DE102014212836A1

DE102014212836A1 - Method for operating an access node

Info

Publication number: DE102014212836A1
Application number: DE102014212836.6A
Authority: DE
Inventors: Gerd Völksen; Joachim Walewski; Andreas Ziller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft einen Wechsel eines Zugangsknotens in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz mit einer Mehrzahl von Netzknoten. Erfindungsgemäß erfolgt eine Auswahl eines Netzknotens als künftiger Zugangsknoten, worauf vom bisherigen Zugangsknoten an den künftigen Zugangsknoten ein im bisherigen Zugangsknoten vorgehaltener Datensatz zur Ausübung des Zugangsknotenbetriebs übertragen wird. Anschließend erfolgt eine Aufnahme eines Zugangsknotenbetriebs durch den neuen Zugangsknoten und eine Bekanntgabe des neuen Zugangsknotens im Funknetz.The inventive method relates to a change of an access node in an at least partially meshed radio network with a plurality of network nodes. According to the invention, a selection of a network node takes place as a future access node, whereupon the previous access node to the future access node transmits a data record held in the previous access node for the purpose of performing the access node operation. Subsequently, an admission node operation is received by the new access node and an announcement of the new access node in the radio network.

Description

Die Erfindung betrifft Mittel zum Betrieb eines Zugangsknotens in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz. The invention relates to means for operating an access node in an at least partially meshed radio network.

Im Stand der Technik sind vermaschte Funknetze bekannt, auf welche auch als Mesh-Netz Bezug genommen wird. Unter einem Mesh-Netz ist ein Funknetz zu verstehen, das eine Mehrzahl von Netzknoten zu einem vermaschten Netz verbindet. Aufgrund der selbstorganisatorischen Eigenschaften eines Mesh-Netzes wird dieses in der Fachwelt oftmals auch als Ad-hoc-Netz bezeichnet. Beispielsweise sind Verfahren bekannt, durch welche ein Mesh-Netz beständig angepasst wird, wenn sich etwa Netzknoten bewegen, hinzukommen oder ausfallen. Ein zumindest teilweise vermaschtes Funknetz umfasst neben den beschriebenen Mesh-Netzen auch Funknetze, welche eine Vermaschung der Netzknoten zugunsten einer weiter geordneten Topologie nur teilweise verwirklichen. Zu diesen sind insbesondere Ringtopologien oder sternförmige Topologien, insbesondere Meshed-Star-Topologien zu zählen. In the prior art meshed radio networks are known, which is also referred to as a mesh network. A mesh network is a radio network that connects a plurality of network nodes to a meshed network. Due to the self-organizing properties of a mesh network, this is often referred to in the art as an ad hoc network. For example, methods are known whereby a mesh network is constantly adapted as network nodes move, add or fail. An at least partially meshed radio network comprises not only the mesh networks described but also radio networks which only partially realize a meshing of the network nodes in favor of a further ordered topology. These include in particular ring topologies or star-shaped topologies, in particular meshed star topologies.

Einen wichtigen industriellen Einsatz zumindest teilweise vermaschter Funknetze bilden Sensornetze, welche eine schnelle Installation einer Umgebung zur mobilen Datenerfassung gewährleisten. Die Sensoren sind hierbei als kommunizierende Netzknoten in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz ausgebildet. Neben Implementierungsaspekten wie Interoperabilität, Datensicherheit und Zuverlässigkeit solcher Sensornetze ist auch deren Energieverbrauch zu berücksichtigen. Hierbei ist ein Energiesparbetrieb von Netzknoten von zentraler Bedeutung. So weisen sogenannte »power-constrained« Netzknoten strenge Energievorgaben auf, um diese mit einer internen Batterie über einen längeren Zeitraum zu betreiben. Es ist bekannt, für Netzknoten einen Niedrigenergie- oder einen Schlafmodus vorzusehen, bei dem zugunsten eines vorübergehend geringeren elektrischen Energieverbrauchs auch Kommunikationsfunktionen zurückgefahren oder angehalten werden. In einem solchen Schlafmodus liefern diese Netzknoten zur Kommunikation, insbesondere zur Weiterleitung von Datenpaketen, der übrigen Netzknoten keinen Beitrag. Werden Datenpakete an einen Netzknoten gerichtet, welcher sich im Schlafmodus befindet, wird eine Fehlermeldung an den Sender der Datenpakete ausgegeben. Dies geschieht z.B. durch eine Time-out-Erkennung beim Sender selbst oder durch einen an der Weiterleitung beteiligten Netzknoten. An important industrial use of at least partially meshed radio networks are sensor networks, which ensure a fast installation of a mobile data acquisition environment. The sensors are in this case designed as communicating network nodes in an at least partially meshed radio network. In addition to implementation aspects such as interoperability, data security and reliability of such sensor networks, their energy consumption must also be taken into account. In this case, an energy-saving operation of network nodes is of central importance. So-called "power-constrained" network nodes have strict energy requirements in order to operate them with an internal battery over a longer period of time. It is known to provide for network nodes a low power or a sleep mode in which communication functions are reduced or stopped in favor of a temporarily lower electrical energy consumption. In such a sleep mode these network nodes provide for communication, in particular for the forwarding of data packets, the other network nodes no contribution. If data packets are directed to a network node which is in sleep mode, an error message is output to the sender of the data packets. This happens e.g. by a time-out detection at the sender itself or by a network node involved in the forwarding.

Ein Vermittlungsknoten, in der Fachwelt auch als Gateway bekannt, hat die Funktion, das zumindest teilweise vermaschte Funknetz mit anderen Netzen zu verbinden und hierzu gegebenenfalls unterschiedliche Protokolle umzusetzen. A switching node, also known as a gateway in the art, has the function of connecting the at least partially meshed radio network to other networks and, if appropriate, implementing different protocols for this purpose.

Eine besondere Rolle zum Betrieb eines zumindest teilweise vermaschten Funknetzes nehmen eine oder mehrere Zugangsknoten ein, auf die in der Fachwelt auch als Access Points Bezug genommen wird. Ein Zugangsknoten nimmt zentrale Koordinationsfunktionen in einer Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen zwischen den Netzknoten wahr und bildet üblicherweise einen Kristallisationspunkt bei einer ersten Einrichtung eines Funknetzes. Wenngleich zumindest teilweise vermaschte Funknetzes beständig angepasst werden, wenn sich beteiligte Netzknoten bewegen, hinzukommen oder ausfallen, bleibt der Zugangsknoten selbst statisch, unterliegt also insbesondere keinen Änderungen hinsichtlich seiner Rolle im zumindest teilweise vermaschten Funknetz und darf auch nicht ausfallen oder seinen Betrieb unterbrechen, ohne die Funktionsweise des Funknetzes insgesamt zu beeinträchtigten. Ein Zugangsknoten weist für Gewöhnlich eine mit einem Netzknoten ähnliche oder identische Hardware-Ausgestaltung auf und unterscheidet sich lediglich in seinen Funktionen und Aufgaben von diesem. Auf die gegenüber einem herkömmlichen Netzknoten erweiterten Funktionen und Aufgaben eines Zugangsknoten wird im Folgenden als Zugangsknotenbetrieb Bezug genommen. Der Zugangsknotenbetrieb schließt im Übrigen nicht aus, dass auch ein Zugangsknoten Aufgaben und Funktionen eines Netzknotens innehat. A special role for the operation of an at least partially meshed radio network is occupied by one or more access nodes, which are also referred to in the art as access points. An access node performs central coordination functions in a provision of communication links between the network nodes and usually forms a crystallization point in a first device of a radio network. Although at least partially meshed radio network are constantly adapted when participating nodes move, add or fail, the access node itself remains static, so in particular is subject to no changes in its role in at least partially meshed radio network and may not fail or interrupt its operation, without the Functioning of the radio network affected overall. An access node usually has a hardware configuration similar or similar to a network node and differs only in its functions and tasks from it. The functions and tasks of an access node which have been extended compared with a conventional network node are referred to below as access node operation. Incidentally, the access node operation does not exclude that an access node also has tasks and functions of a network node.

Die mit einem Netzknoten ähnliche oder identische Hardware-Ausgestaltung eines Zugangsknotens schließt ein, dass auch ein Zugangsknoten in einem Batteriebetrieb ohne externe Energieversorgung arbeiten kann. Zur Aufrechterhaltung des Zugangsknotenbetriebs verbietet es sich allerdings in den meisten Fällen, einen Schlafmodus für den Zugangsknoten vorzusehen. The hardware configuration of an access node similar or identical to a network node includes that an access node can also operate in battery mode without an external power supply. However, to maintain access node operation, in most cases it is prohibited to provide a sleep mode for the access node.

Aufgrund der nicht zu ersetzenden zentralen Funktion eines Zugangsknotens wird die Funktionsweise des gesamten Funknetzes beeinträchtigt, falls der Zugangsknoten in seinem Betrieb gestört ist oder komplett ausfällt. Ist der Zugangsknoten batteriebetrieben, ist für diesen zudem ein häufigerer Batteriewechsel oder Batterieaufladung vorzusehen als für sonstige Netzknoten, da einerseits ein Schlafmodus für den Zugangsknoten üblicherweise ausgeschlossen ist und andererseits der Zugangsknoten als zentrale Instanz häufiger als andere Netzknoten kommuniziert. Due to the irreplaceable central function of an access node, the functioning of the entire radio network is impaired if the access node is disturbed in its operation or completely fails. If the access node is battery-operated, it must also be provided with a more frequent battery replacement or battery charging than for other network nodes, since on the one hand a sleep mode for the access node is usually excluded and, on the other hand, the access node as the central entity communicates more frequently than other network nodes.

Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen zu schaffen, welche die Abhängigkeit des gesamten Funknetzes von der Funktionsweise eines statischen Zugangsknotens verringern. The object of the invention is to provide measures which reduce the dependence of the entire radio network on the functioning of a static access node.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1 gelöst. The object is achieved by a method with the steps of claim 1.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betrieb eines Zugangsknotens in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz vorgesehen, welches die im Folgenden genannten Schritte umfasst. According to the invention, a method is provided for operating an access node in an at least partially meshed radio network, which comprises the steps mentioned below.

Zunächst sind im Funknetz eine Mehrzahl von für einen Nachrichtenaustausch im Funknetz eingerichteten Netzknoten sowie mindestens ein für einen Zugangsknotenbetrieb eingerichteter erster Zugangsknoten bereitgestellt. Dies entspricht einer üblichen Ausgestaltung eines teilweise vermaschten Funknetzes. First, a plurality of network nodes set up for a message exchange in the radio network and at least one first access node set up for an access node operation are provided in the radio network. This corresponds to a usual embodiment of a partially meshed radio network.

In einem ersten Schritt erfolgt eine Auswahl eines Netzknotens, welcher künftig als zweiter Zugangsknoten betrieben werden soll. Nach dessen Auswahl, welcher beispielsweise über eine Anfrage an den Netzknoten gefolgt von einer Bestätigung durchgeführt wird, wird vom ersten Zugangsknoten an den zweiten Zugangsknoten ein im ersten Zugangsknoten vorgehaltener Datensatz bzw. »Image« zur Ausübung des Zugangsknotenbetriebs übertragen. In a first step, a selection of a network node, which will be operated as a second access node in the future. After its selection, which is carried out, for example, via a request to the network node followed by an acknowledgment, the first access node to the second access node transmits a data record or "image" held in the first access node for exercising the access node operation.

Nach Übertragung des Datensatzes nimmt der zweiten Zugangsknoten einen Zugangsknotenbetrieb auf. Der zweite Zugangsknoten, insbesondere dessen Adresse wird daraufhin im Funknetz bekanntgegeben. After transmission of the record, the second access node receives an access node operation. The second access node, in particular its address is then announced in the radio network.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch einen Zugangsknoten mit den Mitteln des Patentanspruchs 9 gelöst. Der erfindungsgemäße Zugangsknoten ist für einen Zugangsknotenbetrieb in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz eingerichtet und umfasst hierzu einen Speicherbereich zur Aufnahme eines Datensatzes, welcher zur Ausübung des Zugangsknotenbetriebs dient. Erfindungsgemäß ist am Zugangsknoten ein zur Ausführung gebrachtes Computerprogrammprodukt zur Unterstützung einer Auswahl eines Netzknotens als zweiten Zugangsknoten eingerichtet, welches ferner zur Übertragung des Datensatz an den zweiten Zugangsknoten und zur Beendigung des eigenen Zugangsknotenbetriebs dient. The object underlying the invention is further achieved according to the invention by an access node with the means of claim 9. The access node according to the invention is set up for an access node operation in an at least partially meshed radio network and, for this purpose, comprises a memory area for receiving a data record which serves to exercise the access node operation. According to the invention, an executed computer program product for supporting a selection of a network node as the second access node is set up at the access node, which further serves to transmit the data record to the second access node and to terminate its own access node operation.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch einen Netzknoten mit den Mitteln des Patentanspruchs 10 gelöst. Der Netzknoten ist für einen Nachrichtenaustausch in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz eingerichtet. Der erfindungsgemäße Netzknoten ist gekennzeichnet durch ein am Netzknoten zur Ausführung gebrachtes Computerprogrammprodukt zur Unterstützung einer Auswahl des Netzknotens als zweiten Zugangsknoten, welches ferner zur Entgegennahme eines Datensatz zur Ausübung eines Zugangsknotenbetriebs von einem Zugangsknoten und zur Ausübung eines eigenen Zugangsknotenbetriebs dient. The problem underlying the invention is further achieved according to the invention by a network node with the means of claim 10. The network node is set up for a message exchange in an at least partially meshed radio network. The network node according to the invention is characterized by a computer program product executed at the network node for supporting a selection of the network node as a second access node, which further serves to receive a record for performing an access node operation from an access node and to exercise its own access node operation.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin durch einen Funknetz mit den Mitteln des Patentanspruchs 11 gelöst. Das zumindest teilweise vermascht ausgebildete Funknetz umfasst eine Mehrzahl von für einen Nachrichtenaustausch im Funknetz eingerichteten Netzknoten sowie mindestens einen für einen Zugangsknotenbetriebs eingerichteten ersten Zugangsknoten. Das erfindungsgemäße Funknetz umfasst Mittel zur Auswahl eines Netzknotens als zweiten Zugangsknoten, Mittel zur Übertragung eines im ersten Zugangsknoten zur Ausübung des Zugangsknotenbetriebs vorgehaltenen Datensatzes an den zweiten Zugangsknoten, Mittel zur Aufnahme des Zugangsknotenbetriebs durch den zweiten Zugangsknoten und Mittel zur Bekanntgabe des zweiten Zugangsknotens im Funknetz. Besagte Mittel sind im Funknetz verteilt in den Netzknoten und/oder im ersten Zugangsknoten angeordnet. The object underlying the invention is further achieved according to the invention by a radio network with the means of claim 11. The at least partially meshed radio network comprises a plurality of network nodes set up for a message exchange in the radio network and at least one first access node configured for an access node operation. The radio network according to the invention comprises means for selecting a network node as the second access node, means for transmitting to the second access node a record held in the first access node for performing the access node operation, means for receiving the access node operation by the second access node, and means for announcing the second access node in the radio network. Said means are distributed in the radio network in the network node and / or arranged in the first access node.

Die Erfindung führt zu einer vorteilhaften »Graceful Degradation«, indem eine Einsatzbereitschaft und Verfügbarkeit des Funknetzes auch bei einem vorherzusehenden Ausfall eines Zugangsknotens gewährleistet bleibt, da ein vorhersehbarer Ausfall eines Zugangsknotens durch eine rechtzeitige Übertragung bzw. einen rechtzeitigen Wechsel des Zugangsknotenbetriebs auf einen anderen Netzknoten die Funktionsfähigkeit des gesamten Funknetzes insgesamt nicht beeinträchtigt. The invention leads to an advantageous "Graceful Degradation" by a readiness and availability of the radio network guaranteed even in a predictable failure of an access node, as a predictable failure of an access node by a timely transfer or a timely change of access node operation to another network node the Overall functionality of the entire radio network is not affected.

Gegenüber opportunistischen bzw. nicht regelbasierten Ansätzen weist das erfindungsgemäße Verfahren einen Vorteil klar verteilter Rollen auf, welche ein gegenseitiges Absprechen zur Bestimmung eines alternativen oder geänderten Zugangsknotens ermöglichen. In contrast to opportunistic or non-rule-based approaches, the method according to the invention has an advantage of clearly distributed roles which enable a mutual agreement to determine an alternative or changed access node.

Weiterhin beinhaltet ein regelmäßiger Wechsel des Zugangsknotens einen Vorteil dahingehend, dass sich ein gegenüber einem Netzknoten höherer Energiekonsum eines Zugangsknotens auf mehrere in einem Zugangsknotenbetrieb arbeitende Netzknoten verteilt, so dass gegenüber einem statischen Zugangsknoten weniger häufig ein Batteriewechsel oder ein Aufladen eines im Zugangsknoten vorgesehenen Akkumulators notwendig ist. Furthermore, a regular change of the access node has an advantage in that a higher energy consumption of an access node to a network node is distributed among several network nodes operating in an access node operation so that a battery change or charging of a rechargeable battery provided in the access node is less frequently required than a static access node ,

Das erfindungsgemäße Verfahren führt weiterhin zu einer vorteilhaften dynamischen Anpassungsfähigkeit an Ressourcenbeschränkungen einzelner Netzknoten ohne dass hierzu Mehraufwand auf einer Netzsteuerungsebene vonnöten ist. The inventive method further leads to an advantageous dynamic adaptability to resource constraints of individual network nodes without the need for extra effort on a network control level.

Ist der Zugangsknoten batteriebetrieben, ist für diesen zudem ein häufigerer Batteriewechsel vorzusehen als für sonstige Netzknoten, da einerseits ein Schlafmodus für den Zugangsknoten üblicherweise ausgeschlossen ist und andererseits der Zugangsknoten als zentrale Instanz häufiger als andere Netzknoten kommuniziert. If the access node is battery-operated, a more frequent battery replacement is also to be provided for this than for other network nodes since, on the one hand, a sleep mode for the access node is usually excluded and, on the other hand, the access node as the central instance communicates more frequently than other network nodes.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Zugangsknoten seinen Zugangsknotenbetriebs in zeitlicher Nähe zur Aufnahme des Zugangsknotenbetriebs durch den zweiten Zugangsknoten beendet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein tatsächlicher Wechsel des Zugangsknotens durchgeführt wird, gemäß dem der vormalige erste Zugangsknoten nach einer Übertragung seines Zugangsknotenbetriebs an den zweiten Zugangsknoten beendet und fortan als gewöhnlicher Netzknoten arbeitet. Wenngleich das zugrundeliegende erfindungsgemäße Verfahren mit einem parallelen Betrieb des ersten und zweiten Zugangsknoten endet, welcher netzarchitektonisch im Übrigen nicht ausgeschlossen ist, hat ein mit dem tatsächlichen Wechsel herbeigeführter alleiniger Zugangsknoten die Vorteile eines zentralen Ansprechpartners für alle Netzknoten des Funknetzes. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the first access node terminates its access node operation in temporal proximity to receive the access node operation by the second access node. This embodiment has the advantage that an actual change of the access node is carried out, according to which the former first access node terminates after a transmission of its access node operation to the second access node and henceforth works as an ordinary network node. Although the underlying method according to the invention ends with a parallel operation of the first and second access nodes, which, incidentally, is not excluded in terms of network architecture, a single access node brought about with the actual change has the advantages of a central contact for all network nodes of the radio network.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Zugangsknoten vor Beendigung seines Zugangsknotenbetriebs ein Zeitfenster bekanntgibt, innerhalb dessen der Zugangsknotenbetrieb des ersten Zugangsknotens aufrechterhalten wird. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass Zuständigkeitsfragen der Natur, welcher Zugangsknoten zu einem bestimmten Zeitpunkt den zentralen Ansprechpartner bildet, minimiert werden. Der erste Zugangsknoten gibt hierzu allen anderen Netzknoten bekannt, dass er seine Funktion innerhalb eines bestimmten Zeitfensters in der Zukunft abgibt. Das Zeitfenster kann einen bestimmten Zeitrahmen enthalten, so dass die Bekanntgabe eine Angabe enthält, dass die Abgabe nicht später als zu einem und/oder nicht früher als zu einem spezifizierten Zeitpunkt erfolgt. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the first access node prior to completion of its access node operation announces a time window within which the access node operation of the first access node is maintained. This measure has the advantage that questions of competence of nature, which access node forms the central point of contact at a certain point in time, are minimized. For this purpose, the first access node announces to all other network nodes that it is giving up its function within a specific time window in the future. The time window may include a particular time frame such that the announcement includes an indication that the delivery is not later than one and / or not earlier than a specified time.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswahl des zweiten Zugangsknotens anhand einer vordefinierten Regel oder anhand einer vorausgehenden Verhandlung zwischen dem ersten Zugangsknoten und mindestens einem beteiligten Netzknoten ausgelöst wird. Grundsätzlich könnte ein Zeitpunkt eines Wechsels des Zugangsknotens zum Zweck einer Lastverteilung des Zugangsknotenbetriebs auch weitgehend zufällig angesetzt werden und hierzu weitgehend zufällige Netzknoten ausgewählt werden, was ebenfalls im Bereich der Erfindung liegt. Eine regelbasierte Auswahl hat jedoch vorteilhafte Wirkungen zur Anpassung auf Funknetzinterne oder Funknetz-externe Gegebenheiten, wie in den folgenden Ausgestaltungen der Erfindung erläutert wird. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the selection of the second access node is triggered on the basis of a predefined rule or based on a preliminary negotiation between the first access node and at least one participating network node. In principle, a point in time of a change of the access node for the purpose of load distribution of the access node operation could also be set largely at random and for this purpose largely random network nodes are selected, which is also within the scope of the invention. However, a rule-based selection has advantageous effects for adaptation to radio network-internal or radio-network-external conditions, as will be explained in the following embodiments of the invention.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswahl eines Netzknotens als zweiter Zugangsknoten anhand eines Rundlaufverfahrens bzw. »Round Robin« zwischen beteiligten Netzknoten erfolgt. Hierzu ist in vorteilhafter Weise eine Dokumentation in einem Netzknoten vorgehalten, in welcher Daten vorgehalten sind, zu welchen Zeitpunkten und wie lange dieser Netzknoten in einem Zugangsknotenbetrieb geführt wurde. In vorteilhafter Weise werden diese Daten auf eine Metrik abgebildet, um eine Priorisierung zu erhalten. Gemäß diesem Rundlaufverfahren wird derjenige Netzknoten als nächster Kandidat für einen Zugangsknotenbetrieb ausgewählt, welcher die geringste Anzahl an Zugangsknotenbetrieben in seinen Aufzeichnungen verzeichnet hat. Gemäß einer modifizierten Variante des Rundlaufverfahrens wird der Netzknoten mit der geringsten Gesamtdauer eines Zugangsknotenbetriebs als nächster Kandidat für einen Zugangsknotenbetrieb ausgewählt. According to one embodiment of the invention, it is provided that the selection of a network node as a second access node takes place on the basis of a round robin method or "round robin" between participating network nodes. For this purpose, a documentation in a network node is kept in an advantageous manner, in which data are kept, at what times and for how long this network node was performed in an access node operation. Advantageously, these data are mapped to a metric to obtain prioritization. According to this round-robin method, the one network node is selected as the next candidate for an access node operation which has recorded the least number of access node operations in its recordings. According to a modified variant of the concentricity method, the network node with the shortest overall duration of an access node operation is selected as the next candidate for an access node operation.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswahl eines Netzknotens als zweiter Zugangsknoten unter Berücksichtigung mindestens einer einem jeweiligen Netzknoten zugeordneten Leistungsmaßzahl erfolgt. Eine Leistungsmaßzahl beinhaltet beispielsweise eine Bewertung der Energiereserven, der Verbindungsqualität bspw. zum Vermittlungsknoten, verfügbarer Speicherplatz etc. Eine Leistungsmaßzahl kann alternativ in Form eines Vektors vorliegen, in dem die oben genannten Bewertungsmaßstäbe als Maßzahl-Komponenten des Vektors vorliegen. In accordance with a further embodiment of the invention, it is provided that the selection of a network node takes place as a second access node taking into account at least one measure of performance assigned to a respective network node. A performance measure includes, for example, an evaluation of the energy reserves, the connection quality, for example, to the switching node, available memory space, etc. A The measure of performance may alternatively be in the form of a vector in which the abovementioned evaluation scales are present as the dimensional components of the vector.

In einer bevorzugten Implementierung sendet ein geeigneter Netzknoten mindestens eine Leistungsmaßzahl an den gegenwärtigen ersten Zugangsknoten, welcher auf Basis aller übermittelten Leistungsmaßzahlen einen nachfolgenden zweiten Zugangsknoten auswählt. Anschließend wird der ausgewählte Netzknoten über die Auswahl informiert und eine Übergabe des Zugangsknotenbetriebs verhandelt. Die übrigen im Funknetz vorhandenen Netzknoten werden darüber informiert, dass sie nicht ausgewählt wurden. In a preferred implementation, a suitable network node sends at least one performance metric to the current first access node, which selects a subsequent second access node based on all transmitted performance metrics. Subsequently, the selected network node is informed about the selection and a handover of the access node operation is negotiated. The remaining network nodes in the radio network are informed that they have not been selected.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswahl eines Netzknotens als zweiter Zugangsknoten unter Berücksichtigung von zu erwartenden Umgebungsbedingungen erfolgt. Derartige Funknetz-externe Umgebungsbedingungen liegen beispielsweise in Fällen vor, in denen die Verbindungsqualität zu einem ersten Zugangsknoten nachlässt, während an einem anderen Netzknoten eine bessere Übertragungsqualität zu erwarten wäre. Dieser andere Netzknoten ist ein geeigneter Kandidat zur künftigen Ausübung des Zugangsknotenbetriebs. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the selection of a network node takes place as a second access node taking into account expected environmental conditions. Such radio network-external environmental conditions are present, for example, in cases in which the quality of the connection to a first access node deteriorates, while at another network node a better transmission quality would be expected. This other network node is a suitable candidate for future access node operation.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Datensatz zur Ausübung eines Zugangsknotenbetriebs mindestens umfasst:

– eine im Funknetz bekannte Adresse des Zugangsknotens;
– eine Adresse eines Vermittlungsknotens;
– zwischengespeicherte Datenpakete zumindest eines mit zumindest einem Netzknoten auszutauschenden Nachrichtenverkehrs;
– eine Liste von einen in einem Niedrigenergiemodus betriebenen Netzknoten; und/oder;
– ein Ablaufplan zum Wechsel eines Niedrigenergiemodus von Netzknoten.

According to a further embodiment of the invention, it is provided that the data set for exercising an access node operation comprises at least:

An address of the access node known in the radio network;
An address of a switching node;
Cached data packets of at least one message traffic to be exchanged with at least one network node;
A list of a network node operating in a low power mode; and or;
A flowchart for changing a low power mode of network nodes.

Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die FIG. eine schematische Darstellung einer Netzwerkumgebung zur Ausführung einer Ausführungsform der Erfindung. In the following, further embodiments and advantages of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this case, FIG. a schematic representation of a network environment for carrying out an embodiment of the invention.

Die FIG. zeigt ein zumindest teilweise vermaschtes Funknetz MSH mit einer Mehrzahl von für einen Nachrichtenaustausch im Funknetz MSH eingerichteten Netzknoten N1, N2, ..., N7. Wie in der FIG. ersichtlich, ist nicht jeder Netzknoten N1, N2, ..., N7 mit jedem anderen Netzknoten N1, N2, ..., N7 verbunden, es liegt also in diesem Ausführungsbeispiel keine Vollvermaschung vor. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind unter einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz MSH auch solche Funknetze MSH zu verstehen, welche eine Vermaschung der Netzknoten zugunsten einer weiter geordneten Topologie nur teilweise verwirklichen. Zu diesen zählen insbesondere Ringtopologien, sternförmige Topologien, und Meshed-Star-Topologien. The FIG. shows an at least partially meshed radio network MSH with a plurality of set up for a message exchange in the radio network MSH network nodes N1, N2, ..., N7. As shown in FIG. As can be seen, not every network node N1, N2,..., N7 is connected to every other network node N1, N2,..., N7, so there is no full meshing in this exemplary embodiment. According to one embodiment of the invention, an at least partially meshed radio network MSH is also to be understood as meaning those radio networks MSH which only partially realize a meshing of the network nodes in favor of a further ordered topology. These include, in particular, ring topologies, star topologies, and meshed star topologies.

Ein erster Netzknoten N1 ist als gegenwärtiger Zugangsknoten AP1 eingerichtet. Ein zweiter Netzknoten N2 wird als künftiger zweiter Zugangsknoten AP2 eingerichtet. A first network node N1 is set up as a current access node AP1. A second network node N2 is set up as a future second access node AP2.

Zunächst erfolgt eine Auswahl eines geeigneten Netzknotens N1, N2, ..., N7 welcher künftig als Zugangsknoten agieren soll. First, a selection of a suitable network node N1, N2,..., N7 takes place, which in the future will act as access node.

Die Auswahl des künftigen Zugangsknotens erfolgt wie oben erläutert anhand einer vordefinierten Regel oder anhand einer Verhandlung zwischen dem gegenwärtigen ersten Zugangsknoten AP1 und mindestens einem beteiligten Netzknoten N1, N2, ..., N7. Im Folgenden sei der zweite Netzknoten N2 als geeigneter künftiger zweiter Zugangsknoten AP2 vereinbart. The selection of the future access node takes place as explained above on the basis of a predefined rule or based on a negotiation between the current first access node AP1 and at least one participating network node N1, N2,..., N7. In the following, the second network node N2 is agreed as a suitable future second access node AP2.

Zum Wechsel des Zugangsknotenbetriebs vom ersten Zugangsknoten AP1 auf den zweiten Zugangsknoten AP2 erfolgt eine Übertragung TR eines im ersten Zugangsknoten AP1 vorgehaltenen Datensatzes, beispielsweise ein Image, an dem zweiten Zugangsknoten AP2. In order to change the access node operation from the first access node AP1 to the second access node AP2, a transmission TR of a data record stored in the first access node AP1, for example an image, takes place at the second access node AP2.

Anschließend nimmt der zweite Zugangsknoten A2 seinen Zugangsknotenbetrieb auf. Eine Bekanntgabe des zweiten Zugangsknotens AP2 im Funknetz MSH erfolgt zu einem festlegbaren Zeitpunkt, entweder durch den ersten Zugangsknoten AP1, oder durch den zweiten Zugangsknoten AP2. Subsequently, the second access node A2 receives its access node operation. An announcement of the second access node AP2 in the radio network MSH takes place at a definable time, either by the first access node AP1, or by the second access node AP2.

Eine vormalige logische Verbindung C1 zu einem Vermittlungsknoten GW wird zugunsten einer zweiten logischen Verbindung C2 zwischen dem Vermittlungsknoten GW und dem zweiten Zugangsknoten AP2 gelöst. In der FIG. ist außerdem ersichtlich, dass der Auslöser für einen Wechsel des Zugangsknotenbetriebs vom vormaligen ersten Zugangsknoten AP1 auf den zweiten Zugangsknoten AP2 darin besteht, dass der zweite Zugangsknoten AP2 eine näher am Vermittlungsknoten GW liegt als der erste Zugangsknoten AP2. Die Möglichkeit, durch den erfindungsgemäßen Wechsel des Zugangsknotens eine geringere Distanz zum Vermittlungsknoten GW herbeizuführen, stellt sich als besonders vorteilhaft heraus in Situationen, in denen die Netzknoten N1, N2, ..., N7 einer fortwährenden Bewegung in Bezug auf den Vermittlungsknoten GW unterliegen. Diese Tatsache ist insbesondere von Vorteil in einem Anwendungsfall, in der ein Sensornetzwerk zur Beobachtung von Wildtieren zu gestalten ist, wobei die Wildtiere die als Sensoren betriebenen drahtlosen Netzknoten in stetiger Bewegung mit sich führen. Es ist hier von Vorteil, denjenigen Netzknoten N1, N2, ..., N7 als Zugangsknoten AP2 zu wählen, welche sich in nächster Nähe zu einem stationären Vermittlungsknoten GW befindet. A former logical connection C1 to a switching node GW is released in favor of a second logical connection C2 between the switching node GW and the second access node AP2. In FIG. It can also be seen that the trigger for a change of the access node operation from the former first access node AP1 to the second access node AP2 is that the access node operation second access node AP2 is closer to the switching node GW than the first access node AP2. The possibility of bringing about a shorter distance to the switching node GW by changing the access node according to the invention turns out to be particularly advantageous in situations in which the network nodes N1, N2,..., N7 are subject to continuous movement with respect to the switching node GW. This fact is particularly advantageous in an application where a sensor network for wildlife observation is to be designed, with the wildlife carrying the wireless network nodes operated as sensors in continuous motion. It is advantageous here to select those network nodes N1, N2,..., N7 as access nodes AP2 which are in close proximity to a stationary switching node GW.

Ähnliche Vorteile ergeben sich für einen anderen Anwendungsfall, in dem die Netzknoten N1, N2, ..., N7 in Satelliten angeordnet sind. In einem solchen Anwendungsfall würde ein Zugangsknoten AP1, welcher an einen Satellit gebunden bleibt, durch seine Orbitalbewegung Gefahr laufen, in einen Funkschatten mit dem terrestrisch-stationären einzutreten. Mit einem erfindungsgemäßen Wechsel des Zugangsknotens kann eine Line-of-Sight-Verbindung des Vermittlungsknotens GW mit dem Zugangsknoten AP1 gewährleistet werden. Similar advantages arise for another application in which the network nodes N1, N2, ..., N7 are arranged in satellites. In such an application, an access node AP1, which remains bound to a satellite, would be at risk of entering into a radio shadow with the terrestrial-stationary due to its orbital motion. With a change of the access node according to the invention, a line-of-sight connection of the switching node GW with the access node AP1 can be ensured.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich für einen anderen Anwendungsfall, in dem räumlich weit verteilte Netzknoten N1, N2, ..., N7 ihre elektrische Energie aus schwer vorhersagbaren Energiequellen wie Windkraft oder Photovoltaik beziehen. Mit einem erfindungsgemäßen Wechsel des Zugangsknotens ist es möglich, den Zugangsknotenbetrieb auf einen Netzknoten N1, N2, ..., N7 zu wechseln, an dem die Energieversorgung aktuell in ausreichendem Maß gewährleistet ist. Further advantages of the method according to the invention emerge for another application in which spatially widely distributed network nodes N1, N2,..., N7 draw their electrical energy from energy sources which are difficult to predict, such as wind power or photovoltaics. With a change of the access node according to the invention, it is possible to change the access node operation to a network node N1, N2,..., N7, to which the energy supply is currently ensured to a sufficient extent.

Der Vermittlungsknoten GW verfügt über eine Datenverbindung LNK zu einem außerhalb des teilweise vermaschten Funknetzes MSH angeordneten – nicht dargestellten – Netzwerk. The switching node GW has a data connection LNK to a outside of the partially meshed wireless network MSH arranged - not shown - network.

Nach einer Auswahl und Bestimmung des zweiten Zugangsknotens AP2 wird dessen Rolle, insbesondere dessen Adresse, im gesamten Funknetz MSH, also insbesondere in den übrigen Netzknoten N4, N4, ..., N7 sowie im Vermittlungsknoten GW, bekannt gemacht. After selecting and determining the second access node AP2, its role, in particular its address, in the entire radio network MSH, that is to say in particular in the other network nodes N4, N4,..., N7 and in the switching node GW, is made known.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die Adresse des Zugangsknotens AP1, AP2 generell beizubehalten. Mit anderen Worten besitzt der gerade aktive Zugangsknoten AP1, AP2 eine im Funknetz MSH fest vergebene Adresse. Neben dem Vorteil, dass eine Bekanntgabe einer Adressänderung entfällt, erleichtert diese Maßnahme auch eine transparentere Kommunikation zwischen dem Vermittlungsknoten GW und dem zentralen Ansprechpartner bzw. Client dieses Vermittlungsknotens GW, nämlich den gegenwärtigen Zugangsknoten AP1, AP2. Weiterhin vermeidet diese Maßnahme in vorteilhafter Weise eine ansonsten erforderliche erneute Authentifizierung (Re-authentication) des künftigen Zugangsknotens AP2. Diese erneute Authentifizierung kann sich insbesondere dann als kritischer Faktor erweisen, wenn die Latenzzeit in der Kommunikation zwischen dem Vermittlungsknoten GW und dem zentralen Ansprechpartner dieses Vermittlungsknotens GW groß ist oder wenn das Zeitfenster innerhalb dessen der Zugangsknotenbetrieb des ersten Zugangsknotens AP1 noch aufrechterhalten wird, gering ist. According to an alternative embodiment of the invention, it is provided to generally maintain the address of the access node AP1, AP2. In other words, the currently active access node AP1, AP2 has an address permanently assigned in the radio network MSH. In addition to the advantage that an announcement of an address change is eliminated, this measure also facilitates a more transparent communication between the switching node GW and the central contact or client of this switching node GW, namely the current access node AP1, AP2. Furthermore, this measure advantageously avoids an otherwise required re-authentication of the future access node AP2. This re-authentication can prove to be a critical factor in particular if the latency in the communication between the switching node GW and the central point of contact of this switching node GW is large or if the time window within which the access node operation of the first access node AP1 is still maintained is low.

Für den Fall dass die Adresse des Zugangsknotens nicht vom ersten Zugangsknoten AP1 an den zweiten Zugangsknoten AP2 übergeben wird, müssen die Routing-Einträge (Routing Tables) aller übrigen beteiligten Netzknoten N4, N4, ..., N7 angepasst werden. Diese Maßnahme wird ebenfalls als Bekanntgabe des zweiten Zugangsknotens AP2 im Funknetz MSH verstanden. In diesem Fall wird mit der Bekanntgabe des zweiten Zugangsknotens AP2 im Funknetz MSH die Adresse des neuen Zugangsknotens AP2 in den übrigen Netzknoten N4, N4, ..., N7 sowie im Vermittlungsknoten GW bekannt gemacht. In the event that the address of the access node is not transferred from the first access node AP1 to the second access node AP2, the routing entries (routing tables) of all remaining involved network nodes N4, N4, ..., N7 must be adjusted. This measure is also understood as notification of the second access node AP2 in the radio network MSH. In this case, with the announcement of the second access node AP2 in the radio network MSH, the address of the new access node AP2 is made known in the remaining network nodes N4, N4,..., N7 and in the switching node GW.

Im Folgenden werden zwei Betriebsvarianten im Funknetz MSH erläutert, welche als »Proxy Mode« bzw. »Non-Proxy Mode« bekannt sind. In einem Stellvertretermodus bzw. Proxy Mode verhält sich ein Zugangsknoten als Durchgangsknoten für den gesamten Datenpaketaustausch im Funknetz MSH, welcher über die Datenverbindung LNK das Funknetz MSH verlässt bzw. dort eintrifft. Der Zugangsknoten verhält sich wie ein Router oder Switch, welcher alle das Funknetz MSH verlassende Datenpakete weiterleitet. In umgekehrter Richtung leitet dieser alle Datenpakete weiter, welche über den Vermittlungsknoten GW das Funknetz MSH erreichen. Ein solcher Stellvertretermodus macht das Funknetz MSH unabhängig von einem über die Datenverbindung LNK angeschlossenen Netzwerk, im Folgenden auch als externes Netzwerk bezeichnet, da dieses externe Netzwerk insbesondere ein in diesem angeordneter Vermittlungsknoten mit Ausnahme des Zugangsknotens keine Kenntnis über Interna des Funknetzes MSH besitzen muss. Für Netzknoten, welche sich in einem Schlafmodus befinden, werden mit diesen auszutauschende Datenpakete im Zugangsknoten zwischengespeichert und an den Netzknoten weitergeleitet, sobald dieser seinen Schlafmodus beendet hat. In the following, two operating variants in the wireless network MSH are explained, which are known as »proxy mode« or »non-proxy mode«. In a proxy mode or proxy mode, an access node acts as a transit node for the entire data packet exchange in the radio network MSH, which leaves the radio network MSH via the data connection LNK or arrives there. The access node behaves like a router or switch, which forwards all data packets leaving the radio network MSH. In the opposite direction, this forwards all data packets which reach the radio network MSH via the switching node GW. Such a proxy mode makes the radio network MSH independent of a network connected via the data link LNK, hereinafter also referred to as an external network, since this external network, in particular a switching node arranged in this network, with the exception of the access node, need not have any knowledge of internals of the radio network MSH. For network nodes which are in a sleep mode, these data packets to be exchanged are buffered in the access node and forwarded to the network node as soon as it has finished its sleep mode.

In einem »Non-Proxy Mode« verhält sich der Zugangsknoten dagegen nicht als Stellvertreter für Kommunikationsverbindungen, so dass alle Datenpakete vom Vermittlungsknoten GW mittels eines Broadcast gesendet werden und an jeden Netzknoten im Funknetz gerichtet werden. Jeder adressierte Netzknoten ist für den Empfang der an ihn gerichteten Datenpakete selbst verantwortlich. In contrast, in a "non-proxy mode" the access node does not behave as a proxy for communication links, so that all data packets are sent by the switching node GW by means of a broadcast and directed to each network node in the radio network. Each addressed network node is responsible for receiving the data packets directed to it.

Befindet sich ein Netzknoten in einem Schlafmodus, ist dieser nicht in der Lage, die Datenpakete zu empfangen. Allerdings hat sich ein Netzknoten vor Eintritt in den Schlafmodus als »nicht erreichbar« am Zugangsknoten zu registrieren. Infolgedessen wird der Zugangsknoten die an einen Netzknoten im Schlafmodus adressierten Datenpakete eigenständig übernehmen und zwischenspeichern. Es ist daher wichtig, dass Datenpakete mittels eines Broadcast vom Vermittlungsknoten GW gesendet werden, so dass diese von einem Zugangsknoten empfangen und bis zur erneuten Betriebsbereitschaft des jeweiligen adressierten Netzknotens zwischengespeichert werden können, falls der adressierte Netzknoten aufgrund dessen gegenwärtigen Schlafmodus nicht erreichbar ist. Ein solcher Empfang durch einen Zugangsknoten ist insbesondere unabhängig von der Lokalisierung des Zugangsknotens. If a network node is in a sleep mode, it is unable to receive the data packets. However, a network node has to register as "unreachable" at the access node before entering sleep mode. As a result, the access node will autonomously take over and cache the data packets addressed to a network node in sleep mode. It is therefore important that data packets are sent by broadcast from the switching node GW so that they can be received by an access node and cached until the respective addressed network node is ready again if the addressed network node is unreachable due to its current sleep mode. Such reception by an access node is in particular independent of the location of the access node.

Im Folgenden werden Eigenschaften und Verhalten des Vermittlungsknotens GW im Fall eines Stellvertretermodus bzw. Proxy Mode denen im Fall eines Nicht-Stellvertretermodus bzw. Non-Proxy Mode gegenübergestellt. Eigenschaften und Verhalten des Vermittlungsknotens Funknetz im Proxy Mode Funknetz im Non-Proxy Mode Führt eine Protokollumsetzung und optional eine Netzwerkad ressenumsetzung (Network Address Translation, NAT) zwischen dem externen Netz und dem Funknetz durch Kennt die Adresse des Zugangsknotens Kennt die Adressen aller Netzknoten Nimmt Datenpakete des externen Netzwerks entgegen Sendet Datenpakete an das externe Netzwerk Sendet Datenpakete an den Zugangsknoten Sendet Datenpakete an alle Netzknoten per Broadcast Nimmt Datenpakete vom Zugangsknoten entgegen Nimmt Datenpakete von Netzknoten entgegen In the following, properties and behavior of the switching node GW in the case of a proxy mode or proxy mode are compared with those in the case of a non-proxy mode or non-proxy mode. Properties and behavior of the switching node Radio network in proxy mode Radio network in non-proxy mode Performs a protocol translation and optionally a network address translation (NAT) between the external network and the wireless network Knows the address of the access node Knows the addresses of all network nodes Accepts data packets from the external network Sends data packets to the external network Sends data packets to the access node Sends data packets to all network nodes via broadcast Accepts data packets from the access node Accepts data packets from network nodes

Im Folgenden werden Eigenschaften und Verhalten des Zugangsknotens AP1 im Fall eines Stellvertretermodus bzw. Proxy Mode denen im Fall eines Nicht-Stellvertretermodus bzw. Non-Proxy Mode gegenübergestellt. Eigenschaften und Verhalten des Zugangsknotens Funknetz im Proxy Mode Funknetz im Non-Proxy Mode Kennt die Adresse des Vermittlungsknotens Meldet Netzknoten an (register) oder ab (de-register) welche in einen beschränkten (restrained) Modus, beispielsweise Niedrigenergie- oder Schlafmodus, wechseln. Meldet Netzknoten ab, die einen beschränkten Modus im Zuge einer Polling- Anfrage verlassen. Nimmt Datenpakete vom Vermittlungsknoten entgegen Führt eine Zwischenspeicherung von vom Vermittlungsknoten be zogenen Datenpaketen nur dann durch, soweit diese an Netzkno ten in einem beschränkten Modus adressiert sind. Leitet Datenpakete an adres sierte Netzknoten weiter, welche sich nicht in einem beschränkten Modus befinden - Sendet zwischengespeicherte Datenpakete an Netzknoten als Antwort einer Polling-Anfrage sobald diese ihren beschränkten Modus beendet haben. Nimmt Datenpakete vom Netzknoten entgegen - Leitet Datenpakete an den Vermittlungsknoten weiter - Unterstützt Übertragung des Zugangsknotenbetriebs Führt Netzknotenfunktionen durch, z.B. Nachrichtenaustausch für Sensormesswerte, Aktoren, Reporting In the following, properties and behavior of the access node AP1 in the case of a proxy mode or proxy mode are compared with those in the case of a non-proxy mode or non-proxy mode. Properties and behavior of the access node Radio network in proxy mode Radio network in non-proxy mode Knows the address of the switching node Enters network nodes (register) or down (de-register) which change to a restricted (restrained) mode, such as low power or sleep mode. Cancels network nodes that leave a restricted mode in the course of a polling request. Accepts data packets from the switching node Performs an intermediate storage of data packets related to the switching node only if they are addressed to network nodes in a restricted mode. Forwards data packets to addressed network nodes that are not in a restricted mode - Sends cached data packets to network nodes in response to a polling request as soon as they have ended their restricted mode. Accepts data packets from the network node - Forwards data packets to the switching node - Supports transmission of access node operation Performs network node functions, eg message exchange for sensor readings, actuators, reporting

Im Folgenden werden Eigenschaften und Verhalten eines beschränkten Netzknotens N1, N2, ..., N7 im Fall eines Stellvertretermodus bzw. Proxy Mode denen im Fall eines Nicht-Stellvertretermodus bzw. Non-Proxy Mode gegenübergestellt. Eigenschaften und Verhalten eines Netzknotens Funknetz im Proxy Mode Funknetz im Non-Proxy Mode Kennt die Adresse des Zugangsknotens - Kennt die Adresse des Ver mittlungsknotens Nimmt Datenpakete vom Zugangsknoten entgegen Nimmt als Domain Broadcast übertragene Datenpakete vom Vermittlungsknoten entgegen Sendet Datenpakete an den Zugangsknoten Sendet Datenpakete an den Vermittlungsknoten Führt intrinsische Netzknotenfunktionen durch, z.B. Nachrich tenaustausch für Sensormesswerte, Aktoren, Reporting Benachrichtigt Zugangsknoten über einen Wechsel in einen beschränkten Modus Benachrichtigt Zugangsknoten über eine Beendigung eines be schränkten Modus, sendet Polling-Anfragen zum Empfang von zwischengespeicherten Datenpaketen und verarbeitet diese Optional: Koordiniert und/oder synchronisiert Phasen eines beschränkten Modus mit anderen Netzknoten In the following, properties and behavior of a restricted network node N1, N2,..., N7 in the case of a proxy mode or proxy mode are compared with those in the case of a non-proxy mode or non-proxy mode. Properties and behavior of a network node Radio network in proxy mode Radio network in non-proxy mode Knows the address of the access node - Knows the address of the switching node Accepts data packets from the access node Accepts domain packets transmitted data packets from the switching node Sends data packets to the access node Sends data packets to the switching node Performs intrinsic network node functions, eg message exchange for sensor measured values, actuators, reporting Notifies access node of a change to a restricted mode Notifies access node about a termination of a restricted mode, sends polling requests to receive cached data packets, and processes them Optional: Coordinates and / or synchronizes restricted mode phases with other network nodes

Für den Fall, dass die über den Zugangsknoten AP2 mit dem Vermittlungsknoten GW verbundenen Netzknoten in einem beschränkten, also insbesondere energiebeschränkten Modus arbeiten, ist die Anzahl und Dauer von Datenübertragungen zu beschränken. Diese Maßnahme impliziert, dass die Netzknoten sich überwiegend in einem Niedrigenergiemodus oder Schlafmodus befinden und daher nicht oder nur eingeschränkt in der Lage sind, Datenpakete zu senden oder zu empfangen. Üblicherweise sind die Betriebszeiten (Duty Cycles) des Zugangsknotens AP2 demgegenüber länger. Die Betriebszeiten des Zugangsknotens AP2 werden vorteilhaft mit denen von anderen Netzknoten und insbesondere mit den Betriebszeiten des Vermittlungsknotens GW abgestimmt. Diese Maßnahme bedeutet nicht notwendigerweise, dass die Betriebszeiten synchron zu halten sind, sondern vielmehr, dass diese dann in Betrieb genommen bzw. aus einem Schlafmodus aufwachen, wenn der Vermittlungsnoten aktiv ist. Zur Optimierung der Betriebszeiten kann vorgesehen sein, dass Netzknoten, welche sich nicht in einem Schlafmodus befinden, eingehende Datenpakete zwischenzuspeichern, welche an Netzknoten gerichtet sind, die sich derzeit in einem Schlafmodus befinden. Diese Zwischenspeicherung ist die typische Aufgabe eines Zugangsknotens. Zur Zustellung zwischengespeicherter Datenpakete an einen im Schlafmodus befindlichen Netzknoten, gibt der Zugangsknoten das Vorhandensein zwischengespeicherter Daten dem bekannt, so dass aufwachende Netzknoten sich entsprechend informieren und eine Polling-Anfrage veranlassen können. Alternativ überprüfen aufwachende Netzknoten selbst ein Vorliegen zwischengespeicherter Daten. In the event that the network nodes connected via the access node AP2 to the switching node GW operate in a restricted, ie in particular energy-limited mode, the number and duration of data transmissions must be limited. This measure implies that the network nodes are predominantly in a low-power mode or a sleep mode and therefore are not able or willing to send or receive data packets. Usually, the operating times (duty cycles) of the access node AP2 are longer. The operating times of the access node AP2 are advantageously matched with those of other network nodes and in particular with the operating times of the switching node GW. This measure does not necessarily mean that the operating times are to be synchronized, but rather that these then put into operation or wake up from a sleep mode when the switching node is active. To optimize the operating times can be provided that network nodes, which are not in a sleep mode, cache incoming data packets, which are directed to network nodes that are currently in a sleep mode. This caching is the typical task of an access node. In order to deliver cached data packets to a network node located in sleep mode, the access node notifies the presence of cached data so that waking network nodes can inform themselves accordingly and initiate a polling request. Alternatively, wake-up network nodes themselves check for the presence of cached data.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass eine hohe wenngleich wechselnde Anzahl an Netzknoten in einem betrachteten Zeitraum aktiv ist. In einem solchen Fall kann eine Mitteilung über zwischengespeicherte Datenpakete von aktiven Netzknoten wiederholt werden, bis der eigentlich als Empfänger vorgesehene Netzknoten anzeigt, dass er Kenntnis über die für ihn zwischengespeicherten Datenpakete erlangt hat. According to an alternative embodiment, it is assumed that a high albeit changing number of network nodes is active in a considered period of time. In such a case, a message about cached data packets from active network nodes may be repeated until the network node actually intended as a receiver indicates that it has acquired knowledge about the data packets buffered for it.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform findet eine Kommunikation zwischen dem Zugangsknoten und an einer Kommunikationsgruppe beteiligten Netzknoten direkt statt, ohne Beteiligung weiterer Netzknoten. According to an alternative embodiment, communication between the access node and network nodes participating in a communication group takes place directly, without the involvement of further network nodes.

Zusammenfassend betrifft das erfindungsgemäße Verfahren einen Wechsel eines Zugangsknotens in einem zumindest teilweise vermaschten Funknetz mit einer Mehrzahl von Netzknoten. Erfindungsgemäß erfolgt eine Auswahl eines Netzknotens als künftiger Zugangsknoten, worauf vom bisherigen Zugangsknoten an den künftigen Zugangsknoten ein im bisherigen Zugangsknoten vorgehaltener Datensatz zur Ausübung des Zugangsknotenbetriebs übertragen wird. Anschließend erfolgt eine Aufnahme eines Zugangsknotenbetriebs durch den neuen Zugangsknoten und eine Bekanntgabe des neuen Zugangsknotens im Funknetz. In summary, the inventive method relates to a change of an access node in an at least partially meshed radio network with a plurality of network nodes. According to the invention, a selection of a network node takes place as a future access node, whereupon the previous access node to the future access node transmits a data record held in the previous access node for the purpose of performing the access node operation. Subsequently, an admission node operation is received by the new access node and an announcement of the new access node in the radio network.

Claims

Method for operating an access node in an at least partially meshed radio network, comprising the following steps: - Providing a plurality of set up for a message exchange in the radio network network node; Providing at least one first access node established for an access node operation; Selection of a network node as a second access node, whereupon, from the first access node to the second access node, a data record held in the first access node is transmitted for the purpose of performing the access node operation; - Recording an access node operation by the second access node and notification of the second access node in the radio network.

A method according to claim 1, characterized in that the first access node terminates its access node operation in temporal proximity to receive the access node operation by the second access node.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first access node prior to completion of its access node operation announces a time window within which the access node operation of the first access node is maintained.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selection of the second access node is triggered on the basis of a predefined rule or on the basis of a prior negotiation between the first access node and at least one participating network node.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selection of a network node as a second access node by means of a round trip method between involved network nodes takes place.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selection of a network node as a second access node takes place taking into account at least one performance measure assigned to a respective network node.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the selection of a network node as the second access node takes place under consideration of expected environmental conditions.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the data set for exercising an access node operation comprises at least: - an address of the access node known in the radio network; An address of a switching node; Cached data packets of at least one message traffic to be exchanged with at least one network node; A list of a network node operating in a low power mode; and or; A flowchart for changing a low power mode of network nodes.

An access node arranged for an access node operation in an at least partially meshed radio network, the access node comprising a memory area for receiving a record for performing the access node operation, the access node characterized by a computer program product executed at the access node for supporting a selection of a network node as the second access node, for transmission the record at the second access node and to terminate its own access node operation.

A network node adapted for message exchange in an at least partially meshed radio network, characterized by a computer program product executed at the network node to support selection of the network node as a second access node, to receive a record to perform an access node operation from an access node and to exercise its own access node operation.

Radio network, which is embodied at least partially meshed, comprising a plurality of network nodes set up for communication in the radio network and at least one first access node set up for an access node operation, comprising - means provided in the network node and / or in the first access node for selecting a network node as the second access node ; Means provided in the network node and / or in the first access node for transmitting to the second access node a data set held in the first access node for the purpose of performing the access node operation; Means provided in the network node and / or in the first access node for receiving access node operation by the second access node; and; - Provided in the network node and / or in the first access node means for announcing the second access node in the radio network.