stationen oder Knoten einem Ziel zugeführt. Ein Vorteil der Gleichwellennetze ist es, dass das Routing (z.B. zum Zecke der Wegesuche oder Wartung) vereinfacht wird: So ermöglicht das Gleichwellennetz einen Übertragungsvorgang von einer Quelle (Quellstation) zu einem Ziel (Zielstation) - ggf. über mehrere
Übertragungsabschnitte (auch bezeichnet als Hops) bzw. Zwischenstationen - lediglich durch eine Angabe der Adresse der Zielstation (en) und durch Angabe der Anzahl der Wiederaussendungen .
Hierbei ist es nicht entscheidend, welche Netzwerkstationen und/oder Netzwerknoten in welchen Teilen der Übertragungsstrecke (nabschnitte) eine Dateneinheit in Richtung Ziel weiterleiten. Dies ergibt sich aus dem Übertragungskanal sowie aus verschiedenen Konstellationen des Gleichwellennetzes.
Der vorliegende Ansatz ist anwendbar bei leitungsgebundenen oder drahtlosen Netzen, insbesondere bei Gleichwellennetzen, z.B. unter Ausnutzung einer
Gleichwellenübertragungstechnik (Gleichwellenfunk bzw. Gleichwellenrelaisfunk) .
Das hierin bezeichnete Gleichwellennetz umfasst mehrere Möglichkeiten zur Ausbreitung von Nachrichten bzw.
Dateneinheiten zwischen mehreren Knoten. Mindestens ein Knoten sendet eine Dateneinheit zu mindestens einem weiteren Knoten. Demgemäß können mehrere Sender vorgesehen sein, die jeweils eine Dateneinheit zu einem oder mehreren Empfängern senden. Derartige mehrere Sender senden im wesentlichen gleichzeitig, d.h. insbesondere unter Einhaltung vorgegebener bzw. vorgebbarer zeitlicher Toleranzen, die Dateneinheit zu mindestens einem Empfänger. Hierbei sei angemerkt, dass die Sender nicht aufwändig miteinander synchronisiert werden müssen. Weiterhin wird zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe eine Vorrichtung angegeben umfassend eine Prozessoreinheit und/oder eine zumindest teilweise festverdrahtete oder logische Schaltungsanordnung, die derart eingerichtet ist, dass das Verfahren wie hierin beschrieben durchführbar ist.
Besagte Prozessoreinheit kann jede Art von Prozessor oder Rechner oder Computer mit entsprechend notwendiger Peripherie (Speicher, Input/Output-Schnittstellen, Ein- Ausgabe-Geräte, etc.) sein oder umfassen. Eine solche Prozessoreinheit kann insbesondere in einem
Kommunikationsgerät vorgesehen sein, das insbesondere einen Sender, Empfänger (Receiver) oder einen Transceiver aufweist .
Weiterhin kann eine festverdrahtete oder logische Schaltungseinheit, z.B. ein FPGA oder ein ASIC oder eine sonstige integrierte Schaltung vorgesehen sein. Insbesondere können elektronische, elektromagnetische, akustische oder sonstige Elemente vorgesehen sein, um unterschiedliche Signale zu erkennen und/oder zu verarbeiten .
Insbesondere kann die Vorrichtung somit eine Einheit zur parallelen Verarbeitung von Signalen und/oder eine Einheit zur seriellen Verarbeitung von Signalen umfassen.
Die Vorrichtung kann umfassen oder ausgeführt sein als: Ein Messgerät, ein Diagnosegerät, ein Zähler, ein Informationsgewinnungsgerät, ein Regelungsgerät, ein Peilgerät und/oder ein entsprechendes System.
Die Vorrichtung kann in der Energietechnik eingesetzt werden .
Es ist möglich, dass das Signal unterschiedliche physikalische Größen umfasst: - eine elektrische Größe,
- eine elektromechanische Größe,
- eine elektromagnetische Größe,
- eine akustische Größe, - eine thermische Größe,
- eine mechanische (insbesondere eine hydraulische oder pneumatische) Größe,
- eine chemische Größe,
- eine optische Größe.
Auch Kombinationen aus den vorgenannten Größen sind als Signal (e) möglich.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Vorrichtung ein Kommunikationsgerät ist, wobei das Kommunikationsgerät mit einem weiteren Kommunikationsgerät Signale über eine Kommunikationsverbindung, die zumindest teilweise ein Stromnetz umfasst, austauscht.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass das
Kommunikationsgerät mit einem Knoten des Netzwerks assoziiert ist oder einem solchen Knoten des Netzwerks entspricht .
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein System angegeben umfassend eine Vorrichtung wie hierin beschrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt und erläutert.
Es zeigt:
Fig.l eine Netzwerkzelle umfassend zwei Basisstation mit jeweils einer Anbindung an ein Backbone-Netzwerk sowie mehrere Knoten. Der hier vorgestellte Ansatz erlaubt einen effizienten Betrieb einer Netzwerkzelle mit mehreren Basisstationen zur Reduktion einer Überlast und/oder zur Lastverteilung.
In einer Netzwerkzelle eines zellularen Netzwerks sind insbesondere mindestens zwei gleichwertige Basisstationen vorgesehen bzw. angeordnet, die jeweils direkt oder indirekt über eine Verbindung zu einem übergeordneten Backbone-Netzwerk verfügen können.
In einem Normalbetrieb ist zumindest eine der Basisstationen aktiv, während die anderen Basisstationen in der Netzwerkzelle als normale Knoten agieren und Datenpakete bzw. Dateneinheiten an andere Basisstationen und/oder Knoten weiterleiten.
Bei Bedarf (z.B. für einen Datenflussausgleich oder für eine Erhöhung des Datendurchsatzes) kann ein Teil der anderen Basisstationen koordiniert mit weiteren Basisstationen abwechselnd oder zeitlich überlappend oder parallel aktiviert sein bzw. werden, während die weiteren Basisstationen in der Zelle als normale Knoten agieren und insbesondere die Datenpakete an andere Knoten weiterleiten.
Eine Koordination der Basisstationen kann nach einer festen Regel oder Prozedur erfolgen, die vorzugsweise den Basisstationen zuvor bekannt gemacht wurde. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Koordination zwischen Basisstationen und Knoten untereinander und/oder über das Backbone-Netzwerk und/oder durch eine besondere
Basisstation oder anhand eines besonderen Knotens erfolgen.
Die Kommunikation zwischen den Netzwerkstation zum Zweck der Koordination kann entweder direkt oder indirekt über weitere Knoten bzw. Basisstationen oder über das Backbone- Netzwerk durchgeführt werden. Die Basisstationen und/oder Knoten, die über eine Verbindung zu dem Backbone-Netzwerk verfügen, können in der Netzwerkzelle nach verschiedenen Gesichtspunkten angeordnet sein bzw. platziert werden. Hierbei können die folgenden Kriterien Anwendung finden bzw. kann eine Optimierung hinsichtlich der folgenden Kriterien erfolgen:
- Erreichbarkeit der Knoten;
- Verfügbarkeit der Kommunikation bei diversen Veränderungen des Kommunikationsmediums in der Netzwerkzelle (z.B. bei Netzumschaltungen o.a.) .
Die Basisstationen können beispielweise in einer Netzwerkzelle räumlich regelmäßig oder unregelmäßig verteilt angeordnet sein. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass möglichst viele Knoten der Zelle gegebenenfalls über mehrere Hops und/oder in möglichst kurzer Zeit (mit einer geringen Menge an Hops) eine Basisstation und/oder ein Backbone-Netzwerk erreichen.
Fig.l zeigt eine Netzwerkzelle X in einem Verbund mit weiteren benachbarten Netzwerkzellen N, Y und Z. Die Netzwerkzelle X umfasst eine Basisstation BSO und eine Basisstation BSl sowie Knoten 2 bis 8.
Die Basisstation BSO ist mit den Knoten 5, 6 und 8 verbunden und der Knoten 6 ist weiter mit dem Knoten 7 sowie mit dem Knoten 4 verbunden. Der Knoten 5 ist weiter mit dem Knoten 4 und mit dem Knoten 2 verbunden und der Knoten 2 ist über den Knoten 3 mit der Basisstation BSl verbunden. Der Knoten 4 ist zusätzlich mit der Basisstation BSl verbunden.
Sowohl die Basisstation BSO als auch die Basisstation BSl weisen jeweils eine Verbindung zu einem Backbone-Netzwerk auf. Somit ist die Netzwerkzelle X über die beiden Basisstationen BSO und BSl mit dem Backbone-Netzwerk verbunden. Entsprechend können sich die Basisstationen die Dateneinheiten von den Knoten zu dem Backbone-Netzwerk und umgekehrt so aufteilen, dass Engpässe vermieden werden. Zusätzlich kann die jeweils andere Basisstation bei Ausfall einer Basisstation deren Knoten zumindest vorübergehend (oder dauerhaft) versorgen. Auch ist es möglich, dass bei Ausfall einer Verbindung in der Netzwerkzelle X die Zuordnungen der Knoten zu den Basisstationen (z.B. vorübergehend) verändert werden.
Im Beispiel gemäß Fig.l wäre eine Zuordnungsmöglichkeit (bspw. bei gleicher Verbindungsqualität und gleichem Verkehrsaufkommen) abhängig von der Anzahl der Übertragungsabschnitte (Hops) zu treffen. Somit ergibt sich eine Aufteilung der Knoten zu Basisstationen gemäß der folgenden Tabelle:
Figure imgf000013_0001
Beispielsweise sind zwei Übertragungsschritte bzw. Hops nötig, um den Knoten 7 über die Basisstation BSO zu erreichen oder um den Knoten 2 über die Basisstation BSl zu erreichen .
Fällt beispielsweise die Verbindung zwischen der Basisstation BSO und dem Knoten 5 aus, so ergibt sich die folgende Routingtabelle:
Figure imgf000013_0002
Somit ist der Knoten 5 jetzt nicht mehr innerhalb eines Hops von der Basisstation BSO aus erreichbar, sondern innerhalb zweier Hops von der Basisstation BSl (zum Vergleich: Bei unterbrochener Verbindung zwischen der Basisstation BSO und dem Knoten 5 würden von der Basisstation BSO drei Hops benötigt (über die Knoten 6 und 4), um den Knoten 5 zu erreichen) .
Somit wird effektiv insbesondere in Überlastsituationen oder bei unterbrochenen oder defekten Verbindungen ein Datenflussausgleich erreicht anhand mehrerer aktiver Basisstationen in der Netzwerkzelle.
Sind mehrere Basisstationen abwechselnd oder gleichzeitig in einer Netzwerkzelle aktiv, so koordinieren diese sich vorzugsweise untereinander oder werden zentral, z.B. über das Backbone-Netzwerk, koordiniert.
Weitere Vorteile:
Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine wesentliche Erhöhung des Datendurchsatzes und der Verfügbarkeit in einer Netzwerkzelle durch eine (verteilte) Platzierung mehrerer koordinierter Basisstationen.
Eine automatische Koordination der Basisstationen in einer Netzwerkzelle ermöglicht auch bei einer Änderung einer Topologie der Netzwerkzelle oder bei Inbetriebnahme zusätzlicher Basisstationen höhere Datendurchsätze ohne dass manuelle Eingriffe oder eine erneute Netzplanung durch den Netzwerkbetreiber benötigt würden.
Auch lässt sich durch einen sich abwechselnden oder parallelen Betrieb mehrerer koordinierter Basisstationen der Datenfluss zwischen den Netzwerkstationen und dem Backbone-Netzwerk besser steuern bzw. ausgleichen (z.B. bei einer Überlastung einer aktiven Basisstation) . Infolgedessen können Reaktionszeiten des zellularen Netzwerks deutlich verringert werden.
Durch die Eigenschaft des Datenflussausgleichs ist es möglich, eine von den benachbarten Netzwerkzellen weitgehend unabhängige Skalierbarkeit innerhalb einer Netzwerkzelle zu erreichen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn einzelne (benachbarte) Netzwerkzellen ausgebaut werden sollen.
Auch die Weiterleitung von Datenpaketen durch die inaktiven Basisstationen (die als Knoten der Netzwerkzelle fungieren) verbessert eine Erreichbarkeit der Knoten.
Quelle (n) :
Haidine, A.; Lehnert, R.: "Analysis of the Channel Allocation Problem in Broadband Power Line Communications Access Networks", Proceedings of the 2007 IEEE International Symposium on Power-Line Communications and Its Applications, 26th - 28th March 2007, Pisa, Italy, 2007, pp . 192-197.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Netzwerk umfassend mindestens eine Netzwerkzelle mit mindestens zwei Basisstationen und mehreren Knoten, die mit den mindestens zwei Basisstationen verbunden und/oder assoziiert sind, bei dem anhand der mindestens zwei Basisstationen ein Datenfluss in der Netzwerkzelle geregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Netzwerk ein Energienetz umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Datenfluss in der Netzwerkzelle von einem Teil der mindestens zwei Basisstationen oder von allen Basisstationen der Netzwerkzelle geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede Basisstation mit einem Backbone-Netzwerk verbunden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Datenfluss in der Netzwerkzelle von dem bzw. über das Backbone- Netzwerk geregelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisstationen abwechselnd aktiviert werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Vielzahl von Netzwerkzellen in dem Netzwerk vorgesehen sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Daten über einen Knoten an mindestens einen weiteren Knoten, der mit dem mindestens einen Knoten verbunden ist, weitergeleitet werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Knoten direkt mit der Basisstation oder indirekt über mindestens einen weiteren Knoten mit der mindestens einen Basisstation verbunden ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Datenlast in der Netzwerkzelle verteilt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Netzwerk ein Gleichwellennetz umfasst.
12. Vorrichtung umfassend eine Prozessoreinheit und/oder eine zumindest teilweise festverdrahtete oder logische Schaltungsanordnung, die derart eingerichtet ist, dass das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Vorrichtung ein Kommunikationsgerät, insbesondere ein Knoten eines
Netzwerks ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem das Kommunikationsgerät mit einem weiteren Kommunikationsgerät Signale über eine
Kommunikationsverbindung, die zumindest teilweise ein Stromnetz umfasst, austauscht.
15. System umfassend eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14.
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Title
ABDELFATTEH HAIDINE ET AL: "Solving the generalized base station placement problem in the planning of Broadband Power Line Communications access networks", ACCESS NETWORKS&WORKSHOPS, 2007. ACCESSNETS '07. SECOND INTER NATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PI, 1 August 2007 (2007-08-01), pages 1 - 8, XP031212403, ISBN: 978-1-4244-1149-8 *
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