DE102004024124B4 - Verfahren, Sende- sowie Empfangseinrichtung zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz mit zum Datenaustausch ausgestalteten Stationen von zumindest einer sendenden Station (BM-SC) zu zumindest zwei empfangenden Stationen (UE) bei dem die zu übertragenden Informationspakete in der sendenden Station (BM-SC) in eine oder mehrere Datenpaketgruppen aufgeteilt werden und den Datenpaketgruppen jeweils Redundanzinformation in Form von Redundanzpaketen hinzugefügt wird und bei dem bei fehlerhaften sowie fehlendem Empfang eines Datenpaketes der Datenpaketgruppe seitens der empfangenden Station (UE) von dieser ein negatives Empfangsprotokoll an die sendende Station (BM-SC) übermittelt und hierdurch durch die sendende Station (BM-SC) Maßnahmen zum Fehlerschutz ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch die sendende Station (BM-SC) ein Grad der Fehlerschutzmaßnahmen in Abhängigkeit von einer statistischen Auswertung von zu einem Informationspaket zugehöriger empfangener negativer Empfangsprotokolle je empfangender Station festgelegt wird, wobei als statistische Auswertung eine statistische Verteilung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle ermittelt wird.

Description

• Verfahren, Sende- sowie Empfangseinrichtung zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von digitalen Informationspaketen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Sendeeinrichtung gemäß Anspruch 14 sowie eine Empfangseinrichtung gemäß Anspruch 15.
• In der digitalen Datenübertragung tritt das Problem auf, dass Daten aufgrund von schlechten Übertragungsverbindungen oder geringen Bandbreiten während der Übertragung verloren gehen. Insbesondere bei paketorientiertem Datenverkehr führen fehlerhafte bzw. verlorengegangene Daten zu einem Verlust von vollständigen Paketen, wodurch der Inhalt nicht mehr korrekt wiedergegeben werden kann. Besonders problematisch sind Datenverluste bei sog. Multimedia-Anwendungen, bei denen die Daten oftmals in Echtzeit ohne Verzögerung beim Empfänger angezeigt werden sollen.
• Aus J. Rosenberg, H. Schulzrinne: "An RTP payload format for generic forward error correction", IETF RFC 2733, Dec. 1999, sind zur Lösung dieses Problems Verfahren zur Rekonstruktion verloren gegangener Datenpakte bekannt.
• Auch sog. Broadcast- und Multicast-Datenübertragungen sind bekannt, bei denen Daten von einem einzigen Sender gesendet werden und von einer Vielzahl von Empfängern empfangen werden können. Bei diesen Datenübertragungen können zum Fehlerschutz sog. Reed-Solomon-Codes verwendet werden, wie aus Shu Lin and Daniel Costello, "Error Control Coiding", Prentice Hall, 1983, bekannt. Mit Hilfe der Reed-Solomon-Codes wird den Daten Redundanz hinzugefügt, so dass bei nicht allzu großen Datenverlusten beim Empfänger die ursprünglichen Daten rekon struiert werden können. Bekannte Fehlerschutzverfahren mithilfe von Reed-Solomon-Codes eignen sich beispielsweise besonders für den in "DVB-H System Description", Doc. DVB-H153r1 TM2939r1, 09.09.2003, spezifizierten DVB-H-Standard (Digital Video Broadcast – Handheld). So können z.B. mit Hilfe eines aus Shu Lin and Daniel Costello, "Error Control Coiding", Prentice Hall, 1983, bekannten (N,K)-Read Solomon Codes die Daten auch dann rekonstruiert werden, wenn von insgesamt N Paketen, wobei K Pakete Nutzdaten und N-K Paritäts(Parity- oder Redundanz-)Daten enthalten, maximal N-K beliebige Pakete verloren gehen. Nachteilig hierbei ist, dass Read Solomon Codes auf Basis von Galois Field GF(2⁸) eine Beschränkung dahingehend aufweisen, dass N maximal den Wert 255 aufweisen darf.
• Für darüber hinausgehende Paketzahlen werden häufig daher auch die in R.G. Gallager: "Low density parity check codes", IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 8(!), Jan. 1962, beschriebenen Low Density Parity Check Codes (LDCP-Codes) verwendet. Diese haben jedoch den Nachteil, dass sie im nicht so effizient sind, wie beispielsweise bei Anwendung von Read Solomon Code basierten Verfahren; d.h. sie es können nicht alle N-K verloren gegangenen Pakete rekonstruiert werden.
• Daher ergibt sich, dass in den in der Praxis eingesetzten Verfahren in der Regel nicht alle verlorengegangenen bzw. fehlerbehafteten Pakete rekonstruierbar sind, so dass man ergänzend solche Pakete separat auf Punkt-zu-Punk-Verbindungen zu den einzelnen empfangenden Teilnehmern (Stationen) erneut zu versenden. Dazu wird von den empfangenden Stationen im Falle verlorengegangener (nicht empfangener) oder fehlerhafter Pakete ein sogenanntes NACK-Protokoll (Not-ACKnoledge) – also eine negative Empfangsbestätigung – an die sendende Station (Server) des Broadcast/Multicast Netzes gesendet, wobei das NACK angibt, welches Paket fehlerhaft bzw. nicht empfangen wurde, so dass der Server weiß, welche Pakete über die als zuverlässig betrachte Punkt-zu-Punkt-Verbindung an die einzelnen empfangenden Stationen erneut gesendet werden müssen.
• Ein hierzu alternativer Ansatz ist aus M. Luby et. al.: "The use of forward error corrextion (FEC) in reliable multicast", IETF RFC 3453, Dec. 2002, bekannt, bei dem statt der Wiederholung verloren gegangener bzw. fehlerhafter Pakete lediglich zusätzliche Redundanzpakete, welche es ermöglich dennoch eine Rekonstruktion der Pakete durchzuführen, über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung an alle empfangenden Teilnehmerstationen zu versenden. Durch dieses Verfahren werden aber unnötig große Datenmengen über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung übertragen, da unabhängig von der tatsächlichen Anzahl der Empfänger (empfangenden Stationen), welche Pakete nicht oder nur fehlerhaft empfangen haben, stets an alle Teilnehmerstationen zusätzliche Redundanzpakete gesandt werden.
• Aus C. K. Tan, "Reliable IP Multicast Services over Satellite Links", IEEE International Conference on Networks ICON 2000, Proceedings, 5.–8. September 2000, Seiten 411–415 ist ein Verfahren zur Erhöhung der Verlässlichkeit in Satellitenbasierten Point-to-Multipoint-Verbindungen bekannt, wobei Forward Error Correction (FEC) eingesetzt wird. Für die Erzeugung von Redundanzpaketen für die FEC wird eine XOR-Kodierung eingesetzt. Abhängig von der Übertragungsqualität wird die Anzahl an Redundanzpaketen verändert.
• Aus Xu, Y., Zhang, T.: An Adaptive Redundancy Technique for Wireless Indoor Multicasting in „Fifths IEEE Symposium on Computers and Communications, ISCC 2000 Proceedings, 3.–6. Juli 2000, S. 607–614 ist ein Multicast-Übertragungs-Verfahren bekannt, bei dem zur Erhöhung der Verlässlichkeit Forward Error Correction (FEC) eingesetzt wird. Die Anzahl von für die FEC erzeugten Redundanzpaketen wird dabei anhand der Zahl verlorenen gegangener Pakete eingestellt.
• Aus DE 101 01 741 A1 ist ein Multicast-Übertragungs-Verfahren bekannt, mit dessen Hilfe die Rate der zurückübertragenen Qualitätsinformationen optimiert wird.
• Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, ein Verfahren, eine Sendeeinrichtung sowie eine Empfangseinrichtung zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz anzugeben, welche eine erhöhte Effizienz gewähr- leisten.
• Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale sowie dem Verfahren gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 13, der Sendeeinrichtung gemäß dem Anspruch 14 sowie der Empfangseinrichtung gemäß dem Anspruch 15 gelöst.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz wird zum Datenaustausch ausgestalteten Stationen von zumindest einer sendenden Station zu zumindest zwei empfangenden Stationen, bei dem die zu übertragenden Informationspakete in der sendenden Station in eine oder mehrere Datenpaketgruppen aufgeteilt werden und den Datenpaketgruppen jeweils Redundanzinformation in Form von Redundanzpaketen hinzugefügt wird und bei dem bei fehlerhaften sowie fehlenden Empfang eines Datenpaketes der Datenpaketgruppe seitens der empfangenden Station von dieser ein negatives Empfangsprotokoll an die sendende Station übermittelt und hierdurch durch die sendende Station Maßnahmen zum Fehlerschutz ausgelöst werden, wird durch die sendende Station ein Grad der Fehlerschutzmaßnahmen in Abhängigkeit von einer statistischen Auswertung von zu einem Informationspaket zugehöriger empfangener negativer Empfangsprotokolle je empfangender Station festgelegt.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Adaption von Fehlerschutzmaßnahmen an die aktuellen Gegebenheiten des Datennetzes erreicht, so dass eine effizientere Nutzung der Ressourcen ermöglicht wird. Vorzugsweise erfolgt dabei die statistische Auswertung durch Ermittlung einer statistischen Verteilung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle. Hierdurch wird die sendende Station in die Lage versetzt, eine Anzahl notwendiger Redundanzpakete zu ermitteln, welche notwendig ist, um gewährleisten zu können, dass eine Mehrzahl der empfangenen Stationen die fehlenden Datenpakete mit Hilfe der Redundanzpakete rekonstruieren kann. Hierdurch wird erreicht, dass nicht stets an alle empfangenden Stationen Redundanzpakete übermittelt werden, sondern dies beispielsweise tatsächlich nur dann erfolgt, wenn es notwendig wird und dies auch nur in einem Maße, welches das Netz nicht belastet bzw. die Ressourcen effizient nutzt.
• Präzisiert werden kann diese Anpassung an die aktuellen Gegebenheiten, wenn die statistische Auswertung durch Ermittlung eines zu der Verteilung gehörigen statistischen Mittelwerts und/oder durch Ermittlung einer zu der Verteilung zugehörigen statistischen Standardabweichung ergänzt wird.
• Stellt die sendende Station anhand der statistischen Auswertung den Grad der Fehlerschutzmaßnahmen derart ein, dass die sendende Station eine für ein Einhalten eines festlegbaren Kriteriums erforderliche Anzahl von Redundanzpaketen für zu übertragende Informationspakete ermittelt, lässt sich durch Festlegen des Kriteriums eine weitere Optimierung des Verfahrens erzielen, wobei das Kriterium beispielsweise durch Simulation oder experimentelle Ansätze bestimmt werden kann.
• Vorzugsweise gibt dabei das Kriterium eine Anzahl derjenigen empfangenden Stationen an, die durch das Festlegen der Anzahl von Redundanzpaketen vollständig in der Lage sein sollen, fehlende und fehlerbehaftete Datenpakete anhand der ermittelten Anzahl von Redundanzpaketen zu rekonstruieren. Hierdurch lässt sich in geeigneter Weise ein Parameter zur Reduktion der Kosten festlegen, da die Anzahl der Stationen auch die zu übertragende Datenmenge bestimmt. Insbesondere ergänzend ist es daher von Vorteil, wenn für die verbleibenden empfangenden Stationen eines der gemäß dem Stand der Technik bekannten Fehlerschutzmechanismen, insbesondere jenes, bei dem an die jeweilige verbleibende empfangende Station ein wiederholtes Übertragen von Datenpaketen mit negativer Empfangsprotokollen über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung übertragen wird, Anwendung findet, so dass sich hier insgesamt ein Grad der Fehlerschutzmaßnahmen durch eine Verteilung auf bekannte Fehlerschutzmaßnahmen definiert. Hierdurch wird es möglich, eine geeigneten Mischung zu finden, welche die Einhaltung gegebener Kriterien optimal ermöglicht.
• Insbesondere, wenn es sich bei der zu erzielenden Effizienz um ein Reduzieren des Kostenfaktors handelt, ist es von Vorteil, wenn das Kriterium derart festgelegt wird, dass ein Kostenwert K_gesamt minimiert wird, wobei sich der Kostenwert Kgesamt aus Kgesamt = DmKm + DuKu mit

D_u:

= Datenmenge mittels Punkt-zu-Punkt-Verbindung,

D_m:

= Datenmenge mittels Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung,

K_u:

= Kosten für die Übertragung einer vorgebenen Datenmenge über eine Punkt-zu-Punkt-Verbinung,

K_m:

= Kosten für die Übertragung einer vorgebenen Datenmenge über eine Punkt-zu Mehrpunktverbinung,

• Zudem hat diese Weiterbildung den Vorteil bei Datennetzen, die zu Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder zu Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen ausgestaltet sind, eine präzise Optimierung auf Grundlage einer genauen Kostenabschätzung zu erzielen.
• Gerade, wenn es sich bei der sendenden Station um einen Server für ein Download Broadcast Multicast Dienst handelt und zumindest ein Teil der empfangenden Stationen diesen Dienst als Punkt über einen Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung nutzt, ist es von Vorteil, wenn während des Aussendens eines Informationsdatenpaketes eine Erfassung von empfangenen negativen Empfangsprotokollen erfolgt, nach Abschluss des Aussendens des Informationspaketes die statistische Auswertung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle durchgeführt wird, sowie auf Grundlage der Auswertung die Anzahl der für eine Übertragung über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung zur Erfüllung des Kriteriums erforderlichen Redundanzpakete sowie die Anzahl der über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung erneut zu übertragenden fehlenden oder fehlerbehafteten Datenpakete bestimmt wird. Alternativ kann auch die Auswertung während des Aussendens der Informationspakete erfolgen, so dass dies für eine beschleunigte Abwicklung und damit eine bessere Anpassung bei zeitkritischen Anwendungen erlaubt.
• Entgegen dem beschriebenen ist bei Datennetzen, bei denen die sendende Station als ein Server für einen Streaming Broadcast Multicast Dienst betrieben und zumindest einem Teil der empfangenden Station in Form einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung genutzt wird, von Vorteil, wenn während des Aussendens eines Informationsdatenpaketes eine Erfassung von empfangenen negativen Empfangsprotokollen erfolgt, während des Aussendens des Informationspaketes innerhalb eines ersten Zeitfensters die statistische Auswertung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle durchgeführt wird und auf Grundlage der Ermittlung die Anzahl der für eine Übertragung über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung zur Erfüllung des Kriteriums erforderlichen Redundanzpakete bestimmt wird.
• Vorzugsweise wird hierbei die Dauer des ersten Zeitfensters derart festgelegt, dass sie kleiner einer Dauer eines vorgegebenen zweiten Zeitfensters gewählt ist. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass in Streaming Systemen eine Restriktion bezüglich der erlaubten Verzögerungszeiten existiert, der dergestalt ist, dass eine Verzögerung eines vorgegebenen Zeitwertes nicht überschreiten darf. Wird also wie gemäß der Weiterbildung vorgeschlagen, das erste Zeitfenster derart gewählt, dass seine Dauer kleiner ist als die Zeitrestriktion in Streaming Datennetzen, so besteht nach Ermitteln und Aussenden von Redundanzpaketen noch genügend Zeit, um zumindest ein Teil der fehlenden bzw. fehlerbehafteten Datenpakete zu rekonstruieren. Alternativ aber vor allem ergänzend zu den beschriebenen Verfahrensweisen ist es bei einem Datennetz, bei dem die sendende Station als ein Server für einen Streaming Broadcast Multicast Dienst betrieben wird und zumindest ein Teil der empfangenen Stationen diesen Dienst in Form einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung nutzt, wobei die empfangene Station zur Speicherung von Daten ausgestaltet sind, von Vorteil, dass zu Informationspaketen zugehörige fehlende und fehlerbehaftete Datenpakete erneut über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung gesendet und in der jeweiligen empfangenen Station gespeichert werden. Hierdurch ist es möglich, dass teilnehmende empfangende Stationen zwar während der Übertragung fehlerbehaftete Daten wiedergeben, einem Nutzer dieses Dienstes aber die Möglichkeit gegeben wird, nach erfolgter Übertragung eine fehlerlose Wiedergabe der Daten durchzuführen.
• Die Aufgabe wird ferner durch eine Sendeeinrichtung sowie eine Empfangseinrichtung gelöst, welche Mittel für die Durch führung der einzelnen Verfahrensschritte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufweisen und in der Regel beide in einer Station implementiert sind, und den Vorteil aufweisen, eine Station des Datennetzes zur Durchführung des Verfahrens und damit das Erzielen der oben angeführten Vorteile des erfindungsgemäße Verfahren zu befähigen.
• Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden in den 1 bis 3 erläutert.
• Es zeigen:
• 1 die schematische Darstellung eines Datennetzes, in dem das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt;
• 2 Beispielhaftes Ablaufdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens;
• 3 Histogramm von Teilnehmern obigen Datennetzes, die eine Anzahl n Pakete verloren haben.
• Die 1 zeigt ein bevorzugtes Szenario, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Es handelt sich hierbei um die Übertragung von Multimediadaten eines Broadcast Dienstes, der Daten aussendet, die gleichzeitig von mehreren Empfängern (Stationen) empfangen werden können. Die Multimediadaten werden von einem Broadcast Multicast Service Center BM-SC bereitgestellt und über ein beliebiges Zwischennetz Z an ein Mobilfunknetz RAN (RAN = Radio Access Network) übertragen. Das Mobilfunknetz RAN umfasst eine Vielzahl von Basisstationen B1 bis B5, mittels derer über eine Luftschnittstelle L die Multimediadaten an Benutzerendgeräte (empfangende Stationen) UE1..UE3 (UE = User Equipment) in der Form eines Handys übertragen werden. Der Broadcast Multicast Service Center BM-SC erzeugt Informationspakete, die einen Header und eine Nutzlast umfassen, wobei die Informationspa kete Datenpakete sind, welche mit Hilfe einer Transportschicht gemäß OSI-Referenzmodell übertragen werden, wobei die Übertragung hierbei drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgt. Bei dem in 1 dargestellte Szenario erfolgt also eine Datenübertragung über ein Mobilfunknetz und zum anderen erfolgt der Datentransport paketorientiert über die Transportschicht.
• Ausgehend von diesem bevorzugten Szenario werden nun drei mögliche Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
• Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, welches in dem genannten Broadcast Multicast Szenario zum Einsatz kommt, wird in einem ersten Schritt S1 von dem Broadcast Multicast Service Center BM-SC, die man auch als sendende Station betrachten kann, und die als Server eines in diesem Broadcast Multicast Szenario angebotenen Download Dienstes (Service) fungiert, derart verfahren, dass zuerst alle Nutzdaten (Informationspakete) über den Broadcast Kanal, d.h. über eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung an die empfangenen Stationen UE (im Ausführungsbeispiel nur eine Station dargestellt) übermittelt werden.
• Parallel zum Aussenden, in der Regel als Hintergrundprozess ablaufenden Algorithmus, werden in einem zweiten Schritt S2 negative Empfangsprotokolle (NACKs, Negative ACKnowledges) durch den Server BM-SC erfasst.
• In einem dritten Schritt S3 wird nach Abschluss des Aussendens des Informationspaketes durch den Server BM-SC eine statistische Verteilung der negativen Empfangsprotokollsignale (NACK Signale) berechnet.
• Diese Verteilung stellt sich beispielsweise als Histogramm der Anzahl der empfangenen Stationen, welche eine Anzahl N von Datenpaketen verloren haben, dar.
• In einem vierten Schritt S4 wird nun aus der Verteilung ermittelt, wie viele Redundanzpakete über den Broadcast Kanal, d.h. über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung ausgesendet werden und zudem wie viele der fehlenden bzw. fehlerbehafteten Datenpakete zu den empfangenden Teilnehmern jeweils über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung wiederholt gesendet werden müssen, d.h. im vierten Schritt S4 wird im Grunde festgelegt, wie die Verteilung aus Fehlerschutzmaßnahmen, wie die inkrementelle Redundanz und die Paketwiederholung festzulegen ist.
• Dabei kann in einem fünften Schritt S5 festgestellt werden, dass erneut Datenpakete inklusive Redundanzpakete verloren gegangen sind und dies wiederum von den betreffenden empfangenden Stationen mit NACK Signalen quittiert, so dass beispielsweise in einem sechsten Schritt S6 die als Server dienende sendende Station BM-SC entscheiden kann, Redundanzpakete solange nachzusenden, bis eine hinreichend kleine Menge von über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu wiederholende Datenpakete verbleibt. Hierbei berücksichtigt der Server BM-SC also stets eine über die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung zu übertragende Datenmenge sowie eine über die Punkt-zu-Punkt-Verbindung übertragende Datenmenge und kann hiermit vorteilhaft auf die dadurch auflaufenden Gesamtkosten der Übertragung Einfluss nehmen, so dass diese idealer Weise minimiert werden.
• In einem siebten Schritt S7 ist das Verfahren schließlich beendet.
• Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch in dem gleichen bevorzugten Szenario die im dritten Schritt S3 erfolgte Berechnung der statistischen Verteilung auch bereits während des Aussendens der Nutzdaten erfolgen, so dass bereits durch diese Statistik, welche auf den NACK Signalen beruht, schon frühzeitig damit begonnen werden kann, weitere Redundanzpakete auszusenden.
• Eine drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, wenn bei dem zugrundeliegenden bevorzugten Szenario, also dem Broadcast Multicast System, ein Streaming Dienst angeboten wird.
• Ein derartiges Streaming System ist zeitkritisch, so dass eine Verzögerung aufgrund von notwendigen Rekonstruktionen von Datenpaketen der Informationspakete auf Grundlage von zusätzlich versandten Redundanzpaketen einer Restriktion unterworfen ist, d.h. z.B. eine Zeit von 5 s nicht überschreiten darf.
• Hierbei ist es von Vorteil, dass wie im zweiten Ausführungsbeispiel genannt, die zusätzlichen Redundanzpakete schon während des Aussendens zu den Informationspaketen zugehörigen Datenpakete ausgesendet werden, d.h. also die Auswertung der Verteilung bzw. die Statistik der NACK Signale schon bereits während des Aussendens für ein gegebenes Zeitfenster von beispielsweise 3 s erfolgt, so dass innerhalb der verbleibenden Zeit bis zur maximal erlaubten Verzögerung die Anzahl an auszugebenden Redundanzpaketen erfindungsgemäß bestimmt werden kann, so dass zumindest eine vorgegebene relative Anzahl der teilnehmenden empfangenden Stationen, beispielsweise 95 % der Stationen, alle verloren gegangenen Nutzdatenpakete rekonstruieren kann. Diese hohe vorgegebene Anzahl ist daher von Nöten oder insbesondere deswegen von Vorteil, da wegen der Verzögerungsrestriktion es beim vorliegende Ausführungsbeispiel nicht möglich ist, fehlende Pakete über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung an die jeweiligen Empfänger erneut zu senden.
• Dies ist lediglich möglich, wenn die empfangenden Teilnehmerstationen die Möglichkeit haben, d.h. derart ausgestaltet sind, dass sie die zu den Streaming Diensten zugehörigen Daten speichern können. In so einem Fall wird erfindungsgemäß vorgesehen, die Redundanzdatenpakete während der Übertragung der Streaming Daten zu speichern. Hierdurch können die empfangenen Stationen, also jene die im Ausführungsbeispiel 3 nicht die Möglichkeit hatten, fehlende oder fehlerbehaftete Datenpakete zu rekonstruieren, zumindest nach Übertragung, d.h. nach erstmaligem Empfang der Streaming Daten ein fehlerfreies Darstellen der Daten ermöglichen können, wobei dies vierte beschriebene Ausführungsbeispiel auch als eigenständige Lösung des Problems, nämlich der effizienten Nutzung der Datennetze ausgestaltet sein kann, und zwar dann, wenn die Speicherung durch alle empfangenen Teilnehmerstationen und nicht nur durch diejenigen, welche keine Rekonstruktion verloren gegangener Daten gemäß Ausführungsbeispiel 3 durchführen können, realisiert werden kann.

Claims (14)

1. Verfahren zur Übertragung von digitalen Informationspaketen in einem Datennetz mit zum Datenaustausch ausgestalteten Stationen von zumindest einer sendenden Station (BM-SC) zu zumindest zwei empfangenden Stationen (UE) bei dem die zu übertragenden Informationspakete in der sendenden Station (BM-SC) in eine oder mehrere Datenpaketgruppen aufgeteilt werden und den Datenpaketgruppen jeweils Redundanzinformation in Form von Redundanzpaketen hinzugefügt wird und bei dem bei fehlerhaften sowie fehlendem Empfang eines Datenpaketes der Datenpaketgruppe seitens der empfangenden Station (UE) von dieser ein negatives Empfangsprotokoll an die sendende Station (BM-SC) übermittelt und hierdurch durch die sendende Station (BM-SC) Maßnahmen zum Fehlerschutz ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, dass durch die sendende Station (BM-SC) ein Grad der Fehlerschutzmaßnahmen in Abhängigkeit von einer statistischen Auswertung von zu einem Informationspaket zugehöriger empfangener negativer Empfangsprotokolle je empfangender Station festgelegt wird, wobei als statistische Auswertung eine statistische Verteilung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die statistische Auswertung durch Ermittlung eines zu der Verteilung zugehörigen statistischen Mittelwertes ergänzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die statistische Auswertung durch Ermittlung einer zu der Verteilung zugehörigen statistischen Standardabweichung ergänzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sendende Station (BM-SC) anhand der statistischen Auswertung den Grad der Fehl schutzmaßnahmen derart einstellt, dass die sendende Station (BM-SC) eine für ein Einhalten eines festlegbaren Kriteriums erforderliche Anzahl von Redundanzpaketen für zukünftig zu übertragende Informationspakete ermittelt.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Kriterium eine die Anzahl derjenigen empfangenden Stationen (UE) wiedergebenden Größe definiert wird, die durch das Festlegen der Anzahl von Redundanzpaketen vollständig in der Lage sein sollen fehlende und fehlerbehaftete Datenpakete anhand der ermittelten Anzahl von Redundanzpaketen zu rekonstruieren.
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die verbleibenden empfangenden Stationen eines der gemäß dem Stand der Technik bekannten Fehlerschutzmechanismen, insbesondere an die jeweilige verbleibende empfangende Station ein wiederholtes Übertragen von Datenpaketen mit negativer Empfangsprotokollen über eine Punkt-zu-Punktverbindung, durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kriterium derart festgelegt wird, dass ein Kostenwert "K_gesamt" minimiert wird, wobei sich der Wert K_gesamt aus Kgesamt = DmKm + DuKu mit D_u := Datenmenge mittels Punkt-zu-Punktverbindung, D_m := Datenmenge mittels Punkt-zu-Mehrpunktverbindung, K_u := Kosten für die Übertragung einer vorgegebenen Datenmenge über eine Punkt-zu-Punktverbindung, Km := Kosten für die Übertragung einer vorgegebenen Datenmenge über eine Punkt-zu-Mehrpunktverbindung, ergibt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die sendende Station als ein Server für einen "Download Broadcast/Multicast" Dienst betrieben und zumindest von einem Teil der empfangenden Stationen in Form einer Punkt-zu-Mehrpunktverbindung genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) während des Aussendens von Informationsdatenpaketen eine Erfassung von empfangenen negativen Empfangsprotokollen erfolgt, b) nach Abschluss des Aussendens der Informationspakete die statistische Auswertung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle durchgeführt wird, c) auf Grundlage der Auswertung c1) die Anzahl der für eine Übertragung über die Punkt-zu-Mehrpunktverbindung zur Erfüllung des Kriteriums erforderlichen Redundanzpakete sowie c2) die Anzahl der über eine Punkt-zu-Punktverbindung erneut zu übertragenden fehlenden und fehlerbehafteten Datenpakete bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die sendende Station als ein Server für einen "Broadcast/Multicast" Dienst betrieben und zumindest von einem Teil der empfangenden Stationen in Form einer Punkt-zu-Mehrpunktverbindung genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) während des Aussendens von Informationsdatenpaketen eine Erfassung von empfangenen negativen Empfangsprotokollen erfolgt, b) während des Aussendens der Informationspakete die statistische Auswertung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle durchgeführt wird, c) auf Grundlage der Auswertung c1) die Anzahl der für eine Übertragung über die Punkt-zu-Mehrpunktverbindung zur Erfüllung des Kriteriums erforderlichen Redundanzpakete sowie c2) die Anzahl der über eine Punkt-zu-Punktverbindung erneut zu übertragenden fehlenden und fehlerbehafteten Datenpakete bestimmt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die sendende Station als ein Server für einen "Broadcast/Multicast" Dienst betrieben und zumindest von einem Teil der empfangenden Stationen in Form einer Punkt-zu-Mehrpunktverbindung genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) während des Aussendens von Informationsdatenpaketen eine Erfassung von empfangenen negativen Empfangsprotokollen erfolgt, b) noch während des Aussendens der Informationspakete innerhalb eines ersten Zeitfenster die statistische Auswertung der empfangenen negativen Empfangsprotokolle erfolgt, c) auf Grundlage der Auswertung die Anzahl der für eine Übertragung über die Punkt-zu-Mehrpunktverbindung zur Erfüllung des Kriteriums erforderlichen Redundanzpakete bestimmt wird.
11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das die Dauer des ersten Zeitfensters kleiner einer Dauer eines vorgegebenen zweiten Zeitfensters festgelegt wird.
12. Verfahren, insbesondere nach einem der Anprüche bei dem die sendende Station als ein Server für einen "Download Broadcast/Multicast" Dienst betrieben und zumindest einem Teil der empfangenden Stationen in Form einer Punkt-zu-Mehrpunktverbindung genutzt wird, wobei die empfangenden Stationen zur Speicherung von Daten ausges- taltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zu Informati onsdatenpaketen zugehörige fehlende und fehlerhaft empfangene Datenpakete erneut über eine Punkt-zu-PunktVerbindung gesendet und in der jeweiligen empfangenden Station gespeichert werden.
13. Sendeeinrichtung gekennzeichnet mit Mitteln zur Durchführung von Verfahrensschritten des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche.
14. Empfangseinrichtung gekennzeichnet mit Mitteln zur Durchführung von Verfahrensschritten des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche.