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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Kommunikationsnetzwerken
und betrifft insbesondere drahtlose Ad-hoc-Mobilfunknetzwerke und
damit verbundene Verfahren.
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Hintergrund der Erfindung
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Drahtlose
Netzwerke haben im letzten Jahrzehnt eine gesteigerte Entwicklung
erlebt. Einer der sich am schnellsten entwickelnden Bereiche sind
Ad-hoc-Mobilfunknetzwerke. Physikalisch umfasst ein Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
eine Anzahl von geographisch verteilten potenziell mobilen Knoten,
die sich einen gemeinsamen Funkkanal teilen. Im Vergleich mit anderen
Arten von Netzwerken, wie beispielsweise zellulären Netzwerken oder Satellitennetzwerken,
ist das markanteste Merkmal von Ad-hoc-Mobilfunknetzwerken das Fehlen
jeglicher festen Infrastruktur. Das Netzwerk ist ausschließlich aus
Mobilfunkknoten gebildet, und ein Netzwerk wird augenblicklich erzeugt,
wenn die Knoten miteinander kommunizieren. Das Netzwerk hängt nicht von
einem bestimmten Knoten ab und stellt sich dynamisch ein, wenn einige
Knoten hinzukommen oder andere das Netzwerk verlassen.
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In
einer ungünstigen
Umgebung, wo eine feste Kommunikationsinfrastruktur unzuverlässig oder
unzugänglich
ist, wie beispielsweise auf einem Schlachtfeld oder in einem Naturkatastrophengebiet,
das von Erdbeben oder Wirbelstürmen
heimgesucht wird, kann ein Ad-hoc-Netzwerk schnell aufgestellt werden
und stellt zwar begrenzte, aber dringend benötigte Kommunikationen bereit.
Während
das Militär
immer noch eine Hauptantriebskraft hinter der Entwicklung dieser
Netzwerke darstellt, finden Ad-hoc-Netzwerke
zunehmend neue Anwendungsgebiete in zivilen oder gewerblichen Bereichen.
Ad-hoc-Netzwerke werden es Menschen ermöglichen, Daten im Feld oder
in einem Klassenzimmer auszutauschen, ohne eine Netzwerkstruktur
zu verwenden, außer
der, die sie durch einfaches Einschalten ihrer Computer oder PDAs
erzeugen.
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Während drahtlose
Kommunikation zunehmend in den Alltag Einzug hält, werden weiterhin neue Anwendungen
für Ad-hoc-Mobilfunknetzwerke
auftauchen und zu einem wichtigen Teil der Kommunikationsstruktur
werden. Ad-hoc-Mobilfunknetzwerke stellen ernstzunehmende Herausforderungen
für Entwickler
dar. Aufgrund des Mangels an einer festen Infrastruktur müssen sich
Knoten selbst organisieren und rekonfigurieren, wenn sie sich bewegen,
sich dem Netzwerk anschließen
oder es verlassen. Alle Knoten sind notwendigerweise gleich und
es gibt keine natürliche Hierarchie
oder einen zentralen Controller im Netzwerk. Alle Funktionen müssen unter
den Knoten verteilt werden. Knoten werden oft von Batterien angetrieben
und weisen begrenzte Kommunikations- und Rechenfähigkeiten auf. Die Bandbreite
des Systems ist für
gewöhnlich
begrenzt. Der Abstand zwischen zwei Knoten überschreitet oft die Funkübertragungsreichweite,
und eine Übertragung
muss über
andere Knoten weitergeleitet werden, bevor sie ihr Ziel erreicht.
Folglich weist ein Netzwerk eine Multi-hop- bzw. Mehrfachsprung-Topologie
auf, und diese Topologie verändert
sich, während
der Knoten wandert.
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Die
Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk-("Mobile
Ad-Hoc Networks";
MANET-)Arbeitsgruppe der Internet Engineering Task Force (IETF)
evaluiert und standardisiert aktiv Weiterleitungs-, einschließlich Multicast-,
Protokolle. Da sich die Netzwerktopologie beliebig ändert, wenn
sich die Knoten bewegen, neigt Information dazu, obsolet zu werden,
und unterschiedliche Knoten haben oft eine unterschiedliche Sicht
auf das Netzwerk, was sowohl Zeit (Information kann an einigen Knoten
veraltet aber an anderen Knoten aktuell sein) als auch Raum (ein
Knoten mag lediglich die Netwerktopologie in seiner Umgebung aber
nicht weit von ihm entfernt kennen) betrifft.
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Ein
Weiterleitungs- bzw. Routingprotokoll muss sich an häufig auftretende
Topologieveränderungen anpassen,
und zwar mit weniger präziser
Information. Aufgrund dieser besonderen Anforderungen unterscheidet
sich ein Weiterleiten bzw. Routen in diesen Netzwerken stark von
einem Weiterleiten in anderen. Das Sammeln von frischer Information über das
gesamte Netzwerk ist oft kostenintensiv und unpraktisch. Viele Weiterleitungs-
bzw. Routingprotokolle sind reaktive Protokolle (auf Anfrage): sie
sammeln Weiterleitungsinformation nur dann, wenn es nötig ist,
und für
Ziele, für
welche sie Routen benötigen,
und halten ungenutzte Routen nicht aufrecht. Auf diese Weise wird
das Weiterleitungsoverhead, verglichen mit proaktiven Protokollen,
welche optimale Routen zu allen Zielen ständig aufrechterhalten, stark
verringert. Dies ist wichtig, damit ein Protokoll sich anpassen
kann. Ad Hoc an Demand Distance Vector (AODV), Dynamic Source Routing
(DSR) and Temporally Ordered Routing Algorithm (TORA) sind Beispiele
für Routingprotokolle
auf Anfrage, die bei der MANET-Arbeitsgruppe
präsentiert
wurden.
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Beispiele
anderer verschiedener Weiterleitungsprotokolle umfassen eine Destination
Sequenced Distance-Vector (DSDV)-Weiterleitung, welche im
US-Patent 5,412,654 an Perkins
offenbart ist, und Zone Routing Protocol (ZRP), welches im
US-Patent 6,304,556 an Haas
offenbart ist. ZRP ist ein Hybridprotokoll, das sowohl proaktive
als auch reaktive Ansätze
verwendet.
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Diese
herkömmlichen
Weiterleitungsprotokolle verwenden einen sog. Best-Effort-Ansatz
beim Auswählen
einer Route vom Quellknoten zum Zielknoten. Typischerweise stellt
die Anzahl von Sprüngen
das Hauptkriterium in einem solchen Best-Effort-Ansatz dar. Mit
anderen Worten wird die Route mit der niedrigsten Anzahl von Sprüngen als
die Übertragungsroute
ausgewählt.
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QoS-("Quality-of-Service"; Servicequalität) Weiterleitung
in Ad-hoc-Mobilfunknetzwerken wird immer interessanter. Um Servicequalität bereitzustellen,
muss das Protokoll nicht nur eine Route finden, sondern auch die
Ressourcen entlang der Route gewährleisten.
Aufgrund der begrenzten gemeinsamen Bandbreite des Netzwerks und
des Nichtvorhandenseins eines zentralen Controllers, welcher für diese
begrenzten Ressourcen zuständig
ist und sie steuert, müssen
Knoten miteinander verhandeln, um die für Servicequalität- bzw. QoS-Routen
benötigten
Ressourcen zu verwalten. Dies wird durch häufig auftretende Topologieänderungen weiter
verkompliziert. Aufgrund dieser Einschränkungen ist eine QoS-Weiterleitung
anspruchsvoller als eine Best-Effort-Weiterleitung.
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Einige
Beispiele von QoS-Weiterleitungsansätzen werden von Chenxi Zhu
in der Veröffentlichung
mit dem Titel "Medium
Access Control and Quality-of-Service Routing for Mobile Ad Hoc
Networks," 2001,
dargelegt, und von M. Mirhakkak et al. in der Veröffentlichung
mit dem Titel "Dynamic
Quality-of-Service for Mobile Ad Hoc Networks," MITRE Corp., 2000, Zhu diskutiert das
Aufstellen von QoS-Routen mit Bandbreitegarantie in kleinen Netzwerken,
deren Topologien sich bei einer niedrigen bis mittleren Rate ändern. Mirhakkak
et al. beschäftigen
sich mit Ressourcenreservierungsanfragen, welche einen Bereich von
QoS-Werten spezifizieren, während
das Netzwerk sich dazu bereit erklärt, eine Dienstleistung in
diesem Bereich bereitzustellen.
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An
jedem Knoten wird eine Zugangssteuerung für Sendeverkehr von anderen
Knoten durchgeführt. Typischerweise
gewährleisten
herkömmliche
Zugangssteuerungsprotokolle eine vollständige Auskunft bezüglich Routen
und Konnektivität.
Mit anderen Worten teilt jeder Knoten alle Routen- und Konnektivitätsdaten
mit anderen Knoten, so dass die Best-Effort-Leitungen übergreifend
ausgewählt
werden.
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Das
Dokument XP010589645 von JIANGCHUAN LIU et al., betitelt "A novel framework
for QoS-aware resource discovery in mobile ad hoc networks", offenbart einen
Rahmen für
eine QoS-bewusste Ressource. Gemäß XP010589645
können
Knoten in ei nem Netzwerk die folgenden Rollen annehmen: ein Client,
der eine Anfrage zur Ressourcenermittlung stellt, ein Ressourcenprovider
(RP) und ein Auffindungsagent ("discovery agent"; DA). DAs erhalten
Datenverzeichnisinformationen der Ressourcen gemeinschaftlich aufrecht
und partitionieren das gesamte Netzwerk dynamisch in dynamische
Domänen.
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Das
Dokument XP010369531 von CANSEVER D H et al., betitelt "Quality of service
support in mobile ad-hoc IP networks", offenbart einen Ansatz zum Unterstützen von
Servicequalität
(QoS). in Ad-hoc-Mobilfunknetwerken. XP010369531 offenbart verschiedene
QoS-Metriken, die verwendet werden können, das MAC-Protokoll, welches
QoS unterstützt,
und das QoS-Weiterleiten und Verfahren, um Ressourcen zu reservieren
und freizugeben. XP010369531 offenbart, dass alle Knoten ihre Bandbreiteanfragen
ausstrahlen. Die Bandbreiteanfragen werden anfänglich und im dem Fall ausgestrahlt,
dass Anfrageänderungen
und/oder Servicequalität
nicht mehr aufrechterhalten werden können.
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Das
Dokument XP002403389 von RAMANATHAN, STEENTRUP, betitelt "Hierarchically-organised, multihop
mobile wireless networks for quality-of-service support", offenbart ein hierarchisch
organisiertes drahtloses Netzwerk, welches QoS unterstützt. Gemäß XP002403389
werden Netzwerkknoten entweder als Schalter oder Endpunkte klassifiziert.
Endpunkte gliedern sich an Schalter an, um das Netzwerk zu verbinden. Ein
Satz von mit dem Schalter verbundener Endpunkte weist eine Zelle
auf, Schalter sind in Clustern gruppiert, Cluster können auch
in Superclustern gruppiert sein, was eine hierarchische Struktur
bildet.
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Das
Dokument XP004408321 von LEE S-B et al., betitelt "INSIGNIA: An IP-Based
Quality of Service Framework for Mobile ad Hoc Networks", offenbart einen
IP-basierten QoS-Rahmen, der adaptive Dienste in Ad-hoc-Mobilfunknetzwerken
unterstützt.
Das System beruht auf einem Inband-Signalisierungs- und Soft-State-Ressourcenmanagement-Ansatz.
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Das
Dokument XP000970658 von XIAO H et al., betitelt "A FLEXIBLE QUALITY
OF SERVICE MODEL FOR MOBILE AD-HOC NETWORKS", offenbart ein flexibles QoS-Modell
zur Verwendung in Ad-hoc-Mobilfunknetzwerken, gekennzeichnet durch
dynamische Rollen von Knoten, hybrider Bereitstellung und Unterscheidung
zwischen Verkehrsarten.
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Das
Dokument
WO0223833 offenbart
ein Protokoll zum Auffinden eines neuen Nach barknoten und zum Erkennen
des Verlusts eines existierenden Nachbarknotens in einem Netzwerk.
Ein Knoten empfängt eine
Nachbarauffindungsnachricht von einem Nachbarknoten. Der Knoten,
der die Nachbarauffindungsnachricht empfängt, überträgt periodisch eine vorbestimmte
Anzahl von Nachbarauffindungsnachrichten als Antwort auf die empfangene
Nachbarauffindungsnachricht. Jede Nachbarauffindungsnachricht umfasst
eine Identität
des Nachbarknotens. Nach dem Übertragen
der vorbestimmten Anzahl von Nachbarauffindungsnachrichten überträgt der Knoten
Nachbarauffindungsnachrichten, welche die Identität des Nachbarknotens
weglassen, bis eine weitere Nachbarauffindungsnachricht vom Nachbarknoten
empfangen wird, die eine Änderungen in
einem dem Nachbarknoten zugeordneten Kommunikationsstatus angibt.
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Das
Dokument
WO0213468 offenbart
ein Echtzeit-Multicast- bzw. Mehrpunkt-Zeitsteuerungs-Verfahren und -Vorrichtung,
um Mehrpunktverbindungen von Echtzeitdaten mit variabler Bitrate
in drahtlosen Ad-hoc-Netzwerken zu erleichtern. Ein Verkehr mit
variabler Bitrate kann einen Verzögerungsjitter nicht tolerieren,
jedoch kann ein kleines Maß an
Paketverlusten tolerierbar sein. Um die Bereitstellung eines gewünschten
Niveaus von Dienstgüte
zu gewährleisten,
wird Bandbreite auf der Multicast- bzw. Mehrpunktstruktur reserviert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Angesichts
des obigen Hintergrunds ist es daher ein Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, eine Verkehrsnachverfolgung für Mehrsprung-Routen in einem
Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
bereitzustellen.
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Diese
und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung
werden mittels eines Verfahrens zum Nachverfolgen von Verkehr in
einem Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
bereitgestellt. Das Netzwerk umfasst eine Vielzahl von drahtlosen
Mobilfunkknoten bzw. drahtlosen mobilen Knoten und eine Vielzahl
von drahtlosen Kommunikationsverbindungen, welche die Vielzahl von
Knoten miteinander verbinden. Das Verfahren umfasst, dass jeder
Knoten den Verkehr überwacht,
der zwischen Knoten im Netzwerk kommuniziert wird, wobei jeder Knoten
eine Verkehrsinformation beruhend darauf erzeugt, wie viel Verkehr
zwischen verschiedenen Knoten im Netzwerk kommuniziert wird, und
jeder Knoten die Verkehrsinformation in einer Verkehrsdatenbank
oder -tabelle speichert.
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In
dem Verfahren kann die Verkehrsinformation auf einer Bandbreite
beruhen und mag eine Fehlerrate, eine End-zu-End-Verzögerung,
eine End-zu-End-Verzögerungsschwankung,
eine Sprungzahl, eine erwartete Pfadlebensdauer und/oder eine Priorität umfassen.
Die Verkehrsdatenbank mag eine Verkehrsmatrix mit einem Sprung aufweisen.
Eine Überwachung
mag ein Ausstrahlen einer Verkehrsaktivitätsabfrage und ein Verarbeiten
von Antworten auf die Verkehrsaktivitätsabfrage umfassen oder den
Verkehr zwischen Knoten im Netzwerk passiv überwachen. Jeder Knoten kann
Verkehrsrouten beruhend auf der gespeicherten Verkehrsinformation
auffinden und auswählen.
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Ferner
mag jeder Knoten Verkehrszielinformation darauf beruhend erzeugen,
mit wie vielen Zielen jeder der verschiedenen Knoten in dem Netzwerk
kommuniziert, und die Verkehrszielinformation in einer Zielmengendatenbank
oder -tabelle speichern. Somit kann auch jeder Knoten Verkehrsrouten
beruhend auf der gespeicherten Verkehrszielinformation auffinden
und auswählen.
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Ein
Systemgesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
mit einer Vielzahl von mobilen Knoten und einer Vielzahl von drahtlosen
Kommunikationsverbindungen, welche die Vielzahl von mobilen Knoten
miteinander verbinden. Jeder Mobilfunkknoten weist eine Kommunikationsvorrichtung
zum drahtlosen und unidirektionalen oder bidirektionalen Kommunizieren
mit anderen Knoten aus der Vielzahl von Knoten über die drahtlosen Kommunikationsverbindungen
auf, und einen Controller zum Weiterleiten von Kommunikationen über die
Kommunikationsvorrichtung. Der Controller umfasst eine Verkehrsüberwachungseinheit,
um Verkehr, der zwischen Knoten im Netzwerk kommuniziert wird, zu überwachen,
einen Verkehrsinformationsgenerator, um Verkehrsinformation beruhend
darauf zu erzeugen, wie viel Verkehr zwischen verschiedenen Knoten
im Netzwerk kommuniziert wird, und einen Verkehrsinformationspufferspeicher, um
die Verkehrsinformation in einer Verkehrsdatenbank zu speichern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1 bis 4 sind
schematische Diagramme eines Ad-hoc-Mobilfunknetzwerks, umfassend
ein QoS-Weiterleiten gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte für ein QoS-Weiterleiten
in einem erfindungsgemäßen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
zeigt.
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6 ist
ein schematisches Diagramm, welches einen Router eines Knotens gemäß dem Netzwerk der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
ein schematisches Diagramm, welches die Details des Controllers
des Routers aus 6 zeigt.
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Die 8 bis 10 sind
schematische Diagramme eines Ad-hoc-Mobilfunknetzwerks, umfassend eine
Zugangssteuerung bzw. -kontrolle gemäß der vorliegenden Erfindung.
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11 ist
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte für eine Zugangssteuerung
in einem erfindungsgemäßen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
zeigt.
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12 ist
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte zum Überwachen
einer Verkehrszugangssteuerung in einem erfindungsgemäßen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
zeigt.
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13 ist
ein schematisches Diagramm eines Ad-hoc-Mobilfunknetzwerks, umfassend
ein Verkehrsnachverfolgen gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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14 ist
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte zum Nachverfolgen
von Verkehr in einem erfindungsgemäßen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
zeigt.
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Die 15 bis 17 sind
schematische Diagramme eines Ad-hoc-Mobilfunknetzwerks, umfassend eine
dynamische Kanalzuweisung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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18 ist
ein Flussdiagramm, welches die Verfahrensschritte für eine dynamische
Kanalzuweisung in einem erfindungsgemäßen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk
zeigt.
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Genaue Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nachstehend unter Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen
Formen ausgeführt
sein und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen
beschränkt
ausgelegt werden. Stattdessen werden diese Ausführungsformen bereitgestellt,
damit diese Offenbarung gründlich
und vollständig
ist und sich der Umfang der Erfindung dem Fachmann vollständig erschließt. Gleiche
Nummern beziehen sich durchweg auf gleiche Elemente, und es wird
eine Prime-Notation ver wendet, um ähnliche Elemente in alternativen
Ausführungsformen
zu bezeichnen.
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Wie
dem Fachmann ersichtlich, können
Teile der vorliegenden Erfindung als ein Verfahren, Datenverarbeitungssystem
oder Computerprogrammprodukt verkörpert sein. Dementsprechend
können
diese Teile der vorliegenden Erfindung die Form einer vollständig hardwaremäßigen Ausführungsform,
einer vollständig
softwaremäßigen Ausführungsform
oder einer Ausführungsform,
die Software- und Hardwaregesichtspunkte kombiniert, annehmen. Ferner
können
Teile der vorliegenden Erfindung ein Computerprogrammprodukt auf
einem computerspeicherbaren Speicher mit einem computerlesbaren
Programmcode auf dem Medium sein. Jegliches computerlesbare Medium
kann verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf,
statische und dynamische Speichervorrichtungen, Festplatten, optische
Speichervorrichtungen und Magnetspeichervorrichtungen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nachstehend unter Bezug auf die Flussdiagrammdarstellungen
von Verfahren, Systemen und Computerprogrammprodukten gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es ist zu beachten, dass
Blöcke
der Darstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Darstellungen mittels
Computerprogrammbefehlen implementiert werden können. Diese Computerprogrammbefehle
können
einem Prozessor eines Computers für allgemeine Zwecke, eines
Computers für
spezielle Zwecke oder einer Vorrichtung zur Verarbeitung programmierbarer
Daten bereitgestellt werden, um eine Maschine so zu erzeugen, dass
die Befehle, welche über
den Prozessor des Computers oder einer anderen Vorrichtung zur Verarbeitung
programmierbarer Daten ausgeführt
werden, die Funktionen implementieren, die in dem Block oder den
Blöcken
spezifiziert sind.
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Diese
Computerprogrammbefehle können
auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert werden, der
einen Computer oder andere Vorrichtungen zur Verarbeitung programmierbarer
Daten anweisen kann, auf eine bestimmte Weise zu funktionieren,
so dass die in dem computerlesbaren Speicher gespeicherten Befehle
zu einem Herstellungsgegenstand führen, der Befehle umfasst,
welche die in dem Flussdiagrammblock oder -blöcken spezifizierten Funktionen
implementieren. Die Computerprogrammbefehle können auch auf einen Computer
oder eine Vorrichtung zur Verarbeitung programmierbarer Daten geladen
werden, um eine Reihe von Betriebsschritten dazu zu veranlassen,
auf dem Computer oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung
ausgeführt
zu werden, um einen computerimplementierten Ablauf zu erzeugen,
so dass die Befehle, die auf dem Computer oder einer anderen Vorrichtung
zur Verarbeitung programmierbarer Daten ausgeführt werden, die Funktio nen
implementieren, die in dem Block oder den Blöcken spezifiziert sind.
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Zunächst bezüglich der 1 bis 5 wird
nun ein Verfahren zum Bestimmen einer Route von einem Quellknoten
zu einem Zielknoten in einem Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 20 bestimmt.
Das Netzwerk 20 umfasst eine Vielzahl von Mobilfunkknoten
bzw. mobilen Knoten 30 einschließlich des Quellknotens 1 und
des Zielknotens 4 mit Zwischenknoten 2, 3 und 5 dazwischen. Die
Knoten 30, wie beispielsweise Laptopcomputer, Persönliche digitale
Assistenten (PDAs) oder Mobiltelefone werden mittels drahtloser
Kommunikationsverbindungen 32 verbunden, wie dem Fachmann
ersichtlich. Das Verfahren beginnt (Block 100) und umfasst
ein Übertragen
einer Routenanfrage ("route
request"; RREQQ)
mit Servicequalität
("quality of service"; QoS) vom Zielknoten
1, um eine Weiterleitung zum Zielknoten 4 aufzufinden, und zwar
beruhend auf einem QoS-Parameter, wie bei Block 102 in 5 angegeben.
Der QoS-Parameter
beruht vorzugsweise auf der verfügbaren Bandbreite,
der Fehlerrate, der End-zu-End-Verzögerung, der End-zu-End-Verzögerungsschwankung,
der Sprungzahl, der erwarteten Pfadlebensdauer und/oder der Priorität, wie nachstehend
ausführlicher
beschrieben. Die Routenanfrage RREQQ umfasst eine QoS-Flusskennung
und eine aktualisierbare QoS-Verbindungsmetrik.
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Ferner
umfasst das Verfahren bei Block 104 jeden Zwischenknoten
2, 3 und 5, und bestimmt, ob der Knoten den angeforderten QoS-Parameter
der QoS-Routenanfrage RREQQ unterstützen kann. Falls der Knoten
den QoS-Parameter einer bestimmten Anfrage RREQQ nicht unterstützen kann,
wird die Anfrage folgend zurückgewiesen
oder einfach nicht mittels des Knotens weitergeleitet (Block 106).
Falls der Knoten, beispielsweise Knoten 3, den QoS-Parameter einer
bestimmten Anfrage RREQQ unterstützen
kann, aktualisiert der Knoten folgend die QoS-Verbindungsmetrik,
leitet die QoS-Routenanfrage zu anderen Zwischenknoten 2 und 5 weiter
und reserviert temporär
Knotenressourcen für
die QoS-Routenanfrage (Block 108). Die Zwischenknoten 2
und 5 müssen
auch bestimmen, ob sie die angeforderten QoS-Parameter der QoS-Routenanfrage
RREQQ, die von Knoten 3 weitergeleitet wurde, unterstützen können. Falls
ja, wird die Routenanfrage RREQQ mit der aktualisierten QoS-Verbindungsmetrik
dann zum Zielknoten 4 weitergeleitet.
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Der
Zielknoten 4 erzeugt auf ein Empfangen der QoS-Routenanfrage RREQQ
hin eine Antwort RREPQ zum Quellknoten 1, umfassend die Flusskennung
und die aktualisierte QoS-Verbindungsmetrik für jede aufgefundene Route (Block 110).
Mit anderen Worten kann der Zielknoten 4 die weitergeleitete Routenanfrage
RREQQ von jeglicher von verschiedenen möglichen Routen, beispielsweise
1-2-4 oder 1-3-5-4, emp fangen haben. Eine Antwort RREPQ wird in
jedem Fall erzeugt. Bei Block 112 erzeugt der Quellknoten
1 QoS-Routenmetriken beruhend auf aktualisierten QoS-Verbindungsmetriken
als Antworten RREPQ vom Zielknoten 4 für aufgefundene Routen. Außerdem wählt der
Quellknoten 1 bei Block 114 dann eine Route zum Zielknoten
4 aus, und zwar beruhend auf den QoS-Routenmetriken, und bei Block 116 überträgt der Quellknoten
Routenbestätigungen
CONFQ zu Zwischenknoten auf der ausgewählten Route. Dies dient dazu,
die Verwendung der Ressourcen, die bei Block 108 temporär reserviert
wurden, auf der ausgewählten
Route zu bestätigen.
Anderen temporär
reservierten Ressourcen an aufgefundenen, aber nicht-ausgewählten Routen kann
es ermöglicht
werden, ausgesetzt zu werden, indem keine CONFQ auf diesen Routen übertragen
wird.
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Außerdem kann
der Quellknoten 1 zumindest eine Standby-Route auswählen, und
zwar entweder mit oder ohne ein Senden von Bestätigungen CONFQ zu den Zwischenknoten
auf der Standby-Route (Block 122). Solch eine Standby-Route
kann zur zusätzlichen
Zuverlässigkeit
für doppelte Übertragungen
oder als eine Reserve- bzw. Backup-Route im Fall von Routen- und/oder
QoS-Versagen verwendet werden. Bei Block 118 können die
Zwischenknoten 2, 3 und 5 und/oder der Zielknoten 4 jederzeit erkennen,
ob der Knoten den angeforderten QoS-Parameter der QoS-Routenanfrage
RREQQ weiterhin unterstützen
kann. Falls der Knoten die angefragte RREQQ während der Ausbreitung des Verkehrs
weiterhin unterstützen
kann, kann es reservierten Ressourcen und zugeordneten Routen erlaubt
sein, ausgesetzt zu werden bzw. ein Time-Out durchzuführen, Block 126,
falls sie als inaktiv bestimmt werden, und freigegeben zu werden,
Block 128, falls sie nicht für eine Zeitspanne verwendet
werden, und zwar entweder mittels Datenverkehrs oder mittels Sendens
von periodischen CONFQ-Nachrichten.
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Falls
der Knoten die Anfrage RREQQ nicht weiterhin unterstützen kann,
erzeugt der Knoten dann eine QoS-Fehlerbenachrichtigung RERRQ zum
Quellknoten 1 (Block 120). Hier mag der Quellknoten 1 die
ausgewählte
Route auf ein Empfangen der QoS-Fehlerbenachrichtigung hin aufrechterhalten,
während
nochmals eine zweite Servicequalitäts-(QoS-)routenanfrage RREQQ übertragen
wird, um einen neuen Weiterleitungs- bzw. Routingpfad zum Zielknoten
4 beruhend auf dem QoS-Parameter aufzufinden (Block 102).
Der Quellknoten 1 kann auf ein Empfangen der QoS-Fehlerbenachrichtigung RERRQ auch auf
die Standby-Route umschalten (Block 124).
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Das
beschriebene Verfahren kann auf jegliche Art von reaktivem Weiterleitungsprotokoll
oder Weiterleitungsprotokoll auf Anfrage, wie beispielsweise Dynamic
Source Routing (DSR) oder Ad-Hoc On-Demand Distance Vector (AODV)
Routing, oder jegliches proaktive/reaktive Hybridprotokoll, wie
beispielsweise Zone Routing Protocol (ZRP), angewandt werden, wie
dem Fachmann ersichtlich ist.
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Ein
spezifischeres Beispiel betreffend eine Minimum-Bandbreitenzuteilung
und eine Maximal-Verzögerungsbeschränkung als
Kategorien der QoS wird nun beschrieben. Für eine feste Bandbreitenzuteilung
wird angenommen, dass ein Knoten 30 in der Lage ist, ein
bestimmtes Maß an
Kapazität
oder Bandbreite zu reservieren. Wieder wird der Quellknoten 1 eines
Verkehrsflusses die QoS-Routenanfrage RREQQ für jeden angeforderten Fluss
senden (das letzte Q in der Notation gibt eine QoS-Anfrage an).
Die RREQQ-Nachricht führt die
Funktion eines Auffindens einer Route durch, welche die angeforderte
QoS unterstützen
kann. Knoten, welche die RREQQ zum Zielknoten 4 weiterleiten, werden
es bemerken, wenn sie die angeforderte QoS erfüllen können, bevor sie die RREQQ weitergeben,
und sie werden temporär
Ressourcen reservieren, falls nötig.
Ein Routenantwort-, RREPQ-, Paket wird vom Ziel zurückgesendet
mit einer Angabe, dass die angeforderte QoS über diesen Pfad hinweg erfüllt werden
kann. Der Quellknoten 1 mag dann mehrere potenzielle Pfade zum Ziel 4
sammeln, bevor über
die beste Wahl zum Bereitstellen der gewünschten QoS entschieden wird.
Sobald dieser Pfad bestimmt ist, wird eine Bestätigungs-, CONFQ-, Nachricht
zum Ziel 4 entlang des angegebenen Pfades gesendet. Entlang des
Wegs auf diesem Pfad wird bestätigt,
dass jegliche temporäre
Ressourcenreservierungen permanente Reservierungen sind. QoS-Reservierungen
werden ausgesetzt, falls sie für
eine spezifizierte Zeitspanne nicht verwendet werden. Falls eine
Verbindung entlang der Route versagt oder falls die QoS-Anforderung
nicht erfüllt
werden kann, wird ein Routenfehler-(RERRQ-)Paket erzeugt und zum
Quellknoten zurückgesendet.
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Genauer
gesagt sendet der Quellknoten 1, wenn eine neue QoS-Route zu einem
gegebenen Zielknoten 4 gebraucht wird, ein RREQQ-Paket zum Zielknoten
aus. Dies ist eine besondere Art von Paket ähnlich dem herkömmlichen
RREQ-Paket, das in einem Protokoll wie beispielsweise DSR oder AODV
verwendet wird. Die herkömmliche
RREQ-Ausstrahlung wird für
einen "Best-Effort"-Dienst verwendet.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung mag trotzdem den herkömmlichen
Abläufen
folgen, die mittels des Protokolls für einen Best-Effort-Dienst
erstellt werden.
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Falls
eine spezifizierte minimale Kapazität oder Bandbreite für einen
Verkehrsfluss benötigt
wird, wird das spezielle RREQQ-Paket verwendet, um einen Fluss bei
einer spezifizierten Kapazität
zum Ziel 4 zu reservieren. In diesem Fall wird mittels des Knotens
1 dem RREQQ eine Flusskennung zugewiesen, welche in Kombination
mit der Quellknotenadresse den Fluss zu jeglichem Knoten im Netwerk 20,
der den Fluss weiterleitet, eindeutig identifiziert. Das RREQQ-Paket
gibt auch die Kapazität
an, die zu reservieren ist.
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An
jedem Knoten 2, 3 und 5 im Pfad zum Ziel 4 wird die minimale Kapazität- oder
Bandbreitenanforderung mit der verfügbaren Kapazität abgeglichen,
um zu bestimmen, ob eine Reservierung für den Fluss vorgenommen werden
kann. Falls der Knoten den benötigten
Verkehrsfluss aufnehmen kann, wird die Kapazität dann temporär für diese
Flusskennung reserviert. Diese temporäre Reservierung wird freigegeben,
falls eine CONFQ-Nachricht nicht innerhalb einer kurzen Zeitspanne
empfangen wird. Falls die RREQQ sicherstellen soll, dass ein Pfad
gefunden wird, der eine spezifizierte maximale Verzögerung nicht überschreitet,
muss jeder Knoten entlang des Pfads dann in der Lage sein, seinen
Beitrag zur Gesamtpfadverzögerung
abzuschätzen und
zu überprüfen, um
festzustellen, ob die bisherige Gesamtverzögerung entlang des Pfads zuzüglich seines Beitrags
die spezifizierte Maximal-Verzögerungsbegrenzung überschreitet.
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Im
Gegensatz zur herkömmlichen
Anwendung von DSR und AODV für
einen "Best-Effort"-Verkehr muss es
dem RREQQ ermöglicht
werden, sich über
den ganzen Weg zum Zielknoten 4 auszubreiten, um zu bestimmen, ob
ein gültiger
Pfad existiert, der die QoS-Anforderung erfüllt. Falls ein solcher Pfad
gefunden wird, erzeugt der Zielknoten 4 dann eine RREPQ-Nachricht,
die zum Zielknoten 1 zurückzusenden
ist. Diese Nachricht zeigt dem Zielknoten an, dass ein gültiger Pfad
zum Zielknoten 4 gefunden worden ist, der die angeforderte QoS erfüllt, und
eine Route erstellt worden ist (im Fall von DSR wird eine Quellroute
zurückgesendet). Die
abgeschätzte
Pfadverzögerung
ist in der RREPQ für
eine Anfrage enthalten, die eine Verzögerungsgarantie sucht sowie
für einen
Pfad, der Kapazität
garantiert.
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Der
Quellknoten 1 mag mehrere RREPQs für Pfade zum Zielknoten 4 empfangen,
welche die erforderliche QoS erfüllen
können.
Er wird sie nach Rang sortieren und eine CONFQ-Nachricht aussenden,
welche seine Auswahl eines Pfads auf dem Pfad mit der höchsten Rangordnung
angibt. Die anderen Pfade können als
Backup-Pfade erhalten werden, aber falls die CONFQ nicht an diese
Pfade gesendet wird, gibt es keine Garantie, dass die benötigten Ressourcen
verfügbar
sein werden, falls sie als ein Backup-Wechselpfad benötigt werden.
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Falls
die angeforderte QoS an jeglichem Zwischenknoten 2, 3 und 5 oder
Zielknoten 4 verletzt wird und nicht erfüllt werden kann, wird das RREQQ
mit dem Wissen fallen gelassen, dass der Pfad durch diesen Knoten
die angeforderte QoS nicht erfüllen
kann. Jedoch können
andere Pfade mittels des Auffindungsablaufs aufgefunden werden.
Falls zu jeglicher Zeit eine Verbindung entlang der Route versagt
oder falls die QoS-Anforderung nicht erfüllt werden kann, wird ein Routenfehler-,
RERRQ-, Paket erzeugt und zum Quellknoten 1 zurückgesandt, und zwar für jeden
Verkehrsfluss, der durch das Versagen betroffen ist. In diesem Fall
muss entweder ein Backup-Pfad verwendet werden, oder der Routenauffindungsablauf
wird erneut initiiert.
-
Die
beschriebenen Abläufe
können
leicht auf das DSR-Protokoll angewandt werden. Die herkömmlichen
DSR-Nachrichtenarten RREQ, RREP, RRER sind als optionale Paketarten
definiert und können
wie für den
herkömmlichen
Betrieb des Protokolls definiert verwendet werden, um einen "Best-Effort"-Verkehr in einem
rückwärts kompatiblen
Modus zu unterstützen.
Neue optionale Paketarten sind so definiert, dass sie eine QoS unterstützen, einschließlich RREQQ-,
RREPQ-, RRERQ- und CONFQ-Paketarten, die zum Managen von QoS-Pfaden
zu verwenden sind. Eine Definition der erforderlichen Headerfelder
für diese
Arten beruht direkt auf den oben definierten Funktionen. Eine spezielle
Art von QoS-Quellen-weitergeleiteten Paketen für QoS-Missionsdaten wäre auch beinhaltet. Dieses
Paket würde
die Flusskennung umfassen, um zu identifizieren, zu welchem Fluss
das Paket gehörte
und um ein Ablesen des Flussverkehrs zu ermöglichen.
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Die
folgenden Abläufe
würden
verwendet werden, falls ein Versagen bewirkt, dass ein Knoten ein RERRQ-Paket
ausgibt. Falls ein RERRQ-Paket am Quellknoten empfangen wird, wird
die aktuelle Route dann fallen gelassen, und es wird eine Backup-Route ausprobiert.
Das erste Paket, das auf der Backup-Route gesendet wird, wird eine
weitere Art eines speziellen QoS-Quellen-weitergeleiteten Pakets,
dem RREQT, sein, das die Flusskennung und die QoS-Parameter umfasst.
Dieses Paket könnte
auch Missionsdaten umfassen. Jeder Knoten entlang des Pfads wird überprüfen müssen, ob
sie immer noch eine temporäre
Reservierung für den
Fluss aufrechterhalten. Falls nicht, überprüfen sie wiederum, ob sie den
Fluss unterstützen
können,
und nehmen eine temporäre
Reservierung vor. Falls das Paket das Ziel mit dem an jedem Zwischenknoten
unterstützten
Fluss erreicht, wird der Zielknoten dann ein RREPQ-Paket zurücksenden,
das die Quelle benachrichtigt, dass der Pfad gültig ist.
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Falls
irgendein Knoten den Fluss nicht unterstützen kann, wird das Paket dann
fallen gelassen, und der Knoten sendet ein RERRQ-Paket zum Quellknoten
zurück,
der ihn benachrichtigt, dass der Pfad die angeforderten QoS-Parameter
nicht unterstützen kann.
Falls der Knoten ein RREPQ-Paket empfängt, sendet er dann eine CONFQ-Nachricht entlang
des ausgewählten
Pfads, welche die Auswahl eines Pfads bestätigt, zusätzlich dazu, dass er weiterhin
die Missionsdaten für
diesen Verkehrsfluss sendet.
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Falls
der Quellknoten ein RERRQ-Paket empfängt, versucht er dann denselben
Ablauf auf dem nächsten
verfügbaren
Backup-Pfad. Falls der Quellknoten keine Backup-Quellrouten zum Ziel mehr besitzt, beginnt der
Quellknoten einen weiteren Routenauffindungsablauf für einen
neuen QoS-Pfad zum Zielknoten. Der Missionsdatenfluss wird unterbrochen,
bis eine neue Route gefunden wird. Für jegliches spezifische Protokoll
können
die Datenstrukturen definiert werden, die benötigt werden, um die jedem Verkehrsfluss
zugewiesenen Ressourcen zu managen, und es kann auch definiert werden,
wie die Flüsse
zu identifizieren sind und wie die jedem Fluss zugewiesenen Routen
nachzuschlagen sind.
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Nun
wird zusätzlich
bezüglich
der 6 und 7 ein Systemgesichtspunkt der
Erfindung beschrieben. Ein Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 20 umfasst
eine Vielzahl von Mobilfunkknoten 30 und eine Vielzahl
von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32, welche die
Vielzahl von Mobilfunkknoten miteinander verbinden. Jeder Mobilfunkknoten
weist einen Router 40 (6) auf,
der eine Kommunikationsvorrichtung 42 zum drahtlosen und
unidirektionalen oder bidirektionalen Kommunizieren mit anderen
Knoten über
die drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32 aufweist,
und einen Controller 44 zum Weiterleiten von Kommunikationen über die
Kommunikationsvorrichtung 42. Es kann auch ein Speicher 46 als
Teil des Controllers 44 oder in Verbindung mit dem Controller
umfasst sein.
-
Wie
in 7 gezeigt, umfasst der Controller 44 eine
Routenauffindungseinheit 50, um Servicequalitäts-(QoS-)Routenanfragen
zu anderen Knoten zu übertragen,
um eine Weiterleitung zu einem Zielknoten aufzufinden, und zwar
beruhend auf zumindest einem QoS-Parameter. Die Routenanfrage umfasst
wieder eine Flusskennung und eine QoS-Verbindungsmetrik. Außerdem bestimmt
eine Routenanfragenverarbeitungseinheit 52, ob der Knoten
einen angeforderte QoS-Parameter einer QoS-Routenanfrage unterstützen kann,
und aktualisiert die QoS-Verbindungsmetrik, und eine temporäre Ressourcenreservierungstabelle 54 enthält temporäre Knotenressourcenreservierungen
für QoS-Routenanfragen
mit unterstützbaren
QoS-Parametern. Ferner erzeugt eine Routenmetrikbildungseinheit 56 QoS-Routenmetriken
beruhend auf aktualisierten QoS-Verbindungsmetriken als Antwort
von Knoten mit Knotenressourcenreservierungen, und eine Routenauswahleinheit 58 wählt eine
Route zum Zielknoten aus, und zwar beruhend auf den QoS-Routenmetriken
und um Routen bestätigungen
zu Knoten auf einer ausgewählten
Route zu senden.
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Die
Routenauswahleinheit 58 mag eine Standby-Route auswählen, beispielsweise
als Backup oder für Doppelübertragungen,
und zwar mit ohne ein Senden von Bestätigungen CONFQ zu den Knoten
auf der Standby-Route. Die Routenanfragenverarbeitungseinheit 52 erkennt,
ob der Knoten weiterhin den angeforderten QoS-Parameter der QoS-Routenanfrage
unterstützen
kann, und falls nicht, erzeugt sie eine QoS-Fehlerbenachrichtigung RERRQ. Die Routenauswahleinheit 58 erhält vorzugsweise
die ausgewählte
Route aufrecht, und zwar auf ein Empfangen einer QoS-Fehlerbenachrichtigung
von einem weiteren Knoten hin, während
die Routenauffindungseinheit 50 eine weitere Servicequalitäts-(QoS-)routenanfrage
RREQQ überträgt, um eine neue
Weiterleitung zum Zielknoten beruhend auf dem QoS-Parameter aufzufinden.
Die Routenauswahleinheit 58 mag auf ein Empfangen der QoS-Fehlerbenachrichtigung
RERRQ von einem weiteren Knoten hin zur Standby-Route umschalten.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt eine Verkehrszugangssteuerung
für Mehrsprungrouten
im mobilen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 22 bereit, während die
benötigte
Servicequalität
aufrechterhalten wird, und selbige wird unter Bezug auf die 8 bis 11 beschrieben.
Solch ein Zugangsteuerungsverfahren wird es adaptiv einem Knoten
ermöglichen,
dass er einige Ressourcen für
seinen eigenen Verkehr behält,
während
er am Weiterleiten von Verkehr von anderen fair teilnimmt. Wieder
besteht das Ad-hoc-Netzwerk aus einer Vielzahl von drahtlosen mobilen
Knoten 30 und einer Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32,
welche die Vielzahl von Knoten miteinander verbinden.
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Das
Verfahren zum Steuern von Verkehrszugriffen im mobilen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 22 beginnt (Block 200)
und umfasst einen Quellknoten, der Servicequalität-(QoS-)Routenanfragen RREQQ überträgt, um Verkehrsrouten
aufzufinden, und zwar beruhend auf einem QoS-Parameter (Block 202).
Bei Block 208 berechnet jeder Knoten 30 im Netzwerk 22 einen
Knoten-QoS-Tag- bzw. Markierungswert, um Verkehrszugangssteuerungsentscheidungen
zu treffen. Der Knoten-QoS-Markierungswert ist eine Funktion zumindest
einer knotenspezifischen QoS-Metrik. Der QoS-Parameter mag beispielsweise
auf einer Bandbreite, einer Fehlerrate, einer End-zu-End-Verzögerung,
einer End-zu-End-Verzögerungsschwankung,
einer Sprungzahl, einer erwarteten Pfadlebensdauer und/oder einer
Priorität
beruhen, während
die knotenspezifische QoS-Metrik beispielsweise eine verfügbare Leistung,
eine verfügbare
Bandbreite durch den Knoten, eine bisherig Fehlerrate, eine bisherige
Verzögerung,
eine verfügbare
Bandbreite durch andere Knoten innerhalb eines Bereichs und/oder eine Knotenwarteschlangengröße umfassen
mag. Der QoS-Markierungswert mag eine gewichtete Summe jedes Ausdrucks
oder ein Vektor mit jedem Ausdruck als einem Element sein.
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Jeder
Knoten 30 bestimmt einen Zugriff beruhend auf dem berechneten
QoS-Markierungswert und dem QoS-Parameter von QoS-Routenanfragen
RREQQ und mag dem Quellknoten hinsichtlich darauf antworten, ob
der Verkehr als Antwort auf die QoS-Routenanfragen zugelassen werden
wird (Block 214). Ferner mag jeder Knoten 30 eine
dem Knoten zugeordnete Routen- und Konnektivitäts- bzw. Verbindungsfähigkeitsinformation
berechnen (Block 210) und die Routen- und Konnektivitätsinformation
und den QoS-Markierungswert zu anderen Knoten zur Verkehrsroutenauswahl übertragen
(Block 212).
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Ein
Berechnen des Knoten-QoS-Markierungs- bzw. Tag-Werts 208 kann
ein Abfragen anderer Knoten innerhalb eines Bereichs über Information
betreffend zumindest eine QoS-Metrik (Block 204) umfassen,
als auch ein Verarbeiten der QoS-Metrik-Information, die von den
anderen Knoten empfange wird, als auch der zumindest einen knotenspezifischen
QoS-Metrik, um den Knoten-QoS-Markierungswert zu berechnen. Ein Berechnen
des Knoten-QoS-Markierungswerts mag ferner ein Verifizieren umfassen,
dass jeder andere Knoten in dem Bereich mit einer QoS-Metrikinformation
geantwortet hat (Block 206).
-
Insbesondere
sind die meisten der QoS-Metrikausdrücke, wie beispielsweise eine
verfügbare
Leistung, eine verfügbare
Bandbreite durch den Knoten, eine bisherige Fehlerrate, eine bisherige
Verzögerung
und eine Knotenwarteschlangengröße dem Knoten
lokal bekannt. Jedoch ist beispielsweise eine durch andere Knoten
verfügbare
Bandbreite nicht lokal bekannt. Bezüglich 8 muss somit
Knoten 4, falls Knoten 1 eine Anfrage an Knoten 4 für 5 Mbps
eines 11 Mbps-Übertragungsmediums
ausgibt, überprüfen, ob
irgendwelche anderen Knoten in dem Bereich (hier die Knoten 1, 3
und 5) schon hinderliche Verpflichtungen übernommen haben. So strahlt
Knoten 4 eine CHECK-(Überprüfungs-)Nachricht
aus, und jegliche Knoten innerhalb des Bereichs, die Bandbreite
zugesagt haben, werden eine CHECK REPLY (Überprüfungsantwort) zurücksenden, die
das angibt. Knoten 4 stellt sicher, dass er eine CHECK REPLY von
allen Knoten gehört
hat, von denen er kürzlich
gehört
hat. Mit der empfangenen Information kann Knoten 4 nun eine Entscheidung
darüber
treffen, ob er den QoS-Parameter der Routenanfrage RREQQ unterstützen kann.
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Ein
Antworten auf QoS-Routenanfragen (Block 214) mag ein Anzeigen
aufweisen, welche Verkehrsweiterleitung der Knoten beruhend auf
dem Knoten-QoS-Markierungswert unterstützen kann, wenn der Knoten
den QoS-Parameter der Routenanfrage nicht unterstützen kann.
Falls beispielsweise der Knoten 4 sich nicht für die Anfrage verpflichten
kann, kann er eine Antwort ausgeben, welche beschreibt, was er im Äußersten
unterstützen
kann. Dementsprechend kann die Quelle entscheiden, ob das Niveau
gut genug ist oder ob die Anfrage zurückgefahren und eine gelockerte
QoS-Anfrage RREQQ ausgegeben werden soll.
-
Wie
besprochen, stellen herkömmliche
Ansätze
eine vollständige
Auskunft bezüglich
Routen und Konnektivität
bereit. Mit anderen Worten teilt jeder Knoten 30 alles,
was er weiß,
mit anderen, so dass die "besten" Routen (für gewöhnlich die
mit den wenigsten Sprüngen) übergreifend
ausgewählt
werden. In dieser Erfindung sind die Routen- und die Konnektivitätsinformation
mit einem Wert markiert, der es anderen Knoten ermöglicht, sie
beruhend auf der benötigten
Servicequalität
zu verwenden. Zusätzlich
kann der Knoten, der die Information teilt, über das Niveau der QoS entscheiden,
der es erlaubt sein wird, diese Information zu nutzen. Diese Entscheidung
kann auf einem gemeinsamen Satz von Regeln oder pro Knoten beruhen,
da einige Knoten bevorzugt werden. Beispielsweise mag ein Knoten,
der feststellt, dass er viele Pakete weiterleitet, dessen Batterie leer
läuft und
der Schwierigkeiten hat, Bandbreite für seinen eigenen Verkehr zu
finden, seine Routen und Konnektivität bestimmten anderen Knoten
mit einer Markierung anzupreisen, die alle außer den wichtigsten Paketen
(mit der höchsten
Priorität)
abweist.
-
Ein
Systemgesichtspunkt dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft das Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 22 einschließlich der
Vielzahl von Mobilfunkknoten 30 und der Vielzahl von drahtlosen
Kommunikationsverbindungen 32, welche die Vielzahl von
Mobilfunkknoten miteinander verbinden. Wie zuvor unter Bezug auf
die 6 und 7 beschrieben, weist jeder Mobilfunkknoten
einen Router 40 auf, der die Kommunikationsvorrichtung 42 zum
drahtlosen und unidirektionalen oder bidirektionalen Kommunizieren
mit anderen Knoten über
die drahtlosen Kommunikationsverbindungen aufweist, und einen Controller 44 zum
Weiterleiten von Kommunikationen über die Kommunikationsvorrichtung.
Der Controller 44 umfasst eine Routenauffindungseinheit 50,
um Servicequalitäts-(QoS-)Routenanfragen
zu anderen Knoten zu übertragen,
um eine Weiterleitung zu einem Zielknoten aufzufinden, und zwar
beruhend auf zumindest einem QoS-Parameter. Hier berechnet eine
QoS-Markierungs-Berechnungseinheit 60 den
Knoten-QOS-Markierungswert, um Verkehrszugangssteuerungsentscheidungen
zu treffen. Ein Verkehrszugangscontroller 62 bestimmt,
ob ein Verkehr als Antwort auf QoS-Routenanfragen beruhend auf dem
berechneten QoS- Markierungswert
und dem QoS-Parameter von QoS-Routenanfragen zugelassen wird.
-
Der
Controller 44 mag außerdem
eine Konnektivitätsberechnungseinheit 64 umfassen,
um zum Knoten zugehörige
Routen- und Konnektivitätsinformation
zu berechnen, die zu anderen Knoten zur Verkehrsroutenauswahl übertragen
werden kann. Die QoS-Markierungs-Berechnungseinheit 60 kann
andere Knoten innerhalb eines Bereichs über Information betreffend
zumindest eine QoS-Metrik abfragen und die von den anderen Knoten
empfangene QoS-Metrik-Information und die zumindest eine knotenspezifische
QoS-Metrik verarbeiten, um den Knoten-QOS-Markierungswert zu berechnen.
Außerdem
mag die QoS-Markierungs-Berechnungseinheit 60 verifizieren,
dass jeder andere Knoten in dem Bereich mit QoS-Metrikinformation
geantwortet hat.
-
Ferner
antwortet die Routenanfragenverarbeitungseinheit 52 auf
QoS-Routenanfragen, um anzugeben, ob der Knoten den QoS-Parameter
der Routenanfrage unterstützen
und den Verkehr zulassen kann. Außerdem mag die Routenanfragenverarbeitungseinheit 52 angeben,
welche Verkehrsweiterleitung der Knoten beruhend auf dem Knoten-QOS-Markierungswert
unterstützen
kann, wenn der Knoten den QoS-Parameter der
Routenanfrage nicht unterstützen
kann.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt eine Verkehrsüberwachung für Mehrsprungrouten
in einem Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 22 bereit und wird unter
Bezug auf 12 beschrieben werden. Wie zuvor
beschrieben, umfasst das Netzwerk 22 die Vielzahl von drahtlosen
Mobilfunkknoten 30 und die Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32,
welche die Vielzahl von Knoten miteinander verbinden. Das Verfahren
beginnt bei Block 300 und umfasst Knoten, die Servicequalität-(QoS-)Routenanfragen RREQQ übertragen,
um Verkehrsweiterleitungen aufzufinden, und zwar beruhend auf einem
QoS-Parameter (Block 302), wie in den anderen Ausführungsformen
beschrieben. Hier umfassen die QoS-Routenanfragen RREQQ zumindest
die Verkehrsflusskennung. Bei Block 304 berechnet jeder
Knoten einen QoS-Markierungswert, um Verkehrszugangssteuerungsentscheidungen
zu treffen, und jeder Knoten bestimmt, ob ein Verkehr als Antwort
auf QoS-Routenanfragen zugelassen wird, und zwar beruhend auf dem
berechneten QoS-Markierungswert und dem QoS-Parameter von QoS-Routenanfragen
(Block 306). Außerdem
antwortet bei Block 308 jeder Knoten auf QoS-Routenanfragen,
um anzugeben, ob der Knoten den QoS-Parameter der Routenanfrage unterstützen und
den Verkehr zulassen kann. Jedoch überwacht in dieser Ausführungsform
jeder Knoten den zugelassenen Verkehr beruhend auf der Verkehrsflusskennung,
um sicherzustellen, dass der zugelassene Verkehr den QoS-Parameter
der QoS-Routenanfrage RREQQ nicht überschreitet (Block 310).
-
Wieder
mag der QoS-Parameter beispielsweise auf verfügbarer Bandbreite, Fehlerrate, End-zu-End-Verzögerung,
End-zu-End-Verzögerungsschwankung,
Sprungzahl, erwarteter Pfadlebensdauer und/oder Priorität beruhen,
während
die knotenspezifischen QoS-Tag- bzw. Markierungswerte beispielsweise eine
Funktion von verfügbarer
Leistung, verfügbarer
Bandbreite durch den Knoten, bisheriger Fehlerrate, bisheriger Verzögerung,
verfügbarer
Bandbreite durch andere Knoten innerhalb eines Bereichs und/oder
Knotenwarteschlangengröße sein
können.
Mit anderen Worten überwacht
der Knoten sich dann selbst, um sicherzustellen, dass der zugelassene
Verkehr die angeforderte Bandbreite nicht überschreitet, falls eine Anfrage
RREQQ beispielsweise eine Anforderung für ein bestimmtes Maß an Bandbreite
umfasst und der Knoten den mit der Anfrage verbundenen Verkehr zulässt.
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Das
Verfahren umfasst vorzugsweise, dass jeder Knoten eine Ausbreitung
von Verkehr, der den QoS-Parameter der QoS-Routenanfrage übersteigt,
verhindert (Block 312). Dieser Schritt kann ein Puffern
des Verkehrs umfassen, der den QoS-Parameter der QoS-Routenanfrage übersteigt,
sowie ein Ausbreiten des gepufferten Verkehrs am QoS-Parameter der
QoS-Routenanfrage. Alternativ kann jeder Knoten gepufferten Verkehr
ausbreiten, wenn benötigte
Ressourcen verfügbar
werden, oder den Verkehr einfach verwerten, der den QoS-Parameter
der QoS-Routenanfrage überschreitet.
Ferner kann, wie in den anderen Ausführungsformen beschrieben, ein
Antworten auf QoS-Routenanfragen ein Anzeigen aufweisen, welche
Verkehrsweiterleitung der Knoten beruhend auf dem Knoten-QoS-Markierungs-Wert
unterstützen
kann, wenn der Knoten den QoS-Parameter der Routenanfrage nicht
unterstützen
kann.
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Wieder
bezüglich 7 umfasst
der Controller 44 eine Verkehrsüberwachungseinheit 84,
um den zugelassenen Verkehr beruhend auf der Verkehrsflusstrennung
zu überwachen,
um sicherzustellen, dass der zugelassene Verkehr den QoS-Parameter
der QoS-Routenanfrage nicht überschreitet.
Außerdem
umfasst die Verkehrsüberwachungseinheit 84 vorzugsweise
einen Überschussverkehrspufferspeicher 86 zum
Speichern des überschüssigen Verkehrs.
-
Insbesondere
wird die Verkehrsflusskennung in Routentabellen und in den QoS-Paketen
(sowohl Steuer- als auch Datenpaketen) verwendet. Wie besprochen,
stellt diese eine Kennung zum Durchführen einer Zugangssteuerung
bereit. Der Quellkno ten, der eine Reservierung für einen Pfad einer bestimmten
Kapazität, beispielsweise
zum Zielknoten, erhalten hat, kann die Flusskennung verwenden und
den Verkehr ablesen, um eine Überwachung
des Verkehrs durchzuführen.
Dies gewährleistet,
dass er nie mehr als die vereinbarte Kapazität für diese Flusskennung zulässt. Zusätzlich kann
jeder Knoten in dem Pfad zum Ziel eine Überwachung gegen die zugeteilte
Kapazität
durchführen.
Natürlich
könnten
auch andere Kriterien als die verfügbare Kapazität als ein
Kriterium zum Entscheiden verwendet werden, ob eine festgelegte
Flussanfrage unterstützt
werden soll. Beispielsweise mag ein Knoten, dem die Batterieleistung
ausgeht, einen festgelegten Verkehrsfluss nicht unterstützen wollen.
In diesem Fall kann die RREQQ-Nachricht dann ignoriert werden, wodurch
die Verwendung des Knotens als ein Weiterleitungsknoten für den angeforderten
Verkehrsfluss abgelehnt wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt eine Verkehrsverfolgung für Mehrsprungrouten
im mobilen Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk bereit, und wird unter Bezug
auf die 13 und 14 beschrieben.
Wie in 13 gezeigt, umfasst das Netzwerk 24 wieder
eine Vielzahl von drahtlosen Mobilfunkknoten 30 und eine
Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32,
welche die Vielzahl von Knoten miteinander verbinden. Das Verfahren
beginnt bei Block 400 (14) und
umfasst, dass jeder Knoten Verkehr, der zwischen Knoten 30 im
Netzwerk 24 übertragen
wird, überwacht
(402). Jeder Knoten 30 erzeugt Verkehrsinformation
beruhend darauf, wie viel Verkehr zwischen verschiedenen Knoten
im Netzwerk 24 kommuniziert wird (Block 404),
und jeder Knoten speichert die Verkehrsinformation lokal in einem
Pufferspeicher, wie der Verkehrsdatenbank (Block 406).
-
In
dem Verfahren beruht die Verkehrsinformation vorzugsweise auf der
Bandbreite und kann eine Fehlerrate, eine End-zu-End-Verzögerung,
eine End-zu-End-Verzögerungsschwankung,
eine Sprungzahl, eine erwartete Pfadlebensdauer und der eine Priorität umfassen.
Die Verkehrsdatenbank mag eine Verkehrsmatrix mit einem Sprung aufweisen.
Mit anderen Worten würde
die Datenbank für
einen bestimmten Knoten 1 Verkehrsinformation über jede Verbindung 32 zwischen
den Knoten 2 bis 8 im Netzwerk umfassen. In 13 benötigt der
Knoten 1 eine Verkehrsroute A zum Knoten 6. Hier wäre es, falls
die Knoten 7 und 8 große
Mengen an Verkehr senden, aber die Knoten 1 bis 6 nicht, besser,
Verkehr durch 1-2-3-4-5-6 zu leiten als durch 1-7-8-6, obwohl es
zu mehr Sprüngen
führen
würde.
-
Das
Verfahren mag bei der Weiterleitungsprotokollauswahl, der Protokollparameteroptimierung
und der Routenauswahl vorteilhaft sein. Im nachstehenden Beispiel
ist eine Verkehrsmatrix gezeigt. Für ein 7-Knoten-Netzwerk bezeichnet
jedes Element in der Matrix, wie viel Verkehr, wenn überhaupt,
vom Quellknoten in dieser Zeile zum Zielknoten in dieser Spalte
gesendet wird. Hier wird der Verkehr in Ausdrücken von Bandbreite über ein
gewisses Intervall quantifiziert (bisherige verwendete Bandbreite
kann stärker
gewichtet werden) und mag eine Paketverlustrate, Verzögerung usw.
umfassen. Falls die Verkehrsmatrix dünn besetzt ist (viele Einträge mit Bandbreiteneinträgen von
null oder fast null), wäre
ein reaktives Weiterleitungsprotokoll vorteilhafter, da Routen,
die sowieso nicht verwendet werden, nicht ständig aktualisiert werden. Umgekehrt
würde eine dichte
Verkehrsmatrix ein hohes Maß an
Interaktion zwischen Knoten
30 anzeigen, und ein proaktives
oder Hybridprotokoll kann Vorteile bringen. Dementsprechend mag
das Verfahren umfassen, dass jeder Knoten ein Routenauffindungsprotokoll,
wie beispielsweise ein reaktives, proaktives oder Hybridprotokoll,
auswählt,
und zwar beruhend auf der gespeicherten Verkehrsinformation und
(Block
412).
| | Ziel |
| Quelle | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 | N/A | 1
Mbps | 0 | 0 | 0 | 1
Mbps | 300
kbps |
| 2 | 0 | N/A | | 10
kbps | 0 | 0 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | N/A | 0 | 0 | 10
kbps | 0 |
| 4 | 10
kbps | 0 | 0 | N/A | 0 | 1
Mbps | 0 |
| 5 | 0 | 300
kbps | | 10
kbps | N/A | 0 | 0 |
| 6 | 0 | 0 | 1
Mbps | 0 | 0 | N/A | 10
kbps |
| 7 | 300
kbps | 0 | 300
kbps | 0 | 0 | 0 | N/A |
-
VERKEHRSDATENBANK
-
Knoten
wissen, welchen Verkehr sie senden, empfangen und weiterleiten.
Um den Verkehr zu kennen, an dem sie nicht direkt beteiligt sind,
können
sie Nachrichten, die Verkehrsdaten enthalten, überwachen oder explizit gesendet
bekommen. Weiterleitungsprotokolle, wie beispielsweise DSR, die
Routeninformationen wahllos sammeln (mittels Abhörens von Anfragen RREQ und
Antworten RREP von anderen Knoten oder mittels Beobachtens der Quellroute
in Datenpaketen) könnten
dazu eingerichtet sein, einen Großteil der Verkehrsmatrix aufzubauen.
Verbindungsstatus-Weiterleitungsprotokolle, wie beispielsweise Optimized
Link State Routing (OLSR), nutzen bereits gemeinsam Routeninformation
und könnten
dahingehend erweitert werden, dass sie Verkehrsmatrixinformation
gemeinsam nutzen, da jeder Knoten weiß, was er zu wem sendet, und
mit welcher Qualität.
Außerdem
könnte
ein Protokoll Timer gemäß erwarteten
Verzögerungen
durch eine Folge von Sprüngen
einstellen, und zwar beruhend auf den Verkehrsmatrixbandbreiten,
da es wissen wird, welche Verzögerungen
aufgrund von Verkehrsüberlastung
zu erwarten sind. Dies mag ein Auftreten unnötiger Time-Outs verringern
oder beseitigen.
-
Ferner
mag bei Block 408 jeder Knoten 30 eine Verkehrszielinformation
darauf beruhend erzeugen, mit wie vielen Zielen jeder der verschiedenen
Knoten in dem Netzwerk 24 kommuniziert, und die Verkehrszielinformation
in einer Zielmengendatenbank speichern (Block 410). Somit
mag auch jeder Knoten 30 Verkehrsrouten beruhend auf der
gespeicherten Verkehrszielinformation auffinden und auswählen. Mit
anderen Worten würde
die Zielmengendatenbank die Anzahl von Zielen, mit denen jeder der
bestimmten Knoten kommuniziert, offenbaren.
-
Wieder
bezüglich 7 umfasst
der Controller 44 eines Routers 40 in einem Netzwerk 24 gemäß dieser
Ausführungsform
eine Verkehrsüberwachungseinheit 70,
um zwischen Knoten 30 im Netzwerk kommunizierten Verkehr
zu überwachen.
Ein Verkehrsinformationsgenerator 76 erzeugt beruhend darauf,
wie viel Verkehr zwischen verschiedenen Knoten im Netzwerk kommuniziert
wird, Verkehrsinformation, und ein Verkehrsinformationspufferspeicher 78 speichert
die Verkehrsinformation in einer Verkehrsdatenbank.
-
Die
Verkehrsüberwachungseinheit 70 mag
eine Verkehrsaktivitätsabfrage
ausstrahlen bzw. aussenden und Antworten auf die Verkehrsaktivitätsabfrage
verarbeiten. Alternativ mag die Verkehrsüberwachungseinheit 70 den
Verkehr zwischen Knoten 30 im Netzwerk 24 passiv überwachen.
Die Routenauffindungseinheit 50 findet eine Weiterleitung
zu einem Zielknoten beruhend auf der gespeicherten Verkehrszielinformation
auf, und die Routenauswahleinheit 58 wählt Verkehrsrouten zum Zielknoten
beruhend auf der gespeicherten Verkehrsinformation aus. Außerdem mag
die Routenauffindungseinheit 50 die in der Verkehrsdatenbank
gespeicherte Verkehrsinformation verarbeiten, um einen reaktiven,
proaktiven oder Hybrid-Routenauffindungsablauf auszuwählen und
Verkehrsrouten mit dem ausgewählten
Routenauffindungsablauf auffinden. Jede Verkehrsroute weist eine
Kombination aus drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32 auf.
-
Ein
Verkehrszielinformationsgenerator 72 erzeugt Verkehrszielinformation
beruhend darauf, mit wie vielen Zielen jeder der verschiedenen Knoten 30 im
Netzwerk 24 kommuniziert, und ein Zielinformationspufferspeicher 74 speichert
die Verkehrszielinformation in einer Zielmengendatenbank. Die Routenauffindungseinheit 50 mag
auch eine Weiterleitung zu einem Zielknoten beruhend auf der gespeicherten
Verkehrszielinformation auffinden, und die Routenauswahleinheit 58 mag
Verkehrsrouten zum Zielknoten beruhend auf der gespeicherten Verkehrsinformation
auswählen.
-
Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt eine dynamische Kanalzuweisung
in dem Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk bereit, um eine Vielzahl von Kanälen effizient
zu nutzen. Ein Verfahren zur dynamischen Kanalzuweisung wird unter
Bezug auf die 15 bis 18 beschrieben.
Hier umfasst das Netzwerk 26 eine Vielzahl von drahtlosen
Mobilfunkknoten 30 und eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32,
welche die Vielzahl von Knoten über
eine Vielzahl von Kanälen
miteinander verbinden. IEEE 802.11-Abkömmlinge wie 802.11a werden
Gebrauch vom ISM-Spektrum im 5 GHz-Band machen. In diesem Band ist
mehr Bandbreite verfügbar,
um viele Kanäle
zu unterstützen.
Als ein Ergebnis wäre
ein Ablauf, um einen Kanal automatisch einem 802.11-Knoten zuzuweisen,
wichtig. Solch eine Kanalentscheidung würde auf der Auslastung aktueller
Kanäle
und dem Abtasten anderer Kanäle
beruhen. Eine Verwendung einer dynamischen Kanalauswahl würde ein
bessere Leistung bereitstellen, da das Spektrum gleichmäßig genutzt
werden würde.
Zusätzlich
könnte
eine Kanalnutzung so gedrosselt werden, dass eine QoS für aktuelle
Stationen, die den Kanal nutzen, aufrechterhalten wird.
-
Das
Verfahren beginnt bei Block 500 (18) und
umfasst, dass jeder Knoten 30 eine Verbindungsleistung
auf einem ersten Kanal überwacht.
Eine Verbindungsleistung beruht vorzugsweise auf einem Servicequalitäts-(QoS-)schwellwert,
wie beispielsweise der verfügbaren
Bandbreite, der Fehlerrate, der End-zu-End-Verzögerung, der End-zu-End-Verzögerungsschwankung,
der Sprungzahl, der erwarteten Pfaddauer und/oder der Priorität. Bei Block 504 kundschaftet
jeder Knoten einen oder mehrere andere verfügbare Kanäle aus, wenn die überwachte
Verbindungsleistung auf dem ersten Kanal unterhalb des QoS-Schwellwerts fällt, beispielsweise
unter eine minimale Bandbreite oder maximale Verzögerung.
Ein Auskundschaften mag ein periodisches Überwachen anderer Kanäle auf Verbindungsleistung
hin umfassen.
-
Ein
Auskundschaften mag ein Umschalten zu einem zweiten Kanal (Block 512),
ein Ausstrahlen einer Kanalaktivitätsanfrage, um die Verbindungsleistung
für den
zweiten Kanal zu bestimmen (Block 516) und ein Verarbeiten
von Antworten auf die Kanalaktivitätsanfrage, um die Verbindungsleistung
für den
zweiten Kanal bei Block 518 zu bestimmen, aufweisen. Ferner
mag jeder Knoten 30 zurück
zum ersten Kanal umschalten und eine Kanaländerungsnachricht ausstrahlen,
falls die Verbindungsleistung auf dem zweiten Kanal oberhalb des
QoS-Schwellwerts liegt (Block 506), oder zu nachfolgenden
Kanälen
umschalten und Kanalaktivitätsanfragen
ausstrahlen, um die Verbindungsleistung für diese Kanäle zu bestimmen, falls die
Verbindungsleistung auf dem vorherigen Kanal unterhalb des QoS-Schwellwerts
liegt (Block 504).
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Alternativ
mag ein Auskundschaften ein Umschalten zu einem anderen Kanal (Block 512)
und ein passives Überwachen
der Verbindungsleistung für
den zweiten Kanal bei Block 514 aufweisen. Wieder mag jeder Knoten 30 zurück zum ersten
Kanal umschalten und eine Kanaländerungsnachricht
ausstrahlen, falls die Verbindungsleistung auf dem zweiten Kanal
oberhalb des QoS-Schwellwerts liegt (Block 506), oder zu
nachfolgenden Kanälen
umschalten und die Verbindungsleistung für diese Kanäle passiv überwachen, falls die Verbindungsleistung
auf dem vorherigen Kanal unterhalb des QoS-Schwellwerts liegt (Block 504).
Ebenso mag jeder Knoten 30 Verbindungsleistungsinformation
jedes der Vielzahl von Kanälen
speichern (Block 508) und/oder Kanalinformation für benachbarte
Knoten bei Block 510 speichern. Mit anderen Worten mag
jeder Knoten 30 nachverfolgen, welchen Kanal andere Knoten
nutzen.
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Wie
beispielsweise in den 15 bis 17 gezeigt,
umfasst das Netzwerk 26 Knoten 30 und 32.
Die Knoten 1A bis 5A verwenden aktuell einen erste Kanal, während die
Knoten 1B bis 5B aktuell einen zweiten Kanal verwenden. Knoten 2B
bestimmt, dass die Verbindungsleistung für den zweiten Kanal unter einen QoS-Schwellwert
fällt oder
fallen wird, wie beispielsweise unter eine Minimalbandbreite. Knoten
2B schaltet zum erste Kanal um und sendet eine Kanalaktivitätsanfrage
CAQ zu Knoten innerhalb eines Sprungs des Knotens 2B (16 ) aus. Die Knoten 1A, 2A und 3A senden Kanalaktivitätsantworten
CAR zum Knoten 2B mit Information über die Verbindungsleistung
des ersten Kanals (17). Falls die Bandbreite auf
dem ersten Kanal für
den Knoten 2B akzeptabel ist, wird er zum zweiten Kanal zurückkehren
und eine Kanaländerungsnachricht
ausstrahlen, um alle Knoten 1B, 3B, 4B und 5B zu informieren, dass
er zum ersten Kanal wechselt. Diese Knoten würden dann vermerken, wo Knoten
2B für
eine zukünftige
Referenz zu finden ist. Falls die Bandbreite nicht akzeptabel ist,
wird Knoten 2B zu einem dritten Kanal schalten und die Schritte
wiederholen. Falls alle Kanäle
besucht worden sind und Knoten 2B keine Bandbreite oberhalb des
QoS-Schwellwerts gefunden hat, wird er dann den besten auswählen und
mag perio disch nach einem besseren Kanal suchen.
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Ein
Systemgesichtspunkt dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft das Ad-hoc-Mobilfunknetzwerk 26 mit
einer Vielzahl von Mobilfunkknoten 30 und einer Vielzahl
von drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32, welche die
Vielzahl von Mobilfunkknoten über
eine Vielzahl von Kanälen
miteinander verbinden. Bezüglich
der 6 und 7 weist jeder Mobilfunkknoten
einen Router 40 mit einer Kommunikationsvorrichtung 42 zum
drahtlosen und unidirektionalen oder bidirektionalen Kommunizieren
mit anderen Knoten über
die drahtlosen Kommunikationsverbindungen 32 auf, und einen
Controller 40 zum Weiterleiten von Kommunikationen über die
Kommunikationsvorrichtung. Der Controller 40 umfasst eine
Verbindungsleistungsüberwachungseinheit 80,
um eine Verbindungsleistung auf einem ersten Kanal zu überwachen.
Eine Kanalauskundschaftungseinheit 82 kundschaftet einen
oder mehrere andere verfügbare
Kanäle
aus, wenn die überwachte
Verbindungsleistung auf dem ersten Kanal unterhalb des QoS-Schwellwerts
fällt.
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Die
Kanalauskundschaftungseinheit 82 schaltet zu einem bzw.
auf einen zweiten Kanal um, strahlt bzw. sendet eine Kanalaktivitätsanfrage
aus, um die Verbindungsleistung für den zweiten Kanal zu bestimmen und
verarbeitet Antworten auf die Kanalaktivitätsanfrage, um die Verbindungsleistung
für den
zweiten Kanal zu bestimmen. Außerdem
schaltet die Kanalauskundschaftungseinheit 82 zurück zum ersten
Kanal um und strahlt eine Kanaländerungsnachricht
aus, falls die Verbindungsleistung auf dem zweiten Kanal oberhalb
des QoS-Schwellwerts liegt, oder schaltet zu nachfolgenden Kanälen um und
sendet Kanalaktivitätsanfragen,
um die Verbindungsleistung für
diese Kanäle
zu bestimmen, falls die Verbindungsleistung auf dem vorherigen Kanal
unterhalb des QoS-Schwellwerts liegt. Alternativ mag die Kanalauskundschaftungseinheit 82 zu
einem anderen Kanal umschalten und die Verbindungsleistung für den zweiten
Kanal passiv überwachen.
Ein Verbindungsleistungsinformationsspeicher 66 speichert
die Verbindungsleistungsinformation jedes der Vielzahl von Kanälen, und
ein Kanalinformationsspeicher 68 speichert Kanalinformation
für benachbarte
Knoten.