Titel

VERFAHREN ZUM AUSGEBEN EINES SIGNALS IN ABHÄNGIGKEIT VON EINEM AUF BASIS VON PRÄDIKTION AUSZUWÄHLENDEN ÜBERTRAGUNGSWEG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Planungseinheit zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg, um ein Datenpaket von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren Empfangseinheit zu übertragen, sowie ein Verfahren zum Trainieren eines neuronalen Netzes zur Anwendung in diesem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Verwendung eines neuronalen Netzes zur Auswahl eines Übertragungswegs und ein System zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Verfahren zum Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit eines von einer Sendeeinheit eines Fahrzeugs zu einer fahrzeugfremden Empfangseinheit übertragenen Datenpakets mittels der Empfangseinheit, um das Fahrzeug basierend auf dem ausgegebenen Steuersignal mittelbar oder unmittelbar zu steuern. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ferner ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.

Stand der Technik

Bekannt sind Verfahren wie Multipath TCP (Transmission Control Protocol) oder Multipath QUIC (Quick UDP Internet Connections), mittels derer verschiedene Pfade, bspw. WLAN und Mobilfunk, zur Datenübertragung zwischen zwei Endgeräten verwendet werden können. Neben weiteren Verfahren, basiert ein weitverbreitetes Schedulingverfahren auf gemessenen Paketumlaufzeiten bzw. Round Trip Times (RTT). Anhand dieser werden im Scheduler einzelne Kanäle ausgewählt, die zur Übertragung von Datenströmen verwendet werden. Da ausschließlich gemessene RTTs verwendet werden, sind die Werte verzögert und beschreiben nicht das Verhalten, was noch zu übertragende Datenpakete erfahren würden. Dies gilt auch für ähnlich konzipierte Schedulingverfahren. Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg, um ein Datenpaket von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren, insbesondere verbundenen, Empfangseinheit zu übertragen.

Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ermittelns je eines beim Übertragen des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit voraussichtlich vorliegenden Prädiktionswerts zumindest einer Übertragungswegkenngröße für jeden der zumindest zwei Übertragungswege mittels einer Kurzzeitermittlungseinheit, um eine Übertragungsweginformation mit den Prädiktionswerten an eine Planungseinheit bereitzustellen. Das heißt, mit anderen Worten, zu jedem der zumindest zwei Übertragungswege wird ein Prädiktionswert zumindest einer Übertragungswegkenngröße ermittelt, wobei der Prädiktionswert eine Vorhersage eines für den Fall des Übertragens des Datenpakets auf dem jeweiligen Übertragungsweg voraussichtlich vorliegenden Werts der Übertragungswegkenngröße repräsentiert.

Das Verfahren umfasst weiter einen Schritt des Auswählens des zum Übertragen des Datenpakets zu verwendenden Übertragungswegs aus den zumindest zwei Übertragungswegen basierend auf der ermittelten Übertragungsweginformation mittels der Planungseinheit. Das heißt, mit anderen Worten, basierend auf der ermittelten Übertragungsweginformation wird ein Übertragungsweg aus den zumindest zwei Übertragungswegen ausgewählt, welcher gegenüber einem nicht-ausgewählten Übertragungsweg der zumindest zwei Übertragungswege bevorzugt für ein Übertragen des Datenpakets zu verwenden ist.

Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Ausgebens des Signals in Abhängigkeit von dem ausgewählten Übertragungsweg mittels der Planungseinheit, um das Datenpaket von der Sendeeinheit auf dem ausgewählten Übertragungsweg zu der Empfangseinheit zu übertragen. Das heißt, mit anderen Worten, insbesondere unmittelbar oder mittelbar ansprechend auf das ausgegebene Signal wird das Datenpaket auf dem ausgewählten Übertragungsweg von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit übertragen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zum Ausgeben eines Steuersignals in Abhängigkeit eines von einer Sendeeinheit eines Fahrzeugs zu einer fahrzeugfremden Empfangseinheit übertragenen Datenpakets mittels der Empfangseinheit, um das Fahrzeug basierend auf dem ausgegebenen Steuersignal mittelbar oder unmittelbar zu steuern.

Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erfassens einer Umgebung des Fahrzeugs mit einer an dem Fahrzeug angeordneten umgebungserfassenden, insbesondere bildgebenden, Sensoreinheit, um das Datenpaket mit von der Sensoreinheit erzeugten Sensordaten bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Datenbereitstellungseinheit an eine Planungseinheit der Sendeeinheit bereitzustellen.

Das Verfahren umfasst weiter die Schritte des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg.

Das Verfahren umfasst auch einen Schritt des Übertragens des Datenpakets ansprechend auf dem ausgegebenen Signal von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit auf dem ausgewählten Übertragungsweg. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt des Ausgebens des Steuersignals in Abhängigkeit des übertragenen Datenpakets mittels der Empfangseinheit, um das Fahrzeug basierend auf dem ausgegebenen Steuersignal mittelbar oder unmittelbar, bspw. durch einen Bremseingriff und/oder Lenkeingriff und/oder Antriebseingriff zu steuern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein Trainingsverfahren zum Trainieren eines neuronalen Netzes zur Anwendung in einem Verfahren zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg, um ein Datenpaket von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren Empfangseinheit zu übertragen.

Bei dem Trainingsverfahren werden dem neuronalen Netz zum Trainieren ein oder mehrere Eingangsgrößen ausgewählt aus

Funktechnologie der Übertragungswege, aktuelle Eigenschaft der Übertragungswege, Zustand eines von der Sendeeinheit umfassten Netzwerkgeräts, eine oder mehrere gemessene oder geschätzte Werte einer Übertragungswegkenngröße der Übertragungswege, Paketeigenschaften des zu übertragenden Pakets, Zustand und/oder Eigenschaft der Sendeeinheit, aktuelle Tageszeit und aktueller Wochentag bereitgestellt. Weiter wird dem neuronalen Netz zum Trainieren ein Sollwert für eine Ausgabegröße des neuronalen Netzes bereitgestellt. Hierbei ist der Sollwert der Ausgangsgröße ein beim Übertragen des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit gemessener Messwert zumindest einer Übertragungswegkenngröße der zumindest zwei Übertragungswege. Das heißt, mit anderen Worten, im Rahmen des Trainingsverfahrens erfolgt ein überwachtes Lernen bzw. Trainieren (supervised learning) des neuronalen Netzes.

Vorteilhafterweise wird ein gemäß dem vorstehend beschriebenen Trainingsverfahren trainiertes neuronales Netz zur Auswahl eines Übertragungswegs verwendet, um ein Datenpaket von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren Empfangseinheit zu übertragen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Planungseinheit zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg, um ein Datenpaket von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren Empfangseinheit zu übertragen. Die Planungseinheit ist eingerichtet, von einer Kurzzeitermittlungseinheit eine Übertragungsinformation zu empfangen, die je einen beim Übertragen des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit voraussichtlich vorliegenden Prädiktionswert zumindest einer Übertragungswegkenngröße für jeden der zumindest zwei Übertragungswege umfasst. Weiter ist die Planungseinheit eingerichtet, den zum Übertragen des Datenpakets zu verwendenden Übertragungsweg aus den zumindest zwei Übertragungswegen basierend auf der ermittelten Übertragungsweginformation auszuwählen. Ferner ist die Planungseinheit eingerichtet, das Signal in Abhängigkeit von dem ausgewählten Übertragungsweg auszugeben, um das Datenpaket von der Sendeeinheit auf dem ausgewählten Übertragungsweg zu der Empfangseinheit zu übertragen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem ein System zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg, um ein Datenpaket von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren Empfangseinheit zu übertragen. Das System umfasst eine Kurzzeitermittlungseinheit, die eingerichtet ist, je einen beim Übertragen des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit voraussichtlich vorliegenden Prädiktionswert zumindest einer Übertragungswegkenngröße für jeden der zumindest zwei Übertragungswege zu ermitteln und insbesondere der Planungseinheit bereitzustellen. Weiter umfasst das System die vorstehend beschriebene Planungseinheit.

Unter einem Übertragungsweg kann im Rahmen der vorliegenden Verbindung ein Kommunikationsweg bzw. ein Kommunikationspfad in einem die Sendeeinheit und die Empfangseinheit umfassenden Kommunikationsnetzwerk verstanden werden. Das Kommunikationsnetzwerk kann ein oder mehrere Funkzugangsnetze und ein oder mehrere Mobilvermittlungsnetzwerke und bevorzugt einen Teil des öffentlichen Internets umfassen. Denkbar ist, dass das Kommunikationsnetzwerk ein oder mehrere Mobilfunknetzwerke und/oder ein oder mehrere WLAN-Netzwerke und/oder ein oder mehrere Nahfeldnetzwerke umfasst.

Der Übertragungsweg kann einen oder mehrere drahtlose Teilübertragungswege und/oder einen oder mehrere drahtgebundene Teilübertragungswege umfassen. Auf dem drahtgebundenen Teilübertragungsweg wird das Datenpaket mittels einer drahtgebundenen Verbindung übertragen. Auf dem drahtlosen Teilübertragungsweg wird das Datenpaket mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer Funkverbindung, übertragen. Die Funkverbindung kann als WLAN-Verbindung, als Mobilfunkverbindung, bspw. als 4G- oder 5G-Verbindung, oder als Nahfeldkommunikationsverbindung ausgebildet sein.

Die zumindest zwei Übertragungswege bzw. Kommunikationspfade unterscheiden sich bezüglich einer Übertragung des Datenpakets auf den Übertragungswegen. Denkbar ist, dass sich die Übertragungswege bezüglich eines Netzbetreibers, bspw. Vodafone, Telekom etc., unterscheiden, der zumindest einen Teil, insbesondere eines drahtlosen Teilübertragungswegs, des Übertragungswegs betreibt. Denkbar ist auch, dass sich die Übertragungswege bezüglich einer Funktechnologie des Übertragungswegs, bspw. 4G, 5G oder WLAN, unterscheiden. Des Weiteren kann sich auch die weitere Anbindung an das drahtgebundene Netz unterscheiden, bis hin zu komplett verschiedenen Übertragungswegen, d.h. die Übertragungswege teilen sich keinen gemeinsamen Verbindungsabschnitt.

Der Übertragungsweg weist einen von der Sendeeinheit umfassten Anfangspunkt bzw. ersten Endpunkt und einen von der Empfangseinheit umfassten Endpunkt bzw. zweiten Endpunkt auf.

Der erste Endpunkt kann ein Protokollanfangspunkt eines Kommunikationsprotokolls zur Übertragung des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit sein. Denkbar ist, dass der erste Endpunkt Teil der Sendeeinheit, insbesondere der Planungseinheit, der Kurzzeitermittlungseinheit oder eines Netzwerkgeräts der Sendeeinheit ist. Denkbar ist auch, dass der erste Endpunkt Teil einer das Datenpaket bzw. die von dem Datenpaket umfassten Nutzdaten bereitstellenden Datenbereitstellungseinheit oder Teil einer die Nutzdaten erfassende bzw. erzeugende Sensoreinheit ist.

Der zweite Endpunkt kann ein Protokollendpunkt eines Kommunikationsprotokolls zur Übertragung des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit sein. Denkbar ist, dass der zweite Endpunkt Teil der Empfangseinheit, insbesondere eines Protokollendpunkts der Dateneinheit, eines Netzwerkstacks, eines Jitterbuffers oder eines Deduplikators der Empfangseinheit ist. Denkbar ist auch, dass der zweite Endpunkt Teil einer das Datenpaket bzw. die von dem Datenpaket umfassten Nutzdaten empfangende Datensenke ist. Denkbar ist weiter, dass der zweite Endpunkt ein Protokollzwischenpunkt ist. Der Protokollzwischenpunkt kann an einer Zwischenstation zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit angeordnet sein. Die Zwischenstation kann bspw. eine Basisstation eines Mobilfunknetzes oder an einem WLAN- Router angeordnet sein.

Der Übertragungsweg erstreckt sich bevorzugt von der Planungseinheit der Sendeeinheit insbesondere über bzw. durch das dem Übertragungsweg zugeordnete Netzwerkgerät der Sendeeinheit bis zum Protokollendpunkt der Empfangseinheit. Das Datenpaket wird auf dem Übertragungsweg von dem ersten Endpunkt zu dem zweiten Endpunkt übertragen. Das Datenpaket kann bspw. Videodaten oder Sprachdaten umfassen, die bevorzugt von einer, insbesondere fahrzeugseitigen, Sensoreinheit erzeugt und bereitgestellt werden.

Die Übertragungswegkenngröße ist eine für das Übertragen des Datenpakets auf dem Übertragungsweg relevante Kenngröße bzw. eine das Übertragen des Datenpakets beeinflussende Kenngröße des Übertragungswegs.

Der Prädiktionswert der Übertragungskenngröße ist ein prädizierter Wert, den die Übertragungskenngröße voraussichtlich innerhalb eines Kurzzeit-Zeitraums von kleiner oder gleich ls, bevorzugt kleiner oder gleich 100 ms, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 20 ms, aufweist bzw. annimmt, wobei eine Zeitdauer des Kurzzeit-Zeitraums bevorzugt ab dem Zeitpunkt des Endes des Ermittelns des Prädiktionswerts läuft. Denkbar ist auch, dass beim Ermitteln des Prädiktionswerts für einen Übertragungsweg und eine Übertragungswegkenngröße mehrere zeitlich aufeinander folgende Prädiktionswerte, insbesondere ein zeitlicher Verlauf, des Prädiktionswerts für den Kurzzeit-Zeitraum ermittelt werden. Der Prädiktionswert repräsentiert einen erwarteten Wert, der von dem tatsächlichen Wert bevorzugt zumindest approximiert, insbesondere angenommen wird.

Denkbar ist auch, dass der Prädiktionswert einen extremalen, insbesondere minimalen oder maximalen, Wert der Übertragungskenngröße umfasst, den die Übertragungskenngröße voraussichtlich innerhalb des Kurzzeit-Zeitraums nicht unterschreitet oder überschreitet.

Die Übertragungsweginformation umfasst einen oder mehrere Prädiktionswerte für eine oder mehrere Übertragungswegkenngrößen und einen oder mehrere Übertragungswege. Denkbar ist, dass die Übertragungsweginformation aus den ermittelten Prädiktionswerten besteht.

Die Kurzzeitermittlungseinheit ist bevorzugt als Softwaremodul ausgebildet. Denkbar ist, dass die Kurzzeitermittlungseinheit Teil einer die Planungseinheit umfassenden Hardware der Sendeeinheit ist. Die Sendeeinheit kann zum Beispiel als eine Konnektivitätseinheit für ein Fahrzeug ausgebildet sein, die bevorzugt über eine oder mehrere zumeist drahtlose Kommunikationsschnittstellen mit anderen Kommunikationsnetzen verbunden ist. Die Kurzzeitermittlungseinheit und/oder die Planungseinheit können aber auch auf einer weiteren Hardware liegen, die über ein Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetz mit der Sendeeinheit verbunden ist.

Die Kurzzeitermittlungseinheit kann eingerichtet sein, Prädiktionswerte für mehrere Übertragungswegkenngrößen für je einen Übertragungsweg zu ermitteln, um der Planungseinheit eine Übertragungsinformation mit einer Mehrzahl von Prädiktionswerten bereitzustellen.

Das mittels der Planungseinheit ausgegebene Signal wird bevorzugt an eine sendeeinheitsseitig dem ausgewählten Übertragungsweg zugeordnete Einheit ausgegeben. Insbesondere wird das Signal an ein dem ausgewählten Übertragungsweg zugeordnetes Netzwerkgerät der Sendeeinheit ausgegeben, um das Datenpaket unter Verwendung dieses Netzwerkgeräts an die Empfangseinheit zu übertragen. Denkbar ist, dass das ausgegebene Signal das Datenpaket umfasst oder aus dem Datenpaket besteht. Denkbar ist auch, dass das Signal eine Anweisung an das Netzwerkgerät bezüglich eines Übertragens des Datenpakets umfasst. Denkbar ist, dass diese Anweisung eine oder mehrere Anforderungen für die Übertragung des Datenpaketes beinhaltet, wie beispielsweise eine Anforderung an die Übertragungslatenz oder an die Zuverlässigkeit der Übertragung. Ferner ist denkbar, dass die Anweisung eine Quality of Service (QoS)- Klasse für das Paket beinhaltet. Das, bevorzugt an das Netzwerkgerät, ausgegebene Signal ist insbesondere ein drahtgebundenes Signal oder alternativ ein drahtlos übertragenes Signal.

Das Trainingsverfahren zum Trainieren des neuronalen Netzes kann vor und/oder zur Laufzeit des Verfahrens zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg ausgeführt bzw. durchgeführt werden.

Das Trainingsverfahren kann einen Schritt des Erfassens von Messdaten umfassen, um das neuronale Netz basierend auf den erfassten Messdaten zu trainieren. Das heißt, mit anderen Worten, bspw. im Rahmen einer Messkampagne, werden Messdaten gesammelt, welche zum Lernen des Modells verwendbar sind oder verwendet werden. Bevorzugt erfolgt das Erfassen von Messdaten über einen möglichst langen Zeitraum und/oder diverse räumliche Gebiete hinweg.

Im Schritt des Erfassens von Messdaten werden bevorzugt die ein oder mehrere Eingangsgrößen und die eine oder mehreren Ausgangsgrößen zum Trainieren des neuronalen Netzes erfasst. Bevorzugt werden die Messdaten für verschiedene Empfangseinheiten, bspw. verschiedene Server, ermittelt. Wird das Verfahren hauptsächlich für ein an dieselbe Empfangseinheit zu übertragendes Datenpaket verwendet, können die Messdaten auch eingeschränkt für diese Empfangseinheit erfasst werden. Denkbar ist auch, dass die Messdaten für Datenpakete mit unterschiedlichen Paketgrößen erfasst werden. In diesem Fall ist die Paketgröße auch als Eingangsgröße für das neuronale Netz zu sehen.

Im Folgenden werden die zum Trainieren des neuronalen Netzes verwendbaren Eingangsgrößen aufgeführt. Die zum Trainieren des neuronalen Netzes verwendbaren Eingangsgrößen können teilweise oder vollständig mit den Eingangsgrößen des neuronalen Netzes beim Ausführen des Verfahrens zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg übereinstimmen.

Die Funktechnologie kann bspw. 5G, LTE, UMTS, GPRS oder WLAN sein.

Die aktuelle Eigenschaft des Übertragungswegs kann im Falle von Mobilfunk eine Signalstärke wie SINR (Signal to interference plus noise ratio), RSSI (Received Signal Strength Indication), RSRQ (Reference Signal Received Quality), CQI (Channel Quality Indicator), eine Bandbreite oder Trägerfrequenz, ein Pathloss, ein Modulierungs- und Codierungsschema (MCS), eine Anzahl verfügbarer Resource Blocks, eine Übertragungsleistung (Tx Power) und/oder ein Ereignis wie bspw. ein Handover zwischen Funktechnologien und/oder Funkzellen und/oder Netzbetreibern sein. Zudem können auch verschiedene zeitliche Parameter, wie beispielsweise die vergangene Zeit seit dem zuletzt gesendeten Paket berücksichtigt werden.

Die aktuelle Eigenschaft des Übertragungswegs kann im Falle von WLAN eine Bandbreite, Trägerfrequenz, RSSI oder andere Signalstärkeindikatoren, ein Modulierungs- und Codierungsschema (MCS) und/oder ein Ereignis wie bspw. ein Verbindungsaufbau und/oder -abbau zu einem Hotspot sein. Der Zustand des Netzwerkgeräts kann beispielsweise ein Buffer- Füllstand oder eine Queuing Latenz sein. Im Falle eines als ein Mobilfunk-Modem ausgebildeten Netzwerkgeräts kann der Zustand des Netzwerkgeräts direkt aus dem Mobilfunk- Modem ausgelesen und/oder basierend auf der Datenmenge, die zuletzt an das Mobilfunk-Modem übergeben wurde, geschätzt werden. Ferner kann auch eine Datenrate des Mobilfunk-Modems ausgelesen oder geschätzt werden.

Im Falle eines als WLAN-Adapters ausgebildeten Netzwerkgeräts kann der Zustand direkt aus einem Treiber des Betriebssystems des WLAN-Adapters ausgelesen und/oder geschätzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Latenz des Übertragungswegs mittels eines, bspw. von einem Mobilfunkmodem ausgeführten, Active Queue Managements geschätzt und/oder gemessen werden.

Die ein oder mehreren gemessenen Werte einer Übertragungswegkenngröße der Übertragungswege können beispielsweise einen Messwert der Latenz, insbesondere der One-Way-Latenz umfassen. Hierzu ist eine Zeitsynchronisation zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit vorteilhaft. Ferner wird der Messwert der Übertragungswegkenngröße mittels der Empfangseinheit an die Sendeeinheit übertragen. Alternativ oder zusätzlich kann bspw. eine anhand einer Paketumlaufzeit ermittelte Latenz verwendet werden. Der Messwert der Latenz kann auch ein Messwert der Latenz von dem Anfangspunkt des Übertragungsweg bis zu einem Zwischenprotokollpunkt auf dem Übertragungsweg sein. Der Zwischenprotokollpunkt kann bspw. ein Punkt einer Basisstation eines von dem Übertragungsweg durchlaufenden Mobilfunknetzes oder ein Punkt an einem WLAN-Router sein.

Die ein oder mehreren geschätzten Werte einer Übertragungswegkenngröße, insbesondere der Datenrate, der Übertragungswege können bspw. anhand einer Auswertung von einer Geschwindigkeit, mittels derer eine Queue des Netzwerkgeräts geleert wird, anhand weiterer bspw. aus der DE 10 2018 219 585 Al bekannter Vorhersagen der Übertragungsqualität oder anhand eines Probing- Ansatzes, bspw. basierend auf Packet Trains, ermittelt werden.

Die Paketeigenschaften können die Größe oder eine quantifizierte Wichtigkeit des Pakets sein. Der Sendeeinheitszustand kann ein aktueller Standort, ein aktueller Geschwindigkeitsvektor oder ein Antennenpattern der Sendeeinheit sein.

Die Sendeeinheit ist bevorzugt eine fahrzeugseitige bzw. an einem Fahrzeug angeordnete Sendeeinheit. Insbesondere ist die Sendeeinheit mit einer an dem Fahrzeug angeordneten, bevorzugt ein Umfeld des Fahrzeugs erfassenden, Sensoreinheit verbunden oder umfasst eine derartige Sensoreinheit. Bspw. kann die Sendeeinheit als Konnektivitätseinheit, insbesondere eines Fahrzeugs, ausgebildet sein, die bevorzugt mit einem oder mehreren als Datenbereitstellungseinheiten ausgebildeten Steuergeräten des Fahrzeugs drahtlos oder drahtgebunden verbindbar oder verbunden ist.

Die Empfangseinheit ist bevorzugt eine fahrzeugfremde bzw. abseits eines Fahrzeugs angeordnete Empfangseinheit. Denkbar ist, dass die Empfangseinheit Teil eines Cloud-Computing-Systems oder eines Server- Backends ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Planungseinheit ist es nunmehr möglich, beim Auswählen eines Übertragungswegs für ein Datenpaket eine Kurzzeitprädiktion der Übertragungswegkenngröße zu berücksichtigen, um ohne zusätzliche Hardware individuell für das jeweilige Datenpaket einen Übertragungsweg mit voraussichtlich geeigneten Übertragungsbedingungen zu ermitteln. Besonders vorteilhaft ist dies in Szenarien, in denen sich die Übertragungsbedingungen bzw. die Eigenschaften der Übertragungswege schnell und/oder häufig ändern, bspw. bei der V2X- Kommunikation. Durch das Ermitteln der Prädiktionswerte können voraussichtlich starke Änderungen der Übertragungsbedingungen rechtzeitig erkannt bzw. prädiziert werden, um hochdynamisch und zuverlässig einen geeigneten Übertragungsweg für das jeweilige Datenpaket zu ermitteln. Dadurch können bspw. besonders niedrige Latenzen bei der Datenübertragung erzielt werden, um bei Anwendungen wie dem Teleoperated Driving eine bessere Quality of Experience, eine höhere Verfügbarkeit und/oder mehr Komfort zu ermöglichen. Des Weiteren ergibt sich durch den hier vorgestellten Ansatz ein Vorteil dadurch, dass für das Auswählen des Übertragungswegs die Prädiktionswerte für den Übertragungsweg von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit - im Gegensatz zu einem Round-trip zurück zur Sendeeinheit - berücksichtigt werden, was bei asymmetrischen Kanälen wie LTE ein besseres Scheduling ermöglicht.

Vorteilhaft ist es, wenn der ermittelte voraussichtlich vorliegende Prädiktionswert einen vorgegebenen und/oder vorgebbaren Konfidenzschwellenwert für einen Kurzzeit-Zeitraum von kleiner oder gleich ls, bevorzugt kleiner oder gleich 100 ms, besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 20 ms, aufweist oder überschreitet. Das Ermitteln des Prädiktionswerts kann ein Prädizieren bzw. rechnerisches Vorhersagen des Prädiktionswerts umfassen. Hierbei ist dem ermittelten Prädiktionswert ein Konfidenzwert zuordenbar, der eine Genauigkeit bzw. Zuverlässigkeit für das tatsächliche Vorliegen des ermittelten Prädiktionswert beim Übertragen des Datenpakets repräsentiert. Des Weiteren kann das Ermitteln des Prädiktionswertes auch ein Prädizieren bzw. rechnerisches Vorhersagen eines maximalen oder minimalen Wertes der Übertragungskenngröße beinhalten. Bei einer Latenz wird beispielsweise ein Maximalwert ausgegeben, der einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren Konfidenz entspricht. Besonders bevorzugt weist der Prädiktionswert für den Kurzzeit-Zeitraum einen Konfidenzwert auf, welcher in einem Bereich größer oder gleich 80 oder 90 Prozent und kleiner oder gleich 100% ist. Der Konfidenzschwellenwert kann bspw. in einem Bereich von größer oder gleich 80% oder 90% und kleiner oder gleich 99%, insbesondere von größer oder gleich 99% und kleiner oder gleich 100% sein. Durch diese Ausgestaltung kann eine Übertragung des Datenpakets auch unter hochdynamischen Übertragungsbedingungen mit starken und häufigen Änderungen zuverlässig auf einem paketindividuell besonders geeigneten Übertragungsweg erfolgen.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Übertragungswegkenngröße zumindest eine Kenngröße umfasst, die ausgewählt ist aus:

Latenz des Übertragungswegs, Datenrate des Übertragungswegs, Paketfehlerrate und/oder Paketverlustrate des Übertragungswegs, Anzahl der Wiederholungsübertragungen auf dem Übertragungsweg, Energieanforderung für eine Übertragung auf dem Übertragungsweg.

Unter einer Latenz des Übertragungswegs kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zeit verstanden werden, die für das Übertragen des Datenpakets auf dem Übertragungsweg von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit benötigt wird.

Die Datenrate des Übertragungswegs kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung als eine Datenübertragungsrate bzw. eine Übertragungsgeschwindigkeit verstanden werden, d.h. als eine Anzahl von pro Zeiteinheit übertragenen Informationseinheiten. Die Paketfehlerrate (packet error rate) repräsentiert die Anzahl der fehlerhaft übertragenen Datenpakete relativ zu der Anzahl der gesendeten Datenpakete. Die Paketverlustrate (packet loss rate) repräsentiert die Anzahl an bei der Übertragung verloren gehender Datenpakete relativ zu der Anzahl der gesendeten Datenpakete.

Die Anzahl der Wiederholungsübertragungen bzw. Retransmissions auf dem Übertragungsweg repräsentiert die Anzahl der erforderlichen Wiederholungsübertragungen, wenn das Datenpaket auf dem Übertragungsweg gesendet wird. Denkbar ist auch, dass alternativ oder zusätzlich zu einer absoluten Anzahl der Wiederholungsübertragungen die Anzahl der Wiederholungsübertragungen pro Zeiteinheit verwendet wird.

Die Energieanforderung für eine Übertragung auf dem Übertragungsweg repräsentiert eine Energieanforderung bzw. einen Energieverbrauch der Sendeeinheit und/oder einem von der Sendeeinheit umfassten Netzwerkgerät, wenn das Datenpaket auf dem insbesondere dem Netzwerkgerät zugeordneten Übertragungsweg übertragen wird. Denkbar ist, dass basierend auf der prädizierten Anzahl der Wiederholungsübertragungen und/oder der voraussichtlichen Sendeleistung die Energieanforderung eines jeweiligen der Sendeeinheit zugeordneten Netzwerkgeräts abgeleitet wird.

Denkbar ist auch, dass im Schritt des Ermittelns des Prädiktionswerts für mehrere Übertragungswegkenngrößen und für jeden der Übertragungswege je ein Prädiktionswert ermittelt wird. Bspw. können Prädiktionswerte für die Latenz und die Energieanforderung ermittelt werden.

Durch diese Ausgestaltung kann der Übertragungsweg hinsichtlich ein oder mehrerer Übertragungswegkenngrößen hin optimiert ermittelt werden, um eine Übertragungsqualität und -Zuverlässigkeit bspw. bei Anwendungen, die von einer geringen Gesamtlatenz und/oder einem geringen Jitter, einer hohen Datenrate, einer geringen Paketfehlerrate und/oder Paketverlustrate, einer geringen Anzahl an Wiederholungsübertragungen oder einer niedrigen Energieanforderung profitieren, sicherzustellen.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Kurzzeitermittlungseinheit zumindest ein neuronales Netz umfasst. Das neuronale Netz kann Teil der Kurzzeitermittlungseinheit sein oder der Kurzzeitermittlungseinheit zugeordnet sein. Denkbar ist, dass die Kurzzeitermittlungseinheit eingerichtet ist, auf eine Instanz bzw. ein Duplikat eines abseits der Kurzzeitermittlungseinheit gespeicherten neuronalen Netzes zuzugreifen. Hierbei ist denkbar, dass zumindest zwei Kurzzeitermittlungseinheiten die Prädiktionswerte mit je einer Instanz desselben neuronalen Netzes ermitteln.

Das neuronale Netz ist eingerichtet, ansprechend auf eine oder mehrere Eingangsgrößen als Ausgangsgröße den Prädiktionswert der Übertragungswegkenngröße für zumindest einen der Übertragungswege zu ermitteln. Hierbei umfasst die Eingangsgröße eine oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus:

Funktechnologie der Übertragungswege,

Aktuelle Eigenschaft der Übertragungswege,

Zustand eines von der Sendeeinheit umfassten Netzwerkgeräts, eine oder mehrere gemessene oder geschätzte Werte einer Übertragungswegkenngröße der Übertragungswege, Paketeigenschaften des zu übertragenden Pakets, Zustand und/oder Eigenschaft der Sendeeinheit, aktuelle Tageszeit und aktueller Wochentag.

Die Eingangsgrößen können hierbei gemessene, geschätzte und/oder prädizierte Werte der aufgeführten Elemente sein. Bspw. kann eine mittels einer sendeeinheitsfremden Kurzzeitermittlungseinheit ermittelte Prädiktion einer eine Übertragungsqualität repräsentierende Größe, wie z.B. eine Datenrate des Übertragungswegs, als Eingangsgröße für das neuronale Netz verwendet werden, um die Vorhersage zu optimieren.

Das neuronale Netz ist bevorzugt als rekurrentes neuronales Netz ausgebildet. Denkbar ist auch, dass das neuronale Netz als Feed- Forward- Netz ausgebildet ist. Denkbar ist weiter, dass das neuronale Netz zumindest einen Funktionsblock mit Long Short-Term Memory (LSTM) umfasst. Bevorzugt werden für ein LSTM-Netz aktuelle Werte der oben genannten Größen verwendet. Für den Fall eines Feed- Forward- Netz können Werte der oben genannten Größen aus Daten aus einem zeitlichen Bereich von kleiner oder gleich 30s, bevorzugt kleiner oder gleich 5s, bevorzugt kleiner oder gleich 100 ms vor dem Ermitteln des Prädiktionswerts verwendet werden.

Vorteilhafterweise werden bei einer Verwendung des neuronalen Netzes gemäß der vorliegenden Erfindung Messdaten bezüglich der zum Trainieren des neuronalen Netzes verwendeten Eingangs- und/oder Ausgangsgrößen erfasst. Das neuronale Netz kann eingerichtet sein, basierend auf den erfassten Messdaten zusätzlich trainiert zu werden, insbesondere während oder nach einer Ausführung des Verfahrens zum Ausgeben eines Signals, um automatisiert und basierend auf der praktischen Anwendung weiter zu lernen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann für die zumindest zwei Übertragungswege je ein separates neuronales Netz vorgesehen sein bzw. verwendet werden, wenn sich die Übertragungswege bezüglich Funktechnologie und/oder Netzbetreiber voneinander unterscheiden.

Denkbar ist, dass für eine Anwendung, die beispielsweise durch Codierungsoder FEC Verfahren einen gewissen Anteil an Paketfehlern ausgleichen kann, zusätzlich zu der Prädiktion einer ersten Übertragungswegkenngröße, bspw. der Latenz, mittels eines ersten neuronalen Netzes der Kurzzeitermittlungseinheit ein zweites neuronales Netz der Kurzzeitermittlungseinheit genutzt wird, um eine zweite Übertragungswegkenngröße, bspw. die Paketfehlerrate, zu prädizieren. Die Ausgabegrößen der neuronalen Netze, d.h. die jeweiligen Prädiktionswerte für die Latenz und die Paketfehlerrate, können basierend auf einer Anforderung der Applikation gewichtet werden, um den zur Übertragung des Datenpakets zu verwendenden Übertragungsweg auszuwählen. So könnte beispielsweise ein Übertragungsweg eine geringere Paketfehlerrate, jedoch eine höhere Latenz, ein anderer Übertragungsweg aber eine leicht erhöhte Paketfehlerrate bei niedrigerer Latenz aufweisen. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Planungseinheit eingerichtet, den letzteren Übertragungsweg auszuwählen, wenn dieser die Paketfehleranforderungen der Anwendung noch erfüllt, und für die Anwendung wichtiger ist, dass die Pakete eine niedrigere Latenz aufweisen als dass die Paketfehlerrate weiter minimiert wird. Durch die Verwendung eines neuronalen Netzes können die Prädiktionswerte der Übertragungswegkenngröße auch in einem hochdynamischen System zuverlässig und effizient ermittelt werden.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn der Übertragungsweg in Abhängigkeit von einem vorgegebenen und/oder vorgebbaren Schwellenwert für den Prädiktionswert ausgewählt wird. Denkbar ist, dass für eine oder mehrere der Übertragungswegkenngrößen jeweils die ermittelten Prädiktionswerte mit dem, bevorzugt für die jeweilige Übertragungswegkenngröße spezifischen, Schwellenwert verglichen werden und anhand des Vergleichs geeignete von nicht geeigneten Übertragungswegen unterschieden werden. Hierbei ist denkbar, dass nur Übertragungswege für das Übertragen des Datenpakets berücksichtigt werden, deren Prädiktionswerte kleiner oder gleich dem vorgegebenen und/oder vorgebbaren Schwellenwert sind. Durch diese Ausgestaltung können ein oder mehrere geeignete Übertragungswege aus den zumindest zwei Übertragungswegen ausgewählt werden, um Anforderungen an den Wert der Übertragungswegkenngröße beim Übertragen des Datenpakets zu berücksichtigen.

Bevorzugt wird der Schwellenwert für den Prädiktionswert von einer einen Inhalt des Datenpakets bereitstellenden Datenbereitstellungseinheit empfangen. Die Datenbereitstellungseinheit kann Teil einer abseits der Planungseinheit angeordneten Datenquelle, bspw. einer Sensoreinheit, sein oder der Datenquelle zugeordnet sein. Hierzu kann die Planungseinheit eine Software- und/oder Hardwareschnittstelle zur Kommunikation mit der Datenbereitstellungseinheit aufweisen. Bspw. kann die Datenbereitstellungseinheit über die Schnittstelle ein Latenz-Budget für das Datenpaket an die Planungseinheit übertragen. Ansprechend auf das übertragene Latenz-Budget kann mittels der Planungseinheit ermittelt werden, ob der oder die ausgewählten Übertragungswege eine rechtzeitige Übermittlung des Datenpakets innerhalb des Latenz- Budgets ermöglicht oder ob eine Übertragung des Datenpakets unterbleibt, um eine Datenlast bzw. Kanalbelastung des Übertragungswegs nicht zu erhöhen. Denkbar ist auch, dass ansprechend auf das übertragene Latenz- Budget mittels der Planungseinheit ermittelt wird, ob der oder die ausgewählten Übertragungswege eine rechtzeitige (weitere) Wiederholungsübertragung des Datenpakets innerhalb des Latenz- Budgets ermöglicht oder ob eine (weitere) Wiederholungsübertragung des Datenpakets unterbleibt. Dadurch wird ein Übertragen eines für die Empfangseinheit nicht (mehr) relevanten Datenpakets verhindert.

Durch diese Ausgestaltung kann die Datenbereitstellungseinheit anwendungsspezifische Schwellenwerte für die Übertragungswegkenngröße bereitstellen, um das Datenpaket auf einem gemäß den Anforderungen der Anwendung geeigneten Übertragungsweg zu übertragen.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der Übertragungsweg als Übertragungsweg mit extremalem, insbesondere minimalem, Prädiktionswert ausgewählt wird. Das heißt, mit anderen Worten, aus den zumindest zwei Übertragungswegen wird der Übertragungsweg mit dem größten oder kleinsten Prädiktionswert für die Übertragungswegkenngröße ausgewählt. Durch diese Ausgestaltung kann auf besonders einfache Weise durch direkten Vergleich der ermittelten Prädiktionswerte ein Übertragungsweg ausgewählt werden.

Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren einen Schritt des Vorauswählens der zumindest zwei Übertragungswege aus zumindest drei Übertragungswegen mittels der Planungseinheit. Das heißt, mit anderen Worten, zumindest ein prinzipiell für eine Übertragung des Datenpakets zur Verfügung stehender Übertragungsweg wird verworfen, insbesondere unter Berücksichtigung des zu übertragenden Datenpakets und/oder der Eigenschaften des Übertragungswegs. Dies kann z.B. aufgrund der verwendeten Funktechnologie erfolgen, bspw. hat WLAN i.A. geringere Kosten und geringere Latenz als Mobilfunk, oder bei einem bekannten Handover eines Funkmodems der Fall sein, der zu hoher Latenz führt. Zudem können dadurch bspw. solche Übertragungswege aussortiert werden, für die ein zur Verfügung stehendes Datenvolumen bereits ausgeschöpft ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Anzahl der von der Kurzermittlungseinheit durchgeführten Rechenoperationen für eine verbesserte Effizienz des Verfahrens reduziert werden.

Vorteilhafterweise umfasst das Auswählen des Datenübertragungswegs ein Auswählen zumindest eines weiteren Datenübertragungswegs basierend aus der ermittelten Übertragungsweginformation aus zumindest drei Übertragungswegen mittels der Planungseinheit. Dadurch kann das Datenpaket von der Sendeeinheit dupliziert auf den zumindest zwei ausgewählten Übertragungswegen zu der Empfangseinheit übertragen werden, wenn bspw. eine Zuverlässigkeit der Übertragung höher priorisiert ist als ein Energieverbrauch der Übertragung. Denkbar ist auch, dass aus den zumindest zwei ausgewählten Übertragungswegen derjenige Übertragungsweg ausgewählt wird, für den bspw. die monetären Übertragungskosten am geringsten sind.

Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht oder eine vorgegebene Latenzschranke an der Empfangseinheit mit höherer Wahrscheinlichkeit eingehalten oder alternativ zusätzliche nicht-prädizierte Einflussgrößen berücksichtigt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist denkbar, dass bspw. für eine akkubetriebene Sendeeinheit, mittels der Planungseinheit aus dem ausgewählten und dem weiteren ausgewählten Übertragungsweg denjenigen Übertragungsweg auszuwählen, der ein zusätzliches Kriterium erfüllt, zu welchem insbesondere kein Prädiktionswert ermittelt wurde. Z. B. kann derjenige Übertragungsweg ausgewählt werden, dessen Energieverbrauch am geringsten ist und der gleichzeitig eine vorgegebene Latenzschranke einhält.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ferner denkbar, dass mittels der Kurzzeitermittlungseinheit alldiejenigen Übertragungswege ausgewählt werden, welche Latenzanforderungen der zugrunde liegenden Anwendung, bspw. Teleoperated Driving, erfüllen. Hierbei könnte auf die ausgewählten Übertragungswege ein Round Robin oder ein Minimum Buffer Scheduling- Verfahren angewandt werden, um die Last über alle für die Anwendung nutzbaren Übertragungswege zu verteilen.

Vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn die Übertragungsweginformation an eine einen Inhalt des Datenpakets bereitstellende Datenbereitstellungseinheit übertragen wird und mittels der Datenbereitstellungseinheit und/oder der Planungseinheit ein Inhalt und/oder ein Übertragungszeitpunkt und/oder eine Übertragungshäufigkeit eines oder mehrerer zukünftig, insbesondere innerhalb des Kurzzeit-Zeitraums, zu übertragender Datenpakete an die ermittelte Übertragungsweginformation angepasst wird. Denkbar ist bspw., dass die Übertragungsweginformation mit Prädiktionswerten für die Latenz des Datenpakets auf den Übertragungswegen an die Datenbereitstellungseinheit übertragen werden, sodass die Datenbereitstellungseinheit ansprechend auf die empfangene Übertragungsweginformation bspw. einer Sensorkomprimierung einer von der Datenbereitstellungseinheit umfassten Sensoreinheit erhöht oder erniedrigt wird und/oder eine Frequenz von periodisch zu übertragenden Daten bzw. Datenpaketen an die Übertragungsweginformation angepasst wird.

Die Datenbereitstellungseinheit kann eine Datenquelle, bspw. eine Sensoreinheit, umfassen oder mit der Datenquelle zum Empfang von zu übertragenden Daten bzw. Datenpaketen verbunden sein. Durch diese Ausgestaltung kann eine Bereitstellung der Datenpakete an die voraussichtlichen Übertragungsbedingungen angepasst werden, um bspw. zumindest eine Minimalanforderung der Anwendung hinsichtlich der Datenübertragung zu realisieren, die zum Beispiel für einen sicheren Betrieb eines ferngesteuerten Fahrzeugs erforderlich ist.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Übertragungsweginformation ferner für jeden der Übertragungswege je einen mittels einer sendeeinheitsfremden Kurzzeitermittlungseinheit ermittelten weiteren voraussichtlich vorliegenden Prädiktionswert der zumindest einen Übertragungswegkenngröße umfasst. Die sendeeinheitsfremde Kurzzeitermittlungseinheit kann bspw. Teil eines Mobilfunknetzes oder einer Servereinheit oder Cloudcomputingeinheit eines Mobilfunkbetreibers sein. Denkbar ist zudem, dass voraussichtlich vorliegende Prädiktionswerte anderer sendeeinheitsfremder Ermittlungseinheiten verwendet werden, um langfristig geltende Eigenschaften der Übertragungswege zu berücksichtigen. Diese können bspw. als weitere Eingangsgrößen für die Kurzzeitermittlungseinheit berücksichtigt werden.

Denkbar ist, dass die mittels der sendeeinheitsfremden Kurzzeitermittlungseinheit ermittelten weiteren Prädiktionswerte zur Plausibilisierung der mittels der bevorzugt sendeeinheitsseitigen Kurzzeitermittlungseinheit ermittelten Prädiktionswerte verwendet werden. Dadurch kann eine Konfidenz der ermittelten Prädiktionswerte erhöht werden.

Im Falle wesentlicher Abweichungen zwischen den Prädiktionswerten und den weiteren Prädiktionswerten können für das Auswählen des Übertragungswegs die für die Übertragung nachteiligeren Prädiktionswerte verwendet werden, um eine worst-case Abschätzung der Übertragungsbedingungen zu ermöglichen. Denkbar ist, dass eine Auswahl zwischen den Prädiktionswerten und den weiteren Prädiktionswerten adaptiv erfolgt, d.h. indem für einen längeren Zeitraum beobachtet wird, welche der Kurzzeitermittlungseinheiten in der Vergangenheit zutreffendere Prädiktionswerte ermittelt hat.

Alternativ oder zusätzlich können die Eingangsgrößen für die Kurzzeitermittlungseinheit, insbesondere für das neuronale Netz der Kurzzeitermittlungseinheit, drahtlos oder drahtgebunden an die sendeeinheitsfremde Kurzzeitermittlungseinheit übertragen werden, um die sendeeinheitsfremde Kurzzeitermittlungseinheit zu optimieren. Denkbar ist auch, dass eine Information bezüglich einer signifikanten Abweichung zwischen den Prädiktionswerten und den weiteren Prädiktionswerten und/oder bezüglich einer geringeren Prädiktionsgüte der sendeeinheitsfremden Kurzzeitermittlungseinheit an die sendeeinheitsfremde Kurzzeitermittlungseinheit übertragen wird. Dadurch kann die sendeeinheitsfremde Kurzzeitermittlungseinheit, bspw. von einem Mobilfunkanbieter, optimiert werden, insbesondere wenn die sendeeinheitsfremde Kurzzeitermittlungseinheit die oben genannte Information von einer Mehrzahl von Kurzzeitermittlungseinheiten empfängt.

Durch das Ermitteln von weiteren Prädiktionswerten mittels einer sendeeinheitsfremden Kurzzeitermittlungseinheit kann die Prädiktionsqualität weiter verbessert werden, um auch für nicht gelernte bzw. nicht trainierte Umgebungsbedingungen, bspw. eine von der Sendeeinheit zuvor nicht eingenommene geographischen Position, eine besonders zuverlässige Vorhersage zu ermöglichen.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren in analoger Weise auch zur Auswahl eines ausgewählten Übertragungswegs zur Übertragung eines Datenpakets von der Empfangseinheit an die Sendeeinheit verwendet werden. Denkbar ist, dass eine empfangseinheitsseitige Kurzzeit- Ermittlungseinheit vorgesehen wird, die eingerichtet ist, Prädiktionswerte für eine Übertragungswegkenngröße von mehreren zur Verfügung stehenden Rückübertragungswegen zu ermitteln. Hierzu erforderliche Eingangsgrößen zur Ermittlung der Prädiktionswerte können insbesondere von der Sendeeinheit bereitgestellt werden. Alternativ kann ein der Sendeeinheit zugeordnetes weiteres neuronales Netz trainiert werden, um die ermittelten Prädiktionswerte für die Rückübertragungswege der Empfangseinheit bereitzustellen. Dadurch kann auch bei asymmetrischen Kanälen eines Mobilfunknetzes, für die eine One- Way Latenz in Hin- und Rück-Übertragungsrichtung verschieden ist, eine Optimierung der Übertragung individueller Datenpakete auf Hin- und Rückweg erfolgen.

Vorteilhafterweise wird das vorstehend beschriebene Verfahren zum Ausgeben eines Signals mehrfach wiederholt ausgeführt, um eine Mehrzahl von Datenpaketen von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit zu übertragen. Bevorzugt wird das Verfahren separat für jedes der Datenpakete ausgeführt.

Von Vorteil ist es auch, wenn das System zumindest ein erstes und ein zweites Netzwerkgerät umfasst. Das erste Netzwerkgerät ist eingerichtet, das Datenpaket ansprechend auf das ausgegebene Signal auf einem ersten der zumindest zwei Übertragungswege an die Empfangseinheit auszugeben. Das zweite Netzwerkgerät ist eingerichtet, das Datenpaket ansprechend auf das ausgegebene Signal auf einem zweiten der zumindest zwei Übertragungswege an die Empfangseinheit auszugeben.

Bevorzugt ist jedes der Netzwerkgeräte je einem Übertragungsweg und/oder einem Netzanbieter zugeordnet. Das Netzwerkgerät kann als Modem oder Benutzerendgerät (User Equipment) ausgebildet sein oder Modem oder ein Benutzerendgerät umfassen. Denkbar ist auch, dass das Netzwerkgerät ein oder mehrere Simkarten aufweist. Das Netzwerkgerät kann eingerichtet sein, ein Funkzugangsnetz aus zumindest zwei oder mehr Funkzugangsnetzen auszuwählen, bspw. basierend auf einer aktuellen Signalstärke der Funkzugangsnetze. Alternativ sind ein oder mehrere Netzwerkgeräte eingerichtet, eine Verbindung zu einem Funkzugangsnetz der stets selben Funktechnologie, bspw. 4G oder 5G, aufzubauen, um das Datenpaket zu übertragen.

Das heißt, mit anderen Worten, anstelle von unterschiedlichen Netzwerkgeräten mit Verbindungen zu Funkzugangsnetzwerken verschiedener Mobilfunknetzbetreiber kann auch ein Netzwerkgerät verwendet werden, das verschiedene Identitäten aufweist und/oder zur Verwendung verschiedener Funkzugangstechnologien geeignet ist. Bspw. ist das Netzwerkgerät als multi- S IM- Benutzerendgerät ausgebildet. Denkbar ist, dass das Netzwerkgerät eingerichtet ist, mit mehr als einer Funkzelle von verschiedenen Mobilfunkbetreibern oder desselben Mobilfunkbetreibers zeitgleich zu kommunizieren. Die Funkzellen können von unterschiedlichen Mobilfunknetzbetreibern sein oder anhand von verschiedenen Funkzugangsnetzwerken mit dem Netzwerkgerät verbunden sein.

Durch diese Ausgestaltung wird das Datenpaket auch bei schwankenden Umgebungsbedingungen zuverlässig auf dem entsprechend der Anforderungen am besten geeigneten Übertragungsweg an die Empfangseinheit übertragen.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Steuereinheit ausgeführt wird.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Dazu zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines

Kommunikationssystems mit einem System zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg; und

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kommunikationssystems 10. Das Kommunikationssystem umfasst eine Sendeeinheit 12, ein Kommunikationsnetz 14 und eine Empfangseinheit 16.

Die Sendeeinheit 12 ist durch zumindest drei Übertragungswege 18a, 18b, 18c, welche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 18 versehen sind, mit der Empfangseinheit 16 verbunden. Die Übertragungswege 18a, 18b, 18c repräsentieren je einen Kommunikationspfad 18a, 18b, 18c für ein von der Sendeeinheit 12 durch das Kommunikationsnetz 14 zu der Empfangseinheit 16 zu übertragendes Datenpaket.

Das Kommunikationsnetz 14 umfasst in einer ersten bevorzugten Ausführungsform Mobilfunknetze 14a, 14b, 14c verschiedener Netzbetreiber. Die Mobilfunknetze 14a, 14b, 14c umfassen jeweils ein Mobilvermittlungsnetz und ein Funkzugangsnetz. Denkbar ist, dass eines oder mehrere der Mobilfunknetze 14a, 14b, 14c eingerichtet sind, Datenpakete unter Verwendung verschiedener Funktechnologien, bspw. 4G oder 5G, zu übertragen. Zudem umfasst das Kommunikationsnetz 14 das öffentliche Internet.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kommunikationsnetz 14 zumindest zwei Mobilfunknetze 14a, 14b. Denkbar ist, dass zumindest ein erstes Mobilfunknetz 14a und ein zweites Mobilfunknetz 14b von demselben Netzbetreiber betrieben werden. Hierbei ist das erste Mobilfunknetz 14a eingerichtet, das Datenpaket unter Verwendung einer ersten Funktechnologie, bspw. 5G, zu übertragen. Das zweite Mobilfunknetz 14b ist eingerichtet, das Datenpaket unter Verwendung einer von der ersten Funktechnologie verschiedenen zweiten Funktechnologie, bspw. 4G, zu übertragen.

Die Sendeeinheit 12 umfasst ein System 20 zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg 18a, 18b, 18c, um ein Datenpaket von der Sendeeinheit 12 zu der durch zumindest zwei Übertragungswege 18a, 18b, 18c mit der Sendeeinheit 12 verbundenen Empfangseinheit 16 zu übertragen. Weiter umfasst die Sendeeinheit 12 eine Datenbereitstellungseinheit 24. Die Datenbereitstellungseinheit 24 umfasst eine Datenquelle und ist eingerichtet, mittels einer Schnittstelle dem System 20 ein Datenpaket mit an die Empfangseinheit 16 zu übertragenden Daten bereitzustellen. Das System 20 umfasst weiter eine als Scheduler 26 ausgebildete Planungseinheit 26 und drei Kurzzeitermittlungseinheiten 28a, 28b, 28c. Ferner umfasst das System 20 drei als Mobilfunkmodem 30a, 30b, 30c ausgebildete Netzwerkgeräte 30a, 30b, 30c.

Die das Datenpaket empfangende Empfangseinheit 16 umfasst einen Protokollendpunkt 32, optional einen zum Packet Reordering eingerichteten Jitterbuffer 34 und eine Datensenke 36.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstrecken sich die Übertragungswege 18a, 18b, 18c jeweils von der Planungseinheit 26 über das dem Übertragungsweg 18a, 18b, 18c zugeordnete Netzwerkgerät 30a, 30b, 30c bis zum Protokollendpunkt 32 der Empfangseinheit 16. Das heißt, mit anderen Worten, die Planungseinheit 26 repräsentiert einen Anfangspunkt der Übertragungswege 18a, 18b, 18c und der Protokollendpunkt 32 repräsentiert einen Endpunkt der Übertragungswege 18a, 18b, 18c.

Die Kurzzeitermittlungseinheiten 28a, 28b, 28c umfassen je ein rekurrentes oder Feed-forward neuronales Netz. Jedes der neuronalen Netze ist eingerichtet, ansprechend auf eine oder mehrere Eingangsgrößen als Ausgangsgröße den Prädiktionswert der Übertragungswegkenngröße für jeweils einen der Übertragungswege 18a, 18b, 18c zu ermitteln. Jedes der neuronalen Netze ist hierbei eingerichtet, einen beim Übertragen des Datenpakets von der Sendeeinheit 12 zu der Empfangseinheit 16 voraussichtlich vorliegenden Prädiktionswert zumindest einer Übertragungswegkenngröße für den jeweiligen Übertragungsweg 18a, 18b, 18c zu ermitteln. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Übertragungswegkenngröße als Latenz des Datenpakets auf dem Übertragungsweg 18a, 18b, 18c ausgebildet.

Das heißt, mit anderen Worten, jedes der neuronalen Netze ist eingerichtet, eine kurzfristige Vorhersage der zu erwartenden Latenz auf dem jeweiligen Übertragungsweg 18a, 18b, 18c zu erzeugen bzw. die zu erwartende Latenz für einen Kurzzeit-Zeitraum von wenigen Sekunden, insbesondere von kleiner oder gleich ls zu ermitteln. Die Eingangsgrößen zum Ermitteln des Prädiktionswerts können bspw. Indikatoren aus dem jeweiligen Netzwerkgerät 30a, 30b, 30c sein. Die Eingangsgrößen können bspw. eine Paketgröße des zu übertragenden Datenpakets, eine über einen vorgegebenen und/oder vorgebbaren Zeitraum gemessene durchschnittliche Latenz der Übertragungswege 18a, 18b, 18c und aktuell gemessene Eigenschaften der Übertragungswege 18a, 18b, 18c sein. Eine besonders vorteilhafte Kombination von Eingangsgrößen beinhaltet die Anzahl der zur Verfügung stehenden Resource Blocks, das aktuelle Modulationsund Codierungsschema (MCS), die verwendete Funktechnologie der Übertragungswege 18a, 18b, 18c, die gemessene One-Way Latenz auf den Übertragungswegen 18a, 18b, 18c sowie die Paketgröße des zu sendenden Paketes.

Die Kurzzeitermittlungseinheiten 28a, 28b, 28c sind eingerichtet, die mittels der neuronalen Netze ermittelten Prädiktionswerte der Latenz der Planungseinheit 26 in Form einer Übertragungsweginformation bereitzustellen.

Also sind die Kurzzeitermittlungseinheiten 28a, 28b, 28c eingerichtet, jeweils eine Prädiktion von One-Way Latenzen eines Übertragungswegs 18a, 18b, 18c bzw. Kommunikationspfades 18a, 18b, 18c zur Verfügung zu stellen. Die Prädiktionswerte der Latenzen berücksichtigen den jeweiligen kompletten Übertragungsweg 18a, 18b, 18c von der Sendeeinheit 12 bis zur Empfangseinheit 16.

Die Planungseinheit 26 ist eingerichtet, von den Kurzzeitermittlungseinheiten 28a, 28b, 28c die bereitgestellte Übertragungsinformation mit den Prädiktionswerten der Latenz zu empfangen. Die Planungseinheit 26 ist weiter eingerichtet, den zum Übertragen des Datenpakets zu verwendenden Übertragungsweg 18a, 18b, 18c aus den zur Verfügung stehenden Übertragungswegen 18a, 18b, 18c basierend auf der ermittelten Übertragungsweginformation auszuwählen.

Die Planungseinheit 26 ist also eingerichtet, für jedes Datenpaket in einem Multipfad-Transportprotokoll zu entscheiden, auf welchem Kommunikationspfad 18a, 18b, 18c das Datenpaket an die Empfangseinheit 16 übertragen werden soll. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine hochfrequente Prädiktion der Ende-zu- Ende Latenz genutzt, um jedes Datenpaket bspw. auf dem Übertragungsweg 18a, 18b, 18c zu versenden, welcher die geringste prädizierte Latenz aufweist.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Planungseinheit 26 also eingerichtet, feingranular für jedes Datenpaket einzeln anhand einer prädizierten Ende-zu-Ende Latenz pro verfügbarem Übertragungsweg 18a, 18b, 18c zu entscheiden, welcher Übertragungsweg 18a, 18b, 18c für die Übertragung des Datenpakets verwendet wird.

Die Planungseinheit 26 ist ferner eingerichtet, ein Signal in Abhängigkeit von dem ausgewählten Übertragungsweg 18a, 18b, 18c an das entsprechende Netzwerkgerät 30a, 30b, 30c auszugeben. Das entsprechende Netzwerkgerät 30a, 30b, 30c ist eingerichtet, das Datenpaket ansprechend auf das von der Planungseinheit 26 ausgegebene Signal auf dem ausgewählten Übertragungsweg 18a, 18b, 18c an die Empfangseinheit 16 zu übertragen.

Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit von einem auszuwählenden Übertragungsweg. Das Verfahren ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 versehen.

Das Verfahren 100 ermöglicht die Übertragung eines Datenpakets auf einem ausgewählten Übertragungsweg von einer Sendeeinheit zu einer durch zumindest zwei Übertragungswege mit der Sendeeinheit verbindbaren Empfangseinheit, bspw. in einem Kommunikationssystem gemäß Fig. 1.

In Schritt 110 wird je ein beim Übertragen des Datenpakets von der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit voraussichtlich vorliegender Prädiktionswert zumindest einer Übertragungswegkenngröße für jeden der zumindest zwei Übertragungswege mittels einer Kurzzeitermittlungseinheit ermittelt, um eine Übertragungsweginformation mit den Prädiktionswerten an eine Planungseinheit bereitzustellen.

In Schritt 120 wird ein zum Übertragen des Datenpakets zu verwendender Übertragungsweg aus den zumindest zwei Übertragungswegen basierend auf der ermittelten Übertragungsweginformation mittels der Planungseinheit ausgewählt. In Schritt 130 wird ein Signal in Abhängigkeit von dem ausgewählten Übertragungsweg mittels der Planungseinheit ausgegeben, um das Datenpaket von der Sendeeinheit auf dem ausgewählten Übertragungsweg zu der Empfangseinheit zu übertragen.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.