Titel

Verfahren und System zum Betreiben einer Kommunikationsinfrastruktur

Stand der Technik

Die Offenbarung betrifft ein Verfahren und System zum Betreiben einer Kommunikationsinfrastruktur. Die Kommunikationsinfrastruktur umfasst wenigstens zwei Netzwerke wenigstens zwei Vorrichtungen, die über Kommunikationsmodule eine Verbindung zu Zugangspunkt der Netzwerke aufbauen können.

Aus dem Stand der Technik ist im Bereich drahtloser Kommunikation beispielsweise die Verwendung von Multi-Konnektivität Prozessen bekannt. Beispielsweise kann Multi-Konnektivität einen Prozess bezeichnen, in dem eine Nutzer-Endgerät mit zwei oder mehr Netzwerken zeitgleich kommuniziert. Auf diese Weise können Daten über eine Mehrzahl von Kanälen zwischen dem Nutzer-Endgerät und zwei oder mehr Netzwerken übertragen und/oder empfangen werden. Demnach kann ein Datendurchsatz zunehmen und es kann verhindert werden, dass eine Kommunikationsqualität aufgrund eines Kanals schlechter Qualität verschlechtert wird. Um die Effizienz und Qualität von Multi- Konnektivität zu erhöhen, ist es wünschenswert, eine Konfiguration der Kommunikationsinfrastruktur vorzugeben und anzupassen.

Offenbarung der Erfindung

Eine Ausführungsform der Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur mit wenigstens zwei Netzwerken und wenigstens zwei Vorrichtungen mit jeweils wenigstens zwei Kommunikationsmodulen, wobei über die Kommunikationsmodule und die Netzwerke eine Verbindung zu einer übergeordneten Einheit, insbesondere einem zentralen Server, hergestellt werden kann, umfassend die folgenden Schritte: einen Schritt zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade zwischen den Kommunikationsmodulen der Vorrichtungen und/oder den Kommunikationsmodulen der Vorrichtungen und Zugangspunkten der wenigstens zwei Netzwerke für einen bestimmten Zeitbereich; einen Schritt zum Bestimmen einer Konfiguration für die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere umfassend Verbindungspfade zwischen wenigstens einem Kommunikationsmodul und wenigstens einem Zugangspunkt und/oder zwischen einem Kommunikationsmodul einer ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul einer zweiten Vorrichtung, basierend auf den vorhergehend bestimmten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade und basierend auf wenigstens einer Anforderung von wenigstens einer einer der Vorrichtungen zugeordneten Anwendung, und einen Schritt zum Anwenden der vorhergehend bestimmten Konfiguration in der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur in dem bestimmten Zeitbereich.

Bei den Netzwerken handelt es sich beispielsweise um lokale Funknetzwerke.

Die Eigenschaften von möglichen Verbindungspfaden umfassen beispielsweise Informationen über einen Zustand, beispielsweise Link-Korrelationen, eines jeweiligen Verbindungspfads und Informationen über eine Güte, engl. Quality of Service, QoS des jeweiligen Verbindungspfads, beispielsweise Durchsatz, Paketfehlerrate, Latenz.

Die Eigenschaften werden für einen bestimmten Zeitbereich in der Zukunft liegenden Zeitbereich festgelegt. Ein Zeitbereich umfasst sowohl einen Zeitpunkt als auch Zeitbereiche mit einer, insbesondere frei, vorgebbaren Dauer.

Das Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade umfasst das Vorhersagen der Eigenschaften. Die Vorhersage kann beispielsweise durch die Verwendung eines neuronalen Netzes erfolgen, das mit zeitlichen Verläufen von Eigenschaften der Verbindungspfade trainiert wird und dann basierend auf den aktuellen Verläufen der Verbindungspfade eine Prädiktion der Eigenschaften generiert.

Der Schritt zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade kann vorteilhafterweise für jeden möglichen Verbindungspfad ausgeführt werden.

In einem nächsten Schritt wird eine Konfiguration für die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere umfassend Verbindungspfade zwischen wenigstens einem Kommunikationsmodul und wenigstens einem Zugangspunkt und/oder zwischen einem Kommunikationsmodul einer ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul einer zweiten Vorrichtung, also ein Betriebsmodus für eine jeweilige Vorrichtung, insbesondere für ein jeweiliges Kommunikationsmodul, bestimmt. Beim Bestimmen der Konfiguration werden die vorhergehend bestimmten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade und Anforderungen von den Vorrichtungen zugeordneten Anwendungen berücksichtigt. Eine Anforderung der Anwendungen, insbesondere an die QoS, umfasst beispielsweise, dass sich eine Vorrichtung über die Kommunikationsmodule mit den beiden Netzwerken gleichzeitig verbinden und so spezifische Methoden der Multi-Konnektivität, insbesondere Datenpaket- Duplizierung, nutzen kann.

Bei einer einer Vorrichtung zugeordneten Anwendung handelt es sich beispielsweise um eine Anwendung, die auf einer Vorrichtung selbst, insbesondere auf einer Recheneinrichtung der Vorrichtung, ausgeführt wird. Weiter können auch auf der übergeordneten Einheit, insbesondere dem zentralen Server, den Vorrichtungen zugeordnete Anwendungen ausgeführt werden.

Unter einer Vorrichtung wird im Allgemeinen eine mobile Vorrichtung verstanden. Ein Kommunikationsmodul einer Vorrichtung ist im Allgemeinen ein Funkmodul, dass sowohl senden als auch empfangen kann, beispielsweise ein Transceiver, insbesondere ein Modem.

Ein jeweiliges Kommunikationsmodul kann eine Verbindung zu einem Zugangspunkt eines Netzwerks aufbauen. Dies wird auch als direkte Verbindung bezeichnet. Ein jeweiliges Kommunikationsmodul kann eine Verbindung zu einem weiteren Kommunikationsmodul aufbauen. Dies wird auch als kooperative Verbindung bezeichnet. Bei einer kooperativen Verbindung wird der Verbindungspfad zwischen den beiden Vorrichtungen, insbesondere zwischen jeweiligen Kommunikationsmodulen der beiden Vorrichtungen in Kombination mit einer direkten Verbindung einer der beiden Vorrichtungen zu einem Zugangspunkt des Netzwerks verwendet. Die kooperative Verbindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Verbindung zwischen einer Vorrichtung und einem Netzwerk, beispielsweise aufgrund einer zu geringen Reichweite, nicht hergestellt werden kann oder die Qualität der Verbindung einer Vorrichtung zu einem der Netzwerke nicht ausreichend ist, um diese für Multi-Konnektivität zu nutzen.

In einem nächsten Schritt wird die vorhergehend bestimmten Konfiguration in der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur in dem bestimmten Zeitbereich angewendet, so dass die Konfiguration zu dem bestimmten Zeitbereich, für den die Eigenschaften möglicher Verbindungspfade bestimmt wurden, vorhanden ist.

Die Offenbarung schlägt also ein Verfahren vor, dass ein proaktives Bestimmen und Anwenden von Konfigurationen basierend auf vorhergesagten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade umfasst. Das Verfahren kann für die Verwendung von mehr als zwei Netzwerken erweitert werden. Das Verfahren stellt durch die generelle Verwendbarkeit von Kommunikationsmodulen für die direkte und kooperative, infrastrukturbasierte Kommunikation, Konfigurationen bereit, bei denen die Gesamt-QoS durch die kooperative Verbindung zwischen zwei Vorrichtungen erreicht werden kann.

Weiter kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Bestimmen einer Konfiguration umfasst: Berücksichtigen einer Priorisierung der Vorrichtungen und/oder einer Priorisierung von den Vorrichtungen zugeordneten Anwendungen. Dies kann sich insbesondere dann als vorteilhaft erweisen, wenn nicht alle Anforderungen der Anwendungen ohne Weiteres erfüllt werden können. Die Priorisierung erfolgt beispielsweise anhand von Seiteninformationen. Seiteninformation umfassen beispielsweise eine Einteilung in Echtzeitanwendung, insbesondere Robotersteuerung, und in Hintergrundanwendung, insbesondere Softwareupdate. Beim Ausfall einer Echtzeitanwendung tritt beispielsweise eine größere Störung des Betriebs der Vorrichtung auf als bei einer Störung einer Hintergrundanwendung.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine jeweilige Vorrichtung, insbesondere ein jeweiliges Kommunikationsmodul einer jeweiligen Vorrichtung, gemäß der angewendeten Konfiguration in einer direkten Verbindung mit einem Netzwerk über einen Verbindungspfad zwischen der jeweiligen Vorrichtung, insbesondere zwischen einem jeweiligen Kommunikationsmodul der Vorrichtung, und einem Zugangspunkt des Netzwerks, und/oder in einer kooperativen Verbindung mit weiteren Vorrichtung über einen Verbindungspfad zwischen der beiden Vorrichtungen, insbesondere zwischen einem jeweiligen Kommunikationsmodul der beiden Vorrichtungen, betrieben wird. Die direkte Verbindung kann auch als Stand-Alone- Betriebsmodus und die kooperative Verbindung als kooperativer Betriebsmodus bezeichnet werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur gemäß der angewendeten Konfiguration zum Ausführen von Multi-Konnektivität spezifischen Methoden, insbesondere Datenpaket-Duplizierung, betrieben wird. Vorteilhafterweise wird gemäß der Konfiguration eine jeweilige Vorrichtung mit einer Verbindung zu wenigstens zwei Netzwerken betrieben. Die Verbindung zu den Netzwerken kann dabei über eine direkte oder kooperative Verbindung hergestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Verbindungspfade, insbesondere ein erster Verbindungspfad zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen einem ersten Kommunikationsmodul einer ersten Vorrichtung und einem Zugangspunkt eines Netzwerks und ein zweiter Verbindungspfad zum Herstellen einer kooperativen Verbindung zwischen einem zweiten Kommunikationsmodul der ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul einer zweiten Vorrichtung, einen unterschiedlichen Frequenzbereich verwenden. Durch das Verwenden unterschiedlicher Frequenzbereiche werden die Ressourcen, z. B. Frequenz oder Kanal, so konfiguriert werden, dass die Korrelation zwischen den Verbindungen minimiert und die Diversität durch Konfiguration der Netzwerke und der direkten Verbindung maximiert wird.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Verbindungspfade, insbesondere ein erster Verbindungspfad zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen einem ersten Kommunikationsmodul einer ersten Vorrichtung und einem Zugangspunkt eines Netzwerks und ein zweiter Verbindungspfad zum Herstellen einer kooperativen Verbindung zwischen einem zweiten Kommunikationsmodul der ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul einer zweiten Vorrichtung, denselben Frequenzbereich verwenden. Die Koexistenz von zwei Verbindungspfaden im gleichen Kanal kann beispielsweise durch Zeitmultiplexverfahren ermöglicht werden.

Vorteilhafterweise kann so die Anzahl der benötigten Kanäle reduziert werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Verbindungspfad zum Herstellen der direkten Verbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul der ersten Vorrichtung und dem Zugangspunkt des Netzwerks und der zweite Verbindungspfad zum Herstellen der kooperativen Verbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul der ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul der zweiten Vorrichtung zumindest zeitweise zeitlich versetzt betrieben werden. Der Betriebsmodus der ersten Vorrichtung, insbesondere des ersten Kommunikationsmoduls der ersten Vorrichtung, kann beispielsweise auf einer regelmäßigen Zeitbasis oder basierend auf dem Bedarf der ersten Vorrichtung für die Weiterleitung und/oder einer der zweiten Vorrichtung zugeordneten Anwendung umgeschaltet werden. Das erste Kommunikationsmodul der ersten Vorrichtung stellt gemäß dieser Konfiguration zwei Verbindungen her, nämlich eine direkte Verbindung zu einem Zugangspunkt des Netzwerks und eine kooperative Verbindung zu der Vorrichtung. Bedient wird aber immer nur eine der beiden Verbindungen.

Die zu verwendenden Frequenzbereiche und/oder die zeitliche Steuerung der Verwendung von Verbindung kann ebenfalls über die Konfiguration vorgegeben werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Schritte des Verfahrens wiederholt, insbesondere periodisch oder Ereignis-getriggert, ausgeführt werden. Weitere Ausführungsformen betreffen ein System zum Betreiben einer Multi- Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur mit wenigstens zwei Netzwerken und wenigstens zwei Vorrichtungen mit jeweils wenigstens zwei Kommunikationsmodulen, wobei das System ausgebildet ist, eine Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade zwischen den Kommunikationsmodulen der Vorrichtungen und Zugangspunkten der wenigstens zwei Netzwerke für einen bestimmten Zeitbereich, eine Funktionalität zum Bestimmen einer Konfiguration für die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere umfassend Verbindungspfade zwischen wenigstens einem Kommunikationsmodul und wenigstens einem Zugangspunkt und/oder zwischen einem Kommunikationsmodul einer ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul einer zweiten Vorrichtung, basierend auf den vorhergehend bestimmten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade und basierend auf wenigstens einer Anforderung von wenigstens einer einer der Vorrichtungen zugeordneten Anwendung, und eine Funktionalität zum Anwenden der vorhergehend bestimmten Konfiguration in der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur in dem bestimmten Zeitbereich bereitzustellen.

Die Funktionalität zum Anwenden der Konfiguration umfasst vorteilhafterweise das Vorgeben zu verwendender Frequenzbereiche und/oder die zeitliche Steuerung der Verwendung von Verbindungen.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das System eine Multi- Konnektivität-Entität bzw. MC-Scheduling-Entität, umfasst und die Funktionalitäten zum Bestimmen der Konfiguration und/oder zum Anwenden der Konfiguration zentral durch die MC-Scheduling-Entität bereitgestellt werden, und/oder wobei das System eine Vorhersage-Entität umfasst und die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade zentral durch die Vorhersage-Entität bereitgestellt wird.

Eine jeweilige Funktionalität einer Entität kann dabei modulartig zentral oder alternativ verteilt bereitgestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade außerhalb der Kommunikationsinfrastruktur implementiert ist, und die Kommunikationsinfrastruktur eine Schnittstelle zu der Funktionalität umfasst. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade als externer Dienst bereitgestellt und von der Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere basierend auf dem 3GPP- Standard, über eine Schnittstelle genutzt. Im Kontext von 3GPP Standard basierten Netzwerken muss in diesem Fall nur die Schnittstelle spezifiziert werden.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade innerhalb der Kommunikationsinfrastruktur implementiert ist. Die Funktionalität kann beispielsweise durch ein Modul innerhalb der Kommunikationsinfrastruktur, bereitgestellt werden und durch Erfassungseinheiten innerhalb und/oder außerhalb der Kommunikationsinfrastruktur gespeist werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Funktionalitäten der MC- Scheduling-Entität verteilt durch eine MC-Steuerungs-Entität und eine Multi- Konnektivität-Entität-Aggregations-Entität bzw. MC-Aggregations-Entität, bereitgestellt wird. Die MC-Steuerungs-Entität verwendet die bestimmten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade, um zu entscheiden, welche Konfiguration in einem bestimmten Zeitbereich in der Zukunft verwendet wird.

Die MC-Steuerungs-Entität informiert alle relevanten Einheiten der Kommunikationsinfrastruktur über die bestimmte Konfiguration. Die MC- Aggregations-Entität aggregiert die verschiedenen Verbindungspfade, um Verbindungen zu den Netzwerken basierend auf der von der MC-Steuerungs- Entität bestimmten Konfiguration bereitzustellen.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur und ein System zum Betreiben der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur und ein System zum Betreiben der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 3 eine Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur und ein System zum Betreiben der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 Schritte eines Verfahrens zum Betreiben der Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur gemäß der Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 ein System zum Betreiben der Multi-Konnektivität-

Kommunikationsinfrastruktur in einer Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur in einer auf 3GPP Architektur basierenden Darstellung gemäß einer ersten Ausführungsform, und

Fig. 6 ein System zum Betreiben der Multi-Konnektivität-

Kommunikationsinfrastruktur in einer Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur in einer auf 3GPP Architektur basierenden Darstellung gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 4 ein Verfahren zum Betreiben einer Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur beschrieben.

Eine Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 ist beispielsweise schematisch in den Figuren 1, 2 und 4 dargestellt. Die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur 100 umfasst gemäß der dargestellten vereinfachten Ausführungsform zwei Netzwerke A, B und zwei Vorrichtungen 110, 110-1, 110- 2. Die Vorrichtungen 110-1, 110-2 umfassen gemäß der dargestellten vereinfachten Ausführungsform jeweils zwei Kommunikationsmodule 120, 120-1, 120-2, 120-3, 120-4.

Über ein Kommunikationsmodul 120 und ein Netzwerk A, B kann eine Verbindung zwischen den Vorrichtungen 110 und einer übergeordneten Einheit 130, insbesondere einem zentralen Server, hergestellt werden.

Gemäß Figur 1 ist die Vorrichtung 110-1 über das Kommunikationsmodul 120-1 mit dem Netzwerk A und über das Kommunikationsmodul 120-2 mit dem Netzwerk B verbunden. Die Vorrichtung 110-2 ist über das Kommunikationsmodul 120-3 mit dem Netzwerk B und über das Kommunikationsmodul 120-4 mit dem Netzwerk A verbunden.

Die in Figur 1 dargestellten Verbindungen über einen Verbindungspfad zwischen einer jeweiligen Vorrichtung 110-1, 110-2, insbesondere zwischen den jeweiligen Kommunikationsmodulen 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, und den Zugangspunkten der Netzwerke, werden auch als direkte Verbindung und/oder als Stand-Alone Betriebsmodus bezeichnet.

Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur 100 komplett in einem Multi-Konnektivität-Modus betrieben. D.h. jede Vorrichtung 110-1, 110-2 ist mit beiden Netzwerken A, B verbunden.

Gemäß Figur 2 ist die Vorrichtung 110-1 über das Kommunikationsmodul 120-1 mit dem Netzwerk A verbunden. Die Vorrichtung 110-2 ist über das Kommunikationsmodul 120-4 mit dem Netzwerk B verbunden.

Die Verbindung zwischen dem Kommunikationsmodul 120-2 der Vorrichtung 110-1 mit dem Netzwerk B und die Verbindung zwischen dem Kommunikationsmodul 120-3 der Vorrichtung 110-2 mit dem Netzwerk A kann beispielsweise aufgrund der Positionen der Vorrichtungen 110-1, 120-2 relativ zu den Netzwerken A, B und/oder aufgrund einer zu geringen Reichweite der Netzwerke nicht hergestellt werden. Alternativ kann auch die Qualität der Verbindung einer der Vorrichtungen zu einem der Netzwerke nicht ausreichend ist, um diese für Multi-Konnektivität zu nutzen. Um eine Verbindung zwischen der Vorrichtung 110-1 und dem Netzwerk B und/oder eine Verbindung zwischen der Vorrichtung 110-2 und dem Netzwerk A herzustellen, werden die Vorrichtungen 110-1, 110-2, insbesondere die Kommunikationsmodule 120-2, 120-3, in einer kooperativen Verbindung, auch kooperativer Betriebsmodus genannt, betrieben. In diesem Fall wird der Verbindungspfad zwischen den beiden Vorrichtungen 110-1, 110-2, insbesondere zwischen den Kommunikationsmodulen 120-2, 120-3 der beiden Vorrichtungen in Kombination mit den direkten Verbindungen der beiden Vorrichtungen zu den Zugangspunkten der Netzwerke A, B verwendet.

Durch das Betreiben der Kommunikationsmodule in einem Stand-Alone- Betriebsmodus und in einem kooperativen Betriebsmodus wird die Multi- Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ebenfalls komplett in einem Multi-Konnektivität- Modus betrieben.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Verbindungspfade, insbesondere ein erster Verbindungspfad zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul 120, 120- 1 der ersten Vorrichtung 110-1 und einem Zugangspunkt eines Netzwerks A und ein zweiter Verbindungspfad zum Herstellen einer kooperativen Verbindung zwischen dem zweiten Kommunikationsmodul 120, 120-2 der ersten Vorrichtung 110-1 und dem Kommunikationsmodul 120, 120-3 der zweiten Vorrichtung 110- 2, einen unterschiedlichen Frequenzbereich verwenden. Durch das Verwenden unterschiedlicher Frequenzbereiche werden die Ressourcen, z. B. Frequenz oder Kanal, so konfiguriert werden, dass die Korrelation zwischen den Verbindungen minimiert und die Diversität durch Konfiguration der Netzwerke und der direkten Verbindung maximiert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Verbindungspfade, insbesondere ein erster Verbindungspfad zum Herstellen einer direkten Verbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul 120, 120-1 der ersten Vorrichtung 110-1 und einem Zugangspunkt des Netzwerks A und ein zweiter Verbindungspfad zum Herstellen einer kooperativen Verbindung zwischen dem zweiten Kommunikationsmodul 120, 120-2 der ersten Vorrichtung 110-1 und dem Kommunikationsmodul 120, 120-3 der zweiten Vorrichtung 110-2, denselben Frequenzbereich verwenden.

Die Koexistenz von zwei Verbindungspfaden im gleichen Kanal kann beispielsweise durch Zeitmultiplexverfahren ermöglicht werden.

Vorteilhafterweise kann so die Anzahl der benötigten Kanäle reduziert werden.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der erste Verbindungspfad zum Herstellen der direkten Verbindung zwischen dem ersten Kommunikationsmodul 120, 120-1 der ersten Vorrichtung 110-1 und dem Zugangspunkt des Netzwerks A und der zweite Verbindungspfad zum Herstellen der kooperativen Verbindung zwischen dem zweiten Kommunikationsmodul 120, 120-2 der ersten Vorrichtung 110-1 und einem Kommunikationsmodul 120, 120-3 der zweiten Vorrichtung 110-2 zumindest zeitweise zeitlich versetzt betrieben werden. Der Betriebsmodus der ersten Vorrichtung 110-1, insbesondere des ersten Kommunikationsmoduls 120-1 der ersten Vorrichtung 110-1, kann beispielsweise auf einer regelmäßigen Zeitbasis oder basierend auf dem Bedarf der ersten Vorrichtung 110-1 für die Weiterleitung und/oder einer der zweiten Vorrichtung 110-2 zugeordneten Anwendung umgeschaltet werden. Das erste Kommunikationsmodul 120-1 der ersten Vorrichtung stellt gemäß dieser Konfiguration zwei Verbindungen her, nämlich eine direkte Verbindung zu einem Zugangspunkt des Netzwerks und eine kooperative Verbindung zu der Vorrichtung. Bedient wird aber immer nur eine der beiden Verbindungen.

Die zu verwendenden Frequenzbereiche und/oder die zeitliche Steuerung der Verwendung von Verbindungen kann ebenfalls über die Konfiguration vorgegeben werden.

Das Verfahren 200 zum Betreiben einer Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur umfasst gemäß der in Figur 4 schematisch dargestellten Ausführungsform einen Schritt 210 zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade zwischen den Kommunikationsmodulen der Vorrichtungen und/oder den Kommunikationsmodulen der Vorrichtungen und Zugangspunkten der wenigstens zwei Netzwerke für einen bestimmten Zeitbereich. Mögliche Verbindungspfade sind beispielhaft in Fig. 3 zwischen dem Kommunikationsmodul 120-1 und dem Netzwerk A, dem Kommunikationsmodul 120-2 und dem Netzwerk B, dem Kommunikationsmodul 120-3 und dem Netzwerk A, dem Kommunikationsmodul 120-4 und dem Netzwerk B, sowie dem Kommunikationsmodul 120-2 und dem Kommunikationsmodul 120-3 dargestellt.

Weiter umfasst das Verfahren 200 einen Schritt 220 zum Bestimmen einer Konfiguration für die Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere umfassend Verbindungspfade zwischen wenigstens einem Kommunikationsmodul und wenigstens einem Zugangspunkt und/oder zwischen einem Kommunikationsmodul einer ersten Vorrichtung und einem Kommunikationsmodul einer zweiten Vorrichtung, basierend auf den vorhergehend bestimmten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade und basierend auf wenigstens einer Anforderung von wenigstens einer einer der Vorrichtungen zugeordneten Anwendung. Das Berücksichtigen der Anforderungen ist schematisch mit dem Bezugszeichen 220-1 dargestellt.

Bei einer einer Vorrichtung zugeordneten Anwendung handelt es sich beispielsweise um eine Anwendung, die auf einer Vorrichtung selbst, insbesondere auf einer Recheneinrichtung der Vorrichtung, ausgeführt wird. Weiter können auch auf der übergeordneten Einheit 130, insbesondere dem zentralen Server, den Vorrichtungen zugeordnete Anwendungen ausgeführt werden.

Weiter umfasst das Verfahren 200 weiter einen Schritt 230 zum Anwenden der vorhergehend bestimmten Konfiguration in der Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur in dem bestimmten Zeitbereich.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schritt 220 zum Bestimmen einer Konfiguration das Berücksichtigen einer Priorisierung der Vorrichtungen und/oder einer Priorisierung von den Vorrichtungen zugeordneten Anwendungen umfasst. Das Berücksichtigen der Priorisierung ist schematisch mit dem Bezugszeichen 220-2 dargestellt.

Vorteilhafterweise werden Schritte des Verfahrens während eines Betriebs der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 wiederholt, insbesondere periodisch oder Ereignis-getriggert, ausgeführt. Ein Ereignis kann beispielsweise der Start einer neuen Anwendung sein, wodurch die Anforderungen der Anwendung geändert werden und somit eine Neuberechnung der Konfiguration erforderlich ist. In einem anderen Beispiel wird durch die Vorhersage der Verschlechterung einer Verbindung eine Neuberechnung des QoS angestoßen.

Weiter zeigt Fig. 3 schematisch ein System 130 zum Betreiben der Multi- Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100. Das System ist ausgebildet, Schritte des Verfahrens 200 auszuführen.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das System 130 ausgebildet ist, eine Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade zwischen den Kommunikationsmodulen 120, 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 der Vorrichtungen 110, 110-1, 110-2 und Zugangspunkten der wenigstens zwei Netzwerke A, B für einen bestimmten Zeitbereich, eine Funktionalität zum Bestimmen einer Konfiguration für die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur 100, insbesondere umfassend Verbindungspfade zwischen wenigstens einem Kommunikationsmodul 120, 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 und wenigstens einem Zugangspunkt der Netzwerke A, B und/oder zwischen einem Kommunikationsmodul 120, 120-1, 120-2 einer ersten Vorrichtung 110-1 und einem Kommunikationsmodul 120, 120-3, 120-4 einer zweiten Vorrichtung 110-2, basierend auf den vorhergehend bestimmten Eigenschaften möglicher Verbindungspfade und basierend auf wenigstens einer Anforderung von wenigstens einer einer der Vorrichtungen 110, 110-1, 110-2 zugeordneten Anwendung, und eine Funktionalität zum Anwenden der vorhergehend bestimmten Konfiguration in der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 in dem bestimmten Zeitbereich bereitzustellen.

Das System 130 umfasst gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eine Recheneinrichtung 130-1 zum Ausführen von Anwendungen, insbesondere den Vorrichtungen zugeordnete Anwendungen.

Das System 130 umfasst weiter eine Vorhersage-Entität 130-2. Die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade wird beispielsweise zentral durch die Vorhersage-Entität 130-2 bereitgestellt. Das System 130 umfasst eine Multi-Konnektivität, MC-Scheduling-Entität 130-3. Die Funktionalitäten zum Bestimmen der Konfiguration und zum Anwenden der Konfiguration werden beispielsweise zentral durch die MC-Scheduling-Entität 130-3 bereitgestellt.

Gemäß einer beispielhaften Anwendung befindet sich die Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur 100 beispielsweise in einer industriellen Anlage, beispielsweise in einer Fertigungsanlage oder eine Lagereinrichtung. Die Vorrichtungen 110-1, 110-2 sind beispielsweise, insbesondere fahrerlose, Transportfahrzeuge, AGVs, Automated Guided Vehicle, die sich in der Anlage bewegen, wobei jede Vorrichtung 110-1, 110-2 beispielhaft mit jeweils zwei Kommunikationsmodulen 120, 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 ausgestattet ist.

Die Netzwerke A, B sind beispielsweise lokale Funknetzwerke, insbesondere gemäß einem Standard der IEEE-802.11 -Familie. Das System 130 ist eine zentrale Server-Infrastruktur. Auf den Vorrichtungen selbst, insbesondere auf Recheneinrichtungen der Vorrichtungen, können Anwendungen ausgeführt werden. Weiter können auch auf der zentralen Server-Infrastruktur den Vorrichtungen zu geordnete Anwendungen ausgeführt werden.

Durch die Mobilität der Vorrichtungen können diese sich zu unterschiedlichen Zeitpunkten in unterschiedlichen Entfernungen zu den Zugangspunkten der Netzwerke A, B befinden. Dies und/oder andere Aspekte können dazu führen, dass die Verbindungsqualität von einer der Vorrichtungen 110-1, 110-2 zu einem der Netzwerke A, B nicht ausreichend, um die Verbindung für Multi-Konnektivität zu nutzen. Dieser Zustand wird einige Zeit im Voraus, beispielsweise einige Sekunden im Voraus, von der Vorhersage-Entität 130-2 bestimmt und der MC- Scheduling-Entität 130-3 signalisiert. Die MC-Scheduling-Entität 130-3 verwendet die Vorhersage-Informationen als Eingabe, um eine Konfiguration zu bestimmen. Dabei werden die Anforderungen der Anwendungen berücksichtigt. Es wird also bestimmt, welcher Betriebsmodus eines jeweiligen Kommunikationsmoduls am besten geeignet ist, die Anforderungen der Anwendung zu erfüllen.

Für den Fall, dass die Vorhersage-Entität 130-2 bestimmt, dass beide Vorrichtungen 110-1, 110-2 gute Verbindungs-Bedingungen zu den Zugangspunkten der beiden Netzwerke A, B haben und die Verbindungspfade unkorreliert sind, bestimmt die MC-Scheduling-Entität 130-3 beispielsweise eine Konfiguration, die umfasst, dass jeweils beide Kommunikationsmodule der Vorrichtungen 110-1, 110-2 im Stand-Alone-Modus, beispielsweise mit Paketduplizieren, betrieben werden, vgl. Fig. 1.

Für den Fall, dass die Vorhersage-Entität 130-2 bestimmt, dass beispielsweise die Vorrichtung 110-1 nur eine Verbindung zu Netzwerk A und nicht zu Netzwerk B hersteilen kann, weil beispielsweise die Verbindung zu Netzwerk B blockiert ist, und dass die Vorrichtung 110-2 gute Verbindungsbedingungen zu Netzwerk B hat, und dass darüber hinaus die Verbindung zwischen Vorrichtung 110-1 und Vorrichtung 110-2 gut ist, bestimmt die MC-Scheduling-Entität 130-3 beispielsweise eine Konfiguration, die umfasst, dass jeweils ein Kommunikationsmodul 120-2, 120-3 der beiden Vorrichtungen 110-1, 110-2 in einem kooperativen Modus betrieben werden, vgl. Fig. 2. In diesem Fall können Datenpakete von einer Anwendung, die auf dem Server 130 läuft, bei der MC- Scheduling-Entität 130-3 dupliziert werden. Eines der beiden duplizierten Pakete, das von Vorrichtung 110-1 empfangen werden soll, wird direkt über Netzwerk A übertragen. Das andere Paket, das von Vorrichtung 110-1 empfangen werden soll, wird über Netzwerk B an Vorrichtung 110-2 übertragen und von Vorrichtung 110-2 an Vorrichtung 110-1 weitergesendet. Auf ähnliche Weise werden duplizierte Pakete, die für Vorrichtung 110-2 bestimmt sind, über Netzwerk A übertragen und von Vorrichtung 110-1 weitergeleitet. Auf diese Weise wird die Diversität der Verbindungen auch für das Multi-Konnektivität-Scheduling erhöht. Beide Vorrichtungen 110-1, 110-2 können die Zuverlässigkeit von Empfangen und Senden durch die Nutzung der anderen Links erhöhen. Andere Multi- Konnektivität -Schemata können ebenfalls verwendet werden, abhängig von den Verbindungs-Bedingungen und den Anforderungen der Anwendungen.

Weitere Beispiele für die Vorrichtungen in einer Kommunikationsinfrastruktur sind beispielsweise Fahrzeuge, insbesondere LKWs auf einem Betriebshof oder Robotaxis, oder auch Funkmikrofone auf einer Bühne.

Figuren 5 und 6 zeigen beispielhaft die Implementierung eines System 130 zum Betreiben einer Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 in einer 3GPP Architektur basierten, insbesondere 5G, Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur 100. Die Netzwerke A, B sind beispielhaft RAN, Radio Access Network, Netzwerke.

Die MC-Scheduling-Entität 130-3 umfasst eine MC-Steuerungs-Entität und eine MC-Aggregations-Entität.

Die MC-Steuerungs-Entität verwendet Informationen von der Vorhersage-Entität 130-2 um die zu verwendende Konfiguration zu bestimmen. Die MC-Steuerungs- Entität 130-3 informiert alle relevanten Einheiten der Multi-Konnektivität- Kommunikationsinfrastruktur 100 über die zu verwendende Konfiguration.

Die MC-Aggregations-Entität aggregiert die verschiedenen Verbindungen, um eine Verbindungen zu den Netzwerken A, B auf der Grundlage der von der MC- Steuerungs-Entität geplanten Konfiguration bereitzustellen.

Weiter sind in den Figuren 5 und 6 folgende Einheiten dargestellt: ein SMF-Modul 130-5, ein UPF-Modul 130-6, ein AMF-Modul 130-7 und zusammengefasst übrige Module/Funktionen der Steuerebene 130-8.

SMF steht für Session Management Function. Die SMF ist in erster Linie für die Interaktion mit der entkoppelten Datenebene, das Erstellen, Aktualisieren und Entfernen von PDU-Sitzungen, Protocol Data Unit, und die Verwaltung des Sitzungskontextes mit der User Plane Function, UPF verantwortlich. Die UPF ist in der 5G-Architektur für das Routing und die Weiterleitung von Paketen, die Paketprüfung, die QoS-Behandlung und die externe PDU-Sitzung für das verbindende Datennetz verantwortlich. AMF steht für Access and Mobility Function. Die AMF alle verbindungs- und sitzungsbezogenen Informationen vom User Equipment und ist für die Abwicklung von Verbindungs- und Mobilitätsmanagementaufgaben zuständig.

Die gestrichelten Verbindungslinien stellen beispielhaft Verbindungen auf Steuerungsebene dar. Die durchgezogenen Linien stellen beispielhaft einen Datenfluss auf Nutzerebene dar. Gemäß der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade außerhalb der Kommunikationsinfrastruktur implementiert. Die Funktionalität zum Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade wird also als ein externer Dienst bereitgestellt. Die Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 umfasst eine Schnittstelle 130-4 zu der Funktionalität zur Vorhersage-Entität 130-2. Im Kontext von 3GPP Standard basierten Netzwerken muss in diesem Fall nur die Schnittstelle 130-4 spezifiziert werden. Gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform ist die Funktionalität zum

Bestimmen von Eigenschaften möglicher Verbindungspfade innerhalb der Kommunikationsinfrastruktur implementiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Vorhersage-Entität 130-2 von dem SMF-Modul bereitgestellt. Die Vorhersage-Entität 130-2 wird durch Erfassungseinheiten innerhalb und/oder außerhalb der Kommunikationsinfrastruktur gespeist.

Beispielhaft sind zwei Erfassungseinheiten 130-9 innerhalb der Netzwerke A, B und ein Erfassungseinheit 140, z. B. zur Szenenprädiktion durch Kameras, außerhalb der Multi-Konnektivität-Kommunikationsinfrastruktur 100 dargestellt.