DE69803411T2

DE69803411T2 - Leitweglenkungsverfahren für schnurlose und verteilte systeme

Info

Publication number: DE69803411T2
Application number: DE69803411T
Authority: DE
Inventors: Urs Loher
Original assignee: Swisscom Mobile AG
Current assignee: Swisscom AG
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: EP1064760B1; ES2170535T3; ATE211594T1; DE69803411D1; JP2004513530A; WO1999046899A3; WO1999046899A2; AU1234799A; EP1064760A2; CA2321918A1; CA2321918C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wegleitungsverfahren für drahtlose und verteilte Systeme und entsprechend angepasste Vorrichtungen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren für die Wegleitung von Paketen innerhalb eines drahtlosen Telekommunikationsnetzes, wobei die genannten Pakete von einer Quellenstation im genannten Netzwerk durch eine oder eine Vielzahl von Relaisstationen an mindestens eine Senkenstation übertragen werden, und angepasste mobile Stationen, welche in einem solchen drahtlosen Telekommunikationsnetz verwendet werden können.
Ein Verfahren für die Wegleitung von Datenpaketen innerhalb eines drahtlosen Netzwerks wird in der Patentanmeldung WO 97/32419 beschrieben. Das darin beschriebene Verfahren ist ein mehrpfadiges, tabulares Zufallswegleitungsverfahren, in welchem eine Vielzahl von einzelnen Knoten programmiert ist, um als Repeater-Knoten zu dienen, wobei diese genannten Repeater Knoten mehrere programmierte Kommunikationspfade zwischen einem Zentralknoten und einigen ausgewählten einzelnen Knoten bilden. Das in WO 97/32419 beschriebene Verfahren ist allerdings nicht für ein drahtloses Telekommunikationsnetz mit mobilen Stationen geeignet, weil es in dem Umfang deterministisch ist, dass Wegleitungstabellen verwendet werden, um die mehreren Kommunikationspfade basierend auf Verbindungsinformationen zu programmieren, die während des Netzwerkinitialisierungsprozesses erhalten wurden.
Die Patentanmeldung WO 97/24840 beschreibt ein Verfahren für die Initialisierung eines drahtlosen, Paket-hüpfenden Netzwerks, wie ein Steuernetzwerk für ein Gebäudesystem, wobei jeder Knoten im Netzwerk seine gesamte Verbindbarkeit durch Übermittlung von Initialisierungspaketen bestimmt, die eine Antwort von den Knoten, die diese Pakete empfangen, verlangen, und dann diese Verbindbarkeitsinformationen an einen Zentralcomputer leitet. Der Austausch von Paketen zum Anfordern und Übermitteln von Verbindbarkeitsinformationen durch alle Knoten im Netzwerk stellt einen Netzwerkaufwand dar, welcher als einmaliger Initialisierungsprozess in einem Festnetz akzeptiert werden kann, aber weicher in einem Netzwerk mit mobilen Stationen, wo dieser Prozess häufig wiederholt werden müsste, unvorteilhaft wäre. Zudem bedeutet die Speicherung von Wegleitungsinformationen in einem Zentralcomputer, dass die Knoten im Netzwerk diese Informationen von diesem Zentralcomputer anfordern müssen, wenn sie ein Paket an einen anderen Knoten im Netzwerk leiten.
Die Patentanmeldung DE 3337648 A1 beschreibt ein Funknetz mit einer Vielzahl von mobilen Stationen, von denen jede als Relaisstation zwischen Paaren von kommunizierenden mobilen Stationen funktionieren kann. Im Funknetz, das in DE 3337648 A1 beschrieben wird, werden Daten über den Netzwerkzustand, die möglichen Wege zu allen anderen mobilen Stationen und die Verfügbarkeit und Operationszustände der einzelnen Verbindungen durch jede mobile Station bestimmt und unterhalten und auf Anforderung an andere anfragende mobile Stationen weitergegeben. Demzufolge beschreibt DE 3337648 A1 ein Funknetz, in welchem mobile Stationen Wege zwischen kommunizierenden Stationen bereitstellen können, ohne Notwendigkeit der zentralisierten Wegleitungsinformationen aber durch periodisches Anfordern von Wegleitungsinformationen von anderen mobilen Stationen und durch lokales Speichern und Unterhalten dieser Wegleitungsinformationen. Folglich wird im Funknetz, das in DE 3337648 A1 beschrieben wird, Netzwerkkapazität von allen mobilen Stationen zum Anfordern und Übermitteln von Wegleitungsinformationen von- und zueinander verwendet.
Im Patent US 5 546 445 wird ein zelluläres Telefonsystem beschrieben, das eine Vielzahl von Zellorten und eine Vermittlungsstelle für Mobiltelefone umfasst, in welchem die Wahl eines Zellorts, der am geeignetsten für einen Anruf in Verbindung mit einer mobilen Einheit ist, basierend auf dem geografischen Standort der mobilen Einheit getroffen wird, im Gegensatz zu der gewöhnlich verwendeten Signalstärke, die dem Anruf zugeordnet ist. Gemäss dem Patent US 5 546 445 wird der geografische Standort mittels eines GPS- Empfängers (Global Positioning System) bestimmt, der sich in der mobilen Einheit befindet, und an die Vermittlungsstelle für Mobiltelefone geleitet. Zum Bestimmen, welcher Zellort durch die mobile Einheit am geeignetsten verwendet wird, verwendet die Vermittlungsstelle für Mobiltelefone eine Nachschlagetabelle, die den geografischen Standort von jedem Zellort im zellulären System enthält.
Im Patent US 4 999 833 wird ein Paketfunknetz beschrieben, in welchem Paketfunkgeräte mobil sein können und mit einem Modul mit künstlicher Intelligenz versehen sind, das heuristische Regeln auf eine Wissensbank anwendet, um Wegleitungspfade durch das Netzwerk zu wählen. Gemäss dem Patent US 4 999 833 kann die Wissensbank durch die Paketfunkgeräte aufgebaut werden, die ihre Nachbarn überwachen und Informationen aus übermittelten Datenvorsätzen entnehmen und ebenso Wissensbankinformationen von benachbarten Paketfunkgeräten anfordern und erhalten.
Jubin J. et. al. beschreiben in "The DARPA Packet Radio Network Protocols," Proceedings of the IEEE, vol. 75, no. 1, January 1987, Seiten 21 bis 32, XP002061709, Algorithmen und Protokolle für ein Paketfunknetz, in welchem Daten über einen gewöhnlichen Funkkanal zwischen geografisch getrennten Computern ausgetauscht werden, wodurch der Zugriff auf das Computernetzwerk für mobile Computer und Endgeräte ermöglicht wird. Im DARPA Funknetz sind Computer über eine verdrahtete Steuerung der Datenstrecke auf hoher Ebene (HDLC) mit Paketfunkgeräten verbunden. Im DARPA Funknetz werden Pakete entweder über den Funkkanal an ein anderes Paketfunkgerät oder über die Drahtschnittstelle an eine verbundene Vorrichtung geleitet. Im DARPA Funknetz sammelt und unterhält jedes Paketfunkgerät Informationen über die Netzwerktopologie, um Entscheidungen darüber zu fällen, wie Daten durch das Netzwerk an irgendeinen Bestimmungsort geleitetet werden können. Paketfunkgeräte verkünden ihr Vorhandensein und ihre Information über die Netzwerktopologie periodisch, indem sie spezielle Organisationspakete aussenden. In den Paketfunkgeräten werden Tabellen über benachbarte Paketfunkgeräte unterhalten, indem die speziellen Organisationspakete und Datenpakete überwacht werden. In sogenannten Rangtabellen sammeln Paketfunkgeräte laufend Informationen aus den speziellen Organisationspaketen und aus den Datenvorsätzen von Datenpaketen über Paketfunkgeräte, die mehr als einen Sprung entfernt sind, so dass schlussendlich jedes Paketfunkgerät die Anzahl Sprünge zu irgendeinem zukünftigen Paketfunkgerät am Bestimmungsort kennt und weiss, welches Paketfunkgerät das nächste Paketfunkgerät auf dem Weg zu diesem Paketfunkgerät am Bestimmungsort ist. Im DARPA Funknetz werden Pakete über einen einzigen Pfad durch das Funknetz weitergeleitet, wobei jedes Paketfunkgerät die Informationen in den Datenvorsätzen der Pakete und in den Nachbar- und Rangtabellen verwendet.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Wegleitungsverfahren für drahtlose Telekommunikationsnetze und angepasste mobile Stationen, welche in einem solchen Telekommunikationsnetz verwendet werden können, vorzuschlagen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen zudem aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Gemäss dem vorgeschlagenen Verfahren für die Wegleitung von Paketen, zum Beispiel Daten- oder Sprachpakete, in welchem Pakete in einem drahtlosen Telekommunikationsnetz von einer Quellenstation durch eine oder eine Vielzahl von Relaisstationen an mindestens eine Senkenstation übertragen werden, wobei mindestens eine der genannten Relaisstationen eine mobile Relaisstation ist, zum Beispiel eine mobile Telefonstation, und wobei mindestens zwei der genannten Stationen Nachbarstationen sind, wobei Pakete zwischen jedem Paar von Nachbarstationen direkt durch eine drahtlose Verbindung übertragen werden können, werden diese Ziele insbesondere dadurch erreicht, dass die Wegleitung von Paketen in mindestens einer der mobilen Relaisstationen nur auf Informationen über ihre Nachbarstationen basiert, die durch autonome Überwachung durch die mobile Relaisstation erhalten wurden, wobei diese Informationen dadurch erhalten werden, dass die mobile Relaisstation jedes Paketes, das bei der genannten mobilen Relaisstation empfangen werden kann, überwacht, die genannten Information aus diesen überwachten Paketen entnimmt, zum Beispiel, Identifizierungsinformationen über die Nachbarstation, die das betreffende Paket gesendet hat, und die entnommenen Informationen lokal abspeichert, zum Beispiel in einer Tabelle mit Informationen über Nachbarstationen. Die Wegleitung in einer mobilen Relaisstation basierend auf Informationen, die durch die mobile Relaisstation autonom, durch die Überwachung des Verkehrs der Nachbarstationen gesammelt wurden, hat den Vorteil, dass keine Wegleitungsinformationen respektive keine Anforderungen für Wegleitungsinformationen, zwischen den mobilen Relaisstationen oder zwischen einer mobilen Relaisstation und einer zentralen Wegleitungsdatenbank ausgetauscht werden müssen. Demzufolge, gibt es weder eine zusätzliche Last auf dem Netzwerk, um in einer mobilen Relaisstation Wegleitungsinformationen zu erstellen, noch wird eine zentrale Datenbank mit Wegleitungsinformationen benötigt. Der Fachmann wird erkennen, dass diese Verbesserungen ein technisch verbessertes Funktionieren des drahtlosen Netzwerks resultieren, insbesondere eine leichtere und günstigere Wegleitung für Verbindungen zwischen mobilen Stationen, zum Beispiel mobile Telefonstationen.
Abhängig von der Ausführungsvariante wird jedes Paket in einer mobilen Relaisstation entweder an eine oder möglicherweise an mehr als eine nächste Station geleitet, die aus der Menge all ihrer Nachbarstationen ausgewählt wird, ausser, wenn die genannte mobile Relaisstation die Senkenstation ist. Das Vorgehen beider Varianten hat den Vorteil, dass mobile Stationen ohne Einbezug einer Basisstation kommunizieren können. Es ist sogar möglich, dass das Vorgehen eine direkte drahtlose Verbindung zwischen zwei mobilen Stationen ohne Einbezug einer dazwischenliegenden Relaisstation resultiert. Die Variante, in der mehr als eine Nachbarstation als nächste Relaisstation gewählt werden kann, hat den Vorteil, dass jedes Paket gleichzeitig entlang verschiedenen Pfaden geleitet werden kann, dadurch kann die Zuverlässigkeit und die Effizienz des Wegleitungsverfahrens potentiell verbessert werden.
Vorzugsweise enthält jedes Paket einen Datenvorsatz, der die Quellenstation angibt, die das Paket ausgesendet hat, der mindestens eine Senkenstation angibt, an welche das Paket gerichtet ist und der mindestens eine Nachbarstation angibt, an welche das Paket im nächsten Sprung übermittelt wird. Vorzugsweise wird das Feld, das die Information über den (die) Nachbarstation(en) des nächsten Sprungs enthält, in jeder dazwischenliegenden Relaisstation ersetzt.
In einer Variante überprüft jede mobile Relaisstation für jedes empfangene Paket, ob sie dieses Paket schon weitergeleitet hat, und in diesem Fall überprüft sie, ob das empfangene Paket mit dem vorher weitergeleiteten Paket übereinstimmt und andernfalls verlangt sie eine Korrektur, welche beispielsweise darin besteht, dass die betreffende mobile Relaisstation das Paket erneut an mindestens eine alternative Nachbarstation übermittelt. Diese Variante hat den Vorteil, dass sie ermöglicht, Übermittlungsfehler in Paketen zu korrigieren, ohne für diesen Zweck einen expliziten Rückmeldekanal implementieren zu müssen.
Es werden zwei verschiedene Varianten vorgeschlagen, um die Situation zu behandeln, in der eine mobile Relaisstation nicht in der Lage ist, ein empfangenes Paket weiterzuleiten. In der ersten betreffenden Variante setzt die genannte mobile Relaisstation ein Flag im Paketdatenvorsatz und sendet das Paket an alle oder einige seiner bekannten Nachbarn, wobei die Nachbarn, die ein solches genanntes Paket empfangen, überprüfen, ob sie das Paket an eine alternative Nachbarstation leiten können. In der zweiten betreffenden Variante überprüft jede mobile Relaisstation für jedes Paket, das sie übermittelt hat, ob dieses Paket durch mindestens eine ihrer Nachbarstationen weitergeleitet wird, und, wenn dies nicht der Fall ist, übermittelt sie das Paket erneut an mindestens eine alternative Nachbarstation. Beide dieser Varianten haben den Vorteil, dass sie helfen zu verhindern, dass Pakete in einer "Sackgasse" verloren gehen, selbst wenn das heisst, das Pakete "rückwärts" geleitet werden müssen, um einen alternativen Pfad zur Senke zu finden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung hängt die in der mobilen Relaisstation getroffene Wahl der nächsten Station von der Position der genannten nächsten Station ab, welche Position in mindestens einigen der genannten mobilen Stationen beispielsweise durch ein Positionierungssystem, zum Beispiel GPS oder TPS, bestimmt wird und welche Position an die Nachbarstationen kommuniziert wird. Zum Beispiel kann die Position ein Teil der oben erwähnten Identifizierungsinformationen sein und kann demzufolge durch benachbarte mobile Relaisstationen durch Überwachung des lokalen Verkehrs gesammelt werden, wie oben erklärt wurde. Insbesondere, kann die Entscheidung auf die Distanz zwischen der nächsten Station und der Senkenstation und/oder auf die Distanz zwischen der nächsten Station und der mobilen Relaisstation basiert sein. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass es nicht nötig ist, das Netzwerk mit Paketen in zufällige Richtungen zu überfluten oder komplexe Anfragen über die Topologie des Netzwerks zu unternehmen. Als Alternative oder zusätzlich kann die Entscheidung auch auf die Verbreitungsbedingungen, Verkehrsbedingungen und/oder verfügbare Bandbreite zwischen der mobilen Relaisstation und der nächsten Station, und/oder auf den Kosten und/oder gemessenen oder der zu erwartenden Verzögerung für die Übermittlung eines Pakets an die genannte nächste Station basiert sein. Die Position kann auch dazu verwendet werden, jede mobile Station im Netzwerk zu identifizieren und/oder zur adressieren.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die oben erwähnten Ziele insbesondere auch dadurch erreicht, dass mindestens einige der mobilen Stationen, zum Beispiel mobile Funktelefone, welche Sende- und Empfangsmittel zum direkten Senden und Empfangen von Paketen durch eine drahtlose Verbindung an eine mobile und von einer mobilen Nachbarstation umfassen und welche im drahtlosen Kommunikationsnetz als mobile Relaisstationen verwendet werden können, Verarbeitungsmittel umfassen, um autonom Informationen über mindestens einige ihrer Nachbarstationen zu überwachen, indem Informationen aus jedem Paket, das bei der mobilen Relaisstation empfangen werden kann, entnommen werden und die entnommenen Informationen in einem lokalen Speicher der mobilen Relaisstation gespeichert werden, beispielsweise angeordnet in einer Tabelle mit Informationen über Nachbarstationen, und um basierend auf den genannten gespeicherten Informationen Wegleitungsentscheide für Pakete zu treffen, die an die mobile Relaisstation gesendet wurden.
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter dargelegt anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines drahtlosen Netzwerks ist, die eine Quellen-, eine Senken-, Nachbar- und mobile Relaisstationen zeigt;
Fig. 2 ein Beispiel der Struktur eines in einem drahtlosen Netzwerk zu übertragenden Pakets zeigt;
Fig. 3 ein Flussdiagramm ist, das die zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schritte illustriert;
Fig. 4 ein alternatives Flussdiagramm ist, das die zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schritte illustriert.
In der Fig. 1 bezieht sich das Bezugszeichen 3 auf ein drahtloses Telekommunikationsnetz, zum Beispiel ein mobiles Funknetz, z. B. ein lokales Netz oder ein Weltverkehrsnetz, welches eine Vielzahl von durch schwarze Punkte angegebene Knoten 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1 umfasst, von denen jeder eine mobile Station darstellt, zum Beispiel ein mobiles Funktelefon. In diesem drahtlosen Netzwerk 3 wird ein Paket 2, wie in Fig. 2 dargestellt, mittels des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung von seinem Herkunftsort 5, das heisst seiner Quelle 5, an seinen Bestimmungsort 6, das heisst seine Senke 6, entlang einem durch die gestrichelte Linie angegebenen Pfad 7 geführt. Um ein Paket 2 an seinen Bestimmungsort 6 zu bringen, kann es nötig sein, zahlreiche Sprünge bei dazwischenliegenden Knoten Ni-1, Ni, Ni+1, sogenannten Relaisknoten oder Relaisstationen, zu machen, wobei ein dazwischenliegender Knoten Ni ein Paket 2 von einem vorherigen Knoten Ni-1 empfängt und es an den nachfolgenden Knoten Ni+1 weiterleitet, das heisst überträgt.
Wie in der Fig. 2 illustriert wird, umfasst eine mögliche Struktur eines Datenpakets 2 ein Datenvorsatzfeld 22 und ein Datenfeld 21, welches Datenfeld 21 Benutzerdaten enthalten kann, z. B. textuelle, numerische oder Sprachinformation, und weitere Protokollinformationen, die von Protokollschichten verwendet werden, welche nicht Gegenstand dieser Erfindung sind. Eine mögliche Struktur des Paketdatenvorsatzes 22 umfasst ein Feld 220, das Adress- und/oder Identifizierungsinformationen über eine oder mehrere Senken 6 enthält, das heisst Bestimmungsorte 6 des Datenpakets 2, ein Feld 221, das Adress- und/oder Identifizierungsinformationen über eine oder mehrere später detaillierter definierte Nachbarstationen N, Ni-1, Ni+1 enthält, an welche das Datenpaket im vorherigen oder im nächsten Sprung gesendet wurde, respektive beabsichtigt war, ausgesendet zu werden, ein Feld 222, das Adress- und/oder Identifizierungsinformationen über die Quelle 5 (oder Ni) enthält, das heisst der Herkunftsort 5 (oder Ni) des Datenpakets 2, und ein Flag 223, welches später diskutiert wird. Es muss betont werden, dass die Reihenfolge der Felder, wie sie in Fig. 2 illustriert ist, nur als Beispiel angegeben wird und dass diese Felder durch einen Fachmann in irgendeiner anderen Reihenfolge angeordnet werden können. Zudem kann ein Fachmann entscheiden, weitere Felder zum Datenvorsatz 22 hinzuzufügen.
In verdrahteten Netzwerken wird die Übertragung von Informationen von einem Knoten an einen anderen durch Drähte ermöglicht, die diese Knoten miteinander verbinden, wobei Wegleitungsalgorithmen typischerweise Wegleitungstabellen konsultieren, um einen Pfad durch das Netzwerk zu finden. Demzufolge führen diese Wegleitungsalgorithmen die Topologie eines verdrahteten Netzwerks nach und unterhalten betreffende Wegleitungstabellen, welche die Grundlage für die Wahl geeigneter Pfade durch das Netzwerk bilden. Offensichtlich gibt es andere Kriterien, wie eine ausgeglichene Last auf verschiedenen Wegen des verdrahteten Netzwerks, welche durch diese Wegleitungsalgorithmen berücksichtigt werden müssen, aber die sind nicht Gegenstand dieser Erfindung. In drahtlosen Netzwerken werden Signale allerdings in alle Richtungen ausgesendet und, im Gegensatz zu verdrahteten Netzwerken, gibt es keine physischen Pfade zwischen einzelnen Knoten, das heisst Stationen. Demzufolge ist es in drahtlosen Netzwerken mit mobilen Stationen nicht möglich, die dauerhafte Topologie des Netzwerks zu erstellen oder eine feste Wegleitungstabelle zu speichern.
Wenn wir die Knoten, das heisst Stationen, N, Ni-1, Ni+1, die fähig sind, Signale von einem bestimmten Knoten Ni zu empfangen, als Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 dieses genannten bestimmten Knotens Ni definieren, können wir die Möglichkeit mit Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 zu kommunizieren, als Erstellung virtueller Verbindungen zu diesen benachbarten Knoten, das heisst Stationen, N, Ni-1, Ni+1 in der "Nachbarschaft" dieses genannten bestimmten Knotens Ni interpretieren. Demzufolge wird aus der Frage für einen dazwischenliegenden Knoten Ni, wie ein Paket 2 durch ein drahtloses Netzwerk 3 geleitet werden soll, die Frage, an welchen Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 ein Paket 2 weitergeleitet werden soll. Für diesen Zweck verfolgt jeder Knoten, das heisst Station, Ni im drahtlosen Netzwerk 3 alle seine Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 im Schritt 100, der in Fig. 3 illustriert wird, indem er auf deren Pakete 2 hört, das heisst indem er jedes Paket überwacht, das beim betreffenden Knoten empfangen werden kann, und unterhält eine lokale Tabelle mit Informationen über diese Nachbarn N, Ni-1, Ni+1. Die verfolgende Station Ni kann seine Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 basierend auf Identifizierungsinformationen identifizieren, die im Datenpaket 2 enthalten sind und die bei jedem Sprung mit der Identifizierung des Senders aktualisiert werden. Abhängig von der Ausführungsvariante können diese Identifizierungsinformationen durch Dekodierung des Datenvorsatzes 22 erhalten werden, wo die Informationen im Quellenfeld 222 enthalten sein können, wenn dieses Feld bei jedem Sprung aktualisiert wird, sie können in einem zusätzlichen nicht dargestellten Feld enthalten sein, weil das Quellenfeld 222 nicht verändert, aber zum Anzeigen des anfänglichen Ursprungs des Pakets 2 verwendet wird, oder die Identifizierungsinformationen können Teil des Datenfelds 21 sein, wo sie durch andere Protokollschichten eingefügt werden können, die nicht Gegenstand dieser Erfindung sind. Im Fall, wo die Knoten zum Beispiel durch ein mobiles Funktelefon repräsentiert werden, können die erhaltenen Informationen zum Beispiel in dessen lokalem Speicher oder in einer Chipkarte gespeichert werden, die entfernbar mit dem genannten mobilen Funktelefon verbunden ist.
Obwohl das drahtlose Netzwerk 3 nicht verdrahtet ist, wird durch die Überwachung der Nachbarschaft, wie oben beschrieben, ein Netzwerk 3 mit virtuellen Verknüpfungen oder Verbindungen geschaffen, welches als verdrahtet gedacht werden kann. Im wesentlichen können jetzt alle dem Fachmann bekannten Wegleitungsverfahren für verdrahtete Netzwerke, die nicht auf einer zentral gespeicherten Darstellung einer (festen) Topologie des Netzwerks basieren, zum Beispiel Verfahren basierend auf Wegleitung und Flusssteuerung, in diesem virtuell verdrahteten Netzwerk 3 angewendet werden. Allerdings darf man nicht vergessen, dass, wie oben beschrieben, ein Knoten Ni nur seine Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 aber nicht die gesamte Topologie des Netzwerks 3 kennt. In anderen Worten, in der vorliegenden Erfindung müssen die einzelnen Knoten, das heisst Stationen, 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1, weder Wegleitungsinformationen sammeln und in Wegleitungstabellen speichern, noch tauschen diese Knoten 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1 direkt Wegleitungsinformationen als solche untereinander aus. Wegleitungsentscheide basieren einzig auf Informationen, die durch die Knoten 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1 selber erlangt wurden.
Demzufolge kann das vorgeschlagene Wegleitungsverfahren auf einem isolierten adaptiven Algorithmus basiert sein, wobei Wegleitungsentscheide, die in einer bestimmten Station Ni getroffen werden, auf Informationen basieren, die durch diese Station Ni durch Überwachung des Netzwerkverkehrs in ihrer "Nachbarschaft" gesammelt wurden, z. B. durch Untersuchen empfangener Pakete 2, wie oben beschrieben wurde. Dadurch können Wegleitungsentscheide, das heisst die Wahl von (einem) benachbarten Knoten N, Ni-1, Ni+1, an welche(n) Pakete weitergeleitet werden, und demzufolge die Wahl, wie Informationen durch das Netzwerk 3 geleitet werden, auf Messungen oder Schätzungen von Parametern wie momentaner Verkehr, (lokale) Topologie, Übertragungsbedingungen, Entfernungen (kürzester Pfad), Verzögerungszeiten/-anforderungen (schnellster Pfad), Kommunikationskosten, Bandbreite oder verfügbare Leistung beim Sender basiert sein.
Wie oben erwähnt wurde, wird die Gegenwart von benachbarten Stationen, das heisst Knoten N, Ni-1, Ni+1, im Schritt 100 verfolgt, der in der Fig. 3 illustriert wird. Der aktuelle Verkehr kann zum Beispiel dadurch verfolgt werden, dass die Anzahl Pakete 2, die durch die einzelnen Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 ausgesendet werden, verfolgt wird und dass für jede benachbarte Station N, Ni-1, Ni+1 ein aktualisierter Verkehrsindikator nachgeführt wird, z. B. die Anzahl Pakete 2, die durch eine bestimmte Station N, Ni-1, Ni+1 während einer vordefinierten Zeitdauer ausgesendet werden, die durch diese Zeitdauer dividiert wird. Da Knoten 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1 durch ihre (ungefähre) Position, die z. B. durch das Global Positioning System (GPS) oder durch ein terrestrisches Positionierungssystem (TPS) bestimmt wird, identifiziert und adressiert werden können, kann die Distanz von einer bestimmten Station Ni zu ihren Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 und/oder die Distanz von einem benachbarten Knoten N, NI-1, Ni+1 zu der Senke 6 leicht durch die bestimmte Station Ni bestimmt werden, indem die Distanz basierend auf ihrer eigenen Position, der Position der Senke 6, die durch das Senkenfeld 220 des weiterzuleitenden Pakets angegeben wird, und der Position des Nachbarn N, Ni-1, Ni+1, die im Paket 2 enthalten ist, das zuletzt vom betreffenden benachbarten Knoten N, Ni-1, Ni+1 empfangen wurde, welche letztere Position durch Mittel angegeben wird, die oben im Zusammenhang des Schritts 100 beschrieben wurde, berechnet wird. Es kann auch möglich sein, dass die Stationen zusätzliche Informationen in die Datenpakete 2 einschliessen, zum Beispiel Informationen über ihre Sendeleistung und/oder Informationen, die sich auf die Kommunikationskosten beziehen, welche für Wegleitungszwecke benötigt werden können. Eine mobile Station kann auch die erwarteten Kommunikationskosten für das Senden eines Pakets an jede ihrer Nachbarstationen verfolgen, zum Beispiel indem Informationen, die sich auf Kommunikationskosten beziehen, die von einer Nachbarstation empfangen wurden, verwendet werden und/oder indem betreffende Distanzinformationen berücksichtigt werden.
Wie anhand eines Beispiels in Fig. 3 illustriert wird, kann das Wegleitungsverfahren mittels eines Softwareprogramms ausgeführt werden, welches im lokalen Speicher einer Station gespeichert ist, zum Beispiel ein mobiles Funktelefon, oder in einer Chipkarte, die zum Beispiel entfernbar mit dem mobilen Funktelefon verbunden ist. Nachdem eine Station, das heisst ein Knoten, Ni im Schritt 110 des Programms ein Paket 2 empfängt, verfolgt sie im Schritt 100, wie oben beschrieben, Nachbarinformationen, die sich auf den Sender Ni- 1 des empfangenen Pakets 2 beziehen. Anschliessend dekodiert das Programm im Schritt 118 (Schritt 112 wird später beschrieben) die Datenvorsatzinformationen 22 und bestimmt, ob die empfangende Station Ni im Nachbarfeld 221 des empfangenen Pakets 2 aufgelistet ist, das heisst, ob das Paket 2 an die empfangende Station Ni adressiert war. Wenn dies nicht der Fall ist, endet die Verarbeitung des empfangenen Pakets 2 im Schritt 120 des Programms. Andernfalls dekodiert das Programm im Schritt 122 die Datenvorsatzinformationen 22 und bestimmt, ob die empfangende Station Ni im Feld 220 als Senke 6 aufgelistet ist. Wenn die empfangende Station Ni tatsächlich eine Senke 6 ist, wird das Paket 2 im Schritt 124 intern zur Weiterverarbeitung weitergeleitet, zum Beispiel durch Protokollschichten der Kommunikationssoftware der Station, welche nicht Gegenstand dieser Erfindung sind, und die Weiterverarbeiung des empfangenen Pakets 2 durch dieses Programm endet im Schritt 126.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Flussdiagramm, in welchem Schrift 118 des Flussdiagramms, das in Fig. 3 illustriert wird, ausgelassen ist. Folglich bestimmt das Programm gemäss dem Flussdiagramm, das in Fig. 4 illustriert ist, im Schritt 122, ob die empfangende Station Ni im Feld 220 als Senke aufgelistet ist, bevor es im Schritt 128 bestimmt, ob sie das Paket 2 weiterleiten muss, das heisst, ob sie im Feld 221 als Nachbar aufgelistet ist. Dieses alternative Vorgehen hat den Vorteil, dass eine Senkenstation, welche das Paket 2 empfängt, ohne als Nachbar adressiert zu sein, das Paket 2 nicht verwirft. In Fig. 4 wird der Schritt 100, in welchem das Vorhandensein von benachbarten Stationen, das heisst Knoten, N, Ni-1, Ni+1 verfolgt wird, nach dem Schritt 110 gezeigt, um zu illustrieren, dass die Verfolgung unmittelbar auf die Bestätigung eines Pakets im Schritt 110 folgend geschehen kann.
Im Fall, wo die empfangende Station Ni kerne Senke 6 ist, bestimmt das Programm im Schritt 128 der Fig. 3, ob es das Paket 2 weiterleiten muss. Wenn die empfangende Station Ni das Paket 2 nicht weiterleiten muss, endet die Verarbeitung des Pakets 2 durch das Programm, das das Wegleitungsverfahren ausführt, im Schritt 130. Im Fall, wo die Station Ni als Relaisstation Ni adressiert ist, wird die Wegleitungsentscheidung, das heisst die Wahl des Nachbarn N, Ni-1, Ni+1, an welchen das Paket 2 gesendet wird, im Schritt 104 des Programms ausgeführt. Der nächste Nachbar Ni+1, welcher auch als nächster Sprung bezeichnet werden kann, kann die Senke 6 sein oder er kann einfach eine andere dazwischenliegende Relaisstation Ni+1 auf dem Pfad 7 zu der Senke 6 sein. Die Wegleitungsentscheidung basiert auf Kriterien wie oben beschrieben. In einer ersten Variante des Schritts 104 wird die Wegleitungsentscheidung für jedes empfangene Paket 2 erneut gefällt (Paketvermittlung). In einer zweiten Variante des Schritts 104 werden alle Pakete 2 von einer gegebenen Quelle 5 und/oder an einen gegebenen Bestimmungsort 6 entlang dem (den) selben Pfad(en) 7 weitergeleitet (Meldungsvermittlung, Schleusen). Demzufolge werden in dieser zweiten Variante des Schritts 104 die Pakete 2 bei einem bestimmten Sprung immer an den (die) selben nächsten Nachbarn Ni+1 gesendet. In der zweiten Methode können Pakete entlang dem (den) selben Pfad(en) getrieben werden, zum Beispiel während der Dauer einer Ende-zu- Ende-Verbindung zwischen einer Quellenstation 5 und einer Senkenstation 6 oder während der Übermittlung einer Meldung, welche mehrere Pakete 2 umfasst, oder einfach, indem der gesamte Verkehr an einen bestimmen Bestimmungsort 6 durch die selben Relais geschleust wird. Die erste Variante des Schritts 104 kann zum Ausgleichen der Verkehrslast geeigneter sein, da ankommende Pakete 2 durch die Relaisstationen Ni unter benachbarten Stationen N, Ni+1 verteilt werden, das heisst, sie folgen verschiedenen logischen Pfaden 7, und die Variante kann sich auch flexibler an die sich ändernden Positionen der mobilen Relaisstationen N, Ni+1 anpassen, da die Entscheidung für jedes empfangene Paket 2 erneut gefällt wird.
Im Schritt 106 werden die Datenvorsatzinformationen 22 durch das Programm aktualisiert. Der Schritt 106 ersetzt den Inhalt des Nachbarfelds 221 mit der Identifizierung des (der) nächsten Nachbarn Ni+1, welche(r) aus der Wegleitungsentscheidung im Schritt 104 resultiert, z. B. eine Adresse in der Form einer Position, wie oben beschrieben, oder ein anderes eindeutiges Erkennungsmerkmal, respektive eine Liste von Identifizierungen. Zudem kann der Schritt 106 den Inhalt des Quellenfelds 222 ersetzen oder, wenn das Quellenfeld 222 unverändert gelassen wird, ein anderes zusätzliches, nicht dargestelltes Datenvorsatzfeld mit der eigenen Identifizierung der Station Ni aktualisieren, um immer den ursprünglichen Herkunftsort des Pakets 2 anzuzeigen.
Wie oben im Zusammenhang mit dem Schritt 106 des Programms erwähnt wurde, können mehrere Adressen (Positionen) von benachbarten Knoten, das heisst Stationen N, Ni+1 in das Nachbarfeld 221 des Paketdatenvorsatzes 22 eingefügt werden. Dadurch kann ein Paket 2 gleichzeitig entlang verschiedenen Pfaden weitergeleitet werden, was einer mehrpfadigen Wegleitung in verdrahteten Netzwerken entspricht und auch als "bifurcated routing" bezeichnet wird. Diese Methode kann die Wegleitungszuverlässigkeit verbessern, da die Chancen, dass mindestens eines dieser Pakete die Senke 6 erreicht, erhöht werden. Allerdings hat diese verbesserte Zuverlässigkeit den Preis, dass die Effizienz der Kommunikation möglicherweise erniedrigt wird, da dem drahtlosen Netzwerk 3 eine schwerere Last aufgelegt wird.
In einer alternativen Methode könnte eine Relaisstation Ni einfach ein Paket 2 an all seine Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 aussenden (überfluten), ohne individuelle Identifizierungen (Adressen/Positionen) dieser Nachbarn N, Ni-1, Ni+1 im Paketdatenvorsatz 22 anzugeben. Allerdings kann diese Methode sehr uneffizient sein, da das Netzwerk 3 unnötigerweise mit Paketen 2 überflutet werden kann. Diese Methode kann in lokalen drahtlosen Netzwerken mit einer begrenzten Anzahl von Stationen eingesetzt werden.
Wegleitung mit mehreren Bestimmungsorten kann wie in irgendeinem anderen Netzwerk erreicht werden, nämlich indem eine Liste mit Bestimmungsorten/Senken 6 im Senkenfeld 220 des Datenvorsatzes 22 eingefügt wird. Spezielle Adressen, das heisst Multicast- oder Gruppenadressen, können verwendet werden, um eine spezifische Gruppe oder Teilmenge von Stationen zu identifizieren; eine spezielle Broadcast-Adresse kann verwendet werden, um alle Stationen zu identifizieren. Die selbe Methode kann auch verwendet werden, um Nachbarn im Feld 221 zu adressieren. Im letzteren Fall kann eine Multicast-Adresse eine Teilmenge der benachbarten Knoten adressieren, zum Beispiel alle Nachbarn mit einer gewissen Herstellungsart oder Sendeleistung, wohingegen eine Broadcast-Adresse im Feld 221 auf alle Nachbarn, die vom Sender (Quellen- oder Relaisstation) erreicht werden können, zielen kann.
Im Schritt 108 des Programms sendet die Relaisstation Ni das Paket 2 aus, dessen Datenvorsatz 22 im vorhergehenden Schritt 106 angepasst wurde.
Wegen der Tatsache, dass im drahtlosen Netzwerk 3 Signale typischerweise in alle Richtungen ausgesendet werden, das heisst die Übermittlung geschieht omnidirektional, ist der Sender Ni, der ein Paket 2 an eine Relaisstation Ni+1 gesendet hat, im allgemeinen in der Lage, das Paket 2 zu empfangen, wenn es durch die genannte Relaisstation Ni+1 ausgesendet wird, und kann demzufolge die Übermittlung einer Relaisstation Ni+1 überprüfen. Wie in der Fig. 3 illustriert wird, überprüft der optionale Schritt 112 des Programms, das das Wegleitungsverfahren auf einer ersten Station Ni ausführt, ob ein empfangenes Paket 2 durch eine zweite Station Ni+1 ausgesendet wurde, welche vorher durch die erste Station Ni als eine Relaisstation Ni+1 (Nachbar) adressiert wurde. Wenn dies tatsächlich der Fall ist, bestimmt das Programm im Schritt 114, ob der Inhalt des genannten Pakets 2, das von der genannten Relaisstation Ni+1 empfangen wurde, dem Inhalt des Pakets 2 entspricht, das ursprünglich durch die erste Station Ni gesendet wurde, und ob das genannte empfangene Paket nicht verfälscht wurde. Zu diesem Zweck können Datenpakete 2 temporär durch eine sendende Station Ni gespeichert werden (Schritt 108). Wenn Relaisstationen Ni+1 Pakete auf eine deterministische Weise weiterleiten, zum Beispiel unmittelbar nach ihrer Ankunft bei der Relaisstation Ni+1, bevor sie weitere Pakete aussenden, kann diese Überprüfung/Verifizierung ohne Notwendigkeit von anderen Protokolldatenelementen erreicht werden. Andernfalls muss diese Art der Überprüfung/Verifizierung zusätzliche Mittel für die korrekte Identifizierung eines Datenpakets 2 beinhalten, zum Beispiel eine zusätzliche Paketnummer oder zusätzliche Protokolldatenelemente, wie Paket- oder Rahmensequenznummern, die durch andere Protokollschichten der Kommunikationssoftware der Station in das Datenfeld 21 eingefügt werden. Wenn die Dateninhalte dieser genannten gesendeten und empfangenen Pakete 2 nicht übereinstimmen, wird im Schritt 116 eine Korrektur eingeleitet und das ursprüngliche Paket 2 wird durch die genannte erste Station erneut gesendet, zum Beispiel im Schritt 108. Demzufolge ermöglicht eine solche Methode zur Überprüfung/Verifizierung eine Fehlerkorrektur auszuführen, ohne einen expliziten Rückmeldekanal zu implementieren.
In Fällen, in denen eine Station Ni nicht in der Lage ist ein Paket 2 weiter zu übermitteln, zum Beispiel weil sie keine Informationen über benachbarte Knoten hat, die als Relaisstationen für das Weiterleiten des genannten Pakets 2 entlang einem Pfad zur Senke 6 geeignet wären, kann die genannte Station Ni+1 das Flag 223 (das angibt "bitte hilf mir") im Paketdatenvorsatz 22 setzen und das Paket 2 an ihre Nachbarn N, Ni senden, entweder durch Verwendung von Broadcast- oder Multicast-Adressen, wie oben beschrieben, oder durch Auflisten von spezifischen Nachbarn N, Ni im Feld 221 des Datenvorsatzes 22. Beim Erhalt eines solchen Pakets versucht jeder Nachbar N, Ni, der im Datenvorsatz adressiert ist, einen alternativen Weg/Nachbarn zu finden. Das Flag 223 ist allerdings nicht obligatorisch. Der Sender Ni, der das Paket 2 an eine Relaisstation Ni+1 sendete, kann anstatt das Flag 223 zu verwenden, einfach während einer vordefinierten Zeitdauer darauf warten, dass die Relaisstation Ni+1 das Paket 2 weiterleitet. Wenn die erwartete Weiterleitung des Pakets nicht innerhalb der vordefinierten Zeitdauer stattfindet, kann der genannte Sender Ni versuchen, einen alternativen Weg/Nachbarn N, Ni-1 zu finden, so dass das Flag 223 nicht nötig ist. Die letztere Methode kann vorteilhafter sein, weil in der ersten Methode das Paket 2 mit dem gesetzten Flag 223 möglicherweise verloren geht, zum Beispiel weil die beiden Stationen Ni, Ni+1 sich voneinander weg bewegen, so dass das Paket 2 von der Relaisstation Ni+1 den Sender Ni nicht erreichen kann.
Es sollte klargestellt werden, dass jede mobile Station 4, 5, 6, N, Ni- 1, Ni, Ni+1 im drahtlosen Kommunikationsnetz 3 vorzugsweise als Relaisstation funktionieren kann. Selbst die Quellenstation 5 führt Teile des in der Fig. 3 illustrierten Softwareprogramms aus. Im Schritt 101 des Programms bereitet die Quellenstation 5 den Paketdatenvorsatz 22 vor, indem sie ihre eigene Identifizierung (Adresse/Position) im Quellenfeld 222 setzt und die Identifizierung (Adresse/Position) des Bestimmungsorts im Senkenfeld 220 setzt. Im Schritt 104 behandelt das Programm, wie oben beschrieben, die Wegleitungsentscheidung, das heisst abhängig vom Bestimmungsort bestimmt es den Nachbarn, an welchen das Paket 2 als nächstes gesendet wird. Der nächste Nachbar, welcher auch als nächster Sprung bezeichnet werden kann, kann der Bestimmungsort sein, das heisst die Senke 6, oder er kann bloss eine erste dazwischenliegende Relaisstation auf dem Pfad 7 zu der Senke 6 sein. Die Wegleitungsentscheidung basiert auf Kriterien wie oben beschrieben.
Mittels eines Software- oder Hardwareschalters, der zum Beispiel durch eine dafür vorgesehene Funktionstaste der mobilen Station aktiviert wird, kann es auch möglich sein, eine mobile Station, zum Beispiel ein mobiles Funktelefon, z. B. ein mobiles Funktelefon in einem GSM- oder UMTS-Netzwerk oder ein mobiles Funktelefon in einem mobilen Netzwerk gemäss anderen Normen wie PCN, NMT, TACS, PDC oder DCS 1800, in einen gewöhnlichen Modus zu schalten, wobei jegliche Funktionalität des beschriebenen Wegleitungsverfahrens umgangen wird, so dass Pakete gemäss dem herkömmlichen Weg über Basisstationen übermittelt werden und dass die mobile Station nicht mehr als potentielle Relaisstation funktioniert. Dieser Umstand könnte auch einfach mittels eines speziellen Flags im Paket oder durch Verwenden verschiedener Paketformate für herkömmlichen oder Wegleitungsmodus wiedergegeben werden, so dass eine mobile Station im gewöhnlichen Modus nicht durch Stationen, die im Wegleitungsmodus betrieben werden, als potentielle Relaisstation verfolgt wird.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die eigentliche Ende-zu- Ende-Transportsteuerung sowie jegliche Fehlererkennung und -korrektur durch Protokollschichten der Kommunikationssoftware gehandhabt werden, welche nicht Gegenstand dieser Erfindung sind. Solche Protokollschichten, die dem Fachmann bekannt sind, behandeln Kommunikationsprobleme wie richtige Reihenfolge der Pakete, Korrektur von verlorenen oder duplizierten Paketen, zum Beispiel durch Verwendung von Rahmen- oder Paketsequenznummern, oder die Erkennung und Korrektur von verfälschten Paketen, zum Beispiel mittels zyklischer Redundanzprüfung (CRC). Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass das vorgeschlagene Wegleitungsverfahren für verbindungsorientierte und/oder für verbindungslose Typen von Kommunikationsprotokollen sowie für bidirektionale und/oder unidirektionale Kommunikationsmodi verwendet werden kann.
Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht die Wegleitung von Paketen 2 von einer Quelle 5 zu einem Bestimmungsort 6, ohne die exakte Topologie des Netzwerks 3 zentralisiert zu speichern. Damit eine Station 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1 eine Relaisstation Ni-1, Ni, Ni+1 ist, genügt es, Informationen über ihre Menge von Nachbarn zu speichern. Es ist jedoch nicht nötig, bei einem Knoten 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1 Wegleitungsinformationen zu aktualisieren. Insbesondere gibt es keinen Austausch von Wegleitungsinformationen zwischen einer zentralisierten Einheit (Steuereinheit) und einem Knoten 4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1. Es sollte erwähnt werden, dass die Weise, in der Quellen- 5, Relais- Ni-1, Ni, Ni+1 (, 4, N) und Senkenstationen 6 identifiziert und adressiert werden, nicht auf die Verwendung von Positionsinformationen begrenzt ist, sondern auch durch Verwendung von einmaligen Merkmalen gemacht werden könnte, die keine Positionsinformationen umfassen. In diesem letzteren Fall würde das vorgeschlagene Wegleitungsverfahren von zusätzlichen Wegleitungsalgorithmen Gebrauch machen, die dem Fachmann bekannt sind, um geeignete Wege von einer Quelle 5 zu einer Senke 6 im drahtlosen Telekommunikationsnetz 3 zu finden.
Es muss zudem darauf hingewiesen werden, dass nicht unbedingt alle Stationen mobile Stationen sind. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, einige feste Relaisstationen (nicht Basisstationen) zu haben, welche die nötigen Mittel umfassen, um, wie oben beschrieben, als Relaisstation zu agieren, möglicherweise mit einer Übermittlungsleistung, die diejenige von herkömmlichen mobilen Stationen übersteigt.
Zusätzlich können feste Stationen, die mit einem festen Netzwerk verbunden sind, zum Beispiel das öffentliche geschaltete Telefonnetz (PSTN), ein zweckgebundener Backbone oder das Internet, und die mit Mitteln zum Senden und Empfangen von Daten an ein genanntes und von einem genannten festen Netzwerk sowie mit Mitteln zum Senden und Empfangen von Paketen 2 an ein drahtloses und von einem drahtlosen Telekommunikationsnetz 3, das gemäss dem vorgeschlagenen Wegleitungsverfahren betrieben wird, versehen sind, als Gateways zwischen einem genannten festen Netzwerk und einem genannten drahtlosen Netzwerk 3 funktionieren. Demzufolge kann die Kommunikation in einem genannten drahtlosen Netzwerk 3 mittels eines solchen Gateways auf ein genanntes festes Netzwerk erweitert werden und umgekehrt. Zudem können solche Gateways auch für die Verbindung von geografisch getrennten genannten drahtlosen Netzwerken 3 über feste Netzwerke verwendet werden.
Das beschriebene Wegleitungsverfahren kann zum Beispiel in dicht besiedelten Gebieten implementiert werden, zum Beispiel in grossstädtischen Gebieten, oder in Gegenden mit einer hohen Konzentration von Leuten, zum Beispiel auf dem Gelände von privaten Firmen, Regierungsagenturen oder Universitätsgeländen. Wie vorgängig erwähnt wurde, können die Verarbeitungs- und Speichermittel zum Beispiel im lokalen Speicher eines mobilen Funktelefons implementiert werden oder in Chipkarten, zum Beispiel SIM-Karten, welche entfernbar mit einem mobilen Funktelefon verbunden werden können. Demzufolge können mobile Funktelefone oder Chipkarten an interessierte Kunden verkauft werden. Als Alternative kann das betreffende Softwareprogramm gegen eine geeignete Gebühr in den Speicher des mobilen Funktelefons oder der Chipkarte geladen werden.

Claims

1. Verfahren für die Wegleitung von Paketen (2) innerhalb eines drahtlosen Telekommunikationsnetzes (3), wobei die genannten Pakete (2) von einer Quellenstation (5) im genannten Netzwerk durch eine oder eine Vielzahl von Relaisstationen (Ni-1, Ni, Ni+1) an mindestens eine Senkenstation (6) übertragen werden, wobei mindestens eine der genannten Relaisstationen (Ni- 1, Ni, Ni+1) eine mobile Relaisstation ist, wobei mindestens zwei der genannten Stationen (4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1) Nachbarstationen sind, wobei Pakete (2) zwischen jedem Paar von Nachbarstationen direkt durch eine drahtlose Verbindung (7) übertragen (108-110) werden, wobei die Wegleitung von Paketen (2) in mindestens einer der genannten mobilen Relaisstationen (Ni) auf Informationen über mindestens einige ihrer Nachbarstationen (N, Ni-1, Ni+1) basiert, die durch autonome Überwachung durch die genannte mobile Relaisstation (Ni) erhalten wurden, wobei die genannten Informationen dadurch erhalten werden, dass die genannte mobile Relaisstation (Ni) jedes Pakets (2), das bei der genannten mobilen Relaisstation (Ni) empfangen wird, überwacht, die genannten Information aus den genannten überwachten Paketen (2) entnimmt, und die genannten entnommenen Informationen lokal abspeichert, dadurch gekennzeichnet,

dass die in der genannten mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl von mindestens einer nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1), die aus der Menge aller Nachbarstationen (N, Ni-1, Ni+1) der genannten mobilen Relaisstation (Ni) gewählt wird, von der geografischen Position der genannten nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) abhängt, wobei die genannte geografische Position Bestandteil der genannten Informationen ist, die aus den überwachten Paketen (2) entnommen werden.

2. Verfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten entnommenen Informationen Identifikationsinformationen über die Nachbarstation (N, Ni-1, Ni+1) umfassen, die das Paket (2) gesendet hat, von welchem die Informationen entnommen wurden.

3. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paket (2), das an eine genannte mobile Relaisstation (Ni) gesendet wird, in der genannten mobilen Relaisstation (Ni) an eine benachbarte mobile Relaisstation (Ni+1) geleitet wird, die aus der Menge aller ihrer Nachbarstationen (N, Ni-1, Ni+1) gewählt wird, ausser wenn die genannte mobile Relaisstation (Ni) eine Senkenstation (6) ist.

4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paket (2), das an eine genannte mobile Relaisstation (Ni) gesendet wird, in der genannten mobilen Relaisstation (Ni) an mehr als eine der benachbarten mobilen Relaisstationen (N, Ni+1) geleitet werden kann, die aus der Menge aller ihrer Nachbarstationen (N, Ni-1, Ni+1) gewählt werden.

5. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Paket (2) einen Datenvorsatz (22) enthält, der die Quellenstation (5), die das Paket (2) ausgesendet hat, und mindestens eine Senkenstation (6) angibt, an welche das Paket gerichtet ist.

6. Verfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Datenvorsatz (22) mindestens ein Feld (221) enthält, das mindestens eine benachbarte mobile Relaisstation (Ni+1) angibt, an welche das genannte Paket (2) im nächsten Sprung übertragen wird.

7. Verfahren gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Feld (221) in jeder der genannten dazwischenliegenden mobilen Relaisstationen (Ni-1, Ni, Ni+1) ersetzt wird.

8. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der mobilen Relaisstationen (Ni-1, Ni, Ni+1) für jedes empfangene Paket (2) überprüft (112), ob sie dieses Paket vorgängig weitergeleitet hat, und in diesem Fall überprüft (114), ob der Dateninhalt des empfangenen Pakets (2) mit dem Dateninhalt des vorgängig weitergeleiteten Originalpakets übereinstimmt, und, wenn diese Dateninhalte nicht übereinstimmen, das Originalpaket (2) wieder überträgt (116).

9. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mobile Relaisstation (Ni+1), die keine Informationen über benachbarte Knoten hat, die als Relaisstationen zum Weiterleiten eines Pakets (2) entlang einem Pfad zur Senkenstation (6) geeignet sind, im Paketdatenvorsatz (22) ein Flag (223) setzt, und dass eine benachbarte mobile Relaisstation (Ni), die in diesem Paketdatenvorsatz (22) adressiert ist und ein solches genanntes Paket (2) empfängt, versucht, dieses Paket (2) an eine alternative benachbarte mobile Relaisstation (N, Ni-1) weiterzuleiten.

10. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede mobile Relaisstation (Ni) für jedes Paket (2), das sie übertragen hat, überprüft, ob dieses Paket (2) durch mindestens eine ihrer benachbarten mobilen Relaisstationen (Ni+1) weitergeleitet wird, und, wenn dies nicht der Fall ist, dieses Paket (2) an mindestens eine alternative benachbarte mobile Relaisstation (N, Ni-1) weiterleitet.

11. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte geografische Position durch ein Positionierungssystem in mindestens einigen der genannten mobilen Relaisstationen (4, 5, 6, N, Ni-1 Ni, Ni+1) bestimmt wird.

12. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl (104) der nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) von der Distanz zwischen der genannten nächsten Relaisstation (Ni+1) und der genannten Senkenstation (6) abhängt.

13. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl (104) der nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) von der Distanz zwischen der genannten nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) und der genannten mobilen Relaisstation (Ni) abhängt.

14. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl (104) der nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) von den Ausbreitungsbedingungen zwischen der genannten mobilen Relaisstation (Ni) und der genannten nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) abhängt.

15. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl (104) der nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) von den Verkehrsbedingungen zwischen der genannten mobilen Relaisstation (Ni) und der genannten · nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) abhängt.

16. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl (104) der nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) von der verfügbaren Bandbreite zwischen der genannten mobilen Relaisstation (NI) und der genannten nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) abhängt.

17. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl (104) der nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) von der gemessenen oder berechneten Verzögerung für die Übertragung eines Pakets an die genannte nächste mobile Relaisstation (Ni+1) abhängt.

18. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede mobile Relaisstation (4, 5, 6, N, Ni-1 Ni, Ni+1) im genannten Netzwerk (3) durch ihre geografische Position identifiziert wird.

19. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede mobile Relaisstation (4, 5, 6, N, Ni-1 Ni, Ni+1) im genannten Netzwerk (3) durch ihre geografische Position adressiert wird.

20. Verfahren gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Netzwerk mobiler Telefonstationen (4, 5, 6, N, Ni-1 Ni, Ni+1) ausgeführt wird.

21. Mobile Relaisstation (4, 5, 6, N, Ni-1, Ni, Ni+1), welche in einem drahtlosen Telekommunikationsnetz (3) einsetzbar ist, in welchem Pakete (2) von einer Quellenstation (5) durch eine oder eine Vielzahl von Relaisstationen (Ni-1, Ni, Ni+1) an mindestens eine Senkenstation (6) übertragen werden, wobei die genannte mobile Relaisstation als Relaisstation (Ni-1, Ni, Ni+1) einsetzbar ist, wobei die genannte mobile Relaisstation (Ni) einen Sender und einen Empfänger umfasst, um direkt durch eine drahtlose Verbindung (7) Pakete (2) an eine benachbarte Station (N, Ni-1, Ni+1) zu senden (108) und von einer benachbarten Station (N, Ni-1, Ni+1) zu empfangen (110), wobei die genannte mobile Relaisstation (Ni) einen Prozessor umfasst, zur autonomen Überwachung von Informationen über mindestens einige ihrer benachbarten Stationen (N, Ni-1, Ni+1) durch Entnehmen von Informationen aus jedem Paket (2), das bei der genannten mobilen Relaisstation (Ni) empfangen wird, und durch Speichern der genannten entnommenen Informationen in einem Speicher der genannten mobilen Relaisstation (Ni), und zum Fällen von Wegleitungsentscheiden (104) für Pakete (2), die an die genannte mobile Relaisstation (Ni) gesandt wurden, basierend auf den genannten gespeicherten Informationen, dadurch gekennzeichnet,

dass die in der genannten mobilen Relaisstation (Ni) getroffene Wahl von mindestens einer nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1), die aus der Menge aller Nachbarstationen (N, Ni-1, Ni+1) der genannten mobilen Relaisstation (Ni) gewählt wird, von der geografischen Position der genannten nächsten mobilen Relaisstation (Ni+1) abhängt, wobei die genannte geografische Position Bestandteil der genannten Informationen ist, die aus den genannten überwachten Paketen (2) entnommen werden.

22. Mobile Relaisstation gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten entnommenen Informationen Identifikationsinformationen über die Nachbarstation (N, Ni-1, Ni+1) umfassen, die das Paket (2) gesendet hat, von welchem die Informationen entnommen wurden.

23. Mobile Relaisstation gemäss einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem ein Positionierungssystem umfasst, welches ihre geografische Position im genannten drahtlosen Telekommunikationsnetz (3) bestimmen kann.

24. Mobile Relaisstation gemäss einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem umfasst:

einen Speicher zur temporären Speicherung von gesendeten Paketen (2),

Vergleichsmittel zum Vergleichen (114) von empfangenen Paketen (2) mit genannten Paketen, die im genannten Speicher gespeichert sind, um für jedes empfangene Paket (2) zu bestimmen, ob die genannte mobile Relaisstation dieses Paket vorgängig weitergeleitet hat, und um in diesem Fall zu überprüfen, ob der Dateninhalt des empfangenen Pakets (2) mit dem Dateninhalt des vorgängig weitergeleiteten Originalpakets übereinstimmt, und

Wiederübertragungsmittel zur Wiederübertragung (116) des Originalpakets (2), wenn diese Dateninhalte nicht übereinstimmen.

25. Mobile Relaisstation (Ni) gemäss dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem umfasst:

Prüfmittel zum Überprüfen für jedes Paket (2), das sie übertragen hat, ob das Paket (2) durch mindestens eine ihrer benachbarten mobilen Relaisstationen (Ni+1) weitergeleitet wird, und

Wiederübertragungsmittel zur Wiederübertragung (116) des genannten Pakets (2) an mindestens eine alternative benachbarte mobile Relaisstation (N, Ni-1), wenn das genannte Paket (2) nicht durch mindestens eine ihrer benachbarten mobilen Relaisstationen (Ni+1) weitergeleitet wurde.

26. Mobile Relaisstation (Ni+1) gemäss einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem umfasst:

Flag-Setzmittel zum Setzen eines Flags (223) im Paketdatenvorsatz (22), wenn die genannte mobile Relaisstation (Ni+1) keine Informationen über benachbarte Knoten hat, die als Relaisstationen zum Weiterleiten eines Pakets (2) entlang einem Pfad zur Senkenstation (6) geeignet sind, und

Mittel zum Weiterleiten eines empfangenen Pakets (2) an eine alternative benachbarte mobile Relaisstation (N, Ni-1), wenn die genannte mobile Relaisstation (Ni) im Paketdatenvorsatz (22) dieses empfangenen Pakets adressiert ist und wenn ein genanntes Flag (223) in diesem genannten Paket (2) gesetzt ist.

27. Mobile Relaisstation gemäss einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie zudem Wegleitungsmittel für die Ausführung des Wegleitungsverfahrens eines der Ansprüche 1 bis 21 umfasst.

28. Eine Programmspeichervorrichtung, die durch eine programmierbare mobile Station (4) lesbar ist, welche als mobile Relaisstation in einem drahtlosen Kommunikationsnetz (3) verwendbar ist, und materiell ein Programm von Instruktionen verkörpert, die durch die genannte mobile Relaisstation zur Ausführung des Wegleitungsverfahrens eines der Ansprüche 1 bis 20 ausführbar sind.

29. Drahtloses Kommunikationsnetzwerk (3), das mindestens eine mobile Relaisstation (4) gemäss einem der Ansprüche 21 bis 27 umfasst.