WO2003013073A1 - Einstellen von kommunikationsendgeräten in multihop-systemen - Google Patents

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Ralf Kern
Juergen Kockmann
Kalyan Koora
Ralf Wenker
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    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
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Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a corresponding method for communicating at least two communication terminals with one another by switching communication through a further communication terminal.
  • Wireless local data networks in which the connections between the stations are not via lines but via radio transmission, generally have a short range. The range is less, the more obstacles are to be found between the communication terminals that cannot be penetrated by the high-frequency radio waves. Examples of such wireless local area networks (WLAN) are HiperLA / 2 or IEEE802. lla systems. To increase the range of these data networks, so-called extension points (EP) or repeaters (repeaters) are provided. The useful signal is received at the repetitive transmitters at a defined frequency and transmitted again at the same or a different frequency. The extension points usually also have routing functionalities.
  • EP extension points
  • repeaters repeaters
  • fixed, movable or mobile communication terminals can communicate with one another in multihop networks.
  • the communication terminals are basically independent of the base station or access point (AP) and can therefore be used both as a master and as a slave. This means that the communication terminals themselves determine their current radio connection to other active stations and calculate the route to a destination via intermediate relay stations themselves.
  • AP access point
  • a disadvantage of previous systems is that no criteria are defined as to when a communication terminal can be available as an extension point or for multihop connections.
  • the object of the present invention is therefore to provide communication terminals as extension points or for multihopping operations only under certain conditions.
  • this object is achieved by a communication system with a plurality of communication terminals for communicating with one another, at least one of which is able to carry out switching services, in particular intermediate amplification and / or functions of a base station, and a switching filter with which the switching services can be restricted.
  • the above-mentioned object is achieved by a method for communicating at least two communication terminals with one another by switching, in particular with intermediate amplification and / or performing functions of a base station, by means of a further communication terminal, the switching optionally being restricted manually and / or automatically and / or is suppressed.
  • a communication terminal can advantageously determine whether his device should be used for relaying.
  • a communication terminal can only be used as a switching center under certain technical conditions, such as the state of charge of the device or the need for a certain connection quality.
  • the above object is also achieved by a method for communicating at least two communication terminals with one another by means of switching, in particular with intermediate amplify and / or execute functions of a base station by a further communication terminal, the owner of a mediating communication terminal being remunerated for the mediation.
  • a method for communicating at least two communication terminals with one another by means of switching in particular with intermediate amplify and / or execute functions of a base station by a further communication terminal, the owner of a mediating communication terminal being remunerated for the mediation.
  • Mobile, battery-operated communication terminals in a multihop system can be used for data connections between other communication terminals.
  • a communication terminal in operation does not use its entire transmission capacity for its own communication, e.g. B. a communication terminal only transmits text signals.
  • the capacities for the transmission of moving images are generally exhausted, so that the communication terminals concerned are not available for switching services.
  • the owner of a communication terminal device should reserve the right to make his device available for communication services, which result in additional energy consumption and thus a shortened operating time. It is therefore provided according to the invention that the owner of a communication terminal can manually specify, in particular via software, whether he makes his device available for the exchange. Accordingly, he can set an identifier or a flag in his device, which can be queried by other devices.
  • a multihop connection can also be permitted, for example, only in the event that the terminal is in a charging cradle, so that a reliable energy supply is guaranteed. In the broadest sense, this would correspond to a hardware switch that can also be implemented in other conventional ways.
  • the provision of a communication terminal for further switching can also be controlled automatically. For example, the current battery charge status can be determined and, depending on this, the willingness to switch can be determined automatically. This could ensure that a communication terminal t is only available for multihop connections or as an extension point if its battery or accumulator is full.
  • the possibility of providing a multi-hop connection can also be made dependent on whether a communication connection to be set up requires a certain minimum transmission quality (Quality of Service, QoS). For example, a certain type of communication connection may require a certain minimum bandwidth, very little delay (Delay) or very small signal fluctuations (Jitter).
  • QoS Quality of Service
  • a certain type of communication connection may require a certain minimum bandwidth, very little delay (Delay) or very small signal fluctuations (Jitter).
  • Delay very little delay
  • Jitter very small signal fluctuations
  • the transmission of voice and moving images requires, for example, transmission with only a slight delay, so that real-time transmission is possible.
  • the communication terminals can therefore be set such that these communication terminals are only available as extension points or for multihop service in certain QoS classes.
  • the attached figure shows a multihop filter according to the invention.
  • a communication terminal or mobile terminal MTl ' is to be used for the transmission of voice information to a mobile terminal MTl'. Since the mobile terminal MTl 'is outside the range of the mobile terminal MTl or outside the range of the base station of the radio cell, another mobile terminal MT tries to forward the message from MTl to MTl '. The state of charge of the mobile terminal MT should be disregarded here. Another reason why the further mobile terminal MT is endeavored may be that a direct transmission channel from MT1 to MTl 'cannot provide the bandwidth required for the transmission of the voice message. Therefore, the mobile terminal MTl is looking for a route that provides the necessary bandwidth for voice transmission. In the present case, the necessary transmission bandwidth, ie the necessary QoS, is then given by the route MT1-MT-MT1 '.
  • the data transmission from a mobile terminal MT2 to a mobile terminal MT2 ' is selected as a further example. Even if the mobile terminal MT2 would suggest a hop connection MT2-MT-MT2 'as a suitable connection due to quality criteria or insufficient battery charge, this route cannot be chosen because the battery charge of the mobile terminal MT is below 50%, for example, at 40 %, lies. With this low battery charge, the mobile terminal MT is not available for mediation purposes. The mobile terminal MT2 must therefore be satisfied with a lower transmission quality or communicate with the mobile terminal MT2 'with an increased transmission power via a different route (not shown).
  • One or more quality features such as transmission power, bandwidth, delay, signal distortion, etc., which describe the transmission channel, can be a decisive factor for the routing of a connection to a destination.
  • Other factors that affect the mobile terminals available as switching centers, such as the basic availability of the owner of the mobile terminal to make it available, the battery charge status, the connection to an external one Power supply etc. can also have a significant impact on routing.
  • the properties of the terminal must be considered in combination with the properties of the transmission channel.
  • a high-quality voice connection is established via this terminal from MTl to MTl ', since a direct connection from MTl to MTl' would be too bad in this example.
  • the establishment of a high quality connection has a certain degree of precedence over energy saving measures of the mobile terminal MT.
  • Network providers are limited to certain mobile terminals or communication terminals.

Abstract

Es wird vorgeschlagen, ein Kommunikationssystem mit mehreren Kommunikationsendgeräten (MT, MT1, MT1', MT2, MT2') zur Kommunikation untereinander, von denen mindestens eines (MT) in der Lage ist, Vermittlungsdienste, insbesondere Zwischenverstärken und/oder Funktionen einer Basisstation, auszuführen, mit einem Vermittlungsfilter auszustatten, durch das die Vermittlungsdienste einschränkbar sind. Es können Vermittlungsdienste unterbunden werden, wenn das vermittelnde Kommunikationsendgerät einen geringen Ladezustand hat, oder es können Vermittlungsdienste nur erlaubt werden, wenn für die Übertragung ein vorgegebenes Qualitätsmass unterschritten wird.

Description

Beschreibung
Einstellen von Kommunikationsendgeräten in Multihop-Systemen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem und ein entsprechendes Verfahren zum Kommunizieren von mindestens zwei Kommunikationsendgeräten untereinander durch Vermitteln einer Kommunikation durch ein weiteres Kommunikationsendgerät .
Drahtlose lokale Datennetze, bei denen die Verbindungen zwischen den Stationen nicht über Leitungen sondern mittels Funkübertragung erfolgt, besitzen in der Regel eine geringe Reichweite. Die Reichweite ist umso geringer, je mehr Hinder- nisse zwischen den Kommunikationsendgeräten vorzufinden sind, die von den hochfrequenten Funkwellen nicht zu durchdringen sind. Beispiele derartiger drahtloser lokaler Datennetze (WLAN) sind HiperLA /2- oder IEEE802. lla-Systeme. Um die Reichweite dieser Datennetze zu erhöhen, sind sogenannte Ex- tension Points (EP) oder Wiederholsender (Repeaters) vorgesehen. Dabei wird bei den Wiederholsendern das Nutzsignal auf einer definierten Frequenz empfangen und auf derselben oder einer anderen Frequenz wieder ausgesendet. Die Extension Points weisen darüber hinaus in der Regel noch Routing- Funktionalitäten auf.
In ähnlicher Weise können feste, bewegbare oder mobile Kommunikationsendgeräte im Multihop-Netzwerken untereinander kommunizieren. Dabei sind die Kommunikationsendgeräte grundsätz- lieh unabhängig von der Basisstation bzw. dem Access Point (AP) und können somit sowohl als Master als auch als Slave eingesetzt werden. Dies bedeutet, dass die Kommunikationsendgeräte selbst ihre momentane Funkverbindung zu anderen aktiven Stationen feststellen und die Route zu einem Zielpunkt über zwischengeschaltete Relaisstationen selbst berechnen. Nachteilig an bisherigen Systemen ist, dass keine Kriterien definiert sind, wann ein Kommunikationsendgerat als Extension Point bzw. für Multihop-Verbindungen zur Verfugung stehen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, Kommunikationsendgerate nur unter Berücksichtigung bestimmter Bedingungen als Extension Point oder für Multihopping- Operationen zur Verfugung zu stellen.
Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe gelost durch ein Kommunikationssystem mit mehreren Kommunikationsendgeraten zur Kommunikation untereinander, von denen mindestens eines in der Lage ist, Vermittlungsdienste, insbesondere Zwischenverstar- ken und/oder Funktionen einer Basisstation, auszufuhren, und einem Vermittlungsfilter, mit dem die Vermittlungsdienste einschrankbar sind.
Ferner wird die oben genannte Aufgabe gelost durch ein Ver- fahren zum Kommunizieren von mindestens zwei Kommunikationsendgeraten untereinander durch Vermitteln, insbesondere unter Zwischenverstarken und/oder Ausführen von Funktionen einer Basisstation, mittels eines weiteren Kommunikationsendgerats, wobei das Vermitteln wahlweise manuell und/oder automatisch beschrankt und/oder unterdruckt wird.
In vorteilhafter Weise kann damit der Besitzer eines Kommuni- kationsendgerats selbst bestimmen, ob sein Gerat zur Weitervermittlung verwendet werden soll. Darüber hinaus kann auch festgelegt werden, dass ein Kommunikationsendgerat nur unter bestimmten technischen Voraussetzungen, wie Ladezustand des Geräts oder Notwendigkeit einer bestimmten Verbindungsquali- tat, als Vermittlungsstelle verwendet werden kann.
Die obige Aufgabe wird auch gelost durch ein Verfahren zum Kommunizieren von mindestens zwei Kommunikationsendgeraten untereinander durch Vermitteln, insbesondere unter Zwischen- verstärken und/oder Ausführen von Funktionen einer Basisstation, durch ein weiteres Kommunikationsendgerät, wobei der Besitzer eines vermittelnden Kommunikationsendgeräts für das Vermitteln entlohnt wird. Dabei wird erfindungsgemäß berück- sichtigt, dass ein Besitzer sein Kommunikationsendgerät unter Umständen nur für Vermittlungsdienste zur Verfügung stellt, wenn er dafür eine entsprechende Vergütung erhält.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die schematisch die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Multihop-Filters wiedergibt.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel ist lediglich als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu sehen.
Mobile, batteriebetriebene Kommunikationsendgeräte in einem Multihop-System können, auch wenn sie nicht selbst direkt zur Kommunikation verwendet werden, für Datenverbindungen zwischen anderen Kommunikationsendgeräten genutzt werden. Das gleiche gilt, wenn ein sich in Betrieb befindliches Kommunikationsendgerät für die eigene Kommunikation nicht seine gesamte Übertragungskapazität nutzt, wenn z. B. ein Kommunikationsendgerät lediglich Textsignale überträgt. Dagegen sind bei der Übertragung von Bewegtbildern die Kapazitäten in der Regel erschöpft, so dass die betroffenen Kommunikationsendgeräte nicht für Vermittlungsdienste zur Verfügung stehen.
Grundsätzlich soll es dem Besitzer eines Kommunikationsendgeräts vorbehalten bleiben, ob er sein Gerät für Vermlttlungs- dienste, durch die es zu einem zusätzlichen Energieverbrauch und damit zu einer verkürzten Betriebszeit kommt, zur Verfügung stellen will. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Besitzer eines Kommunikationsendgeräts manuell insbesondere über Software vorgeben kann, ob er sein Gerät für die Vermittlung zur Verfügung stellt. Dementsprechend kann er in seinem Gerät einen Kenner bzw. ein Flag setzen, der/das von anderen Geräten abgefragt werden kann. Darüber hinaus kann eine Multihop-Verbindung beispielsweise auch nur für die Fälle zugelassen werden, dass das Endgerät in einer Ladeschale liegt, so dass eine zuverlässige Energie- Versorgung gewährleistet ist. Dies entspräche im weitersten Sinne einem Hardwareschalter, der auch auf andere übliche Arten realisiert werden kann.
Das zur Verfügungstellen eines Kommunikationsendgeräts zur Weitervermittlung kann aber auch automatisch gesteuert werden. So kann beispielsweise der aktuelle Batterieladezustand ermittelt werden und abhängig davon die Vermittlungsbereitschaft automatisch festgelegt werden. Damit könnte gewährleistet werden, dass ein Kommunikationsendger t nur dann für Multihop-Verbindungen oder als Extension Point zur Verfügung steht, wenn seine Batterie bzw. sein Akkumulator voll ist.
Die Möglichkeit eine Mulithop-Verbindung bereitzustellen, kann auch davon abhängig gemacht werden, ob eine einzurich- tende Kommunikationsverbindung eine bestimmte minimale Übertragungsqualität (Quality of Service, QoS) benötigt. So kann eine bestimmte Art von KommunikationsVerbindungen eine gewisse Mindestbandbreite, eine sehr geringe Verzögerung (Delay) oder sehr geringe Signalschwankungen (Jitter) erfordern. Die Übertragung von Sprache und Bewegtbildern erfordert beispielsweise eine Übertragung mit nur geringer Verzögerung, so dass eine Echtzeitübertragung möglich ist. Erfindungsgemäß können daher die Kommunikationsendgeräte so eingestellt werden, dass nur bei bestimmten QoS-Klassen diese Kommunikati- onsendgeräte als Extension Point oder für Multihop-Service zur Verfügung stehen.
Die beigefügte Figur zeigt in diesem Zusammenhang ein erfindungsgemäßes Multihop-Filter. Ein Kommunikationsendgerät bzw. Mobilterminal MTl soll für die Übertragung von Sprachinformation zu einem Mobilterminal MTl' verwendet werden. Da das Mobilterminal MTl' außerhalb der Reichweite des Mobilterminals MTl bzw. außerhalb der Reichweite der Basisstation der Funkzelle liegt, wird ein weiteres Mobilterminal MT dazu bemüht, die Nachricht von MTl zu MTl' weiterzuleiten. Der Ladezustand des Mobilterminals MT sei hier noch außer Acht gelassen. Ein anderer Grund, weshalb das weitere Mobilterminal MT bemüht wird, besteht unter Umständen darin, dass ein direkter Übertragungskanal von MTl zu MTl' die für die Übertragung der Sprachnachricht notwendige Bandbreite nicht zur Verfügung stellen kann. Daher sucht das Mobilterminal MTl eine Route, die die notwendige Bandbreite für die Sprachübertragung zur Verfügung stellt. Im vorliegenden Fall ist dann die notwendige Übertragungsbandbreite, d. h. die notwendige QoS, durch die Route MT1-MT-MT1' gegeben.
Als weiteres Beispiel sei die Datenübertragung von einem Mobilterminal MT2 zu einem Mobilterminal MT2' gewählt. Auch wenn das Mobilterminal MT2 aufgrund von Qualitätskriterien oder zu geringer eigener Batterieladung eine Hop-Verbindung MT2-MT-MT2' als geeignete Verbindung vorschlagen würde, kann diese Route nicht gewählt werden, da die Batterieladung des Mobilterminals MT unter beispielsweise 50 %, nämlich bei 40 %, liegt. Mit dieser geringen Batterieladung steht das Mobilterminal MT nicht für Vermittlungszwecke zur Verfügung. Daher muss das Mobilterminal MT2 sich mit niedrigerer Ubertragungs- qualität begnügen oder über eine nicht dargestellte andere Route mit dem Mobilterminal MT2' mit erhöhter Sendeleistung kommunizieren.
Für das Routing einer Verbindung zu einem Zielpunkt kann eine oder mehrere Qualitätsmerkmale, wie Sendeleistung, Bandbreite, Verzögerung, Signalzerrung etc., die den Übertragungskanal beschreiben, ein maßgeblicher Faktor sein. Weitere Faktoren, die die zur Verfügung stehenden Mobilterrainais als Vermittlungsstellen betreffen, wie die grundsätzliche Bereit- schaff des Besitzers des Mobilterminals zu dessen Bereitstellung, der Batterieladezustand, der Anschluss an eine externe Stromversorgung etc., können das Routing ebenfalls maßgeblich beeinflussen.
Für das Routing müssen die Eigenschaften des Terminals in Kombination mit den Eigenschaften des Übertragungskanals ge- wichtet betrachtet werden. Im Beispiel wird trotz des niedrigen Batterieladezustands des Mobilterminals MT eine hochqualitative Sprachverbindung über dieses Terminal von MTl zu MTl' aufgebaut, da eine Direktverbindung von MTl zu MTl' in diesem Beispiel zu schlecht wäre. Das Zustandekommen einer hochqualitativen Verbindung hat hier bis zu einem gewissen Grad Vorrang vor Energiesparmaßnahmen des Mobilterminals MT.
Die Bereitstellung von Vermittlungsstellen als Extension Points oder für den Multihop-Service kann auch durch den
Netzwerkprovider auf bestimmte Mobilterminals bzw. Kommunikationsendgeräte beschränkt werden.
Indirekt ergibt sich eine Beschränkung in der Bereitstellung von Vermittlungsstellen auch dadurch, dass diejenigen Besitzer von Kommunikationsendgeräten, die ihr Gerät zur Vermittlung zur Verfügung stellen, nur entsprechend schwach entlohnt werden. Der Regelfall wird aber der umgekehrte Fall sein, dass ein Netzwerkbetreiber die Kunden dazu animiert, ihre Mo- bilterminals für die Vermittlung zur Verfügung zu stellen. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Netzwerkbetreiber den jeweiligen Kunden spezielle Vergütungen und/oder Rabatte für die Bereitstellung ihrer Kommunikationsendgeräte für Vermittlungszwecke einräumt. Bezugszeichenliste
MT, MTl, MT1Λ, MT2, MT2 Λ Kommunikationsendgeräte

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem mit mehreren Kommunikationsendgeraten (MT, MTl, MTl' MT2, MT2' ) zur Kommunikation untereinander, von denen mindestens eines (MT) in der Lage ist, Vermittlungsdienste, insbesondere Zwischenverstärken und/oder Funktionen einer Basisstation, auszuführen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Vermittlungsfilter, mit dem die Vermittlungsdienste einschränkbar sind.
2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Kommunikationsendgeräte (MT, MTl, MTl' MT2, MT2' ) Mobiltele- föne sind und zwischen ihnen Multihop-Verbindungen herstellbar sind.
3. Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch das Vermittlungsfilter die Vermittlungsdienste nur zugelassen sind, wenn eine Direktverbindung zwischen den jeweiligen Kommunikationsendger ten (MT, MTl, MTl' MT2, MT2') ein vorgegebenes Qualitätsmaß unterschreitet .
4. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei das Qualitätsmaß die Sendeleistung, die Bandbreite, die Übertragungsverzögerung und/oder Störungen betrifft.
5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei durch das Vermittlungsfilter die Vermittlungsdienste unterdrückbar sind, wenn in einem der beteiligten Kommunikationsendgeräte (MT) ein Kenner manuell o- der automatisch gesetzt ist.
6. Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei der Kenner in Abhängigkeit von der Energieversorgung des für die Vermittlungsdienste vorgesehene Kommunikationsendgeräts (MT) setzbar ist.
7. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei der Kenner gesetzt ist, wenn ein Akkumulator des Kommunikationsendgeräts (MT) eine vorbestimmte Lademenge unterschreitet und/oder das Kommunikationsendgerät (MT) nicht mit einer externen Stromversorgung verbunden ist, insbesondere nicht in einer Ladeschale oder dergleichen liegt.
8. Verfahren zum Kommunizieren von mindestens zwei Kommunikationsendgeräten (MT, MTl, MTl' MT2, MT2' ) untereinander durch
Vermitteln, insbesondere unter Zwischenverstärken und/oder Ausführen von Funktionen einer Basisstation, durch ein weiteres Kommunikationsendgerät (MT) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Vermitteln wahlweise manuell und/oder automatisch beschränkt und/oder unterdrückt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Kommunikationsendgeräte (MT, MTl, MTl' MT2, MT2' ) Mobiltelefone sind und durch das Vermitteln eine Multihop-Verbindung hergestellt wird.
10.Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Vermitteln nur zugelassen wird, wenn eine Direktverbindung zwischen den jeweiligen Kommunikationsendgeräten ein vorgegebenes Qualitätsmaß unterschreitet.
11.Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Qualitätsmaß die Sendeleistung, die Bandbreite, die Übertragungsverzögerung und/oder Störungen betrifft.
12.Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Vermitteln eingeschränkt wird, wenn in einem der betei- ligten Kommunikationsendgeräte ein Kenner manuell oder automatisch gesetzt wird.
13.Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Kenner in Abhän- gigkeit von der Energieversorgung des für das Vermitteln vorgesehene Kommunikationsendgeräts (MT) gesetzt wird.
14.Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Kenner gesetzt wird, wenn ein Akkumulator des Kommunikationsendgeräts (MT) eine vorbestimmte Lademenge unterschreitet und/oder das Kommunikationsendgerät (MT) nicht mit einer externen Stromversorgung verbunden ist, insbesondere nicht in einer Ladeschale oder dergleichen liegt.
15.Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 8, wobei der Besitzer eines vermittelnden Kommunikationsendgeräts (MT) für das Vermitteln entlohnt wird.
16.Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Entlohnen durch
Gewähren eines Rabatts oder einer Vermittlungsvergütung erfolgt.
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