DE102005001267B4

DE102005001267B4 - Effizienter und schlanker Algorithmus zur Informationsverbreitung für mobile drahtlose Ad hoc-Netzwerke

Info

Publication number: DE102005001267B4
Application number: DE102005001267A
Authority: DE
Inventors: Tamer A. Elbatt; Timothy D. Andersen
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: US7420954B2; CN1642144A; CN1642144B; US20050152318A1; DE102005001267A1

Abstract

Verfahren zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk, umfassend: Empfangen einer Anfrage, um Informationen von einem Quellknoten an ein Ziel zu übermitteln, Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbau dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten bis zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und Übermitteln der Informationen von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls, wobei das Übermitteln umfasst: Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien und Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Übertragungsinformationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.

Description

Die Erfindung betrifft drahtlose Netzwerke, und insbesondere Verfahren und Systeme zur effizienten Informationsverbreitung innerhalb drahtloser mobiler Ad hoc-Netzwerke.
Viele PKWs enthalten jetzt ein integriertes Kommunikationssystem. Eine Fahrzeugkommunikationseinheit (VCU), die in Verbindung mit einem Wide Area Network (WAN) wie beispielsweise einem Mobilfunknetz oder einem Satellitenkommunikationssystem verwendet wird, ermöglicht eine Vielzahl an gebührenbasierten Teilnehmerdiensten, die in einer mobilen Umgebung vorgesehen werden können. Die VCU ist typischerweise eine Fahrzeugtelematikeinrichtung mit Mobilfunk, einem Satellitensendeempfangsgerät, einem Sendeempfangsgerät als drahtlosem Zugangspunkt, die den IEEE 802.11 oder ähnliche drahtlose Kommunikationsstandards einhalten, und globalen Positionsbestimmungsfähigkeiten. Die Kommunikation über einen Trägerdienst kann mittels Einschaltens oder mittels einer manuellen oder einer Telefonnummerneingabe durch einen Sprachbefehl an der VCU eingeleitet werden. Ein Übertragungsweg für eine Funkverbindung wird zwischen der VCU und einem Knoten eines drahtlosen LAN oder WAN in der Nähe der VCU aufgebaut, um einen zusätzlichen Kommunikationskanal mittels eines drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerks (MANET) vorzusehen.
Ein drahtloses mobiles Ad hoc-Netzwerk sieht eine Kommunikation mittels eines dynamischen Netzwerks vor, das aus drahtlosen Zugangspunktknoten, die innerhalb einer Funksendereichweite voneinander liegen, gebildet wird. Die mobilen drahtlosen Zugangspunktknoten tauschen untereinander Informationen (zum Beispiel Standort, Geschwindigkeit, etc.) aus, um innerhalb des Ad hoc-Netzwerks eine Route für Informationen, wie beispielsweise Datenpakete, festzulegen. Ein Informationsverbreitungsalgorithmus sieht ein Kommunikationsprotokoll zum Informationsaustausch in dem MANET vor. Ein drahtloser Zugangspunktknoten, der anstrebt, Informationen (z. B. Positionsinformationen) an andere drahtlose Zugangspunktknoten zu verbreiten, ruft den Informationsverbreitungsalgorithmus auf, um die Kommunikation zwischen den Knoten zu vereinfachen.
Es gibt im Allgemeinen zwei Routing-Paradigmen für mobile Ad hoc-Netzwerke: topologiebasierte und positionsbasierte. topologiebasierte Routingprotokolle verwenden Informationen über die Übertragungswege, die das Netzwerk (Netzwerkfähigkeit) bilden, um ein Paket von einem Quellknoten an einen Zielknoten weiterzuleiten. Die topologiebasierten Routingprotokolle können weiter in proaktiv und On-demand klassifiziert werden. On-demand-Routingprotokolle sind in MANETs aufgrund von ihrem niedrigen Overhead im Vergleich zu proaktiven (tabellengesteuerten) Pendants vorteilhaft, da Mehrfach-Sprungrouten nur ermittelt und aufrechterhalten werden müssen, wenn dies notwendig ist. Dieser Vorteil geht auf Kosten der Wartezeit, die in der anfänglichen Routensetup-(Ermittlungs-)Phase entsteht.
Der Betrieb topologiebasierter On-demand-Protokolle beginnt mit einer Routenermittlungsphase, in der ein Quellknoten eine Routenganfrage-(RR-)Nachricht über das ganze Ad hoc-Netzwerk sendet, um eine Route zu einem Zielknoten aufzubauen. Sobald der Zielknoten die RR empfängt, antwortet er mit einer Routenbestätigungs-(RC-)Nachricht über die ermittelte Route. Die meisten Vorschläge für On-demand-Routingprotokolle beruhen auf Flutungsalgorithmen (flooding alogrithms) zur RR-Verbreitung. Ein Fluten in einem Ad hoc-Netzwerk umfasst ein Übertragen einer Mitteilung an jeden Knoten in der Nähe des Ursprungsknoten. Danach überträgt jeder Knoten, der das Übertragungspaket erfolgreich empfängt, dieses an seine jeweiligen Nachbarn weiter. Dieser Prozess wird wiederholt, bis das ganze Netzwerk abgedeckt ist.
Im Gegensatz dazu hängen positionsbasierte Routingprotokolle ausschließlich von dem physikalischen Standort der teilnehmenden Knoten ab, was einige der Beschränkungen der topologiebasierten Routenfestlegung erleichtert. Ein positionsbasiertes Routingprotokoll instruiert einen Knoten, ein Datenpaket zu dem Nachbar, der am nächsten an dem Ziel liegt, ohne einen vollständigen Pfad zu dem Ziel zu definieren, weiterzuleiten, d. h. die Routingentscheidungen werden auf einer sprungweisen Basis gefällt. Der Hauptvorteil ist, dass es jegliche Verzögerung, die durch die Routenermittlungsphase entsteht, beseitigt, da die Paketweiterleitungsentscheidung ausschließlich auf Positionsinformationen basiert. Zusätzlich wird jeglicher Einfluss auf die Routingentscheidung, der aus der Mobilität der Zwischenknoten resultiert, weitgehend reduziert, da die Routingentscheidung nicht von einer Topologie abhängt und auf einer sprungweisen Basis gefällt wird. Jedoch wird dieser Vorteil auf Kosten eines separaten Informationsverbreitungsalgorithmus gewonnen, der als die Infrastruktur zum Verteilen von Ortsinformationen unter allen Knoten in dem Netzwerk dient. Die obige Diskussion erläutert, dass eine Informationsverbreitung ein grundlegendes Element der beiden Hauptklassen von Routingprotokollen in MANETs, nämlich topologiebasiertem On-demand-Routing und positionsbasiertem Routing ist.
In MANETS wird ein Maß für eine Informationsverbreitungsleistung, die als ”Erreichbarkeit” bekannt ist, eingeführt, das als der Prozentsatz der Anzahl, wie oft ein interessierender Knoten erfolgreich in dem Ad hoc-Netzwerk festgelegt wird, definiert ist. Ein anderes MANET-Leistungsmaß ist eine Verzögerung, die als die Zeit definiert ist, die benötigt wird, um einen Knoten festzulegen oder zu lokalisieren. Andere Leistungsmaße umfassen einen Kommunikations-Overhead (die gesamte Anzahl an Sendungen, die gebraucht wird, um die Verbreitungsaufgabe zu vollbringen) und einen Speicher-Overhead (die durchschnittliche Anzahl an Tabelleneinträgen pro Zugangspunktknoten).
Ein Beispiel für Informationsverbreitung, auf das oben hingewiesen wird, ist Fluten. Fluten ist sehr einfach, jedoch erzielt es eine sehr niedrige Erreichbarkeit aufgrund des sogenannten ”Übertragungsansturmproblems”. Das Übertragungsansturmproblem tritt auf, wenn alle Nachbarn eines gegebenen Knotens, angenommen A, ein Paket, das von A gesendet wurde, weiter übertragen. Dies erzeugt wiederum eine übermäßige Anzahl an Kollisionen an der Mehrfachzugriffssteuerungs-(MAC von Multiple Access Control)Schicht. Außerdem sind flutungsbasierte Algorithmen äußerst ineffizient, da sie die Bandbreite des Systems und Energieressourcen unnötig verschwenden. Gegenwärtig bekannte Informationsverbreitungsalgorithmen für mobile Ad hoc-Netzwerke, die in der Literatur vorgestellt werden, beruhen primär auf Fluten. Beispiele für Fluten umfassen Ad hoc an Demand Vector-(AODV-) und Dynamic Source Routing-(DSR-)Techniken, wie von E. Royer und C-K Toh beschrieben, (”A Review of Current Routing Protocols for Ad-hoc Mobile Wireless Networks”, IEEE Personal Communications Magazine, Seite 46–55, April 1999) und andere Protokolle, beschrieben von M. Mauve, J. Widmer und H. Hartenstein, (”A Survey an Position-based Routing in Mobile Ad Hoc Networks”, IEEE Network, Seite 30–39, Nov./Dez. 2001). Wie es zuvor diskutiert wurde, ist Fluten aufgrund des Übertragungsansturmproblems, wie von J. Broch, et al., (”A Performance Comparison of Multihop Wireless Ad-hoc Networking Routing Protocols”, ACM MOBICOM, Okt. 1998) berichtet, äußerst ineffizient. Außerdem verschwendet Fluten unnötig Systembandbreite und Energieressourcen, wie z. B. das sogenannte ”DREAM” System, das tabellenbasiertes Fluten zur Informationsverbreitung verwendet (S. Basagni et al., ”A Distance Routing Effect Algorithm for Mobility (DREAM),” ACM MOBICOM 1998). Somit müsste in dem DREAM-System-Vorschlag jeder Knoten die Informationen (z. B. Position) von jedem anderen Knoten in dem Netzwerk halten. Es ist offensichtlich, dass dieser Ansatz nicht skalierbar ist, und des weiteren in einer Umgebung eines integrierten Systems aufgrund der großen Tabellendatenspeicheranforderungen nicht machbar wäre.
In einem weiteren Vorschlag von Z. Haas und B. Liang (”Ad Hoc Mobility Management with Uniform Quorum Systems,” IEEE/ACM Transactions an Networking, Bd. 7, Nr. 2, Seite 228–240, April 1999) schlagen die Autoren einen quorumbasierten Lokalisierungsdienst für Ad hoc-Netzwerke vor. Bei diesem Vorschlag wird eine Teilmenge an mobilen Knoten (die ein ”virtuelles Rückgrat” bilden) ausgewählt, um die Positionsinformationen von allen anderen Knoten zu halten. Obwohl dieser Protokollvorschlag potenziell den Verbreitungs-Overhead reduzieren könnte, würde eine beträchtliche Menge an Steuerungs-Overhead bei dem Erzeugen und Beibehalten des virtuellen Rückgrats unter Mobilitätsbedingungen entstehen.
Ein weiterer Artikel von J. Li et al. (”A Scalable Location Service for Geographic Ad Hoc Routing”, ACM MOBICOM 2000) schlägt einen hierarchischen Gitterlokalisierungsdienst vor. Allerdings ist seine Anwendbarkeit auf die Auto-Auto-Netzwerkumgebung aufgrund der eingeschränkten Verarbeitungs- und Speicherbeschränkungen, die durch die Implementierung des eingebetteten oder integrierten Systems erzwungen werden, fraglich.
Ein Artikel von M. Sun, et al. (”GPS-Based Message Broadcasting for Intervehicle Communication”, IEEE International Conference an Parallel Processing, 2000) beschreibt die Idee eines Grenzknotenflutens (selektiv). Das Wesentliche des vorgeschlagenen Algorithmus ist, eine Anzahl an Nachbarn auszuwählen, um eine Nachricht auf der Grundlage des Standorts des Nachbarn relativ zu dem Sender weiter zu übertragen. Jedoch hat der von M. Sun, et al. vorgeschlagene Algorithmus zwei Haupteinschränkungen. Erstens ist er nicht skalierbar, da bei großen Netzwerken jedes Fahrzeug eine enorme Tabelle führen müsste, die die Positionsinformationen von allen anderen Fahrzeugen trägt; zweitens ist er nicht für beliebige Straßenkarten mit einer Vielzahl an sich kreuzenden Straßen optimiert. Diese Einschränkungen bilden in einer Auto-Auto-Netzwerkumgebung bedeutende Hürden bezüglich des Nutzens und der Machbarkeit des Algorithmus, der von M. Sun, et al. vorgeschlagen wird.
Ein Artikel von Z. Haas et al. (”New Routing Protocol for the Reconfigurable Wireless Networks”, Proceedings of the 1997 IEEE 6^th International Conference an Universal Personal Communications, ICUPC '97, San Diego, CA, USA, 12.–16. Oktober, S. 562–566) beschreibt ein Verfahren zur Informationsverbreitung in einem Ad hoc-Netzwerk, das auf einem Zonen-Routing-Protokoll basiert. Dabei ist jedem Knoten eine Routing-Zone zugeordnet, die diejenigen Knoten umfasst, deren Entfernung, z. B. in Hops, höchstens eine bestimmte Anzahl beträgt. Jeder Knoten kennt die Topologie des Netzwerks innerhalb der ihm zugeordneten Routing-Zone. Wenn ein Zielknoten einer Anfrage innerhalb der Routing-Zone des Quellknotens der Anfrage liegt, sendet der Quellknoten die zugehörige Information anhand der ihm bekannten Topologie an den Zielknoten. Andernfalls sendet der Quellknoten die Anfrage an einen peripheren Knoten der ihm zugeordneten Routing-Zone. Der periphere Knoten überprüft dann, ob der Zielknoten innerhalb seiner Routing-Zone liegt und leitet die Anfrage andernfalls an einen weiteren peripheren Knoten seiner eigenen Routing-Zone weiter. Ein Verfahren mit im Wesentlichen identischen Eigenschaften ist auch in US 6 304 556 B1 beschrieben.
US 2001/0033556 A1 offenbart ebenfalls ein Verfahren zur Informationsverbreitung in einem Ad hoc-Netzwerk, bei dem jedem Knoten eine Routing-Zone zugeordnet wird. Wenn sich ein Zielknoten einer Anfrage außerhalb der Routing-Zone des Quellknotens der Anfrage befindet, wird die Anfrage mittels einer Grenzübertragung (bordercast) an einen Grenzknoten der Routing-Zone gesendet. Bei der Auswahl der Grenzknoten einer Routing-Zone wird die Topologie des Netzwerks in der Routing-Zone berücksichtigt und dabei insbesondere auch, ob ein Knoten ein unidirektionaler oder ein bidirektionaler Knoten ist.
Gegenwärtig bekannten und vorgeschlagenen Informationsverbreitungsalgorithmen mangelt es an Skalierbarkeit zum dynamischen Ändern der Knotendichte, wie beispielsweise, wenn sich die Knotendichte zwischen vielen Knoten und wenigen Knoten in einem gegebenen Zeitraum verändert. Des weiteren sind bekannte Algorithmen nicht für einen beliebigen Knotenstandort optimiert und verbrauchen Speicherressourcen, die die praktischen Einschränkungen von vielen Designs integrierter Systeme übersteigen. Es ist deshalb wünschenswert, ein System und ein Verfahren zur Informationsverbreitung in einem mobilen Ad hoc-Netzwerk vorzusehen, das diese und andere Nachteile überwindet.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Informationsverbreitung in drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerken. Das Verfahren beschreibt ein Empfangen einer Anfrage, um eine Nachricht von einem Quellknoten zu einem Ziel zu übermitteln, ein Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, ein Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel niedriger ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, ein Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und ein Übermitteln der Nachricht von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls durch: Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens sowie geometrischer Kriterien, und Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Übertragungsinformationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein System zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk vorgesehen. Das System beschreibt ein Mittel zum Bestimmen einer Anfrage, um eine Nachricht von einem Quellknoten an einen Zielknoten zu übermitteln, ein Mittel zum Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, ein Mittel zum Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, ein Mittel zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und ein Mittel zum Übermitteln der Nachricht auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls von dem Quellknoten, wobei das Mittel zum Übermitteln der Nachricht auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls ein Mittel zum Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf Grundalge eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien umfasst sowie ein Mittel zum Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Übertragungsinformationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein von einem Computer lesbares Medium vorgesehen. Das von einem Computer lesbare Medium umfasst einen von einem Computer lesbaren Code zum Bestimmen einer Anfrage, um eine Nachricht zwischen einem Quellknoten und einem Ziel zu übermitteln, einen von einem Computer lesbaren Code zum Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und einen von einem Computer lesbaren Code zum Lenken der Übermittlung der Nachricht von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls, der wiederum einen von einem Computer lesbaren Code zum Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien umfasst sowie einen von einem Computer lesbaren Code zum Befehlen der Übertragung der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Informationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:
1 eine Ausführungsform eines mobilen Fahrzeugkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine zweite Ausführungsform eines mobilen Fahrzeugkommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 geometrische Auswahlkriterien zum Bestimmen mobiler Ad hoc-Netzwerkgrenzknoten gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
1 erläutert eine Ausführungsform eines mobilen Fahrzeugkommunikationssystems (MVCS), das allgemein mit 100 gezeigt ist. Das mobile Fahrzeugkommunikationssystem 100 umfasst ein mobiles Fahrzeug 110, einen Fahrzeugkommunikationsbus 112, eine Fahrzeugkommunikationseinheit (VCU) 120, ein oder mehrere drahtlose Trägersysteme 140, ein oder mehrere Kommunikationsnetzwerke 142, ein oder mehrere Bodennetzwerke 144, einen oder mehrere Client-, Personal- oder Anwendercomputer 150, ein oder mehrere Web-Hostingportale 160, und eine oder mehrere Rufzentralen 170. In einer Ausführungsform wird das mobile Fahrzeug 110 als ein mobiles Fahrzeug implementiert, das mit einer zum Senden und Empfangen von Sprach- und Datenmitteilungen geeigneten Hardware und Software ausgestattet ist.
In einer Ausführungsform ist die Fahrzeugkommunikationseinheit 120 eine Telematikeinheit, die einen digitalen Signalprozessor (DSP) 122 umfasst, der mit einem drahtlosen Modem 124, einer globalen Positionsbestimmungssystem-(GPS-)Einheit 126, einem fahrzeuginternen Speicher 128, einem Mikrofon 130, einem oder mehreren Lautsprechern 132, einem eingebetteten oder fahrzeuginternen Mobiltelefon 134 und einem drahtlosen Zugangspunktknoten 136 verbunden ist. In einer Ausführungsform ist der DSP 122 ein Mikrocontroller, Controller, Hostprozessor oder Fahrzeugkommunikationsprozessor. In einem Beispiel ist der DSP 122 als ein anwendungsspezifischer Schaltkreis (ASIC) implementiert. Die GPS-Einheit 126 sieht Längengrad- und Breitengradkoordinaten des Fahrzeugs zusammen mit der Größe der Geschwindigkeit und der Richtung vor. Das fahrzeuginterne Mobilfunksystem 134 ist vom Typ eines zellularen Telefons, wie beispielsweise ein analoges, digitales, Dualmodus-, Dualband-, Multimodus- oder Multibandzellulartelefon. In einem anderen Beispiel ist das Mobilfunksystem ein analoges Mobilfunksystem, das über ein vorgeschriebenes Band nominal bei 800 MHz betrieben wird. Das Mobilfunksystem ist ein digitales Mobilfunksystem, das über ein vorgeschriebenes Band nominal bei 800 MHz, 900 MHz, 1900 MHz oder jedem geeigneten Band, das dazu fähig ist, Mobilkommunikation zu tragen, betrieben wird.
Der DSP 122 führt verschiedene Computerprogramme und Kommunikationssteuerungs- und -protokollalgorithmen aus, die Kommunikations-, Programmier- und Betriebsmodi von elektronischen und mechanischen Systemen in dem mobilen Fahrzeug 110 steuern. In einer Ausführungsform ist der DSP 122 ein Controller eines integrierten Systems. In einer anderen Ausführungsform steuert der DSP 122 Übermittlungen zwischen der Telematikeinheit 120, dem drahtlosen Trägersystem 140 und der Rufzentrale 170. In einer anderen Ausführungsform steuert der DSP 122 Übermittlungen zwischen dem drahtlosen Zugangspunktknoten 136 und Knoten eines mobilen Ad hoc-Netzwerks. Der DSP 122 erzeugt und nimmt digitale Signale auf, die zwischen der Telematikeinheit 120 und einem Fahrzeugkommunikationsbus 112, der mit verschiedenen elektronischen Modulen in dem Fahrzeug 110 verbunden ist, gesendet werden. In einer Ausführungsform aktivieren die digitalen Signale den Programmiermodus und die Betriebsmodi, und sehen Datensendungen vor.
Das mobile Fahrzeug 110 sendet über einen Fahrzeugkommunikationsbus 112 Signale an verschiedene Ausstattungs- und Systemeinheiten in dem mobilen Fahrzeug 110, um verschiedene Funktionen wie beispielsweise Aufsperren einer Tür, Öffnen des Kofferraums, Setzen persönlicher Komforteinstellungen und Rufen von der Telematikeinheit 120 auszuführen. Um Interaktionen zwischen den verschiedenen Kommunikations- und Elektronikmodulen zu vereinfachen, verwendet der Fahrzeugkommunikationsbus 112 Busschnittstellen wie beispielsweise Controller Area Network (CAN), International Organization for Standardization (ISO) Standard 9141, ISO Standard 11898 für Hochgeschwindigkeitsanwendungen, ISO Standard 11519 für Anwendungen niedrigerer Geschwindigkeit, und Society of Automotive Engineers (SAE) Standard J1850 für Anwendungen mit höherer und niedrigerer Geschwindigkeit. In einer Ausführungsform ist der Fahrzeugkommunikationsbus 112 eine direkte Verbindung zwischen verbundenen Vorrichtungen.
Das mobile Fahrzeug 110 sendet und empfängt über die Telematikeinheit 120 Funksendungen von dem drahtlosen Trägersystem 140. Das drahtlose Trägersystem 140 ist als jedes geeignete System zum Senden eines Signals von dem mobilen Fahrzeug 110 an ein Kommunikationsnetzwerk 142 implementiert. Das drahtlose Trägersystem 140 schließt jede Art von Telekommunikation ein, in der elektromagnetische Wellen ein Signal über einen Teil oder den gesamten Kommunikationspfad tragen. In einer Ausführungsform sendet das drahtlose Trägersystem 140 analoge Audio- und/oder Videosignale. In einem Beispiel sendet das drahtlose Trägersystem 140 analoge Audio- und/oder Videosignale wie beispielsweise jene, die von AM- und FM-Funkstationen und Sendern gesendet werden, oder digitale Audiosignale in dem S-Band (das in den US zugelassen ist) und in dem L-Band (das in Europa und Kanada verwendet wird). In einer Ausführungsform ist das drahtlose Trägersystem 140 ein Satellitenübertragungssystem, das über einem Spektrum in dem ”S”-Band (2,3 GHz), das durch die U.S. Federal Communications Commission (FCC) zum landesweiten Übertragen von satellitenbasierten digitalen Audio- und Funkdiensten (DARS von Digital Audio Radio Service) zugeteilt wurde, übertragen wird. In einem Beispiel ist das drahtlose Trägersystem 140 als XM Satellite Radio^® implementiert.
Das Kommunikationsnetzwerk 142 umfasst Dienste von einem oder mehreren Mobilfunkvermittlungsstellen und drahtlosen Netzwerken. Das Kommunikationsnetzwerk 142 verbindet das drahtlose Trägersystem 140 mit dem Bodennetzwerk 144. Das Kommunikationsnetzwerk 142 ist als jedes geeignete System oder jeder beliebige Zusammenschluss von Systemen zum Verbinden des drahtlosen Trägersystems 140 mit dem mobilen Fahrzeug 110 und dem Bodennetzwerk 144 implementiert. In einem Beispiel umfasst das drahtlose Trägersystem 140 einen Kurznachrichtendienst, der nach eingeführten Protokollen wie beispielsweise IS-637 SMS Standards, IS-136 Luftschnittstellenstandards für SMS und GSM 03.40 und 09.02 Standards modelliert ist. Ähnlich wie beim Funkruf könnte eine SMS-Mitteilung an eine Reihe von lokalen Empfängern übertragen werden. In einem weiteren Beispiel verwendet der Träger Dienste, die mit anderen Standards wie beispielsweise IEEE 802.11 konformen Systemen und Bluetooth-Systemen konform sind.
Das Bodennetzwerk 144 ist ein öffentliches Fernsprechwählnetz. In einer Ausführungsform ist das Bodennetzwerk 144 als ein Internetprotokoll-(IP-)Netzwerk implementiert. In anderen Ausführungsformen ist das Bodennetzwerk 144 als ein Kabelnetzwerk, ein optisches Netzwerk, ein Fibernetzwerk, ein anderes drahtloses Netzwerk oder jede Kombination aus diesen implementiert. Das Bodennetzwerk 144 ist mit einem oder mehreren Festnetztelefonen verbunden. Das Bodennetzwerk 144 verbindet das Kommunikationsnetzwerk 142 mit dem Anwendercomputer 150, dem Web-Hostingportal 160 und der Rufzentrale 170. Das Kommunikationsnetzwerk 142 und das Bodennetzwerk 144 verbinden das drahtlose Trägersystem 140 mit dem Web-Hostingportal 160 und der Rufzentrale 170.
Der Client-, Personal- oder Anwendercomputer 150 umfasst ein von einem Computer verwendbares Medium zum Ausführen von Internetbrowser- und Internetzugangscomputerprogrammen zum Senden und Empfangen von Daten über das Bodennetzwerk 144 und wahlweise über die Kabel- oder drahtlosen Kommunikationsnetzwerke 142 zu dem Web-Hostingportal 160. Der Personal- oder Anwendercomputer 150 sendet über eine Webseitenschnittstelle mittels Kommunikationsstandards wie z. B. Hypertexttransportprotokoll (HTTP) und Transport-Kontrollprotokoll Internetprotokoll (TCP/IP) Fahrereinstellungen an das Web-Hostingportal. In einer Ausführungsform umfassen die Daten Direktiven zum Ändern bestimmter Programmier- und Betriebsmodi der elektronischen und mechanischen Systeme innerhalb des mobilen Fahrzeugs 110. Im Betrieb nutzt ein Fahrer den Anwendercomputer 150, um die Anwendereinstellungen für das mobile Fahrzeug 110 zu setzen oder zurückzusetzen. Anwendereinstellungsdaten von der Clientseite der Software werden an die Serverseite der Software des Web-Hostingportals 160 gesendet. Die Anwendereinstellungsdaten werden in dem Web-Hostingportal 160 gespeichert.
Das Web-Hostingportal 160 umfasst ein oder mehrere Datenmodems 162, einen oder mehrere Webserver 164, eine oder mehrere Datenbanken 166, und ein Bussystem 168. Das Web-Hostingportal 160 ist direkt durch ein Kabel mit der Rufzentrale 170, oder durch Telefonleitungen mit dem Bodennetzwerk 144, das mit der Rufzentrale 170 verbunden ist, verbunden. Das Web-Hostingportal 160 ist mit dem Bodennetzwerk 144 durch ein oder mehrere Datenmodems 162 verbunden. Das Bodennetzwerk 144 sendet digitale Daten zum und vom Modem 162; diese Daten werden anschließend zu dem Webserver 164 transferiert. In einer Ausführungsform befindet sich das Modem 162 im Inneren des Webservers 164. Das Bodennetzwerk 144 sendet Datenmitteilungen zwischen dem Web-Hostingportal 160 und der Rufzentrale 170.
Der Webserver 164 empfängt über das Bodennetzwerk 144 Daten von dem Anwendercomputer 150. In alternativen Ausführungsformen umfasst der Anwendercomputer 150 ein drahtloses Modem zum Senden von Daten über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk 142 und ein Bodennetzwerk 144 zu dem Web-Hostingportal 160. Die Daten werden von dem Modem 162 empfangen und zu einem oder mehreren Webservern 164 gesendet. In einer Ausführungsform wird der Webserver 164 als jede beliebige geeignete Hard- und Software implementiert, die dazu fähig ist, Webdienste zum Senden und Empfangen von Daten von dem Anwendercomputer 150 an die Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110 bereitzustellen. Der Webserver 164 sendet oder empfängt über das Bussystem 168 von einer oder mehreren Datenbanken 166 Datensendungen. Der Webserver 164 umfasst Computeranwendungen und Dateien zum Verwalten von Fahrzeugdaten.
In einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Webserver 164 über das Bussystem 168 vernetzt, um unter seinen Netzwerkkomponenten, wie beispielsweise der Datenbank 166, Anwendereinstellungsdaten zu verteilen. In einem Beispiel ist die Datenbank 166 ein Teil des Webservers 164 oder ein von dem Webserver 164 getrennter Computer. Der Webserver 164 sendet Datensendungen mit Anwendereinstellungen über das Modem 162 und über das Bodennetzwerk 144 an die Rufzentrale 170.
Die Rufzentrale 170 ist ein Ort, an dem viele Rufsignale zur gleichen Zeit empfangen und betreut oder bedient werden, oder von dem viele Rufsignale zur gleichen Zeit gesendet werden. In einer Ausführungsform ist die Rufzentrale eine Telematikrufzentrale, die Mitteilungen zu und von der Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110 anordnet. In einem Beispiel ist die Rufzentrale eine Sprach-Rufzentrale, die verbale Kommunikation zwischen einem Berater in der Rufzentrale und einem Teilnehmer in einem mobilen Fahrzeug vorsieht. In einem anderen Beispiel umfasst die Rufzentrale jede dieser Funktionen. In anderen Ausführungsformen befinden sich die Rufzentrale 170 und das Web-Hostingportal 160 in derselben oder in verschiedenen Einrichtungen.
Die Rufzentrale 170 umfasst einen oder mehrere Sprach- und Datenschalter 172, eine oder mehrere Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtungen 174, eine oder mehrere Kommunikationsdienstedatenbanken 176, einen oder mehrere Kommunikationsdiensteberater 178 und ein oder mehrere Bussysteme 180.
Der Schalter 172 der Rufzentrale 170 stellt eine Verbindung mit dem Bodennetzwerk 144 her. Der Schalter 172 sendet Sprach- oder Datensendungen von der Rufzentrale 170 und empfängt über das drahtlose Trägersystem 140 und/oder den drahtlosen Zugangspunktknoten 136, das Kommunikationsnetzwerk 142 und das Bodennetzwerk 144 Sprach- oder Datensendungen von der Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110. Der Schalter 172 empfängt Datensendungen von und sendet Datensendungen an ein oder mehrere Web-Hostingportale 160. Der Schalter 172 empfängt Datensendungen von einer oder mehreren Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtungen 174 oder sendet Datensendungen an eine oder mehrere Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtungen 174 über ein oder mehrere Bussysteme 180.
Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 ist eine beliebige geeignete Hard- und Software, die dazu fähig ist, für die Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110 Kommunikationsdienste bereitzustellen. Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 sendet Datensendungen an eine oder mehrere Kommunikationsdienstedatenbanken 176 oder empfängt Datensendungen von einer oder mehreren Kommunikationsdienstedatenbanken 176 über das Bussystem 180. Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 sendet Datensendungen an einen oder mehrere Kommunikationsdiensteberater 178 oder empfängt Datensendungen von einem oder mehreren Kommunikationsdiensteberatern 178 über das Bussystem 180. Die Kommunikationsdienstedatenbank 176 sendet Datensendungen an den Kommunikationsdiensteberater 178 oder empfängt Datensendungen von dem Kommunikationsdiensteberater 178 über das Bussystem 180. Der Kommunikationsdiensteberater 178 empfängt Sprach- oder Datensendungen von dem Schalter 172 oder sendet Sprach- oder Datensendungen an den Schalter 172.
Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 erleichtert einen oder mehrere Dienste wie beispielsweise, aber nicht nur, Registrierungsdienste, Navigationsunterstützung, Fernsprechauskunft, Pannenhilfe, Ortauskunft im geschäftlichen oder privaten Umfeld, Informationsdiensteunterstützung, Notfallhilfe, und Kommunikationsunterstützung und Fahrzeugdatenmanagementdienste. Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 empfängt über den Anwendercomputer 150, das Web-Hostingportal 160 und das Bodennetzwerk 144 von einem Anwender Diensteanfragen. Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 sendet und empfängt über das drahtlose Trägersystem 140, das Kommunikationsnetzwerk 142, das Bodennetzwerk 144, den drahtlosen Zugangspunktknoten 136, den Sprach- und Datenschalter 172 und das Bussystem 180 Anwendereinstellungen und andere Arten von Fahrzeugdaten für die Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110. Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 speichert und fragt Fahrzeugdaten und Informationen von der Kommunikationsdienstedatenbank 176 ab. Die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 liefert dem Kommunikationsdiensteberater 178 die angefragten Informationen.
In einer Ausführungsform ist der Kommunikationsdiensteberater 178 ein realer Berater. In einer anderen Ausführungsform ist der Kommunikationsdiensteberater 178 als ein virtueller Berater implementiert. In einem Beispiel ist ein realer Berater ein Mensch in einer Dienstezentrale zur Bereitstellung von Diensten in verbaler Kommunikation mit einem Dienstetellnehmer über die Telematikeinheit 120 in einem mobilen Fahrzeug 110. In einem anderen Beispiel wird ein virtueller Berater als eine künstliche Sprachausgabenschnittstelle implementiert, die auf Anfragen von der Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110 antwortet.
Der Kommunikationsdiensteberater 178 stellt für die Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110 Dienste bereit. Die Dienste, die von dem Kommunikationsdiensteberater 178 bereitgestellt werden, umfassen Registrierungsdienste, Navigationsunterstützung, Echtzeithilfe im Verkehr, Fernsprechauskunft, Pannenhilfe, Ortsauskunft im geschäftlichen oder privaten Umfeld, Informationsdiensteunterstützung, Notfallhilfe und Kommunikationsunterstützung. Der Kommunikationsdiensteberater 178 kommuniziert über das drahtlose Trägersystem 140, das Kommunikationsnetzwerk 142 und das Bodennetzwerk 144 mittels Sprachsendungen oder durch die Kommunikationsdiensteverwaltungseinrichtung 174 und den Schalter 172 mittels Datensendungen mit der Telematikeinheit 120 in dem mobilen Fahrzeug 110. Der Schalter 172 wählt zwischen Sprachsendungen und Datensendungen.
Durch das Senden eines Befehls per Sprache oder digitalem Signal an die Telematikeinheit 120 startet das mobile Fahrzeug 110 eine Diensteanfrage an die Rufzentrale, welche darauf über das drahtlose Modem 124, das drahtlose Trägersystem 140, das Kommunikationsnetzwerk 142, und das Bodennetzwerk 144 an die Rufzentrale 170 ein Anweisungssignal oder ein Sprachsignal sendet. In einer weiteren Ausführungsform dient die Dienstanfrage einem Hochladen von Fahrzeugdaten, wie es nach dem Stand der Technik bekannt ist. In einer weiteren Ausführungsform empfängt das mobile Fahrzeug 110 von der Rufzentrale 170 eine Anfrage, verschiedene Fahrzeugdaten von dem mobilen Fahrzeug 110 über die Telematikeinheit 120 über das drahtlose Modem 124, den drahtlosen Zugangspunktknoten 136, das drahtlose Trägersystem 140, das Kommunikationsnetzwerk 142 und das Bodennetzwerk 144 zu der Rufzentrale 170 zu senden.
2 ist ein Blockdiagramm einer zweiten beispielhaften Betriebsumgebung für eine Ausführungsform der Erfindung. 2 zeigt eine Ausführungsform eines drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerkes 200. 2 erläutert fünf mobile Fahrzeuge 210, 220, 230, 240 und 250, von denen jedes zu einer drahtlosen Kommunikation über eine Fahrzeugkommunikationseinheit (VCU) wie beispielsweise die VCU 120 aus 1 in der Lage ist. In einer Ausführungsform umfasst jedes Fahrzeug einen drahtlosen Zugangspunktknoten wie beispielsweise eine IEEE 802.11 konforme drahtlose Sende-Empfangsgeräteeinheit, ein globales Positionsbestimmungssystem-(GPS-)Sende-Empfangsgerät, eine digitale Funkeinheit und ein Mobiltelefon. In einer anderen Ausführungsform wird die VCU jedes Fahrzeugs von einem Telematikdiensteanbieter für Teilnehmerdienste registriert.
Im Betrieb sind die Fahrzeuge 210, 220, 230, 240 und 250 mobil und ändern ihre Standorte relativ zueinander, da jedes Fahrzeug Wege und Straßen entlangfährt. In einer Ausführungsform ist jedes Fahrzeug des mobilen Ad hoc-Netzwerks 200 dazu in der Lage, an bzw. von einer IEEE 802.11 konformen Vorrichtung Nachrichten zu senden und Nachrichten zu empfangen. In einer weiteren Ausführungsform ist eine andere Mehrfachzugriffssteuerungschicht (MAC) als der IEEE 802.11 Standard für ein drahtloses mobiles Ad hoc-Netzwerk 200 implementiert. In einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk bilden alle drahtlosen Zugangspunkteinrichtungen innerhalb des Funkbereichs eines Quellknotens die Gruppe von Nachbarn, oder Nachbarknoten von diesem Quellknoten.
In 2 ist jedes Fahrzeug ein Knoten des drahtlosen Ad hoc-Netzwerks 200. In einer Ausführungsform ist eine stationäre drahtlose Einrichtung (nicht dargestellt) so lange ein Nachbarknoten, bis zumindest eines der Fahrzeuge des Ad hoc-Netzwerks in Funkkontakt mit dem stationären Knoten tritt. Jeder Nachbarknoten hat Zugang zu Sendungen von jedem anderen Knoten in dem Netzwerk, entweder direkt von Einheit zu Einheit, oder indirekt über Sprünge zu dazwischen liegenden Nachbarknoten. In 2 ist zum Beispiel das Fahrzeug 210 in Funkkommunikation mit dem Fahrzeug 220 dargestellt. Das Fahrzeug 220 ist des weiteren in Kommunikation mit dem Fahrzeug 250 dargestellt. Das Fahrzeug 240 ist in Kommunikation mit dem Fahrzeug 210 dargestellt. Deshalb ist es dem Fahrzeug 240 möglich, über das Fahrzeug 210 mit dem Fahrzeug 250 zu kommunizieren, da es dem Fahrzeug 250 möglich ist, über das Fahrzeug 220 mit dem Fahrzeug 210 zu kommunizieren.
Die Fähigkeit, in einem mobilen Ad hoc-Netzwerk über dazwischen liegende Nachbarknoten zu kommunizieren, erlaubt einen viel größeren physikalischen Abstand zwischen den Knoten in dem Netzwerk, während immer noch für alle Knoten ein Zugang zu dem Netzwerk vorgesehen ist. Das Festlegen von Routen für Nachrichten über Routen mit mehreren Sprüngen in dem mobilen Ad hoc-Netzwerk 200 hängt von den Ressourcen jedes Knotens in dem Netzwerk ab. In einer mobilen Fahrzeugumgebung erlauben zum Beispiel Systemressourcen oft nicht den Luxus, sehr große Routingtabellen, die Informationen über alle Routen oder Knoten innerhalb des Netzwerks beherbergen, zu unterstützen. Solch eine Knotentabelle erfordert einen umfassenden Speicher-Overhead in Form eines Direktzugriffsspeichers, was typischerweise bei den eingebetteten Systemen, die in Fahrzeugen zu finden sind, nur zu teurem Geld zu haben ist. Wenn jedoch die Tabellen Informationen über Nachbarknoten (z. B. bis zu einer bestimmten Anzahl an Sprüngen entfernt) speichern, dann werden die Fahrzeugsystemressourcen weniger kritisch, da der Speicher-Overhead reduziert wird. Die vernünftige Auswahl an Nachbarfahrzeugen (Grenzknoten) als Repeater zum Tragen von Nachrichten verhindert die Notwendigkeit, die Nachrichten an jeden Knoten innerhalb des Netzwerks zu senden. Die Anzahl an Fahrzeugen und potenziellen Knoten innerhalb des Funkbereichs des Quellknotens wird von der Verkehrsdichte und der Anzahl der Teilnehmer abhängen.
Es gibt viele praktische Anwendungen für mobile drahtlose Ad hoc-Netzwerke 200 in der Kommunikationsumgebung zwischen Fahrzeugen. Eine Ausführungsform umfasst ein Schätzen der Menge von Verkehr und seine Durchflussrate in einem gegebenen geographischen Gebiet. In einer anderen Ausführungsform wird das mobile drahtlose Ad hoc-Netzwerk 200 dazu verwendet, Informationen von einem Diensteanbieter abzufragen. In einer weiteren Ausführungsform wird das Ad hoc-Netzwerk für mobile Fahrzeuge 200 implementiert, um die Reichweite einer zellularen Infrastruktur über ein Ad hoc-Netzwerk, das aus Fahrzeugen gebildet ist, die bei dem Weiterleiten ihrer jeweiligen Anfragen an die zellulare Basisstation kooperieren, zu erweitern. In wieder einer anderen Ausführungsform arbeiten Fahrzeuge, die einander folgen, als eine Karawane zusammen, die sich eine Straßenkarte oder eine Reiseroute teilt. In noch einer anderen Ausführungsform überwacht ein stationärer Knoten einen Parkplatz und liefert Informationen über verfügbare Parkplätze oder Sofortcoupons, die in ihrem Laden einzulösen sind. Eine weitere Ausführungsform umfasst, es den Fahrern zu ermöglichen, sich in einer telefonkonferenzähnlichen Umgebung (z. B. unter Verwendung von Voice over IP) mit anderen Teilnehmern in der Nähe, die ähnliche Interessen teilen, zu unterhalten. Insbesondere sind mobile Ad hoc-Netzwerke zwischen Autos dazu vorgesehen, zwei wichtigen Zwecken zu dienen: erstens ergänzen sie das existierende Zellularsystem in Hotspots, in denen das System überladen ist und es besser für Autos ist, sich gegenseitig beim Erreichen der Basisstation behilflich zu sein, als um dieselbe Basisstation zu konkurrieren. Zweitens dehnen sie die Reichweite der zellular basierten Teilnehmerdiensteinfrastruktur aus.
Ein Verfahren, um einen dazwischen liegenden Nachbarknoten zum Weiterübertragen von Informationen innerhalb eines Ad hoc-Netzwerks für mobile Fahrzeuge auszuwählen, ist, für den bestimmten Knoten einen Identifizierer in die Nachricht einzuschließen. Auf diese Weise wird die Nachricht weit übertragen, aber von allen außer dem ausgewählten identifizierten Knoten ignoriert. Zuerst benötigt der Quellknoten Informationen über die Nachbarknoten innerhalb seines Funkbereichs. Diese Informationen werden durch das Verwenden von ”Hallo”-Paketen oder periodischen Signalen (beacons) erlangt, wie es dem Fachmann bekannt sein wird. Informationen über den Nachbarknoten umfassen die eindeutige Adresse oder Identifikation (ID) jedes antwortenden Knotens, aber sind nicht auf diese beschränkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ruft ein selektiver Flutungsalgorithmus ein Grenzknotenübertragungsprotokoll auf, um Grenzknoten für die Informationsverbreitung auszuwählen und Informationen über andere Knoten zu erhalten. In einer Ausführungsform wird der Algorithmus durch den folgenden Pseudocode dargestellt:
Der vorhergehende Pseudocode ist zum Verbreiten verschiedener Informationen geeignet, wie beispielsweise Routenanfrage-(RR-)Nachrichten, die von einem On-demand-Routingprotokoll erzeugt werden, und Standortinformationen, wie beispielsweise GPS-Daten, die beschreiben, wo sich Knoten in dem geographischen Gebiet, das durch das Netzwerk abgedeckt wird, befinden.
In einer weiteren Ausführungsform des obigen Pseudocodealgorithmus werden alle Knoten in dem Netzwerk in der Art und Weise eines zyklischen Warteschlangenbetriebs (Round-Robin) periodisch abgefragt, um ein proaktives Grenzknotenverbreitungsprotokoll (wobei jeder Knoten der Reihe nach seine Informationen verbreitet) über einen Prozess, der durch den folgenden Pseudocode dargestellt wird, zu implementieren:
Des weiteren trägt die Nachricht ”x” die Positionsinformationen von jedem Fahrzeug. Somit müssen für einen positionsbasierten Routingalgorithmus riesige Tabellen bordintern in jedem Fahrzeug gespeichert werden, was in der Umgebung integrierter Systeme unpraktisch ist.
Bei einer Implementierung vom Typ On-demand wird der Border_Broadcast(i)-Algorithmus aufgerufen, wann immer ein Quellfahrzeug (Knoten) wünscht, eine Kommunikationsroute zu einem Zielfahrzeug (Knoten) festzulegen oder herzustellen. In diesem Fall umfasst die Nachricht ”x” eine Abfrage der Zielinformationen, was die Anforderungen, große Nachbarknotentabellen zu speichern, erleichtert. Wenn eine Nachricht ”x” die RR-Nachricht enthält, dann wäre dieser Algorithmus direkt auf die Routenermittlungsphase bei On-demand-Routingprotokollen anwendbar (z. B. AODV und DSR).
Für positionsbasierte Routingprotokollimplementierungen schließt der oben beschriebene Ansatz zur On-demand-Informationsverbreitung zwei Phasen ein (wenn das Ziel einmal gefunden ist, sendet es seine Informationen zurück zu der Quelle). Dies wird über die Route durchgeführt, die in der Übertragungsphase von der Quelle zu dem Ziel hergestellt wird (genau wie die Routenermittlungsphase bei On-demand-Routingprotokollen).
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Hybridinformationsverbreitungsprotokoll das Aufrufen des proaktiven Grenzknotenverbreitungsalgorithmus bis zu einer vorbestimmten Anzahl an Sprüngen weg von der Quelle. Jenseits der vorbestimmten Anzahl an Sprüngen wird der On-demand-Grenzknotenalgorithmus aufgerufen. Wenn ein Quellfahrzeug (Knoten) die Standortinformationen eines Zielfahrzeugs (Knoten) anfordert, sucht es in seiner Nachbarknotentabelle (erzeugt durch die proaktive Grenzfahrzeugübertragung). Wenn das Ziel nicht gefunden wird, wird der On-demand-Grenzfahrzeugübertragungsalgorithmus aktiviert. In einer Ausführungsform ist die Anzahl der Sprünge, die vor dem Schalten zu einem On-demand-Grenzknotenverbreitungsprotokoll erlaubt sind, in Abhängigkeit von dynamischen Netzwerkparametern wie beispielsweise die Anzahl der Nachbarknoten auswählbar. In einer anderen Ausführungsform liegt die Anzahl der Sprünge, die vor dem Schalten zu einem On-demand-Grenzknotenverbreitungsprotokoll erlaubt sind, zwischen zwei und zehn Sprüngen und vorzugsweise bei weniger als fünf Sprüngen. In einer Ausführungsform wird jeder dazwischen liegende ”Sprung” Knoten (Grenzknoten) zwischen der Quelle und dem Ziel als ein Quellknoten zu dem Ziel behandelt, und ein Übertragungsprotokoll zum Übertragen von Informationen von dem ”Sprung”-Knoten wird hergestellt.
Ein weiteres wichtiges Element der selektiven Flutungsgrenzknotenauswahl ist eine geometrische Regel, um eine gleichmäßige Abdeckung in dem Ad hoc-Netzwerk vorzusehen.
3 erläutert geometrische Auswahlkriterien zum Bestimmen mobiler Ad hoc-Netzwerkgrenzknoten gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 zeigt ein Diagramm einer Quellknotennachbarschaft 300, das neun drahtlose Knoten 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 309 umfasst, einschließlich einem Quellknoten 309 und einem Himmelsrichtungsindikator 310. Die Anzahl an ausgewählten Grenzknotenfahrzeugen ist ein Designparameter, der variiert werden kann, um einen Ausgleich zwischen Effektivität und Leistung zu schaffen. Er ist gegeben durch: B = f·N, (1) wobei N = Anzahl an Nachbarn und f ein Bruch 0,1, 0,2, ..., 1 ist. Der Fall f = 1 ist ein reiner Flutungsalgorithmus, bei dem alle Nachbarn die Nachricht des Senders weiter übertragen. In einer Ausführungsform werden die Grenzknotenfahrzeuge auf der Grundlage des Bestimmens der am weitesten entfernten Nachbarknoten, die am nächsten bei den Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen liegen, ausgewählt, so dass eine maximale Abdeckung durch den Verbreitungsalgorithmus für jede beliebige Straßenkarte garantiert wird. Für den speziellen Fall einer einzelnen Straße wird zumindest ein Grenzfahrzeug entlang der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung der Straße ausgewählt.
Die Richtungen von verschiedenen Nachbarknoten relativ zu dem Sender werden aus den Koordinaten der Nachbarknoten berechnet, unter der Annahme, dass die Referenzrichtung OSTEN ist. Die Winkelposition (Φ) jedes Nachbarknotens wird relativ zu dem Quellknoten (Sender) bestimmt, wobei von der Referenzachse ausgegangen wird. Die Nachbarknoten werden gemäß den folgenden geometrischen Regeln klassifiziert: Das am weitesten entfernte Fahrzeug, das der OST-Richtung am nächsten liegt, sollte erfüllen: max. d_icos |Φ_i| (2)
Das am weitesten entfernte Fahrzeug, das der NORD-Richtung am nächsten liegt, sollte erfüllen: max. d_icos |Φ_i – 90°| (3)
Das am weitesten entfernte Fahrzeug, das der WEST-Richtung am nächsten liegt, sollte erfüllen: max. d_i cos |Φ_i – 180°| (4)
Das am weitesten entfernte Fahrzeug, das der SÜD-Richtung am nächsten liegt, sollte erfüllen: max. d_i cos |Φ_i – 270°| (5) wobei d_i = Entfernung zwischen Sender 309 und dem Nachbarknoten ”i”.
Für das Beispiel, das in 3 gezeigt ist, würde, angenommen B = 4, der Quellknoten 309, der den Grenzselektionsalgorithmus ablaufen lässt, die folgenden als Grenzfahrzeuge bestimmen und würde deren IDs in die Übertragungsnachricht einschließen:
Das dem OSTEN nächste Fahrzeug ist 306
Das dem NORDEN nächste Fahrzeug ist 306
Das dem WESTEN nächste Fahrzeug ist 302
Das dem SÜDEN nächste Fahrzeug ist 307
In einer Ausführungsform wird mehr als ein Grenzfahrzeug in jeder Himmelsrichtung in Abhängigkeit des Parameters ”B” ausgewählt, um die Erreichbarkeit des Verbreitungsalgorithmus zu erhöhen, welche als der Prozentsatz von Versuchen, dass ein Fahrzeug erfolgreich lokalisiert oder festgelegt wird, definiert ist. In einer weiteren Ausführungsform werden acht Grenzknoten ausgewählt. In wieder einer anderen Ausführungsform werden mindestens zwei Knoten für jeden Quadranten ausgewählt.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Verfahren 400 beginnt in Schritt 410. In einer Ausführungsform wird ein von einem Computer lesbares Medium, das ein Computerprogramm speichert, freigegeben, um einen oder mehrere Schritte von Verfahren 400 zu implementieren, wenn das Computerprogramm von einem Prozessor ausgeführt wird.
In Schritt 410 wird eine Anfrage zum Übermitteln von Informationen von einem Quellknoten an ein Ziel empfangen. In einer Ausführungsform umfasst das Empfangen einer Anfrage zum Übermitteln von Informationen das Hervorbringen einer neuen Nachricht aus dem Quellknoten oder einer Telematikeinrichtung, die mit dem Quellknoten verbunden ist. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Empfangen einer Anfrage zum Übermitteln von Informationen das Empfangen einer Informationsanfrage von einem anderen Knoten in einem mobilen Ad hoc-Netzwerk.
In Schritt 420 wird jeder Nachbarknoten eines Ad hoc-Netzwerks identifiziert. Schritt 420 kann zu jeder Zeit auftreten, nachdem eine Anfrage zum Übermitteln von Informationen empfangen wurde. In einer Ausführungsform umfasst das Identifizieren jedes Nachbarn ein Abrufen von Positionsinformationen von jedem Nachbarknoten, ein Empfangen von Positionsinformationen von jedem Nachbarknoten in Ansprechen auf den Abruf, und ein Erzeugen einer Nachbarknotentabelle, die den Standort jedes Nachbarknotens identifiziert.
In Schritt 430 wird ein proaktives Grenzknotenübertragungsprotokoll an einem Quellknoten aufgerufen, wenn das Informationsziel ein Nachbarknoten ist und wenn die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen ist. In einer Ausführungsform speichert ein von einem Computer lesbares Medium ein Computerprogramm, das einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten aufweist, wenn das Nachrichtenziel ein Nachbarknoten ist und wenn die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen. In einer weiteren Ausführungsform wählt ein Algorithmus zum selektiven Grenzknotenfluten Grenzknoten zur Informationsverbreitung aus und erhält in einem Prozess, der durch den Pseudocode, der in Bezug auf 2 und 3 diskutiert wird, dargestellt ist, Informationen über Nachbarknoten innerhalb des Funkbereichs des Quellknotens.
In Schritt 440 wird ein On-demand-Übertragungsprotokoll an dem Quellknoten aufgerufen, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel eine vorbestimmte Anzahl übersteigt. Schritt 440 kann zu jeder Zeit auftreten, wenn eine Anfrage zum Übermitteln von Informationen empfangen wurde. In einer Ausführungsform speichert ein von einem Computer lesbares Medium ein Computerprogramm, das einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten aufweist, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt. In einer anderen Ausführungsform wählt ein Algorithmus zum selektiven Fluten Grenzknoten zur Informationsverbreitung aus und erhält in einem Prozess, der durch den Pseudocode, der in Bezug auf 2 und 3 diskutiert wurde, dargestellt ist, Informationen über Nachbarknoten innerhalb des Funkbereichs des Quellknotens.
In Schritt 450 werden Informationen von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls übermittelt. In einer Ausführungsform umfasst das Übermitteln der Informationen auf der Grundlage des Grenzknotenübertragungsprotokolls ein Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als einen Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien, und ein Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, an dem die Informationen, die von dem Quellknoten übertragen werden, jeden ausgewählten Grenzknoten identifizieren, um als ”Sprung”-Knoten und als Kommunikationsziel zu fungieren.
In einer Ausführungsform umfasst das Übermitteln der Informationen auf der Grundlage des Grenzknotenübertragungsprotokolls des weiteren ein Empfangen der Übertragungsinformationen an dem ausgewählten Grenzknoten, ein Aufrufen eines Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Grenzknoten, und ein Weiterübertragen der empfangenen Informationen von dem Grenzknoten zu dem Ziel auf der Grundlage des aufgerufenen Grenzknotenübertragungsprotokolls.
In wieder einer anderen Ausführungsform ist die vorbestimmte Anzahl an Sprüngen auswählbar. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst das Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als einen Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien ein Bestimmen von mindestens einem Nachbarknoten, der sowohl eine maximale Entfernung von dem Quellknoten als auch eine minimale Entfernung zu einer der Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen aufweist. In einer Ausführungsform wird mindestens ein Grenzknoten für jede Himmelsrichtung Norden, Süden, Osten und Westen ausgewählt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Übermitteln der Nachricht auf der Grundlage des On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls ein Erzeugen einer Zielabfragenachricht, ein Auswählen eines Nachbarknotens als einen Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien, und ein Übertragen von dem Quellknoten, an dem die Nachricht jeden ausgewählten Grenzknoten und die Zielabfragenachricht identifiziert.
In wieder einer anderen Ausführungsform ist die Abfragenachricht eine Routenanfrage in der Klasse der On-demand-Routingprotokolle (z. B. AODV und DSR). In noch einer anderen Ausführungsform umfasst das Auswählen eines Grenzknotens auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien ein Bestimmen von mindestens einem Nachbarknoten, der sowohl eine maximale Entfernung von dem Quellknoten als auch eine minimale Entfernung zu einer der Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen aufweist. In wieder einer anderen Ausführungsform wird mindestens ein Grenzknoten für jede Himmelsrichtung Norden, Süden, Osten und Westen ausgewählt. Das Verfahren 400 endet, wenn eine Nachricht gemäß einem aufgerufenen Grenzknotenübertragungsprotokoll übermittelt wurde.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung ein System und Verfahren zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk. Ein Verfahren beschreibt ein Empfangen einer Anfrage, um eine Nachricht von einem Quellknoten an ein Ziel zu übermitteln, ein Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, ein Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen bis zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, ein Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und ein Übermitteln der Nachricht von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls. Ein von einem Computer lesbares Medium, das ein Computerprogramm zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk umfasst, ist ebenfalls vorgesehen. Schließlich wird ein System zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk beschrieben.

Claims

Verfahren zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk, umfassend: Empfangen einer Anfrage, um Informationen von einem Quellknoten an ein Ziel zu übermitteln, Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen bis zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten bis zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und Übermitteln der Informationen von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls, wobei das Übermitteln umfasst: Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien und Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Übertragungsinformationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren jedes lokalen Knotens umfasst: Abrufen von Positionsinformationen von jedem Nachbarknoten, Empfangen von Positionsinformationen von jedem Nachbarknoten in Ansprechen auf den Abruf, und Erzeugen einer Nachbarknotentabelle, die den Standort jedes Nachbarknotens identifiziert.
Verfahren nach Anspruch 1, des weiteren umfassend: Empfangen der Übertragungsinformationen an dem ausgewählten Grenzknoten, Aufrufen eines Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Grenzknoten, und Weiterübertragen der empfangenen Informationen von dem Grenzknoten an das Ziel auf der Grundlage des aufgerufenen Grenzknotenübertragungsprotokolls.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Anzahl an Sprüngen auswählbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien umfasst: Bestimmen von mindestens einem Nachbarknoten, der sowohl eine maximale Entfernung von dem Quellknoten als auch eine minimale Entfernung zu einer der Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei mindestens ein Grenzknoten für jede Himmelsrichtung Norden, Süden, Osten und Westen ausgewählt wird.
Verfahren zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk, umfassend: Empfangen einer Anfrage, um Informationen von einem Quellknoten an ein Ziel zu übermitteln, Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen bis zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten bis zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und Übermitteln der Informationen von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls, wobei das Übermitteln der Informationen auf der Grundlage des On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls umfasst: Erzeugen einer Zielabfragenachricht, Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als einen Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien, und Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Informationen den mindestens einen ausgewählten Nachbarknoten und die Zielabfragenachricht identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zielabfragenachricht eine Routenanfragenachricht für topologiebasierte On-demand-Routingprotokolle ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien umfasst: Bestimmen von mindestens einem Nachbarknoten, der sowohl eine maximale Entfernung von dem Quellknoten, als auch eine minimale Entfernung zu einer der Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei mindestens ein Grenzknoten für jede Himmelsrichtung Norden, Süden, Osten und Westen ausgewählt wird.
Von einem Computer lesbares Medium, das ein Computerprogramm speichert, umfassend: einen von einem Computer lesbaren Code zum Bestimmen einer Anfrage, um Informationen zwischen einem Quellknoten und einem Ziel zu übermitteln, einen von einem Computer lesbaren Code zum Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines pro-aktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und einen von einem Computer lesbaren Code zum Lenken der Übermittlung der Nachricht von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls, der umfasst: einen von einem Computer lesbaren Code zum Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien, einen von einem Computer lesbaren Code zum Befehlen der Übertragung der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Informationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.
Von einem Computer lesbares Medium nach Anspruch 11, wobei der von einem Computer lesbare Code zum Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks umfasst: einen von einem Computer lesbaren Code zum Abrufen der lokalen Zone nach Positionsinformationen für jeden Nachbarknoten, und einen von einem Computer lesbaren Code zum Erzeugen einer Nachbarknotentabelle, die den Standort jedes Nachbarknotens aus den Positionsdaten, die von jedem auf den Abruf antwortenden Nachbarknoten empfangen werden, identifiziert.
Von einem Computer lesbares Medium nach Anspruch 11, des weiteren umfassend: einen von einem Computer lesbaren Code zum Empfangen der Übertragungsinformationen an dem ausgewählten Grenzknoten, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Grenzknoten, und einen von einem Computer lesbaren Code zum Weiterübertragen der empfangenen Informationen von dem Grenzknoten zu dem Ziel auf der Grundlage des aufgerufenen Grenzknotenübertragungsprotokolls.
Von einem Computer lesbares Medium nach Anspruch 11, wobei der Code zum Auswählen von mindestens einem Grenzknoten umfasst: einen von einem Computer lesbaren Code zum Bestimmen von mindestens einem Grenzknoten, der sowohl eine maximale Entfernung von dem Quellknoten als auch eine minimale Entfernung zu einer der Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen aufweist.
Von einem Computer lesbares Medium, das ein Computerprogramm speichert, umfassend: einen von einem Computer lesbaren Code zum Bestimmen einer Anfrage, um Informationen zwischen einem Quellknoten und einem Ziel zu übermitteln, einen von einem Computer lesbaren Code zum Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, einen von einem Computer lesbaren Code zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und einen von einem Computer lesbaren Code zum Lenken der Übermittlung der Nachricht von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls, wobei der von einem Computer lesbare Code zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Grenzknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, umfasst: einen von einem Computer lesbaren Code zum Erzeugen einer Zielabfragenachricht, einen von einem Computer lesbaren Code zum Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien, und einen von einem Computer lesbaren Code zum Befehlen der Übertragung der Informationen, die von dem Quellknoten übertragen werden sollen, wobei die Informationen den mindestens einen ausgewählten Nachbarknoten und die Zielabfragenachricht identifizieren.
Von einem Computer lesbares Medium nach Anspruch 15, wobei der Code zum Auswählen von mindestens einem Grenzknoten umfasst: einen von einem Computer lesbaren Code zum Bestimmen von mindestens einem Nachbarknoten, der sowohl eine maximale Entfernung von dem Quellknoten als auch eine minimale Entfernung zu einer der Himmelsrichtungen Norden, Süden, Osten und Westen aufweist.
Von einem Computer lesbares Medium nach Anspruch 16, des weiteren umfassend einen Code zum Auswählen von mindestens einem Grenzknoten für jede Himmelsrichtung Norden, Süden, Osten und Westen.
System zur Informationsverbreitung in einem drahtlosen mobilen Ad hoc-Netzwerk, umfassend: ein Mittel zum Bestimmen einer Anfrage zum Übermitteln einer Nachricht von einem Quellknoten zu einem Zielknoten, ein Mittel zum Identifizieren jedes Nachbarknotens eines Ad hoc-Netzwerks, ein Mittel zum Aufrufen eines proaktiven Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn das Ziel ein Nachbarknoten ist und wobei die Anzahl an Sprüngen zu dem Ziel kleiner ist als eine vorbestimmte Anzahl an Sprüngen, ein Mittel zum Aufrufen eines On-demand-Grenzknotenübertragungsprotokolls an dem Quellknoten, wenn die Anzahl an Sprüngen von dem Quellknoten zu dem Ziel die vorbestimmte Anzahl übersteigt, und ein Mittel zum Übermitteln der Nachricht von dem Quellknoten auf der Grundlage des aufgerufenen Übertragungsprotokolls umfassend: ein Mittel zum Auswählen von mindestens einem Nachbarknoten als Grenzknoten auf der Grundlage eines geographischen Standorts des Nachbarknotens und geometrischer Kriterien und ein Mittel zum Übertragen der Informationen von dem Quellknoten, wobei die Übertragungsinformationen den mindestens einen ausgewählten Grenzknoten und ein Übermittlungsziel identifizieren.