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Title:
METHOD FOR MATCHING A TRANSMISSION RATE IN A COMMUNICATION NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/008940
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for matching a transmission rate on a physical layer of the so-called OSI reference model in a communication network which is structured according to the so-called master-slave principle. A data transmission between the units of the communication network is thereby controlled by at least one central master unit. In addition, the communication network has a transmission medium with temporally rapidly changing transmission conditions, e.g. temporally fluctuating interferences, etc. A number of successfully delivered data packets is constantly observed in an observation window, which is defined by a predetermined number of packet delivery attempts, by at least one central master unit of the communication network, and a current packet delivery rate is determined therefrom (2). The current packet delivery rate is then compared with a predetermined threshold value (3). Upon underrunning the predetermined threshold value, a current transmission mode is shifted to a more robust transmission mode with a lower transmission rate (5). Upon exceeding the predetermined threshold value, the current transmission mode is initially maintained (4). Using this method, the transmission rate is optimally matched to temporally rapidly changing transmission conditions of the transmission medium and thus a number of successfully delivered data packets is increased.

Inventors:
SILJAK NEDZAD (AT)
Application Number:
PCT/EP2015/066195
Publication Date:
January 21, 2016
Filing Date:
July 15, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H04L1/00
Foreign References:
US20090147678A12009-06-11
US20050071714A12005-03-31
EP2383895A12011-11-02
US6832251B12004-12-14
Attorney, Agent or Firm:
MAIER, DANIEL (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zur Anpassung einer Übertragungsrate auf der physikalischen Schicht in einem Kommunikationsnetz nach dem so genannten Master-Slave-Prinzip, in welchem eine Datenübertragung von zumindest einer zentralen Mastereinheit gesteuert wird, und in welchem ein Übertragungsmedium sich zeitlich rasch ändernde Übertragungsverhältnisse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von der zumindest einen zentralen Mastereinheit für ein Beobachtungsfenster, welches durch eine vorgegebene Anzahl an Paketzustellversuchen definiert wird, eine aktuelle Paketzustellrate ermittelt wird (1, 2), dass die aktuelle Paketzustellrate mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird (3) , dass dann bei Unterschreiten des vorgegebenen Schwellwerts ein aktueller Übertragungsmodus auf einen robusteren Übertragungsmodus mit einer geringeren Übertragungsrate umgestellt wird (5), und dass bei Überschreiten des vorgegebenen Schwellwertes der aktuelle Übertragungsmodus beibehalten wird (4) .

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die aktuelle Paketzustellrate von der zumindest ei nen Mastereinheit aus der Anzahl an Paketzustellversuchen und einer Anzahl an erfolgreich zugestellten Datenpaketen im Beobachtungsfenster ermittelt wird (2) .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Ermittlung der aktuellen Paketzustellrate von der zumindest einen Mastereinheit weiterhin eine Anzahl von aufeinanderfolgenden, fehlerhaften Paketzustellversuchen protokolliert und mit einer vorgegebenen Anzahl an aufeinanderfolgenden, nicht zugestellten Paketen verglichen wird (2) .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Übertragungsmodus ein Schwellwert zum Umschalten des Übertragungsmodus vor- gegebenen wird, welcher aus einer Gegenüberstellung von Paketzustellratewahrscheinlichkeiten und Paketdurchsatz für die jeweils verwendeten Übertragungsmodi abgeleitet wird (3) .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung des vorge gebenen Schwellwertes für eine Übertragungsrate als Para meter eine Signal-Rausch- erhältnis oder eine Bitfehlerrate herangezogen wird (3) .

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Schwellwert als Mittelwert aus allen Schwellwerten für die jeweils verwendeten Übertragungsmodi bestimmt wird (3) .

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer von der Mastereinheit ermittelten, aktuellen Paketzustellrate im Beobachtungsfenster oder während einer vorgegebenen Anzahl an Beobachtungsfenstern, von welcher ein vorgegebenen Zustellratenwert überstiegen oder erreicht wird, ein nächsthöherer Übertragungsmodus mit einer höheren Übertragungsrate für die Datenübertragung gewählt wird (6, 8) .

Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsmedi um ein Funkkanal, ein so genannter Powerline- Communication-Kanal und/oder ein Unterwasserkabel eingesetzt werden.

Description:
Besehreibung

Verfahren zur Anpassung einer Übertragungsrate in einem Kommunikationsnetz

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Übertragungsrate auf einer physikalischen Schicht oder so genannten Bitübertragungsschicht eines Referenzmodells für Netzwerkprotokolle, dem so genannten OSI-Modell, i einem Kommunikationsnetz, welches nach dem so genannten Master-Slave-Prinzip aufgebaut ist. Dabei wird eine Datenübertragung zwischen den Einheiten des Kommunikationsnetzes von zumindest einer zentralen Mastereinheit gesteuert. Weiterhin weist das Kommunikationsnetz ein Übertragungsmedium mit sich zeitlich rasch ändernden Übertragungsverhältnissen wie z.B. zeitlich schwankende Störungen, etc. auf.

Stand der Technik

Eine Anbindung von einer großen Anzahl von Energiezählereinheiten - so genannten intelligenten Zählern oder Smart-Meter Sensoreinheiten oder anderen Einheiten für eine Automatisierung eines Energieversorgungsnetzes an eine oder mehrere Zentraleinheiten erfolgt üblicherweise über ein Kommunikationsnetz, welches nach dem so genannten Master-Slave-Prinzip aufgebaut sein kann. Dabei wird die gesamte Datenübertragung im Kommunikationsnetz von zumindest einer zentralen Mastereinheit gesteuert. D.h. von der Mastereinheit kann unaufgefordert auf eine gemeinsame Ressource wie z.B. auf ein Übertragungsmedium bzw. einen Übertragungskanal zugegriffen werden, während die so genannten Slave-Einheiten nur nach einer Anfrage oder Aufforderung durch die Mastereinheit auf die ge meinsame Ressource zugreifen dürfen.

Im Bereich der Energieverbrauchsmessung werden beispielsweise bei einem so genannten Smart-Meter-System die intelligenten Zähler bzw. Smart-Meter von zumindest einer Mastereinheit - dem so genannten Datenkonzentrator - über ein Übertragungsmedium (z.B. Powerline-Communication, Funkverbindung, etc.) überwacht und eine Datenübertragung von dieser zumindest einen Zentral- oder Mastereinheit gesteuert. Dabei werden von der Mastereinheit bzw. vom Datenkonzentrator die Messdaten der angeschlossenen intelligenten Zähler gesammelt und an ein Zentralsystem weitergeleitet. Auch im Bereich der Automatisierung von Energieversorgungsnetzen können beispielsweise Kommunikationsnetze nach dem Master-Slave-Prinzip eingesetzt werden - z.B. für eine Überwachung und Steuerung von Messstellen im Energieversorgungsnetz durch eine Zentraleinheit.

Für eine Strukturierung und Charakterisierung der internen Funktionen eines Kommunikationsnetzes wurde z.B. von der International Organization for Standardization (ISO) ein Referenzmodell entwickelt - das so genannte Open Systems Inter- connection Model (OSI-Modell ) , durch welches die Kommunikationsfunktionen in sieben logischen Schichten zusammengefasst sind. Die unterste Schicht bzw. die Schicht 1 wird dabei als so genannte Bitübertragungsschicht oder als Physical Layer bezeichnet. Von dieser Schicht werden mechanische, elektrische und weitere funktionale Hilfsmittel (z.B. elektrische Signale, optische Signale, elektromagnetische Wellen, etc.) zur Verfügung gestellt, um physische Verbindungen zu aktivieren oder zu deaktivieren, sie aufrechtzuerhalten und Dateneinheiten - so genannte Bits - z.B. in Form von Datenpaketen darüber zu übertragen. Die dabei verwendeten Verfahren werden als Übertragungsverfahren bezeichnet. Auf der physikalischen Schicht (Physical Layer) wird die digitale Bit- bzw. Datenübertragung je nach Übertragungsmedium auf einer leitungslosen (z.B. Funkverbindung) oder leitungsgebundenen (z.B. Energieversorgungsnetz bei Powerline-Communication, Kupferkabel, Glasfaser, etc.) Übertragungsstrecke bewerkstelligt.

Von den für eine Übertragung von Daten auf der physikalischen Schicht eines Kommunikationsnetzes nach dem Master-Slave- Prinzip verwendeten Übertragungsverfahren werden unterschied- liehe Übertragungsmodi oder Transmission-Modi zur Verfügung gestellt. Diese Übertragungsmodi unterscheiden sich einerseits in einer Übertragungsrate und andererseits in einer Robustheit bzw. Anfälligkeit für Störungen. Als Übertragungsrate wird dabei eine digitale Datenmenge (z.B. Anzahl an Datenpaketen, etc.) bezeichnet, welche innerhalb einer Zeiteinheit (z.B. innerhalb einer Sekunde, etc.) über einen Übertragungskanal oder ein Übertragungsmedium erfolgreich bzw. fehlerfrei von einem Sender wie z.B. einer Mastereinheit zu einem Empfänger (z.B. Slave-Einheit) übermittelt wird. Für eine rasche und optimale Datenübertragung muss in einem Kommunikationsnetz von einer Mastereinheit daher für jede Slave-Einheit ein Übertragungsmodus mit der höchst möglichen Datenübertragungsrate bzw. Übertragungsrate gefunden werden. Dabei wird die Übertragungsrate und damit die Auswahl eines Übertragungsmodus üblicherweise von den Bedingungen bzw. Übertragungsverhältnissen des Übertragungsmediums (z.B. Funkverbindung, Po- werline-Communication (PLC) , etc.) beeinflusst, welche sich aufgrund von Störungen (z.B. Interferenzen, etc.) zeitlich verändern können .

Aus der Schrift WO 2004/086712 A2 ist beispielsweise eine Me thode zur Auswahl von geeigneten Übertragungsmodi in einem Kommunikationssystem bekannt. Die Auswahl des jeweiligen Übertragungsmodus erfolgt dabei auf Basis der so genannten Signal-to-Noise-Ratio (SNR) bzw. auf Basis des Signal-Rausch Verhältnisses der jeweils genutzten Übertragungskanäle. Dabe wird für jeden Übertragungskanal eine SNR abgeschätzt und da raus ein Mittelwert inklusive einer Varianz für die jeweiligen Übertragungskanäle ermittelt. Daraus wird ein so genannter Back-off-Faktor bestimmt und mit Hilfe dieses Faktor und der mittleren SNR wird dann ein geeigneter Übertragungsmodus für den jeweiligen Übertragungskanal ausgewählt. Das aus der Schrift WO 2004/086712 A2 bekannte Verfahren weist allerding den Nachteil, einer relativ zeitaufwendigen und komplexen Er mittlung des geeigneten Übertragungsmodus auf, welche insbesondere bei sich zeitlich rasch ändernden Bedingungen in einem Übertragungsmedium zu Verzögerungen und Fehlern bei der Datenübertragung führen können. Da die Auswahl des jeweiligen Übertragungsmodus auf Abschätzungen von Signal-Rausch- Verhältnissen beruht, kann es weiterhin vorkommen, dass z.B. ein Übertragungsmodus mit zu hoher Datenübertragungsrate ge- wählt wird, wodurch die Übertragung von Datenpaketen dann beispielsweise fehlerhaft erfolgt und gegebenenfalls wiederholt werden muss.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, durch welches auf einfache Weise, unter idealer Ausnutzung von vorhandenen Ressourcen und ohne zeitliche große Verzögerungen eine Datenübertragung an aktuelle Bedingun- gen eines Übertragungsmediums auf einer physikalischen

Schicht angepasst und ein Datendurchsatz eines Kommunikationsnetzes erhöht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, bei welchem von zumindest einer zentralen Mastereinheit des Kommunikationsnetzes für ein Beobachtungsfenster kontinuierlich eine Anzahl an erfolgreich zugestellten Datenpaketen beobachtet und daraus eine aktuelle Paketzustellrate ermittelt wird. Das Beobachtungsfenster wird dabei durch eine vorgegebene Anzahl an Paketzustellversuchen definiert. Die aktuelle, von der Mastereinheit ermittelte Paketzustellrate wird dann mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Wird dieser Schwellwert von der aktuellen, ermittelten Paketzustellrate unterschritten, so wird ein aktuell genutzter Übertragungsmodus auf einen robusteren Übertragungsmodus mit einer geringeren Übertragungsrate umgestellt. Bei einem Überschreiten des vorgegebenen Schwellwertes durch die aktuelle, ermittelte Paketzustellrate wird der aktuelle Übertragungsmodus zumindest vorerst beibehalten.

Der Hauptaspekt der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass auf einfache Weise der Übertragungsmodus an die Bedingungen bzw. aktuellen Übertragungsverhältnisse des Übertragungsmediums rasch und ohne großen Aufwand wie z.B. komplexe Abschätzungen oder Berechnungen auf Empfänger und/oder Senderseite angepasst wird. Dadurch wird beispielsweise eine Anzahl an erfolglosen Paketzustellversuchen gering gehalten und eine Datendurchsatzrate des Kommunikationsnetzes erhöht. Weiterhin erfolgt durch die zumindest eine Mastereinheit eine optimale Anpassung an die jeweils aktuellen Übertragungsverhältnisse des Übertragungsmediums. Ist beispielsweise das Übertragungsmedium stark gestört, so wird z.B. ein langsamerer, aber robusterer Übertragungsmodus von der Mastereinheit anhand der beobachteten Paketzustellrate gewählt, wodurch eine Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Zustellung der Datenpakete gesteigert wird. Wenn sich z.B. die Bedingungen im Übertragungsmedium verbessern (d.h. von der Mas- tereinheit wird eine sehr hohe Anzahl an erfolgreich übertragenen Datenpaketen im aktuellen Übertragungsmodus festgestellt) , so kann beispielsweise ein schnellerer Übertragungsmodus gewählt werden. Damit wird dann die Paketdurchsatzrate gesteigert. Weiterhin können durch das erfindungsgemäße Ver- fahren die vorhandenen Ressourcen wie z.B. das verfügbare Übertragungsmedium, etc. optimal ausgenutzt werden.

Es ist von Vorteil, wenn die aktuelle Paketzustellrate von der zumindest einen Mastereinheit auf Basis der Anzahl an Pa- ketzustellversuchen und der Anzahl an erfolgreich zugestellten Datenpaketen im Beobachtungsfenster ermittelt wird. Dadurch werden auf einfache Weise und ohne großen Aufwand bzw. ohne komplexe Berechnungen auftretende Veränderungen oder zeitliche schwankende Störeinflüsse im Übertragungsmedium und deren Einfluss auf eine erfolgreiche Datenpaketübertragung bei einem aktuellen Übertragungsmodus von der Mastereinheit festgestellt. Bei der Adaptierung der Übertragungsrate bzw. der entsprechenden Auswahl des optimalen Übertragungsmodus durch die Mastereinheit können diese dann rasch berücksich- tigt .

Während einer Ermittlung der aktuellen Paketzustellrate wird idealer Weise auch eine Anzahl an aufeinanderfolgenden, feh- lerhaften Paketzustellungen protokolliert. Wird dabei festgestellt, dass eine vorgegebene Anzahl an aufeinanderfolgenden nicht zugestellten Paketen erreicht ist, so wird der nächste robustere Übertragungsmodus ausgewählt. Diese Umstellung auf den nächsten robusteren Übertragungsmodus kann beispielsweise auch dann erfolgen, wenn von der aktuellen Paketzustellrate der vorgegebene Schwellwert noch nicht unterschritten worden ist, aber die vorgegebene Anzahl an aufeinanderfolgenden, nicht zugestellten Paketen erreicht wurde. In der Folge kann z.B. bei jedem weiteren fehlerhaften Zustellversuch auf einen robusteren Übertragungsmodus umgeschaltet werden. Damit kann auf einfache Weise und rasch auf sich zeitlich ändernde Übertragungsverhältnisse reagiert werden.

Es ist weiterhin günstig, wenn für jeden Übertragungsmodus ein Schwellwert zum Umschalten des jeweiligen Übertragungsmodus vorgegeben wird, welcher aus einer Gegenüberstellung von Paketzustellwahrscheinlichkeiten und Paketdurchsatz für die jeweiligen, im Kommunikationsnetz verwendeten Übertragungsmodi abgeleitet wird. Durch eine derartige Gegenüberstellung können auf sehr einfache Weise jene Schwellwerte ermittelt werden, bei welchen ein Umschalten auf z.B. einen robusteren Übertragungsmodus zu einem besseren bzw. höheren Durchsatz von erfolgreich zugestellten Paketen führt. Von der Paketzustellwahrscheinlichkeit wird jene Wahrscheinlichkeit angegeben, mit welcher beispielsweise ein abgesendetes Datenpaket erfolgreich bzw. fehlerfrei empfangen wird.

Es können idealer Weise für die Ermittlung des Schwellwertes als Parameter auch eine Signal-Rausch- erhältnis (SNR) oder eine Bitfehlerrate für das jeweilige Übertragungsmedium bzw. für den jeweiligen Übertragungskanal herangezogen werden - sofern diese Parameter von der physikalischen Schicht zur Verfügung gestellt werden bzw. verfügbar sind. Das Signal- Rausch-Verhältnis oder die Signal-to-Noise-Ratio (SNR) ist ein Maß für die technische Qualität eines Nutzsignals, welches von einem Rauschsignal überlagert ist, und definiert als Verhältnis der mittleren Leistung des Nutzsignals zur mittle- ren Rauschleistung eines Störsignals. Das Signal-Rausch- Verhältnis kann als Bewertungszahl zur Beurteilung der Qualität eines (analogen) Übertragungskanals herangezogen werden. Damit eine Information wie z.B. ein Datenpaket aus dem Signal extrahiert werden kann, muss sich das Nutzsignal deutlich vom Hintergrundrauschen abheben - d.h. das SNR muss also ausreichend groß sein. Ist also das SNR für einen Übertragungsmodus bekannt, so kann daraus beispielsweise ein Schwellwert für das Umschalten von diesem Übertragungsmodus einen robusteren Übertragungsmodus abgeleitet werden.

Die Bitfehlerrate ist ebenfalls ein Maß für die Qualität einer Übertragung über einen Übertragungskanal - allerdings über einen digitalen Übertragungskanal. Von ihr wird einen Anzahl an Bitfehlern dividiert durch die Anzahl an übertragenen Bits pro Zeiteinheit angegeben. Sie wird z.B. mit Hilfe von Prüfmustern ermittelt, welche von einem Messgerät gesendet und nach der Übertragung wieder empfangen und verglichen werden, und gibt an, auf wie viele korrekte Bits ein fehlerhaftes Bit kommt. Damit kann auch die Bitfehlerrate für einen bestimmten Übertragungsmodus als Basis für einen Schwellwert zum Umschalten auf einen robusteren Übertragungsmodus herangezogen werden.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht auch vor, dass der vorgegebene Schwellwert als Mittelwert aus allen für die jeweils verwendeten Übertragungsmodi ermittelten Schwellwerten bestimmt wird. Werden beispielsweise von einem Übertragungsverfahren sehr viele Übertragungsmodi zur Verfügung gestellt, so kann es einfacher sein, einen gemeinsamen Schwellwert für alles Übertragungsmodi zu bestimmen. Dieser Schwellwert kann dann als Mittelwert über alle individuell bestimmten Schwellwerte berechnet werden. Damit wird eine Ermittlung des Schwellwertes zum Umschalten von einem Übertragungsmodus auf einen anderen Übertragungsmodus wesentlich vereinfacht.

Bei einer bevorzugten Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass bei einer von der Mastereinheit ermittelten, aktuellen Paketzustellrate im Beobachtungsfenster oder während einer vorgegebenen Anzahl an Beobachtungsfenstern, von welcher ein vorgegebenen Zustellratenwert über stiegen oder erreicht wird, ein nächsthöherer Übertragungsmo dus mit einer höheren Übertragungsrate gewählt wird. Dabei wird die aktuell, ermittelte Paketzustellrate beispielsweise mit einem vorgegebenen Zustellratenwert verglichen, wobei dieser Zustellratenwert z.B. einer aktuelle Paketzustellrate von fast 100% oder 99% für ein Umschalten auf den nächsthöhe ren Übertragungsmodus vorgeben kann. Damit kann auf einfache Weise durch die Wahl eines höheren Übertragungsmodus der Datendurchsatz gesteigert werden. Wie während des gesamten erfindungsgemäßen Verfahrens - insbesondere bei der Ermittlung der Paketzustellrate - wird auch nach dem Umstellen auf den höheren Übertragungsmodus die zu übertragenden Datenpakete auf fehlerfreie Übertragung überwacht. Ist ein erstes Datenpaket nach dem Umstellen fehlerhaft, so kann beispielsweise von der Mastereinheit wieder auf den alten Übertragungsmodus zurückgeschaltet werden. Bei jedem weiteren fehlerhaften Paketzustellversuch kann dann beispielsweise auf einen robuste ren Übertragungsmodus umgeschaltet werden.

Es ist auch vorteilhaft, wenn als Übertragungsmedium ein Funkkanal, ein so genannter Powerline-Communication-Kanal und/oder ein Unterwasser-Kanal (z.B. Seekabel, etc.) eingesetzt werden. Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in diesen Übertragungsmedien kann sehr rasch auf zeitliche Schwankungen in der Übertragungsqualität und Verän derungen der Bedingungen im Übertragungsmedium reagiert werden, wodurch ein Datendurchsatz im jeweiligen Übertragungsme dium bzw. Kommunikationsnetz erhöht wird. Weiterhin können beispielsweise vorhandene Ressourcen - wie z.B. ein Energieversorgungsnetz bei Smart-Meter- oder Energieautomatisierungsanwendungen mittels Powerline-Communication - für eine möglichst fehlerfreie Datenübertragung eingesetzt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung Die Erfindung wird nachfolgend schematisch in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figur erläutert. Figur 1 zeigt dabei schematisch einen beispielhaften Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung einer Übertragungsrate auf einer physikalischen Schicht in einem Kommunikationsnetz.

Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt in schematischer Weise einen beispielhaften Ablauf eines Verfahrens zur Anpassung einer Übertragungsrate in einem Kommunikationsnetz, welches nach dem Master-Slave- Prinzip aufgebaut ist. Die Anpassung wird dabei auf der so genannten physikalischen Schicht oder Bitübertragungsschicht des so genannten OSI-Modells durchgeführt. Die Datenübertragung zwischen den Einheiten des Kommunikationsnetzes wird von zumindest einer Mastereinheit gesteuert. Das Kommunikationsnetz, bei welchen als Übertragungsmedium z.B. Funkverbindungen, die so genannte Powerline Communication oder Unterwas- serverbindungen/-kabel verwendet werden, weist zeitlich rasch ändernden Übertragungsverhältnissen wie z.B. zeitlich schwankende Störungen, etc. auf.

Es ist beispielsweise möglich, dass erfindungsgemäße Verfahren für so genannte Smart-Metering-Anwendungen oder Energieautomatisierungsanwendungen in einem Energieversorgungsnetz anzuwenden. Dabei werden z.B. im Energieversorgungsnetz angebrachte Einheiten (z.B. intelligente Zähler, Messeinheiten, etc.) von zumindest einer zentralen Mastereinheit (z.B.

Datenkonzentrator, Zentraleinheit, etc.) gesteuert und diese zumindest eine zentrale Mastereinheit ist für die Steuerung der Datenübertragung verantwortlich. Als Kommunikationsnetz für derartige Anwendungen wird beispielsweise das Energieversorgungsnetz selbst herangezogen, über welches mittels so genannter Powerline Communication die Daten (-pakete) übertragen werden. Es ist aber auch möglich, dass eine Kommunikation zwischen der zumindest einen zentralen Mastereinheit und den Einheiten im Energieversorgungsnetz zumindest teilweise per Funk durchgeführt wird. Für die Datenübertragung von z.B. Messdaten, etc. ist einen möglichst fehlerfrei und rasche Übertragung notwendig.

Das erfindungsgemäße Verfahren beginnt mit einem Startschritt 1. In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird von der zumindest einen zentralen Mastereinheit des Kommunikationsnetzes kontinuierlich in einem Beobachtungsfenster eine Anzahl an erfolgreich zugestellten Datenpaketen beobachtet. Das Beobachtungsfenster wird dabei durch eine Anzahl an Paketzustellversuchen festgelegt. Aus der Anzahl an Paketzustellversuchen und erfolgreich zugestellten Datenpaketen wird dann im zweiten Verfahrensschritt 2 von der zumindest einen zentralen Mastereinheit eine aktuelle Paketzustellrate ermittelt, wobei die Paketzustellrate beispielsweise als Anzahl der erfolgreich bzw. fehlerfrei zugestellten Paket dividiert durch die Anzahl an Paketzustellversuche im Beobachtungsfenster berechnet wird.

Im zweiten Verfahrensschritt 2 wird während einer Berechnung der aktuellen Paketzustellrate auch die Anzahl von aufeinanderfolgenden, fehlerhaften Paketzustellungen protokolliert. Diese Anzahl von aufeinanderfolgenden, fehlerhaften Paketzustellungen wird dann laufend mit einer vorgegebenen Anzahl an aufeinanderfolgenden, nicht zugestellten Paketen von der zentralen Mastereinheit verglichen. Wird dabei von der zentralen Mastereinheit festgestellt, dass die vorgegebene Anzahl an aufeinanderfolgenden, nicht zugestellten Paketen erreicht worden ist, so wird sofort auf einen robusteren Übertragungsmodus umgeschaltet, um z.B. zu große Datenverluste, etc. zu verhindern und rasch auf eine Änderung in der Übertragungsqualität zu reagieren.

In einem dritten Verfahrensschritt 3 wird die aktuelle Paketzustellrate von der zentralen Mastereinheit mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Dieser Schwellwert kann z.B. bei einem Übertragungsverfahren mit wenigen Übertragungsmodi für jeden Übertragungsmodus vorgegeben werden. Die jeweiligen Schwellwerte können dabei beispielsweise aus einer Gegenüber- Stellung von PaketZustellwahrscheinlichkeiten und einem Paketdurchsatz für die jeweiligen Übertragungsmodi abgeleitet werden. Aus einer derartigen Gegenüberstellung können dann Schwellwerte für ein Ändern des Übertragungsmodus ermittelt werden. Dabei kann z.B. ersichtlich gemacht werden, ab welcher Paketzustellwahrscheinlichkeit beispielsweise ein Paketdurchsatz eines robusteren Übertragungsmodus größer ist als beim nächst höheren Übertragungsmodus. Zum Ableiten des Schwellwertes für die Übertragungsmodi können aber auch ein Signal-Rausch-Verhältnis oder eine Bitfehlerrate herangezogen werden - sofern diese von der physikalischen Schicht zur Verfügung gestellt werden. Wird ein Übertragungsverfahren eingesetzt, von welchem viele verschiedenen Übertragungsmodi zur Verfügung stellt werden, so kann als vorgegebener Schwellwert ein Mittelwert aus allen Schwellwerten der jeweils verfügbaren Übertragungsmodi genutzt werden.

Wird beim Vergleich des vorgegebenen Schwellwerts für den aktuellen Übertragungsmodus mit der aktuellen Paketzustellrate im dritten Verfahrensschritt 3 festgestellt, dass der vorgegebene Schwellwert von der aktuellen Paketzustellrate überschritten wird, so wird im vierten Verfahrensschritt 4 der aktuelle Übertragungsmodus vorerst beibehalten. Danach können beispielsweise für das nächsten Beobachtungsfenster der zwei- te und dritte Verfahrensschritt 2, 3 wiederholt werden, um in der Zwischenzeit auftretende Störungen im Übertragungsmedium feststellen und die Übertragungsrate entsprechend anzupassen zu können . Wird im dritten Verfahrensschritt 3 beim Vergleich der aktuellen Paketzustellrate mit dem vorgegebenen Schwellwert für den aktuellen Übertragungsmodus allerdings festgestellt, dass der vorgegebenen Schwellwert von der aktuellen Paketzustellrate unterschritten wird (d.h. es wird ein zu geringe Anzahl an Datenpaketen fehlerfrei übertragen) , so wird in einem fünften Verfahrensschritt 5 der Übertragungsmodus von der zentralen Mastereinheit geändert. Es wird der Übertragungsmodus auf einen nächst niedrigeren, robusteren Übertragungsmo- dus umgestellt, welcher eine geringere Übertragungsrate, aber einen höhere Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Paketzustellung aufweist. Danach können beispielsweise wieder der zweite und dritte Verfahrensschritt 2, 3 für das nächste Beobachtungsfenster ausgeführt werden und es kann der Übertragungsmodus noch weiter angepasst werden, falls stärkere Störungen im Übertragungsmedium aufgetreten sind.

In einem sechsten Verfahrensschritt 6 kann überprüft werden, ob die aktuelle, von der Mastereinheit ermittelte Paketzustellrate ein vorgegebener Zustellratenwert (z.B. annähernd 100%, 99% oder 98%) im Beobachtungsfenster aufweist oder übersteigt - d.h. fast alle Paketzustellversuche innerhalb des Beobachtungsfensters sind erfolgreich. Alternativ kann auch eine Anzahl von Beobachtungsfenster vorgegeben werden, innerhalb der geprüft wird, ob die ermittelte Paketzustellrate einen vorgegebener Zustellratenwert (z.B. annähernd 100%, 99% oder 98%) erreicht oder übersteigt. Wird der vorgegebene Zustellratenwert nicht erreicht, so kann z.B. in einem siebenten Verfahrensschritt 7 der aktuelle Übertragungsmodus beibehalten werden, und dann wieder der zweite und dritte Verfahrensschritt 2, 3 für das nächste Beobachtungsfenster durchgeführt werden, um festzustellen, ob der aktuelle Übertragungsmodus für die aktuellen Übertragungsverhältnisse noch passend ist.

Wird im sechsten Verfahrensschritt 6 festgestellt, dass eine aktuelle Paketzustellrate einen vorgegebenen Zustellratenwert erreicht oder sogar übersteigt (z.B. die aktuelle Paketzustellrate erreicht oder übersteigt einen Zustellratenwert von z.B. annähernd 100% oder z.B. 99%), so kann beispielsweise in einem achten Verfahrensschritt 8 auf einen nächst höheren Übertragungsmodus mit einer höheren Übertragungsrate umgeschaltet werden - sofern vom verwendeten Übertragungsverfahren noch ein höherer Übertragungsmodus zur Verfügung gestellt wird .

Nach dem Umstellen des Übertragungsmodus wird - wie während des gesamten erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. wie auch bei der Ermittlung der Paketzustellrate - von der zentralen Mastereinheit z.B. die Datenübertragung auf fehlerhafte Datenpakete geprüft. Ist z.B. ein erstes Datenpaket nach dem Umstellen auf den schnelleren bzw. höheren Übertragungsmodus feh- lerhaft übertragen worden ist, so kann wird auf den ursprünglichen langsameren Übertragungsmodus zurückgestellt werden. Wird beispielsweise nach dem Zurücksetzen des Übertragungsmodus in den ursprünglichen, langsameren Übertragungsmodus zumindest ein fehlerhaftes Datenpaket festgestellt, so kann z.B. ein noch robusterer Übertragungsmodus gewählt werden, um die Beeinflussung der Datenübertragung durch auftretende Störungen zu reduzieren. Das Umschalten in einen robusteren Übertragungsmodus kann dabei z.B. solange fortgesetzt werden, bis eine optimale Übertragung - d.h. eine möglichst hohe An- zahl an fehlerfrei übertragenen Datenpaketen - erreicht worden ist.

Ein derartige Prüfung einer Datenpaketübertragung kann allerdings auch nach dem vierten, fünften oder sechsten Verfah- rensschritt 4, 5, 6 durchgeführt werden, um die Übertragungsrate optimal an die aktuellen Übertragungsbedingungen im Übertragungsmedium anzupassen.

Werden nach einer Umstelllung des Übertragungsmodus auf den nächst höheren im achten Verfahrensschritt 8 keine fehlerhaften Datenpakete festgestellt, so kann z.B. für das nächste Beobachtungsfenster wieder mit dem zweiten und dritten Verfahrensschritt 2, 3 fortgesetzt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Übertragungsrate durch entsprechendes Einstellen eines Übertragungsmodus durch die zentrale Mastereinheit an alle Bedingungen im Übertragungsmedium angepasst werden. Wenn starke Störungen im Übertragungsmedium auftreten, wird vom zentralen Master mit- tels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein langsamer, aber robuster (wenig störungsanfälliger) Übertragungsmodus gewählt. Verbessern sich die Bedingungen im Übertragungsmedium, so kann von der zentralen Mastereinheit durch das erfindungsge- mäße Verfahren auf einen schnelleren Übertragungsmodus mit einer höheren Übertragungsrate umgeschaltet werden. Auf diese Weise werden durch das erfindungsgemäße Verfahren der Datendurchsatz im Kommunikationsnetz erhöht und die verfügbaren Ressourcen besser ausgenutzt.