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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Bereitstellung
einer veränderbaren
Bandbreite bei der Funkverbindungskommunikation und insbesondere
auf eine Vorrichtung und ein Verfahren, mit denen einem Benutzer
eines mobilen Kommunikationsgeräts,
wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder ein tragbarer Computer, je
nach Bedarf eine veränderte
Funkverbindungsbandbreite zugewiesen werden kann, indem verfügbare Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zusammengefasst
werden.
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Daten-
oder Informationsübertragungen
finden in der Regel zwischen Desktop- oder Personalcomputern, die
von verschiedenen Standorten aus miteinander kommunizieren, zwischen
Computern und Faxgeräten
und zwischen Telefonen und Computern statt. Bei jeder Kommunikation
wird die übertragende
Vorrichtung als „Ursprung" oder „Ursprungsvorrichtung" und die Empfangsvorrichtung als „Ziel" oder „Zielvorrichtung" bezeichnet. Die
Ursprungs- und Zielvorrichtungen vertauschen während einer beliebigen laufenden
Kommunikation üblicherweise
mehrmals die Rollen, wobei jedoch zu jedem Zeitpunkt eine Vorrichtung
der Ursprung und die andere das Ziel ist.
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Ein
einfaches Computernetzwerk beinhaltet eine Ursprungsvorrichtung,
mindestens ein Datenübertragungsnetzwerk,
eine Zielvorrichtung und die Kabelverbindungen, welche die Ursprungsvorrichtung,
das Datenübertragungsnetzwerk
und die Zielvorrichtung miteinander verbinden. Die Ursprungs- und
Zielvorrichtungen beinhalten üblicherweise Computer,
die über
einen Modem, einen Server oder ein lokales Netz unter Verwendung
von entweder einem Server, einem Modem oder – bei Direktverbindungen – auch beidem
miteinander kommunizieren. Die heutzutage gebräuchlichen Kommunikationsvorrichtungen
beinhalten außerdem
Mobiltelefone, tragbare Computer, tragbare Faxgeräte und Kombinationen
dieser Geräte,
die über
Funkverbindungskanäle miteinander
kommunizieren. Vorrichtungen, die über Direktverbindungen miteinander
kommunizieren, übertragen
die Daten in der Regel über
drahtgebundene oder Kabelverbindungen, die typischerweise übliche Telefonleitungen,
Kupferkabel, Lichtwellenleiter, Leasing- oder Privatleitungen umfassen.
Bei einer Übertragung über eine
Direktverbindung empfängt
das Datenübertragungsnetzwerk
die Nachrichten oder Daten vom Ursprung und stellt die übertragenen
Daten an der Zieladresse bereit bzw. leitet sie dorthin. Da diese
Verbindungen von ihrer Natur her stabil und fehlerfrei sind, sind
sowohl Übertragungen mit
gleichbleibend hoher Geschwindigkeit als auch langsamere Paketübertragungen
zulässig.
Bei der Funkübertragung
werden die Nachrichten in kleinere Blöcke aufgeteilt, wobei deren
Größe abhängig vom Übergangsnetz,
der Übertragungsgeschwindigkeit und
den Fehlerkorrekturtechniken ist, und über einen Funkverbindungskanale
mit fester Übertragungsbandbreite
an eine Empfangsstation gesendet. Diese Blöcke von Anwenderdaten werden
dann entweder in Pakete verpackt und über ein Paketnetzwerk gesendet,
oder sie werden einfach nacheinander über Nicht-Paketnetzwerke an
ihre Zielvorrichtung gesendet. An einer beliebigen Kommunikationsübertragung
können
dabei mehrere Datennetzwerke aus Paket- und Nicht-Paketsystemen
(auch als „Wolke". bezeichnet) beteiligt
sein, wobei dies abhängig
von der Verwaltung der Übergangsnetze,
der Größe der Nachricht
und der Entfernung zwischen Ursprung und letztendlichem Ziel ist.
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Datenübertragungsnetzwerke
beinhalten im Allgemeinen entweder ein Nicht-Paketsystem, z. B. ein öffentliches
Fernsprechwählnetz
(Public Switched Telephone Network, PSTN), oder Paketnetzwerke.
Das PSTN ist der von Telefongesellschaften verwendete Netzwerktyp.
PSTNs beinhalten in der Regel eine Vielzahl von Durchschaltvermittlern,
welche die Endanwendernachrichten über die Telefonleitungen weiterleiten,
wenn durch das Wählen
einer Nummer vorausgewählte
Vermittlungsstellen aktiviert werden. In einem PSTN werden Endanwendernachrichten üblicherweise
segmentiert und während einer
vorgegebenen Zeitdauer in einer vorgegebenen Reihenfolge, wie dies
von der Kommunikationssoftware und den Modems festgeschrieben ist,
die von dem Netzwerk verwendet werden, an die Zieladresse oder den
Modem gesendet. Das PSTN unterbricht von Zeit zu Zeit, um eine Neusynchronisierung
und Fehlerprüfung
durchzuführen.
Telefongesellschaften stellen dem Computeranwender bzw. den Anwendern
die gesamte Zeitdauer in Rechnung, während der eine PSTN-Verbindung
zwischen Kommunikationsvorrichtungen besteht, unabhängig davon,
ob Daten übertragen
wurden. Dies ist analog zur Berechnung von Gebühren für ein Telefonferngespräch. Computer
kommunizieren in PSTN im Allgemeinen über Wählbits und Modems, die über die
Telefonleitungen Direktverbindungen zwischen den Computern bereitstellen.
Der Modem wählt – wie ein Telefon – die gewünschte Telefonadresse
des Ziel-Computermodems und aktiviert dabei die betreffenden Vermittlungsstellen
des PSTN, um so Zugang zur Zieladresse zu erhalten. Entsprechend
wird den Anwendern immer dann, wenn eine Kommunikationsverbindung
zwischen Computermodems besteht, die gesamte Dauer, während der
die Kommunikationsverbindung zwischen den Modems aufrechterhalten
wird, in Rechnung gestellt.
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Paketnetzwerke
stellen eine Alternative zur PSTN-Kommunikation dar. Paketnetzwerke
stellen öffentliche
und private Wolken von Kommunikationsnetzwerken bereit, bei denen
es sich um befehlsbasierte Dienste handelt, die ein Netz von Paket-Routern für die Übertragung
von Datenpaketen nutzt. Ein Netz von Paket-Routern umfasst üblicherweise
ein typisches Paketnetzwerk, wobei das Netzwerk das Paket über einen
ausgewählten
Paket-Router-Leitweg zur Verfügung
stellt. Im Gegensatz zu PSTN-Übermittlungssystemen
verwenden die Server des Paketübertragungsnetzwerks
Paket-Router, um die Endanwender-Nachrichtenblöcke in Form von Paketen weiterzuleiten
und zu übergeben,
und den Kunden werden im Allgemeinen Gebühren in Rechnung gestellt,
die sich nach der Anzahl der Pakete oder der Anzahl der Datenbits
pro übertragenem
Paket richten. Ein Paket-Router ist somit nichts weiter als ein Übertragungsmedium
für die
Kommunikation, das ein Datenpaket vorübergehend speichert und weitersendet,
während
dieses an seine Zieladresse oder an einen anderen Paket-Router weitergeleitet wird,
der die übertragenen
Daten dann übergibt.
Die Nachrichtenblöcke
der Anwenderdaten werden in Pakete mit Adresskopf, Fehlerkorrekturbits,
Synchronisationsbits usw. verpackt. Die Pakete werden über Paket-Router-Netzwerke
an ihre Zieladresse weitergeleitet. Die Anzahl der Router, die für die Übergabe einer
Nachricht oder Datenfolge verwendet werden, ist abhängig von
der Verwaltung der Netzwerk-Wolke, der Netzwerkkapazität und der Übertragungslast. Entsprechend
durchlaufen manche Nachrichten nur einen einzigen Router, bevor
sie dem Ziel übergeben werden,
während
andere eine ganze Reihe von Routern durchlaufen, bevor sie das Ziel
erreichen.
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Die
Kommunikation zwischen Paketnetzwerken oder einem Paketnetzwerk
und dem Ziel erfolgt über
Modems und Software, obwohl diese sich jedoch von denjenigen unterscheiden,
die bei PSTN zum Einsatz kommen. Paketnetzwerke verwenden formale
Adressen, z. B. „Anwenderkennung,
Computername, Firmenname, Netzwerkname", die je nach Art der Netzwerke, die
von den adressierten Nachrichten durchlaufen werden, in Textform,
als numerische Ziffernfolge oder als eine Mischung daraus vorliegen
können.
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Lokale
Netze (LAN) sind verhältnismäßig kleine
und örtlich
begrenzte Gruppen von Computern, die anhand eines Verfahrens aus
einer kleinen Anzahl von Standardverfahren, z. B. Ethernet, miteinander
verbunden sind. So können
die Computer das Netzwerk z. B. als gleichrangige Computer gemeinsam
nutzen, oder es kann eine gemeinsam genutzte Ressource, die als
Server bezeichnet wird, verwendet werden, um die Computer innerhalb
des LAN zu unterstützen,
so dass diese, z. B. im Rahmen des Internet, mit anderen Netzwerken
kommunizieren können.
Grundsätzlich
stellt der Server einen Übergang
zu anderen Netzwerken zur Verfügung. Bei
dem Server kann es sich auch um einen Druck-Server, der eine Druckwarteschlange
verwaltet, oder um einen Datei-Server für den Zugriff auf Dateibibliotheken
handeln. Kommunikations-Server können
integrierte Wegeleitungsfunktionen aufweisen oder bei der Verbindung
mit einem Netzwerk eine Verbindung zu externen Wegeleitungseinheiten
aufbauen. Im Falle eines Paket-Datennetzwerks
können diese
externen Wegeleitungseinheiten Paket-Router oder auch eine Gruppe
von Modems sein, auf welche die Endanwendercomputer im LAN zugreifen
und die sie gemeinsam nutzen. Im ersten Fall stellt der Server eine
Verbindung zwischen den Paket-Routern und den Zielvorrichtungen
her, wobei das LAN ausgehend vom Anwenderkenncode oder der Adresse des
Zielendgeräts
die Kommunikationsdaten direkt vom Server zur Zieladresse leitet.
LAN-Netzwerkdienste mieten entweder Telefonleitungen von Telefongesellschaften
oder stellen Privatleitungen für
die Übertragung
von Paketen mit Kommunikationsdaten bereit.
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Üblicherweise
nutzen Computer Server für die
Kommunikation mit Paket-Routern. Um eine Datenübertragung zu veranlassen,
sendet der Computer über
seine Anwenderkennung einen Befehl an das LAN, um Kommunikationsdaten
an eine gewünschte
Zieladresse zu übertragen.
Das LAN aktiviert seinen Server und sendet einen Befehl sowie Daten über den
Server, der eine Verbindung mit dem gewünschten Datenübertragungsnetzwerk,
wie beispielsweise einem Paket-Router-Netzwerk, herstellt. Nicht
alle Computer-Endgeräte sind
jedoch notwendigerweise über
ein lokales Netz miteinander verbunden, d. h., sie können auch
direkt mit einem Server kommunizieren, indem Datenübertragungen über das
Paket-Router-System
vorbereitet werden. Ein Paketübertragungsnetzwerk
ermöglicht
die Datenübertragung
zu einem ausgewählten
Paket-Router, der die Daten vorübergehend
in Paketen speichert und, sofern erforderlich, an den nächsten Router
weiterleitet, bis die zu übertragenden
Daten schließlich die
Server des Zielcomputers bzw. der Zielcomputer erreicht haben. Der
Zielserver ermittelt die Zieladresse und bereitet das Zielendgerät oder Ziel-LAN
auf den Empfang und die Weiterleitung von Kommunikationsdaten an
das Zielendgerät
vor.
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Die
Geschwindigkeit der Übertragung
wird von der Datenmenge und den Kommunikationskanälen bestimmt.
So benötigen
kleine Nachrichten in der Größenordnung
von wenigen Kilobytes nur einige Minuten für die Übertragung, während eine
Nachricht im Megabyte-Bereich, z. B. eine umfangreiche Kalkulationstabelle
oder ein Video, je nach den verwendeten Computern und Datenübertragungsnetzwerken Stunden
benötigen
kann. Daher ist in einem typischen, langsamen PSTN-System, bei dem
den Kunden die Dauer einer Kommunikationsverbindungen in Rechnung
gestellt wird, die Übertragung
großer Nachrichten
verhältnismäßig teuer.
Obwohl Kommunikationsnetzwerke mit Paket-Routern kostengünstiger
sind, da hier die Berechnung nicht direkt pro Online-Dauer, sondern
pro Datenpaket erfolgt, können auch
diese Systeme teuer werden, wenn große Nachrichten mit gleichbleibender
Geschwindigkeit übertragen
werden.
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Vorrichtungen,
die direkt verbunden sind und über
Paket-Router und Server sowie in manchen Fällen über PSTN-Durchschaltvermittler kommunizieren,
können
Mehrkanal-Übertragungseinrichtungen verwenden,
um die Bandbreite der Übertragung
bei drahtgebundenen oder Direktverbindungen zu verändern und
so die Übertragungsgeschwindigkeit
zu erhöhen.
Mehrkanaleinrichtungen erhöhen
die Kommunikationsbandbreite, so dass umfangreiche Nachrichten bequemer
und schneller zwischen verschiedenen Standorten übertragen werden können. Herkömmliche
Mehrkanaleinrichtungen durchsuchen die Übertragungsleitungen auf verfügbare Kanäle und fassen
diese Kanäle
zusammen, so dass eine größere Gesamtbandbreite
erhalten wird. Vor einer Übertragung
sendet der Ursprungscomputer einen Befehl über den Paket-Router, mit dem
eine Zusammenfassung von Kanälen
für eine
größere Bandbreite
angefordert wird. Die Mehrkanaleinrichtung ermittelt die verfügbaren Kanäle und fasst
sie zusammen, indem sie die angeforderte Bandbreite der Gesamtbandbreite,
die auf dem jeweiligen Übertragungspfad
verfügbar
ist, zweckgebunden zur Verfügung
stellt.
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Der
Stand der Technik kennt mehrere Vorrichtungen, die Kanäle zuweisen,
eine andere Wegeleitung der Kanäle
bereitstellen, Sicherheitsfrequenzbänder für die Datenübertragung verwenden, die Kanalausnutzung
für einen
gegebenen Standort optimieren, den Wechsel zu gering ausgelasteten
Kanälen
gestatten und Kanäle
für die
Funkverbindungskommunikation zuweisen. So beschreibt z. B. US-Patentschrift
Nr. 5 130 982 ein Kommunikationsnetzwerk für die Bandbreitenzuweisung,
das eine Vielzahl von miteinander verbundenen Knoten mit einer unter
sich aufgeteilten Bandbreite umfasst, wobei die Netzwerkbandbreite
von den Netzwerkknoten gemeinsam genutzt wird. Das Netzwerk verwendet
einen gemeinsamen Bandbreiten-Pool,
der den Knoten allgemein zur Verfügung steht und der drahtgebundene
Direktverbindungen oder Pfade zwischen den Knoten für die Verarbeitung
von Daten aus dem Übertragungsverkehr
bereitstellt. US-Patentschrift Nr. 5 130 982 nennt Direktverbindungen,
weist jedoch keine verfügbaren
Funkkanäle
zu bzw. fasst sie nicht zusammen, um die Bandbreiten von Funkverbindungen
zu verändern
oder zu erhöhen.
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US-Patentschrift
Nr. 5 065 399 beschreibt ein Verfahren für die Wiederherstellung eines
Telekommunikationspfads zwischen Netzwerkknoten nach der Unterbrechung
einer Direktverbindung des Netzwerks und erläutert ein Verfahren für die automatische
Netzwerkwiederherstellung, das so gestaltet ist, dass es der Wiederherstellung
der Direktverbindungskommunikation zwischen Knoten dient, wenn die
standardmäßige Kommunikationsverbindung
aufgrund eines Verbindungsfehlers unterbrochen wird. US-Patentschrift Nr.
5 065 399 geht bei der Suche nach der Verbindung mit der höchsten freien
Bandbreite von der Bandbreite aus, die durch den Ausfall der Kommunikationsverbindung
nicht mehr zur Verfügung
steht, und wählt
die Direktverbindungen zwischen Knoten mit der höchsten Bandbreitenkapazität aus, um
den ausgefallenen Pfad zu ersetzen. Sie berücksichtigt jedoch nicht den
Endanwender und sucht weder bei Bedarf verfügbare Funkverbindungskanäle noch
führt sie
sie zusammen, um die Bandbreite der Funkkommunikation zu erhöhen bzw.
zu verändern.
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US-Patentschrift
4 280 630 beschreibt ein Verfahren für die Zuweisung einzelner Kanäle auf der Grundlage
der zuletzt erfolgten Verwendung und der zuletzt erreichten Kanalqualität. Sie geht
auf eine Basisstation und ein Funkkommunikationssystem mit einer
Kanalzuweisungseinheit ein, welche die Kommunikationskanäle aus einer
Liste der bevorzugten Kanäle
zuweist. Die Zuweisung der Kanäle
erfolgt gemäß einem
mittleren Grenzwert, der sich auf einen vorgegebenen Schwellenwert
für die
Kanalqualität bezieht.
Sie beschreibt jedoch kein System für die dynamische Zuweisung
von Funkbandbreite für
die Verbesserung der Leistungsfähigkeit
der Funk-Datenübertragung.
Vielmehr werden einzelne Kanäle für die Kommunikation über Direktverbindungen
zugewiesen.
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US-Patentschrift
Nr. 5 210 752 beschreibt ein Funktelekommunikationssystem für die Nutzung
von Kanälen
mit fester Bandbreite, bei denen es sich normalerweise um Kanäle für die Sprachsignalübertragung
handelt, um so Netzsteuersignale auf eine Art und Weise zu übertragen,
die einen schnellen Verbindungsaufbau sicherstellt und in überlasteten
Bereichen eine Zeitsteuerung beginnt. Sie beschreibt ein Funktelekommunikationssystem,
das ermittelt, ob eine zentrale Funkfrequenz verwendet werden kann, indem
in einem Kanal mit einer Vielzahl von Funkzeitschlitzen für Sprachsignale
freie Zeitschlitze ermittelt werden. Sie versucht, auf eine Erhöhung des
zentralen Datenverkehrs zu reagieren, ohne eine große Anzahl
kontrollierter Funkfrequenzen vorzubereiten. Sie ermittelt, welche
Funkfrequenz verwendet werden kann, ermittelt für jeden Zeitschlitz aus der
Vielzahl von Sprachsignal-Funkkanälen, ob er frei ist, und wählt ausgehend
von den freien Zeitschlitzen einen Funkkanal aus.
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US-Patentschrift
Nr. 5 214 789 beschreibt ein Verfahren für die Optimierung der Funkkanalausnutzung,
wenn der Standort einer mobilen Empfangsvorrichtung bekannt ist.
Ausgehend vom Standort des mobilen Empfängers wird ihm ein Kanal zugewiesen,
um so die Kommunikationskanalzuweisung in gegebenen Gebieten zu
optimieren. Sie fasst die Kanäle
nicht nach Bedarf zusammen, um durch die Zuweisung einer höheren Bandbreite
eine größtmögliche Leistungsfähigkeit
der Übertragung
zu erhalten. Vielmehr befasst sie sich schwerpunktmäßig mit
der Bestimmung des Standorts von mobilen Anwendern, um so die Zuweisung
von Kanälen
in bestimmten Gebieten zu optimieren.
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US-Patentschrift
Nr. 5 005 169 beschreibt ein Frequenzmultiplex-Kommunikationssystem
mit Sicherheitsfrequenzband, das schwache Signale auf vorhandenen
Sicherheitsfrequenzbändern
verwendet, um Daten zu übertragen.
Dabei geben die Signale vor, Rauschsignale zu sein, indem sie unter
einem vorgegebenen Leistungspegel bleiben, so dass eine Störung der
Haupt-Frequenzmultiplexeinheit vermieden wird.
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US-Patentschrift
Nr. 5 446 739 beschreibt die Kommunikation mittels eines einzelnen
Empfängers, indem
bei der Zeitmultiplexübertragung
(TDMA-Übertragung)
eine Vielzahl von Schlitzen (Kanälen)
in einem Rahmen verwendet werden. Auf diese Weise ist die Kommunikation
mit einer Übertragungsgeschwindigkeit
von 63 KBit/s möglich,
indem zwei Schlitze bzw. Kanäle
mit je 32 KBit/s verwendet werden.
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Die
oben genannten Referenzdokumente ermöglichen einem Endanwender jedoch
nicht zu bestätigen,
dass das Ergebnis einer Anforderung für die Zusammenfassung von Kanälen akzeptabel
ist. So besteht die Möglichkeit,
dass die Zusammenfassung z. B. nicht die Anforderungen des Anwenders
erfüllt und
somit eine unnötige
Ressourcenzusammenfassung und unnötige Kosten verursacht.
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Somit
stellt die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ein Funkverbindungssystem
mit variabler Bandbreite für
die Veränderung
der Gesamtbandbreite von Funkverbindungs-Kommunikationskanälen bereit, um so die Geschwindigkeit
der Funknachrichtenübertragung
zu beschleunigen, wobei das System Folgendes umfasst: Mittel für die Lokalisierung
und Zusammenfassung verfügbarer Funkverbindungs-Kommunikationskanäle, um so
die Funkverbindungsbandbreite für
die Funkübertragung von
Nachrichten zu und von einer Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit
zu erhöhen;
Mittel für
die Steuerung des Lokalisierungs- und Zusammenfassungsmittels bei
der Kommunikation mit dem Lokalisierungs- und Zusammenfassungsmittel,
wobei das Steuerungsmittel das Lokalisierungs- und Zusammenfassungsmittel
in die Lage versetzt, verfügbare Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zu suchen und
zu kombinieren, und dabei steuernd wirkt, und wobei das Steuerungsmittel
eine Anforderung zur Zusammenfassung von Funkverbindungs-Kommunikationskanälen empfängt; und
Mittel für
die Kommunikation mit der Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit, wobei das Kommunikationsmittel
eine Kommunikationsverbindung zwischen der Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit
und dem Lokalisierungs- und Zusammenfassungsmittel bereitstellt,
um so über
die Funkverbindungskanäle
Nachrichten von und zu der Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit zu
empfangen und zu senden; dadurch gekennzeichnet, dass: das Lokalisierungs-
und Zusammenfassungsmittel weiter Mittel für die Reservierung verfügbarer Funkverbindungs-Kommunikationskanäle, die lokalisiert
wurden, umfasst, um so einen Verlust der verfügbaren Funkverbindungs-Kommunikationskanäle vor der
Zusammenfassung zu vermeiden; und wobei das Steuerungsmittel weiter
Folgendes umfasst: Mittel für
das Senden einer Bestätigung
an die Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit, nachdem die verfügbaren Funkverbindungs-Kommunikationskanäle reserviert
wurden, die besagt, dass verfügbare
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle für die Zusammenfassung reserviert
wurden; und Mittel für den
Empfang einer von der Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit übertragenen
Bestätigung, um
die reservierten verfügbaren
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zusammenzufassen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit
für die
Verwendung mit einem Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite
für die Veränderung
der Gesamtbandbreite von Funkverbindungs- Kommunikationskanälen bereit, um so die Geschwindigkeit
der Funknachrichtenübertragung
zu beschleunigen, wobei das System Folgendes umfasst: Mittel für das Senden
einer Anforderung an ein Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite, um
verfügbare
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zu lokalisieren und zusammenzufassen
und um so die Funkverbindungsbandbreite für die Funkübertragung von Nachrichten
an die und von der Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit zu erhöhen; dadurch
gekennzeichnet, dass die Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit weiter
Folgendes umfasst: Mittel für
den Empfang einer Bestätigung
von dem Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite, die besagt,
dass verfügbare
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle für die Zusammenfassung reserviert
wurden; und Mittel für
das Senden einer Bestätigung
an das Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite, um die reservierten
verfügbaren
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zusammenzufassen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Steigerung
der Bandbreite von Funkverbindungs-Kommunikationskanälen für die Funkübertragung
von Nachrichten von und zu Mobilkommunikations-Teilnehmereinheiten bereit, wobei das
Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangen einer Anforderung
von einer Ursprungs-Kommunikationsvorrichtung an einen Mikroprozessor
nach einer Erhöhung
der Bandbreite von Funkverbindungs-Kommunikationskanälen für die Funkübertragung einer Nachricht
an eine Ziel-Kommunikationsvorrichtung; Aktivieren eines Funkübertragungsmittels
durch den Mikroprozessor auf der Grundlage von Code, der als Reaktion
auf die Anforderung nach einer Erhöhung der Bandbreite erzeugt wird;
Suchen nach verfügbaren
Funkverbindungs-Kommunikationskanälen durch das Funkverbindungsmittel;
Senden einer Antwort von dem Funkverbindungsmittel an den Mikroprozessor,
in der verfügbare,
lokalisierte Funkverbindungs-Kommunikationskanäle angegeben werden; und Auswählen der zusammenzufassenden,
verfügbaren
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle durch den Mikroprozessor
auf der Grundlage der verfügbaren
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle, die in der Antwort des
Funkübertragungsmittels
angegeben wurden; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter folgende
Schritte umfasst: Reservieren der bei der Suche lokalisierten, verfügbaren Funkverbindungs-Kommunikationskanäle; Senden
einer Bestätigung
an die Ursprungs-Kommunikationsvorrichtung, die besagt, dass verfügbare Funkverbindungs-Kommunikationskanäle für die Zusammenfassung
reserviert wurden; Empfangen einer Bestätigung von der Ursprungs-Kommunikationsvorrichtung,
um die reservierten, verfügbaren
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zusammenzufassen; und
Zusammenfassen der ausgewählten
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle durch den Funkempfänger, um
so die Gesamtbandbreite für
die Funkübertragung
an die Ziel-Kommunikationsvorrichtung zu erhöhen.
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Gemäß einem
vierten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für eine Mobilkommunikations-Teilnehmereinheit
für die
Verwendung mit einem Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite
für die
Veränderung
der Gesamtbandbreite von Funkverbindungs-Kommunikationskanälen bereit,
um so die Geschwindigkeit der Funknachrichtenübertragung zu beschleunigen,
wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: Senden einer
Anforderung an ein Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite,
um verfügbare
Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zu lokalisieren
und zusammenzufassen; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die
folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Bestätigung von dem Funkverbindungssystem
mit variabler Bandbreite, die besagt, dass verfügbare Funkverbindungs-Kommunikationskanäle für die Zusammenfassung
reserviert wurden; und Übertragen
einer Bestätigung
an das Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite, um die reservierten,
verfügbaren Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zusammenzufassen.
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Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt ein System bereit, das einer Endanwendervorrichtung,
bei der es sich entweder um eine SRU (entfernte Teilnehmereinheit,
Subscriber Remote Unit) oder um ein Endanwender-Endgerät handeln kann,
ermöglicht,
verfügbare
Funkverbindungskanäle
nach Bedarf zusammenzufassen, um so die Gesamtbandbreite der insgesamt
zur Verfügung
stehenden Bandbreite zu erhöhen,
so dass große
Nachrichten wirksamer von und zu einer entfernten Teilnehmereinheit,
z. B. einer mobilen Endanwendereinheit, übertragen werden können. Daneben
stellt das System ein Verfahren bereit, mit dem verfügbare Funkverbindungskanäle für eine schnelle
Kommunikation zwischen der entfernten Teilnehmereinheit und der Sende-/Empfangsvorrichtung
zusammengefasst werden. Das Verfahren beinhaltet, dass eine als
Ursprung dienende SRU-Endanwendereinheit die Zusammenfassung verfügbarer Funkverbindungskanäle für die Übertragung
einer Nachricht zwischen der SRU und der Sende-/Empfangsvorrichtung anfordert, dass
eine Anforderung an den Haupt-Mikroprozessor gesendet wird, dass
der Mehrkanalempfänger initialisiert
und ausgelöst
wird, um so verfügbare Funkverbindungskanäle auf Anforderung
des Mikroprozessors zu suchen, zu lokalisieren und zu reservieren,
dass die verfügbaren
Kanäle
zusammengefasst werden, dass eine Bestätigung von dem Haupt-Mikroprozessor
an die Ursprungsvorrichtung gesendet wird und dass die Nachricht
vom Ursprung über
die zusammengefassten Kanäle übertragen wird.
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Wenn
die SRU die Ursprungsvorrichtung ist, überträgt sie eine Anforderung nach
einer Zusammenfassung von Funkverbindungskanälen über den Sende-/Empfangsmast
an den Haupt-Mikroprozessor. Nachdem die SRU eine Bestätigung von
dem Haupt-Mikroprozessor erhalten hat, dass die Funkverbindungskanäle zusammengefasst
wurden, bereitet sie die Nachricht vor und überträgt sie an die Sende-/Empfangsvorrichtung.
Die Sende-/Empfangsvorrichtung sendet die Nachricht über den
Kanalempfänger
direkt an das externe Datenübertragungsnetzwerk,
d. h. das Paket-Router-Netzwerk oder das PSTN, das sie dann an die
vom Ursprung vorgegebene Zieladresse weiterleitet. Wenn dagegen
das Endgerät
der Ursprung ist, sendet es die Anforderung nach Zusammenfassung über das
Paket-Router-Netzwerk an den Haupt-Mikroprozessor, bereitet dann
seine Nachricht vor und überträgt die Nachricht an
das externe Übertragungsnetzwerk,
das sie dann an den Empfänger
und anschließend
an die Sende-/Empfangsvorrichtung überträgt, welche die Nachricht schließlich über die
zusammengefassten Funkverbindungskanäle an die SRU überträgt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Funkverbindungssystem mit variabler Bandbreite einen
Haupt-Mikroprozessor
mit einer unterstützenden
Software, einem Mehrkanalempfänger und
einer Sende-/Empfangsvorrichtung. Das Funkverbindungssystem mit
variabler Bandbreite ermöglicht
einer mobilen Endanwender-Kommunikationsvorrichtung das Senden und
Empfangen von Nachrichten über
zusammengefasste Funkverbindungs- oder Funkkanäle. Durch die Zusammenfassung der Funkverbindungskanäle wird
die Gesamtbandbreite des Übertragungsmediums
erhöht.
Die mobile Endanwendervorrichtung oder SRU kann ein Mobiltelefon,
ein tragbarer Computer oder ein tragbares Faxgerät sein, während die stationäre Endanwendervorrichtung üblicherweise
ein Endgerät
ist, das entweder aus einem Desktop-Computer, einem Faxgerät oder einem
Kopiergerät
mit einem Mikroprozessor besteht. Die Kommunikation zwischen der
Sende-/Empfangsstation und dem stationären Endgerät erfolgt über drahtgebundene Direktverbindungen, wobei
die Daten über
ein Datenübertragungsnetzwerk
wie z. B. ein Paket-Router-Netzwerk oder ein PSTN übertragen
werden. Bei jeder Kommunikationssequenz umfasst eine Endanwendervorrichtung die
Zieladresse, während
die andere Endanwendervorrichtung die Ursprungsadresse umfasst.
Zu Erläuterungszwecken
wird die SRU mitunter als die Ursprungsadresse bezeichnet, während das
Endgerät als
die Zieladresse bezeichnet wird, wobei allerdings zu beachten ist,
dass die Rollen auch vertauscht sein können, so dass während einer
gegebenen Kommunikation beide Vorrichtungen eine Nachricht senden oder
empfangen können.
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Vorzugsweise
umfasst die SRU eine Mobilfunk-Kommunikationsvorrichtung
mit einem Mikroprozessor, einer Sende-/Empfangsvorrichtung und einem
Modem wie beispielsweise ein Mobiltelefon mit Programmierfunktionen
oder ein Laptopcomputer mit einem Mobiltelefon-Adaptermodem und
einer Sende-/Empfangsvorrichtung. Die SRU kommuniziert über eine
externe Sende-/Empfangsstation entweder mit stationären Endgeräten oder
anderen SRU, indem Nachrichten über
Funkverbindungs- bzw. Funkkanäle
gesendet und empfangen werden. Funkübertragungen erfolgten bisher
stets über
einzelne Kanäle
mit fester Bandbreite; die vorliegende Erfindung gestattet der Endanwendervorrichtung
jedoch die Zusammenlegung freier Funkverbindungskanäle, z. B.
Funkkanäle,
so dass insgesamt eine Erhöhung
der Bandbreite erreicht wird. Die Sende-/Empfangsstation sendet
von einer SRU empfangene Nachrichten an die Zieladresse, indem sie
die Nachricht über
den Mehrkanalempfänger
zunächst an
das externe Übertragungsnetzwerk,
d. h. entweder ein Paket- oder Nicht-Paket-Netzwerk, dann entweder an einen
Server, einen Modem oder beides und schließlich an die Adresse des Zielendgeräts weiterleitet.
Wenn das Endgerät
die Ursprungsvorrichtung ist, veranlasst sie die Zusammenfassung,
indem sie die Anforderung über
einen Paket-Router an den Haupt-Mikroprozessor sendet, der dann
den Mehrkanalempfänger
aktiviert, um die verfügbaren Kanäle zu lokalisieren,
zu reservieren und zusammenzufassen. Daraufhin sendet das Endgerät die gewünschte Nachricht
entweder über
seinen Modem, seinen Server oder beides an ein externes Übertragungsnetzwerk,
anschließend
an den Mehrkanalempfänger
und die Sende-/Empfangsvorrichtung, welche die Nachricht über die
zusammengefassten Funkverbindungskanäle an die SRU überträgt. In beiden
Fällen
erfolgen sämtliche Übertragungen
zwischen der Sende-/Empfangsstation und dem Endanwender-Endgerät über Direkt-
oder drahtgebundene Verbindungen.
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Wie
bereits angemerkt, kann entweder die SRU oder das Endgerät den Haupt-Mikroprozessor auffordern,
eine Anzahl von verfügbaren
Funkkanälen
für die
Funkverbindung zusammenzufassen, bevor die Nachricht an die Empfangsvorrichtung übertragen
wird, um so eine schnellere Übertragung über die
Funkverbindungen zu erzielen. Der Haupt-Mikroprozessor empfängt vom Ursprung Informationen
zur Größe der zu übertragenden
Nachricht, so dass er den Mehrkanalempfänger dazu veranlassen und auffordern
kann, verfügbare
Funkkanäle
für die
Zusammenfassung zu suchen, zu lokalisieren und zuzuweisen. Wenn
der Mehrkanalempfänger
initialisiert wird, sucht und lokalisiert er verfügbare Funkverbindungskanäle, die
zusammengefasst werden können,
und sendet diese Informationen an den Haupt-Mikroprozessor. Der
Haupt-Mikroprozessor entscheidet, welche Kanäle zugewiesen und zusammengefasst
werden sollen, und sendet den Bestätigungsbefehl an den Mehrkanalempfänger, die
ausgewählten
Kanäle zusammenzufassen.
Wie mit Blick auf den Stand der Technik bereits erläutert, fasst
die vorhandene Übertragungseinrichtung
Direktverbindungskabelkanäle zusammen,
um so die Nachricht wirksamer zwischen dem Zielendgerät und der
Sende-/Empfangsvorrichtung weiterleiten zu können. Bei der vorliegenden Ausführungsform
erfolgt die Zusammenfassung von Funk- bzw. Funkverbindungskanälen dagegen
entweder auf Anforderung durch die SRU oder durch das Endgerät, wobei
dies abhängig
davon ist, welche Vorrichtung eine Nachricht überträgt.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform stehen
der Endanwendervorrichtung zwei verschiedene Möglichkeiten offen. Unter Verwendung
vorhandener, branchenüblicher
Technologie hat der Endanwender die Möglichkeit, Nachrichten über einen einzelnen
Funkverbindungskanal, der üblicherweise über eine
feste Bandbreite verfügt,
oder aber über zusammengefasste
Funkverbindungskanäle
zu empfangen oder zu senden. Der Endanwender sendet die Anforderung
an den Haupt-Mikroprozessor.
Wenn die Übertragung über einen
einzelnen Funkverbindungskanal angefordert wird, fordert der Haupt-Mikroprozessor den
Mehrkanalempfänger
auf, einen Funkverbindungskanal für die Übertragung der Nachricht vorzubereiten.
Wenn der Ursprungs-Endanwender eine SRU ist, wird die Nachricht
von der Sende-/Empfangsvorrichtung empfangen und über den
weiter oben beschriebenen Pfad gesendet. Wenn dagegen die Zusammenfassung
von Funkverbindungskanälen
angefordert wird, veranlasst der Haupt-Mikroprozessor den Mehrkanalempfänger, die verfügbaren Funkverbindungskanäle zu lokalisieren, zu
reservieren und zusammenzufassen. Bei einer Ausführungsform hat der Endanwender
vor der Auswahl einer Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
die Möglichkeit,
eine geschätzte Übertragungsdauer
auf der Grundlage der verfügbaren
Funkverbindungskanäle
zu berechnen. Bei der Berechnung der geschätzten Übertragungsdauer lokalisiert
und reserviert der Mehrkanalempfänger
Kanäle
und teilt dem Haupt-Mikroprozessor die Bandbreiten dieser Kanäle mit.
Der Haupt-Mikroprozessor berechnet dann auf der Grundlage dieser
Bandbreiten eine geschätzte Übertragungsdauer
und sendet die Dauer und eine Bestätigung an den anfordernden
Endanwender. In jedem Fall wird die Nachricht nach der Zusammenfassung
der Kanäle
entweder von der SRU oder der Sende-/Empfangsstation, wobei dies
abhängig
davon ist, wer der Ursprungs-Endanwender ist, sowie über die
zusammengefassten Funkverbindungskanäle übertragen. Da eine Nachricht
normalerweise in Blöcken übertragen
wird, muss entweder der Mehrkanalempfänger oder die Ziel-SRU die
Segmente einer über
die zusammengefassten Funkverbindungskanäle übertragenen Nachricht wieder
zu ihrer korrekten Form zusammensetzen, so dass sie durch das Ziel
verarbeitet werden können.
Der Empfänger
setzt üblicherweise
Nachrichten zusammen, die von einer SRU zur Übertragung über Direktverbindungen an die
Zieladresse empfangen wurden. Wenn alle verfügbaren, zusammengefassten Kanäle nebeneinander
liegende Funkfrequenzen sind, können
die zusammengefassten Kanäle
alternativ auch als ein großer
Funkbandbreitenblock behandelt werden. Auf diese Weise wird die
Bandbreite der Funkverbindung erhöht, und eine Nachricht wird übertragen,
ohne dass sie für
die Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
zerlegt werden muss. Die Zusammenfassung von Funkkanälen, die
im Gesamt-Frequenzspektrum nebeneinander liegen, verringert außerdem Störungen,
die bei einer Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
auftreten können.
Aus diesem Grund sucht der Mehrkanalempfänger vor der Zusammenfassung
nach nebeneinander liegenden Kanälen.
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Ein
detaillierteres Verfahren für
die Zusammenfassung verfügbarer
Funkverbindungs- oder Funkkanäle
für die
Funkverbindungsübertragung
von Nachrichten umfasst die Schritte des Sendens einer Anforderungsnachricht
an einen Haupt-Mikroprozessor, mit der die Zusammenfassung verfügbarer Kanäle angefordert
wird, des Sendens eines Befehls von dem Haupt-Mikroprozessor an
den Mehrkanalempfänger,
die Kanäle
zusammenzufassen, woraufhin der Mehrkanalempfänger dann die verfügbaren Funkverbindungskanäle lokalisiert
und reserviert, wobei der Mikroprozessor eine Bestätigungsnachricht
an die SRU sendet, dass für
die Zusammenfassung verfügbare
Kanäle
vorhanden sind, des Sendens einer bestätigenden Freigabe von der entfernten
Teilnehmereinheit an den Haupt-Mikroprozessor, die verfügbaren Kanäle zusammenzufassen,
des Sendens einer bestätigenden
Antwort an den Mehrkanalempfänger,
die reservierten Funkverbindungskanäle zusammenzufassen, und schließlich des
Zusammenfassens der verfügbaren
Funkverbindungskanäle
durch den Mehrkanalempfänger.
-
Somit übernimmt
der Haupt-Mikroprozessor die Rechenarbeit für die Initialisierung, Vorbereitung und
Aufforderung des Mehrkanalempfängers
zur Zusammenfassung verfügbarer
Funkverbindungskanäle.
Nachdem die verfügbaren
Funkverbindungskanäle
zusammengefasst wurden, empfängt
die SRU eine bestätigende
Antwort von dem Haupt-Mikroprozessor, die besagt, dass die Nachricht übertragen
werden kann. Daraufhin überträgt die SRU
ihre Nachricht an die Empfangsvorrichtung, woraufhin sie dann über den
Mehrkanalempfänger
an das externe Übertragungsnetzwerk
weitergeleitet wird. Der Mehrkanalempfänger bereitet das externe Übertragungsnetzwerk,
z. B. ein Paket-Router-Netzwerk, auf den Empfang und die Übertragung
der Nachricht an den Server vor, der dann die Daten oder die Nachricht
an die Adresse des Zielendgeräts
weiterleitet.
-
Im
Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird,
bei denen:
-
1 ein
schematisches Blockschaltbild eines Funkverbindungssystems mit variabler
Bandbreite in einem typischen Kommunikationsnetzwerk mit optionalen
Komponenten ist, die als gestrichelte Linien dargestellt sind;
-
die 2a bis 2c Ablaufdiagramme sind,
welche den Betrieb von SRU, Sende-/Empfangsvorrichtung, Mehrkanalempfänger und Haupt-Mikroprozessor
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellen;
-
die 3a bis 3d Ablaufdiagramme sind,
welche den Betrieb von SRU, Sende-/Empfangsvorrichtung, Mehrkanalempfänger und Haupt-Mikroprozessor
gemäß einer
anderen Ausführungsform
darstellen;
-
die 4a bis 4d Ablaufdiagramme sind,
welche den Betrieb von SRU, Sende-/Empfangsvorrichtung, Mehrkanalempfänger und Haupt-Mikroprozessor
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
darstellen; und
-
5 eine
vereinfachte schematische Darstellung des Funkverbindungssystems
mit variabler Bandbreite in einem typischen Kommunikationsnetzwerk
ist.
-
Die
vorliegende Erfindung kann mit einem beliebigen Typ von Datenübertragungsnetzwerken verwendet
werden, die über
Mehrkanalempfänger kommunizieren,
welche verfügbare
Kanäle
lokalisieren und zusammenfassen können. Allerdings werden die
Ausführungsformen
mit Bezug auf die Funkübertragung
digitaler Datenpakete bzw. Paket-Router beschrieben, da Paket-Router
leistungsfähiger
und kostengünstiger
sind, weil sie Datenpakete weiterleiten, anstelle Nachrichten über Schaltnetze
zu senden.
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Mit
Blick auf die Zeichnungen zeigen die 1 bis 5 ein
Funkverbindungs-Kommunikationsnetzwerk mit variabler Bandbreite
und ein Verfahren für
die Zusammenfassung von Funkverbindungskanälen. Das Netzwerk 100 umfasst
eine entfernte Teilnehmereinheit (SRU) 101, eine Sende-/Empfangsstation 102,
einen Mehrkanalempfänger 103, ein
Paket-Router-Netzwerk 104 und
einen Haupt-Mikroprozessor 105. Der Haupt-Mikroprozessor 105 verfügt über Software,
welche die in den Ablaufdiagrammen aus den 2a, 4d dargestellten Schritte
ausführt,
sowie für
die Kommunikation mit dem Mehrkanalempfänger 103 und dem Paket-Router-Netzwerk 104 bis 104c,
um die Bandbreite von Funkverbindungskanälen für die Funkübertragung von Datenübertragungsnachrichten
zwischen Endanwendervorrichtungen, von denen eine die mobile SRU 101 ist,
zusammenzufassen. Eine Anforderung nach der Lokalisierung, Zuweisung
und Zusammenfassung verfügbarer
Funkverbindungskanäle
für eine erhöhte Bandbreite
wird typischerweise über
ein Paket-Router-Netzwerk 104, 104a, 104b oder 104c gesendet,
das die kompatible Kommunikationsverbindung mit dem Prozessor 105 herstellt,
so dass dieser den Empfänger 103 initialisieren
kann. Wenn die Ursprungsvorrichtung eine SRU 101 ist, wird über ein externes Übertragungsnetzwerk,
das entweder ein Paket-Router-Netzwerk 104 oder ein PSTN 107 sein kann,
eine Nachricht an das letztendliche Zielendgerät 108, z. B. einen
Tischcomputer, ein Faxgerät
oder ein anderweitiges Kommunikationsgerät, das in den Zeichnungen durch
T1-TX dargestellt ist, gesendet.
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Wie
bereits erwähnt,
ist die Geschwindigkeit, mit der Kommunikationsdaten von einer Ursprungs- zu
einer Zielvorrichtung gesendet werden, von der Bandbreite des Funk- oder Funkverbindungskanals abhängig, über den
die Kommunikationsdaten gesendet werden. Die vorliegende Ausführungsform
erhöht
die Geschwindigkeit der Übertragung
für umfangreiche
Kommunikationsdaten oder Nachrichten, indem verfügbare, mit der Referenzziffer 110 versehene
Funkverbindungskanäle
zusammengefasst werden können,
so dass eine größere Gesamtbandbreite
zur Verfügung
steht. Je größer die
Bandbreite, desto schneller läuft
die Übertragung
ab und desto besser ist es möglich,
umfangreiche Nachrichten wirksamer zu übertragen. Dabei muss beachtet
werden, dass, obwohl die Zusammenfassung von Kommunikationskanälen bei
Direktverbindungen auch in der Vergangenheit schon möglich war,
dies bisher nicht für
Funkverbindungsübertragungen
von mobilen Vorrichtungen aus galt.
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Mit
Blick auf die 1 und 5 beinhaltet die
bevorzugte Ausführungsform
des Systems einen Haupt-Mikroprozessor 105 mit Software,
ein Paket-Router-Netzwerk 104, einen Mehrkanalempfänger 103,
eine Sende-/Empfangsvorrichtung 102 und eine entfernte
Teilnehmereinheit 101. Der Prozessor 105 mit Software
steuert die Zusammenfassung verfügbarer
Funkverbindungskanäle
für die
Erhöhung der
Gesamtbandbreite von Funk- oder Funkverbindungsübertragungen und arbeitet zusammen
mit dem Paket-Router-Netzwerk 104, dem Empfänger 103 und
einer Sende-/Empfangsvorrichtung 102. Die Zusammenfassung
verfügbarer
Funkverbindungskanäle 110 kann
durch den Haupt-Mikroprozessor 105, eine
beliebige Mehrkanal-Empfängereinrichtung 103, die
Funkverbindungskanäle
lokalisieren und verknüpfen
kann, und eine Sende-/Empfangsvorrichtung 102 erfolgen.
Nachdem die Funkverbindungskanäle 110 zusammengefasst
wurden, steht eine erhöhte
oder veränderbare
Bandbreite für
die Funkkommunikation zwischen Endanwender-Kommunikationsvorrichtungen
bereit. Bei den Endanwendervorrichtungen kann es sich sowohl um
zwei SRU 101 als auch um eine SRU und ein stationäres Endgerät 108 bis 108d für die Direktverbindungskommunikation,
wie beispielsweise einen Personalcomputer oder ein Faxgerät, handeln.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
kann es sich bei der SRU 101 entweder um ein Mobiltelefon
mit einem Mikroprozessor und Modem, einen tragbaren Computer mit
einem Modem 101a, einem Telefonadapter und einer Sende-/Empfangsvorrichtung
wie z. B. das IBM Think Pad, ein tragbares Faxgerät oder eine
beliebige andere Vorrichtung mit Funktionen für die Funkkommunikation, handeln. Das
heißt,
die SRU 101 kann eine beliebige Vorrichtung für die Funkkommunikation
mit einer Sende-/Empfangsvorrichtung,
einem Mikroprozessor und einer Vorrichtung des Modemtyps sein. Die
SRU 101 kommuniziert über
die Funkverbindungskanäle 110 mit
einer Sende-/Empfangsstation 102, die Nachrichten zwischen
den Endanwendern empfängt und
sendet. Die Sende-/Empfangsstation 102 verfügt über eine
Direktverbindung mit dem Mehrkanalempfänger 103, der wiederum über eine
Direktverbindung mit dem externen Datenübertragungsnetzwerk 104 oder 107 und
einem Haupt-Mikroprozessor 105 verfügt. Das
externe Datenübertragungsnetzwerk beinhaltet
vorzugsweise ein Paket-Router-Netzwerk 104,
da der Ursprung über
ein Paket-Router-Netzwerk 104 kommuniziert,
um die zusammengefasste Bandbreite anzufordern. Daraufhin kann der
Ursprung entweder das Paket-Netzwerk 104 bis 104c oder
das PSTN-Vermittlungsnetz 107 verwenden, um mit dem Ziel
zu kommunizieren. Somit sind der Haupt-Mikroprozessor 105 und
das Paket-Router-Netzwerk 104 direkt miteinander verbunden,
so dass die Endanwendervorrichtung 108 oder 101 die Zusammenfassung
von Funkverbindungskanälen 110 anfordern
und der Prozessor 105 den Empfänger 103 initialisieren
kann. Der Mehrkanalempfänger 103 ist
typischerweise mit einem PSTN-Vermittlungsnetz 107, einem
Paket-Router oder beidem verbunden, um Nachrichten an die Endanwendervorrichtungen weiterzuleiten,
die mit dem jeweiligen externen Übertragungsnetzwerk
verbunden sind. Vom Haupt-Prozessor 105 gesteuerte Software
empfängt
die Befehlseingaben von der Endanwendervorrichtung 101 oder 108 über die
Sende-/Empfangsstation 102 und den Empfänger 103, um so die
Suche des Mehrkanalempfängers 103 nach
verfügbaren
Funkverbindungskanälen
und deren Zusammenfassung zu steuern.
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Das
Paket-Router-Netzwerk 104 kann über ein externes Netzwerk mit
Server, z. B. ein Ethernet-Netzwerk oder das Internet, direkt mit
dem Endgerät 108a bis 108d verbunden
sein. Der Server 106 leitet Nachrichten zwischen einem
ausgewählten Endgerät 108a bis 108d und
dem Paket-Router-Netzwerk 104 bis 104c weiter,
wobei der Server 106 mit einer Anwenderkennung kommuniziert,
die das Endgerät
angibt, das eine Nachricht empfängt oder
sendet. Das Paket-Router-Netzwerk 104 kann direkt mit anderen
Paket-Routern 104a, 104b oder 104c verbunden
sein und so mit einer Anzahl von Paket-Router-Systemen kommunizieren, bevor der Endserver 106a oder 106b sowie
das Endgerät
T aus 1 erreicht werden. Die Anzahl von Paket-Routern,
die eine Nachricht durchlaufen muss, ist in der Regel abhängig von
Standart und Entfernung der Kommunikationsdaten zu ihrem Ziel, z.
B. bei einer Überseekommunikation.
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Wenn
die SRU 101 eine Funkübertragung
initiiert, sendet sie über
einen Festkanal eine Befehlseingabe an den Sende-/Empfangsmast 102 und den
Mehrkanalempfänger 103,
die dann von dem Haupt-Mikroprozessor 105 empfangen wird.
Der Prozessor 105 veranlasst den Mehrkanalempfänger 103 dazu,
Funkverbindungskanäle
zu suchen und zusammenzufassen. Danach bestätigt der Prozessor 105 der
SRU 101 die Kanalzusammenfassung. Die Sende-/Empfangsvorrichtung 102 empfängt die Nachricht
und sendet sie entweder an das Paket-Router-Netzwerk 104 oder an
das Vermittlungsnetz (PSTN) 107, je nach Vorgabe durch
den Ursprung. Unter Verwendung bestehender Netzwerkregeln wird die
Nachricht adressiert und an die Zieladresse weitergeleitet. Dabei
kann die Nachricht abhängig
vom Befehl der SRU 101 an eine oder mehrere Endgeräte-Zieladressen
gesendet werden. Eine Nachricht wird üblicherweise in Blöcken übertragen und
vom Empfänger 103,
der über
einen Signalprozessor für
die Modulation und Demodulation verfügt, wieder zusammengesetzt,
wenn die SRU der Ursprung ist. Nachrichten werden mittels einer
Analog-Analog-Übertragung
gesendet und in eine digitale Form umgewandelt, indem sie an einer
beliebigen Stelle der Direktverbindungen in einen A/D-Wandler geladen
werden. Der A/D-Wandler kann sich im Mast 102, im Empfänger 103,
im Prozessor 105 oder im externen Netzwerk bzw. an einer
beliebigen dazwischen liegenden Stelle befinden. Entsprechend kann auch
die Wiederzusammensetzung der Nachricht an einer beliebigen Stelle
erfolgen.
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Wenn
es sich bei einer Anforderung von der SRU 101 oder dem
Endanwender-Endgerät 108 um eine
Anforderung nach einer dynamischen Bandbreitenzuweisung von Funk-
oder Funkverbindungskanälen
handelt, wandelt der Haupt-Mikroprozessor 105 diese
in die geeignete Anforderung um und sendet sie an den bzw. die Mehrkanalempfänger 103. Somit
empfängt
der Haupt-Mikroprozessor 105 die Anforderung nach einer
Kanalzusammenfassung von der SRU 101 oder der Vorrichtung,
je nachdem, welcher Endanwender eine Nachricht überträgt. Dies veranlasst den Haupt-Mikroprozessor 105,
die Anforderung in einen Befehl für den Mehrkanalempfänger 103 umzuwandeln,
der eine größere Bandbreite
anfordert. Wenn der Empfänger
den Befehl vom Haupt-Mikroprozessor 105 empfängt, sucht
und lokalisiert er verfügbare
Funkkanäle
und fasst diese zusammen. Dabei berechnet der Mehrkanalempfänger 103,
welche Kanäle
frei sind, reserviert diese Kanäle und
sendet eine Antwort an den Haupt-Mikroprozessor 105, aus
der die reservierten Kanäle
hervorgehen. Der Haupt-Mikroprozessor 105 leitet diese
Informationen an die SRU 101 weiter, wobei die Nachrichtenverbindung
genutzt wird, die von dem Paket-Router-Netzwerk und dem Mehrkanalempfänger sowie den
Kanälen
gebildet wird, die ursprünglich
für die Kommunikation
zwischen dem Paket-Router-Netzwerk 104 und dem Mehrkanalempfänger 103 zugewiesen
worden waren. Die SRU 101 oder das Endgerät 108,
je nachdem, wer als Ursprungsvorrichtung auftritt, bestätigt die
Anforderung nach einer Kanalzusammenfassung. Wenn der Haupt-Mikroprozessor 105 die
Bestätigung
empfängt,
berechtigt er den Mehrkanalempfänger
dazu, die reservierten Funk- oder Funkverbindungskanäle zusammenzufassen.
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1 zeigt
die vorliegende Erfindung eingebettet in ein Gesamtsystem, das Verbindungen
zwischen mehreren Endanwender-Endgeräten, Paket-Routern
und Servern bereitstellt. In 5 wird eine
einfache Ausführungsform
gezeigt, bei der das Endgerät
T1, wie abgebildet, ein Tischcomputer sein kann. Die Endgeräte T1 bis
TX mit den Referenzziffern 108a bis 108d können jedoch
eine beliebige Kommunikationsvorrichtung sein, die über einen
Modem, einen Server oder beides kommuniziert. Die SRU 101 ist
eine mobile Kommunikationsvorrichtung, die einen Mikroprozessor
und eine Sende-/Empfangsvorrichtung umfassen kann, die in einem
herkömmlichen
Mobiltelefon oder tragbaren Computer eingebaut sind. 1 zeigt
eine SRU 101 als eine Funkkommunikationsvorrichtung, wie
beispielsweise ein Mobiltelefon, die Daten an eine Empfangsvorrichtung 102 überträgt. Die
SRU 101 kann mit einem tragbaren Computer elektrisch verbunden sein.
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Die 2a bis 2c zeigen
ein Verfahren für
die Lokalisierung und Zusammenfassung verfügbarer Funkverbindungskanäle 110,
um so die Gesamtbandbreite für
Funkübertragungen
zu erhöhen. Für die Zusammenfassung
von Funkverbindungskanälen 110 bereitet
die SRU 101 die Kommunikationsdaten bzw. die Nachricht
für die Übertragung über die Funkverbindungskanäle 110 an
die Sende-/Empfangsstation 102 vor,
wie dies aus Block 120 hervorgeht. Die SRU 101 setzt
zunächst
die Zieladresse 122 der Zielvorrichtung, in diesem Fall
ein oder mehrere Endgeräte 108a bis 108d,
an welche die Kommunikationsdaten gesendet werden. Danach ermittelt
die SRU 101 in Block 124 den Umfang der zur Übertragung
vorgesehenen Kommunikationsdaten, wie dies in den Schritten des
Ablaufdiagramms aus 2 enthalten ist.
Nachdem die SRU 101 die Vorbereitung abgeschlossen und
die Größe der zu übertragenden
Nachricht ermittelt hat, entscheidet der Anwender, ob verfügbare Funkverbindungskanäle 110 zusammengefasst
werden sollen, wie aus Entscheidungsblock 126 hervorgeht.
Bei dem abgekürzten
Verfahren aus den 2a bis 2c sendet
der Anwender einen Nachrichtenbefehl an den Haupt-Prozessor 105,
der angibt, dass verfügbare Funkkanäle zusammengefasst
werden sollen (siehe Block 128), falls die Zusammenfassung
gewünscht wird,
und der Prozessor 105 sendet eine Quittierung über den
Empfang der Anforderung. Anschließend sendet der Prozessor 105 einen
Befehl an den Mehrkanalempfänger 103,
der angibt, dass die verfügbaren
Kanäle
lokalisiert, zugewiesen und zusammengefasst werden sollen, wie dies
aus Block 130 hervorgeht. Der Empfänger 103 nimmt als
Reaktion darauf eine Suche, Lokalisierung und vorübergehende Reservierung
von Kanälen
für die
Zusammenfassung vor, wie dies vom Haupt-Mikroprozessor 105 ausgewählt wurde.
Nachdem die Kanäle
zugewiesen wurden, wird eine Bestätigungsnachricht an den Prozessor 105 gesendet,
welche die verfügbaren
Funkverbindungskanäle
und ihre zugehörigen
Bandbreiten angibt, wie dies aus den Blöcken 134 und 136 hervorgeht.
Danach sendet der Prozessor 105 wiederum eine Bestätigung der
Zusammenfassung an die SRU 101, wie in Block 143 gezeigt.
Daraufhin bestätigt
die SRU 101 entweder den Wunsch nach einer Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
oder bricht die Übertragung
ab, wie aus Block 152 hervorgeht. Bei einem Abbruch wird
die SRU 101 bzw. der Endanwender zurückgesetzt.
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Wenn
die SRU 101 die Zusammenfassung und Übertragung bestätigt, wandelt
sie die Nachricht mittels eines Digital-Analog-Wandlers (D/A-Wandlers) aus der
digitalen in die analoge Form um, da die Funkübertragung durchgehend analog
erfolgt. Die Nachricht wird in Segmenten oder Blöcken übertragen und zunächst von
der Sende-/Empfangsvorrichtung 102 empfangen. Nachdem die
Sende-/Empfangsstation 102 die übertragene Nachricht empfangen
hat, leitet sie sie an den Empfänger
weiter, der über
eine Kabel- bzw. Drahtverbindung direkt mit der Sende-/Empfangsstation 102 verbunden
ist. Anschließend
leitet der Mehrkanalempfänger 103 die Nachricht
entweder an das Paket-Router-Übertragungsnetzwerk 104 oder
das PSTN-Vermittlungsnetz 107 weiter, das eine Direktverbindung
mit dem Empfänger 103 aufweist.
Bevor der Mehrkanalempfänger 103 die
empfangene Nachricht an das Übertragungsnetzwerk
weiterleitet, kann er die Nachricht mit Hilfe eines Signalprozessors
wieder zusammensetzen und in digitale Segmente umwandeln. Die Zusammensetzung
der Nachricht kann jedoch von einem beliebigen Signalprozessor oder
einer beliebigen Komponente erfolgen, nachdem die Funkübertragung
abgeschlossen ist. Modems stellen Verbindungs-Schnittstellen zwischen
den einzelnen Kommunikationsanschlüssen von Paket-Router-Netzwerk 104,
Empfänger 103,
Prozessor 105 und PSTN 107 bereit und ermöglichen
so die Kommunikation zwischen den direkt miteinander verbundenen
Vorrichtungen. Die Modems können
typischerweise A/D-Wandler für
die digitale Übertragung
beinhalten. So kann der Empfänger
einen A/D-Wandler beinhalten, um die Nachrichten in eine digitale
Form umzuwandeln, bevor sie an das Übertragungsnetzwerk gesendet
werden. Dabei kann sich der A/D-Wandler jedoch an einer beliebigen
gewünschten
Verbindungsstelle befinden, z. B. beim Paket-Router-Netzwerk 104,
dem Empfänger 103 oder
der Sende-/Empfangsvorrichtung 102.
Wenn das Übertragungsnetzwerk
das Paket-Router-Netzwerk 104 umfasst, unterteilt das Paket-Router-Netzwerk die Nachrichtensegmente
in Datenpakete und leitet sie über
ausgewählte
Paket-Router an einen Server oder Modem und schließlich an
die Zieladresse weiter, wie weiter oben bereits erläutert wurde.
Die tatsächliche
Zeitdauer, die für
das Senden der eigentlichen Nachricht erforderlich ist, kann vom
Endanwender vor der Zusammenfassung ermittelt werden, wie dies aus
den 3a bis 3d und 4a bis 4d hervorgeht.
Wenn sich der Anwender gegen die Berechnung der voraussichtlichen Übertragungsdauer
entscheidet, wird eine herkömmliche Übertragung
vorgenommen, bei der die Nachricht über einen einzelnen Kanal an
die Sende-/Empfangsstation 102 und den Empfänger 103 übertragen
und anschließend
wie oben beschrieben an das Ziel weitergeleitet wird.
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Mit
Blick auf die 3c und 3d oder 4a bis 4d wünscht der
Anwender bei größeren Nachrichten
möglicherweise
eine Berechnung der für
die Übertragung
notwendigen Zeit, da Funkverbindungszeit teuer sein kann. Dies stellt
eine alternative Funktion dar, weil eine tatsächliche Berechnung der Übertragungsdauer
vor der Zusammenfassung verfügbarer
Kanäle
nicht erforderlich ist. Es gibt daher zwei Verfahren für die Kanalzusammenfassung
und die Berechnung der Übertragungsdauer, wie
aus den 3a bis 3d und 4a bis 4d deutlich
wird. Mit Bezug auf die 3a bis 3d und 4a bis 4d entscheidet
der Anwender, ob die Übertragung über einen
einzelnen Kanal oder über
zusammengefasste Kanäle
erfolgen soll, wie dies aus Block 226 hervorgeht. Bei dem
Verfahren aus den 3a bis 3d geschieht
dies ohne Berechnung der geschätzten Übertragungsdauer,
während
bei dem Verfahren aus den 4a bis 4d der
Anwender die Wahl hat, ob die Übertragungsdauer
ermittelt werden soll. Wenn, wie in 4 gezeigt,
die Berechnung der Übertragungsdauer
nicht gewählt
wird, wie aus Block 326 hervorgeht, sendet die SRU 101 eine
Nachricht mittels einer Einzelkanalübertragung an den Prozessor 105 und überträgt über den
Empfangskanal. Siehe Blöcke 326, 353, 355, 329 und 331.
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Mit
Bezug auf die 3a bis 3d entscheidet
der Anwender, ob die Übertragung über einen
einzelnen Kanal oder über
zusammengesetzte Kanäle
erfolgen soll, nachdem er die Übertragungszeit
empfangen hat. Siehe Blöcke 224 und 226. Wenn
eine Einzelkanalübertragung
gewählt
wurde, aktiviert die SRU 101 den Empfänger 103 für die Einzelkanalübertragung
und überträgt die Nachricht über einen
einzelnen Kanal, wie dies in der herkömmlichen Technik bekannt ist.
Siehe Blöcke 253, 255, 229 und 213.
Wenn eine Zusammenfassung gewählt
wurde, sendet die SRU 101 die Anforderung an den Haupt-Mikroprozessor 105,
die Suche und Zusammenfassung von Funkverbindungs-Kommunikationskanälen 228 einzuleiten.
Der Haupt-Prozessor 105 kommt dieser Aufforderung nach
und sendet einen Befehl an den Empfänger, die Suche nach verfügbaren Funkverbindungskanälen und
den zugehörigen
Bandbreiten zu beginnen. Siehe Block 230. Als Reaktion
auf den Haupt-Mikroprozessor 105 sucht und lokalisiert
der Empfänger 103 verfügbare Funkverbindungskanäle und reserviert
diese Kanäle,
während
er auf eine Antwort von dem Haupt-Mikroprozessor 105 wartet,
nachdem er Informationen zu den verfügbaren Kanälen und den zugehörigen Bandbreiten
an den Haupt-Mikroprozessor 105 gesendet hat. Siehe Blöcke 232 und 234.
Daraufhin wählt
der Haupt-Mikroprozessor 105 diejenigen Kanäle aus, die
zusammengefasst werden können,
berechnet die Dauer der Einzelkanalübertragung und die veränderbare Übertragungsgeschwindigkeiten
für die
ausgewählten,
zusammengefassten Kanäle,
wie dies aus den Blöcken 236 und 238 hervorgeht.
Bei diesem Verfahren gibt der Haupt-Mikroprozessor 105 dem Endanwender
die Möglichkeit,
den Übertragungsmodus
ausgehend von den geschätzten Übertragungszeiten über feste
und veränderbare
Kanäle
erneut auszuwählen.
Entsprechend sendet der Mikroprozessor 105 eine Antwortnachricht
an den Empfänger 103,
welche die festen und veränderbaren Übertragungszeiten
für die Übertragung
zum Endanwender, der SRU 101, angeben, und gibt außerdem einen
Befehl an den Mehrkanalempfänger 103 aus,
die ausgewählten
Kanäle
vorübergehend
für die
Zusammenfassung zu reservieren. Siehe Blöcke 240 und 241. Der
Mehrkanalempfänger 103 überträgt dann
die berechneten Übertragungszeiten
an die SRU 101 und fordert eine Auswahl eines gewünschten Übertragungsmodus
an, was die SRU 101 bzw. den Endanwender dazu veranlasst,
den Übertragungsmodus erneut
zu bestätigen.
Siehe Blöcke 242 und 244.
Der Endanwender bzw. die SRU 101 entscheidet sich anschließend für die Übertragung über zusammengefasste
Kanäle,
die Einzelkanalübertragung
oder den Abbruch der gesamten Übertragung,
wie aus Entscheidungsblock 246 hervorgeht. Wenn die Übertragung
abgebrochen wird, teilt die SRU 101 dies dem Haupt-Mikroprozessor 105 mit,
und sowohl der Mikroprozessor der SRU als auch der Haupt-Mikroprozessor 105 setzen
ihre Steuersoftware zurück
und setzen die Prozedur damit wieder auf die Ausgangsposition.
-
Wenn
dagegen die SRU 101 oder der Endanwender sich auf der Grundlage
der berechneten geschätzten Übertragungsdauer
für eine
Einzelkanalübertragung
entscheidet, sendet die SRU eine Einzelkanalanforderung an den Haupt-Mikroprozessor 105,
um die Übertragung
für eine
Einzelkanalübertragung
neu zu konfigurieren. Siehe Block 247. Nach jeder empfangenen
Antwort sendet der Haupt-Mikroprozessor 105 eine Quittierung
und fordert den Endanwender auf, die Anforderung zu bestätigen. Siehe
Block 249. Dabei handelt es sich um eine Fehlerschutzprozedur,
bei der im Falle eines Fehlers die SRU antwortet, wie aus Block 251 hervorgeht,
dass die Anforderung einer Einzelkanalübertragung nicht korrekt war,
und zum Entscheidungsblock 246 zurückkehrt, wo erneut die Möglichkeit
gegeben ist, die Übertragung über einen
einzelnen oder über zusammengefasste
Kanäle
auszuwählen.
Wenn jedoch die Option für
die Einzelkanalübertragung
korrekt ausgewählt
wurde, bestätigt
der Endanwender diese Auswahl gegenüber dem Haupt-Mikroprozessor 105,
der dann alle vorübergehend
reservierten Kanäle
wieder freigibt und der SRU 101 die Übertragung über einen einzelnen Kanal an
den Empfänger ermöglicht,
wie dies in der herkömmlichen
Technik bekannt ist. Wenn mit Blick auf Block 246 die Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
die korrekte gewünschte
Option darstellt, dann wird dies bestätigt, und die SRU 101 sendet
die Anforderung an den Haupt-Mikroprozessor 105, die verfügbaren,
reservierten Funkverbindungskanäle
für die
Funkübertragung
zusammenzufassen. Siehe Block 248. Auch hier sendet der
Haupt-Mikroprozessor 105 eine
Quittierung und fordert den Endanwender zur Bestätigung auf. Auch dies ist eine
Fehlerschutzprozedur, und die SRU 101 erhält die Möglichkeit,
eine fehlerhafte Auswahl zu korrigieren, wie aus den Blöcken 250 und 252 hervorgeht.
Wenn die Auswahl einer Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
inkorrekt war, kehrt die Software zu Entscheidungsblock 246 zurück. Wenn
eine Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
jedoch die korrekte Option war, sendet die SRU 101 eine
Bestätigungsantwort
an den Haupt-Mikroprozessor,
wie aus Block 254 hervorgeht.
-
Im
Anschluss daran sendet der Haupt-Mikroprozessor die Anforderungsnachricht
an den Mehrkanalempfänger 103,
die ausgewählten,
reservierten Funkverbindungskanäle
für eine
Funkübertragung von
der Adresse des Endanwenders bzw. der SRU 101 zusammenzufassen
und zu aktivieren. Siehe Block 256. Der Mehrkanalempfänger 103 weist
die ausgewählten
Kanäle
zu und sendet eine Bestätigung
an den Haupt-Mikroprozessor 105, dass die ausgewählten, reservierten
Funkverbindungskanäle aktiviert
und zusammengefasst wurden, wie aus den Blöcken 258 und 264 hervorgeht.
An dieser Stelle durchläuft
der Haupt-Mikroprozessor 105 eine
weitere Fehlererkennungsprozedur, die sicherstellt, dass eine erfolgreiche Übertragung
stattfinden wird. Wenn ein Fehler festgestellt wird, sendet der
Haupt-Mikroprozessor 105 eine
Nachricht an den Empfänger 103, die
besagt, dass die Reservierung der reservierten Funkverbindungskanäle aufgehoben
werden soll, und sendet eine Nachricht an den Endanwender bzw. die
SRU 101, dass die Funkübertragung
erneut versucht werden soll. Siehe Blöcke 266, 268 und 270. Als
Folge davon kehrt das Verfahren zur Ausgangsposition zurück. Wenn
der Haupt-Mikroprozessor dagegen keine Fehler feststellt, stellt
der Mehrkanalempfänger 103 eine
Kommunikationsverbindung mit der Adresse des Endanwenders bzw. der
SRU 101 her und sendet eine Bestätigung der Übertragungsbereitschaft an
den Haupt-Mikroprozessor. Daraufhin sendet der Haupt-Mikroprozessor 105 eine
Nachricht an den Endanwender bzw. die SRU 101, die Nachricht
zu übertragen.
Danach überträgt die SRU 101 über die
zusammengefassten Funkverbindungskanäle 110, und der Empfänger 103 leitet
diese Nachricht an das externe Übertragungsnetzwerk
weiter, das je nach der Zieladresse entweder ein Paket-Router-Netzwerk 104 oder
ein PSTN 107 ist. Siehe Blöcke 272 bis 280.
Nachdem die Übertragung
abgeschlossen ist, reaktiviert der Mehrkanalempfänger 103 die zusammengefassten
Kanäle
für spätere Übertragungen,
und die Software kehrt zur Ausgangsposition zurück, um weitere Funkübertragungen
zu ermöglichen.
-
Mit
Blick auf die 4a bis 4d entscheidet
der Anwender bei Entscheidungsblock 326, ob die Übertragungsdauer
berechnet werden soll; dies unterscheidet sich von der vorherigen
Nachricht, bei welcher der Anwender zunächst entscheidet, ob die Übertragung über einen
einzelnen Kanal oder über zusammengefasste
Kanäle
erfolgen soll. Somit unterscheidet sich die Prozedur dieses Verfahrens
von derjenigen des oben beschriebenen Verfahrens und gestattet dem
Endanwender die Übertragung über einen
einzelnen Kanal, indem er entscheidet, dass die Übertragungsdauer nicht berechnet
werden soll bzw. dass die Übertragungsdauer
berechnet werden soll und danach der gewünschte Übertragungsmodus ausgewählt wird,
d. h. Übertragung über einen
einzelnen Kanal, über
zusammengefasste Kanäle
oder Abbruch der Übertragung
insgesamt. Falls gewünscht, wählt der
Endanwender die Option aus, bei der eine Nachrichtenanforderung
zur Berechnung der Übertragungsdauer
die SRU 101 veranlasst, eine Nachrichtenanforderung an
den Haupt-Mikroprozessor 105 zu senden, um die Zeitdauer
für die
vorgesehene Nachrichtenübertragung
abzuschätzen,
wie dies aus den Blöcken 326 bis 342 der 4a und 4b ersichtlich wird.
Wenn er die Anforderung erhält,
sendet der Prozessor 105 eine Quittierung zurück an die SRU 101 bzw.
den Endanwender. Die gesamte Kommunikation mit dem Prozessor 105 und
der SRU 101 läuft über den
Mehrkanalempfänger 103,
der direkt mit der Sende-/Empfangsstation 102 für die Übertragung
zwischen der SRU 101 und der Sende-/Empfangsstation 102 verbunden
ist, wie dies aus 1 deutlich wird. Darüber hinaus
werden bei der gesamten hier beschriebenen Kommunikation Transaktionen
zwischen den einzelnen Vorrichtungen 101 bis 107 mittels
Quittungsaustausch überprüft, d. h.
durch Übermittlung
von Quittierungen, mit denen den Einheiten formal mitgeteilt wird,
dass die Anforderung bzw. Anfrage empfangen wurde.
-
Um
den Prozess der Zusammenfassung und Berechnung zu beginnen, wie
in den 4a bis 4d gezeigt,
sendet der Haupt-Mikroprozessor 105 einen
Befehl an den Mehrkanalempfänger 103, um
die Suche nach verfügbaren
Funkverbindungskanälen
oder -pfaden und
ihren zugehörigen
Bandbreiten zu aktivieren. Siehe Block 330. Der Empfänger 103 sucht
und lokalisiert die verfügbaren
Funkverbindungskanäle 110 und
ermittelt die zugehörige
Bandbreite eines jeden verfügbaren
Funkkanals. Siehe Block 332. Der Empfänger 103 sendet eine
Antwort an den Prozessor 105, nachdem er diese Kanäle lokalisiert
hat, welche die verfügbaren
Funkverbindungskanäle
und Bandbreiten, die zusammengefasst werden können, angibt. Siehe Block 334.
Nachdem er die Antwort des Empfängers 103 empfangen hat,
wählt der
Prozessor 105 die Kanäle
aus, die zusammengefasst werden können, um die Nachricht innerhalb
einer vertretbaren Zeitdauer angemessen von der SRU 101 bzw.
Sende-/Empfangsvorrichtung 102 über die
Funkverbindungen zu übertragen.
Siehe Block 336. Die ausgewählten Kanäle bzw. ihre Anzahl ist abhängig von
der Verwaltung der Kommunikationsnetzwerke innerhalb der Wolke oder
der Empfängerreichweite,
der Kapazität
des Netzwerks und den aktuellen Belastungen. Eine zweite Wolke kann mit
einer anderen Wolke kommunizieren, indem eine Verbindung mit einem
weiteren Paket-Router wie z. B. 104a und 104b hergestellt
wird. Entsprechend werden bei der Abschätzung die Entfernung und die Anzahl
der Router berücksichtigt,
die an der Übertragung
beteiligt sind. Der Prozessor 105 berechnet die Dauer für eine Übertragung
der jeweiligen Kommunikationsdaten über einen einzelnen Kanal,
bei der es sich um eine feste Geschwindigkeit handelt, sowie für eine Übertragung
mit veränderbarer Übertragungsgeschwindigkeit
für die Übertragung
der Nachricht über
ausgewählte
zusammengefasste Kanäle.
Siehe Block 338. Die Übertragung über zusammengefasste Kanäle wird
als Übertragung
mit veränderbarer Übertragungsgeschwindigkeit
bezeichnet, da sie von der Anzahl der verfügbaren Kanäle abhängig ist, die zusammengefasst
werden können.
Entsprechend wird die Übertragung über einen
Einzelkanal als Übertragung
mit fester Übertragungsgeschwindigkeit
bezeichnet, da die Geschwindigkeit der Übertragung auf dem Kanal in
direktem Zusammenhang mit der Bandbreite des Kanals steht.
-
Nach
der Berechnung der festen und veränderbaren Übertragungsgeschwindigkeiten
sendet der Prozessor 105 über den Empfänger 103 und
den Sende-/Empfangsmast 102 eine Antwortnachricht zurück an die
SRU 101, welche die festen und veränderbaren Übertragungszeiten für die betreffende Nachricht
angibt. Außerdem
fordert der Prozessor 105 den Empfänger 103 auf, die
identifizierten und ausgewählten
Kanäle
für die
Zusammenfassung zu reservieren. Siehe Blöcke 340 und 341.
Daraufhin empfängt
der Anwender eine Nachricht und wählt ausgehend von den berechneten
Zeiten aus den für seine
SRU 101 verfügbaren
Optionen oder über
die Funktionstasten 101b den gewünschten Übertragungsmodus, d. h. fest
oder veränderbar,
aus. Zu den Optionen, die dem Anwender für die SRU 101 zur
Verfügung
stehen, gehören
die Übertragung über einen
einzelnen Kanal, über
zusammengefasste Kanäle
oder der Abbruch der gesamten Übertragung, wie
dies aus den Blöcken 346 bis 353 aus 4a hervorgeht.
Wenn die Übertragung
abgebrochen wird, findet keine Übertragung
statt, und der Prozess beginnt erneut bei der Ausgangsposition.
Wenn der Anwender eine Übertragung über einen
einzelnen Kanal auswählt,
sendet die SRU eine Einzelkanalanforderung an den Prozessor 105.
Der Prozessor 105 bestätigt
den Empfang dieser Anforderung und kann den Anwender bzw. die SRU 101 zur
Bestätigung auffordern,
bevor die Übertragung
freigegeben wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der
Anwender die gewünschte
Option korrekt ausgewählt
hat. Wenn der falsche Übertragungsmodus
ausgewählt wurde,
ist die Antwort des Anwenders negativ, und das Programm kehrt zur
Auswahl des Übertragungsmodus
bei Block 346 zurück.
Wenn die Einzelkanalübertragung
die korrekte Anforderung war, antwortet der Anwender positiv und
veranlasst die SRU 101, als Reaktion darauf eine Bestätigung an
den Prozessor 105 zu senden. Danach sendet der Prozessor 105 einen
Befehl an den Empfänger 103,
der die Übertragung über einen
einzelnen Kanal freigibt, womit für diese Übertragung eine Zusammenfassung hinfällig wird
und die zuvor reservierten Kanäle
bis auf einen Kanal freigegeben werden. Siehe Blöcke 353 und 355.
Anschließend
veranlasst der Anwender die SRU 101 dazu, die Kommunikationsdaten
oder die Nachricht über
einen einzelnen Kanal an die Sende-/Empfangsstation 102 und
den Empfänger 103 zu übertragen.
Der Empfänger 103 leitet
die Kommunikationsdaten je nach der Zieladresse weiter an das Paket-Router-Netzwerk 104 oder
PSTN 107, das die Nachricht wiederum über Modems, Server oder beides
an die schlussendliche Zieladresse 108, 108a oder 108b sendet:
Dabei ist zu beachten, dass das Paket-Router-Netzwerk 104 ein
Netz von einzelnen Paket-Routern 104a oder 104b umfassen
kann, wie in 1 dargestellt, die direkt miteinander
kommunizieren. Die Wegeleitung der Übertragung durch das Paket-Router-System
ist unerheblich für
diese Abhandlung, da sie eine Funktion ist, die ausschließlich durch
das Verwaltungssystem des Paket-Router-Netzwerks
gesteuert wird, das die Wegeleitung gemäß und auf der Grundlage seiner
Kapazität
und Auslastung vornimmt.
-
Um
eine Nachricht von der SRU 101 über zusammengefasste Funkverbindungs-Kommunikationskanäle zu senden,
wählt der
Anwender diesen Betriebsmodus bei der SRU 101 aus, wie
aus den Blöcken 346 bis 348 deutlich
wird. Die SRU 101 sendet die Nachrichtenanforderung nach
einer Funkübertragung über zusammengefasste
Kanäle über die Sende-/Empfangsstation 102 und
den Empfänger 103 an
den Haupt-Mikroprozessor 105. Der Prozessor 105 sendet
eine Quittierung und fordert eine Bestätigung von der SRU 101,
dass der korrekte Übertragungsmodus
ausgewählt
wurde. Siehe Blöcke 350 und 352.
Wenn der Modus für
die Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
nicht der gewünschte Modus
ist, gibt der Anwender eine negative Antwort ein und veranlasst
die Software so dazu, zur Option für die Auswahl des Übertragungsmodus
bei Block 346 zurückzukehren.
Wenn der Modus für
die Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
der korrekte oder gewünschte
Modus ist, wird eine bestätigende
Antwort an den Prozessor 105 zurückgesendet, die eine Funkübertragung über zusammengefasste Kanäle bestätigt, wie
aus Block 354 hervorgeht.
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Nach
dem Empfang der Bestätigung
einer Übertragung über zusammengefasste
Kanäle
sendet der Prozessor 105 mit Blick auf die Blöcke 356 und 358 eine
Befehlsnachricht an den Empfänger 103, die
besagt, dass die zuvor reservierten und ausgewählten Funkkanäle für die Übertragung
der Nachricht von der Adresse der SRU 101 an die schlussendliche
Zieladresse zusammengefasst und aktiviert werden sollen. Daraufhin
aktiviert der Empfänger 103 die
ausgewählten
Kanäle
für die
Funkverbindungsübertragung.
Wenn der Endanwender die Übertragungsdauer
berechnen ließ,
werden die reservierten und ausgewählten Kanäle, auf deren Grundlage die
Berechnung erfolgte, für
die Übertragung
zugewiesen und initialisiert.
-
Bei
einer alternativen Ausführungsform,
die in den Blöcken 360 bis 365 gezeigt
ist, führt
der Empfänger 103 eine
erneute Lokalisierung und Prüfung der
bereits ausgewählten
Funkverbindungskanäle auf
ihre Verfügbarkeit
durch. Dies bedeutet eine andere Schrittfolge als jene aus den 3a bis 3d. Mitunter
kann es vorkommen, dass die ausgewählten Kanäle fälschlicherweise nicht reserviert
wurden oder dass, um den Funkverkehr nicht unnötig zu erhöhen, wie weiter oben bereits
beschrieben die ausgewählten
Kanäle
lediglich vorübergehend
reserviert und nach einer Weile reaktiviert werden. Wenn daher zu
viel Zeit oder eine vorgegebene Zeitdauer verstreicht, ohne dass
eine Berechtigung durch den Endanwender oder die SRU 101 für die Zusammenfassung
ausgewählter
Kanäle
und die Fortsetzung der Übertragung
vorliegt, werden die Kanäle
freigegeben. Wenn die Kanäle
noch verfügbar
sind, werden sie automatisch aktiviert und der entsprechenden SRU 101 zugewiesen.
Wenn dies nicht der Fall ist, sucht und lokalisiert der Empfänger 103 Kanäle, die verfügbar sind
und die gleiche Bandbreite aufweisen wie die ursprünglich ausgewählten Kanäle. Der
Empfänger 103 reserviert
diese Kanäle
dann vorübergehend
als neu ausgewählte
Kanäle
und sendet eine Bestätigung
an den Prozessor, dass die neu ausgewählten Kanäle für die Übertragung der Nachricht von
der SRU 101 reserviert und zusammengefasst wurden. Wenn
die ursprünglich
ausgewählten
Kanäle noch
verfügbar
sind, reserviert der Empfänger 103 diese
ausgewählten
Kanäle
vorübergehend
und fasst sie zusammen. Der Empfänger 103 sendet
dann eine Bestätigung
an den Prozessor 105, mit der dem Prozessor 105 mitgeteilt
wird, dass die ausgewählten Kanäle aktiviert
und für
die gewünschte
Gesamtbandbreite zusammengefasst wurden. Siehe Block 364.
Danach gibt der Prozessor 105 die Datenübertragung von der SRU 101 über die
zusammengefassten Kanäle
frei und führt
eine Prüfung
auf Fehlerbedingungen durch. Siehe Block 366. Wenn bei
der Übertragung
von der Ursprungs-SRU 101 zur Zieladresse keine Probleme
auftreten, wird die Datenübertragung
von der SRU 101 freigegeben. Wenn der Prozessor 105 die Übertragung
nicht freigibt, sendet er eine Nachricht an den Empfänger 103,
welche die Reservierung der zusammengefassten Kanäle aufhebt,
und sendet anschließend
eine Nachricht an die SRU 101, die Übertragung beginnend an der
Ausgangsposition erneut zu versuchen, wie aus den Blöcken 366, 368 und 370 hervorgeht.
Wenn der Prozessor 105 die Datenübertragung freigibt, sendet
er eine Bestätigung
an die SRU 101, wie dies aus den Blöcken 366 und 372 bis 380 deutlich
wird. Daraufhin überträgt die SRU 101 die
gewünschte
Nachricht über
die zusammengefassten Funkverbindungskanäle an die Sende-/Empfangsstation 102.
Bei der Funkübertragung
von der SRU 101 an die Sende-/Empfangsvorrichtung 102 handelt
es sich um eine A/A-Übertragung.
-
Nachdem
die Nachricht empfangen wurde, wandelt ein A/D-Wandler die Nachricht
in die digitale Form um, wobei diese Umwandlung jedoch in der Sende-/Empfangsstation 102,
dem Empfänger,
dem Paket-Router-Netzwerk 104 oder dem PSTN oder an einer
beliebigen, dazwischen liegenden Stelle erfolgen kann. Da die Sende-/Empfangsstation über eine Direktverdrahtung
oder -verbindung
mit dem Empfänger 103 verfügt, ist
eine eventuell notwendige Zusammenfassung von Übertragungspfaden dann schon
erfolgt. Abhängig
von der Zieladresse leitet der Empfänger 103 die Kommunikationsdaten
entweder an das Paket-Router-Netzwerk 104 oder das PSTN 107 weiter.
Zuvor wird die Nachricht jedoch in der Regel wiederzusammengesetzt,
da die Übertragung meist
in-Blöcken
stattfindet. Wenn die ausgewählten, zusammengefassten
Kanäle
im Frequenzspektrum direkt nebeneinander liegen, ist eine Segmentierung der
Nachricht möglicherweise
nicht notwendig. Nachdem das Paket-Router-Netzwerk 104 die Nachricht empfangen
hat, leitet es sie durch seine Paket-Router und schließlich an
den Zielserver weiter. Der Server 106 sendet sie dann entweder
an die Adresse des Zielendgeräts
oder an das LAN. Wie weiter oben bereits erläutert, ist das LAN ein Netzwerk,
das aus einer Gruppe lokaler, miteinander verbundener Computer besteht,
wie sie z. B. Unternehmen anzutreffen sind. Nachdem der Empfänger 103 die
Kommunikationsdaten an seine Zieladresse weiterleitet hat, reaktiviert
der Empfänger
die ausgewählten
Kanäle und
macht sie so wieder verfügbar
für eine
spätere Übertragung.
-
In
diesem Zusammenhang muss darauf hingewiesen werden, dass eine Übertragung
von einer Endgeräte-Adresse 108a bis 108d veranlasst
werden kann, um so eine Nachricht an eine SRU 101 zu senden.
In einem derartigen Fall erfolgt die Kommunikation des als Ursprungsadresse
auftretenden Endgeräts
mit dem Haupt- Prozessor
auf dieselbe Art und Weise mit denselben Optionen. Das heißt, die hier
beschriebenen Verfahren stehen auch für ein als Endanwender auftretendes
Endgerät 108 zur
Verfügung
mit der Ausnahme, dass die SRU 101 das Ziel wird und Entscheidungen,
die zuvor von der SRU 101 in ihrer Rolle als Endanwender
getroffen wurden, nun von dem Endgerät 108 getroffen werden,
das als Endanwender auftritt. Der Endgeräte-Endanwender wählt entsprechend eine SRU-Zieladresse
aus, fordert die Zusammenfassung an, reserviert Kanäle und überträgt.