DE60311155T2 - Genaue steuerung von informationsübertragungen in ad-hoc netzwerken - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft die genaue Steuerung einer Übertragungsinformation in Ad-hoc-Netzwerken, z.B. zum Überwachen einer Paketübertragung für ein genaues Abrechnen in Ad-hoc-Netzwerken. Genauer genommen betrifft die Erfindung ein Gateway zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation zwischen einem ersten Endgerätknoten eines ersten Netzwerks und einem zweiten Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks, einen Endgerätknoten solch eines Ad-hoc-Netzwerks, und ein Kommunikationssystem, das das erste Netzwerk mit wenigstens einem ersten Endgerätknoten, das Ad-hoc-Netzwerk mit wenigstens einem zweiten Endgerätknoten, und das Gateway umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation zwischen dem ersten Endgerätknoten und dem zweiten Endgerätknoten des Ad-hoc-Netzwerks.
  • Wie unten detaillierter erläutert werden wird, ist die Erweiterung existierender Zellularnetzwerke ein Anwendungsgebiet von Ad-hoc-Netzwerken, im Besonderen können mobile Vorrichtungen privater Benutzer zum Weiterübertragen von Daten zwischen der Sende-/Empfangsvorrichtung und z.B. der Basisstation des Zellularnetzwerks verwendet werden. Eine innere Eigenschaft solcher Ad-hoc-Netzwerke ist, dass das Netzwerk selbst nur in "ad hoc" errichtet wird, d.h., wenn benötigt oder durch bestimmte private Benutzer angefordert. In diesem Szenario können mobile Vorrichtungen anderer Benutzer "ad hoc" verwendet werden, um nur Daten zwischen der eigentlichen Endvorrichtung und der Basisstation des Zellularnetzwerks weiter zu übertragen.
  • In solchen "ad hoc"-konfigurierten Netzwerken wird eine Übertragungsinformation typischerweise von einem Gateway, z.B. eine Basisstation, an einen Endgerätknoten des Ad-hoc-Netzwerks durch andere Weiterübertragungsknoten weitergeleitet. Obwohl das Gateway eine bestimmte Route durch Weiterübertragungsknoten an den empfangenden Endgerätknoten vorschreiben kann, kann die Übertragungsinformation von dem Gateway, aufgrund einer Stauung oder anderer Probleme entlang dieser Route, auch durch andere Weiterübertragungsknoten geleitet werden. Das Problem, wie herausgefunden werden kann, welche Route die eigentliche Übertragungsinformation in dem Ad-hoc-Netzwerk genommen hat, wird in unserer parallelen Anmeldung PCT/EP03/02241 adressiert.
  • Selbst wenn die von der Übertragungsinformation genommene Route errichtet werden kann, gibt es jedoch noch bei Ad-hoc-Netzwerken das Problem, dass das Gateway einfach die Übertragungsinformation an die Weiterübertragungsknoten des Ad-hoc-Netzwerks weiterleitet, ohne zu wissen, ob die Übertragungsinformation tatsächlich den beabsichtigten Zielendgerätknoten erreicht hat. Zum Beispiel kann der Zielendgerätknoten abgeschaltet sein, oder die Übertragungsinformation kann entlang der Route aufgrund von Störungen der Drahtlosverbindungen verloren gegangen sein. Somit kann das Gateway ein Senden von Übertragungsinformation an diesen bestimmten Zielendgerätknoten fortsetzen, obwohl nichts der Übertragungsinformation tatsächlich den Knoten erreicht hat.
  • Folglich hat das Gateway keine Mechanismen, um eine genaue Flusssteuerung der Übertragungsinformation in dem Ad-hoc-Netzwerk durchzuführen. Dieses ist das Problem, das von der vorliegenden Erfindung adressiert wird.
  • Das zuvor erwähnte Problem eines Fehlens einer Flusssteuerung in dem Gateway – beim Weiterleiten einer Übertragungsinformation an den Zielendgerätknoten des Ad-hoc-Netzwerks – wird besonders ersichtlich beim Betrachten eines genauen Abrechnens für das Weiterleiten der Übertragungsinformation. Da es für die Errichtung eines Ad-hoc-Netzwerks einen Anreiz für Benutzer geben sollte, ihre Vorrichtungen als Weiterübertragungsvorrichtungen bereitzustellen, da das Weiterübertragen selbst Speicher-Verarbeitungsleistung und Batterieleistung verbraucht, ist ein genaues Abrechnen von besonderer Wichtigkeit in solchen Ad-hoc-Netzwerken. Da Ad-hoc-Netzwerke jedoch im Grunde genommen innerhalb des Rahmenwerks von Mobilkommunikationsnetzwerken errichtet werden, wird das Abrechnen immer noch in dem Gateway durch bloßes Berücksichtigen der ausgesendeten Übertragungsinformation getätigt, ohne irgendeine Information hinsichtlich der Frage zu haben, ob die Daten tatsächlich bei dem Zielendgerätknoten angekommen sind. Folglich kann das Gateway dem Zielendgerätknoten für eine Übertragungsinformation Gebühren belasten, die ausgesendet worden ist, die aber niemals den Zielendgerätknoten erreicht hat. Somit ist das genaue Abrechnen eines der Probleme, dass adressiert wird, mit der Absicht eines Bereitstellens einer genauen Flusssteuerung durch das Gateway.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Wie oben bereits erwähnt, zielt die vorliegende Erfindung auf ein Bereitstellen einer genaueren Flusssteuerung für das Weiterleiten einer Übertragungsinformation in Ad-hoc-Netzwerken. Im Nachfolgenden werden hier einige Grundfunktionalitäten von Ad-hoc-Netzwerken mit Verweis auf 1 und 2 erläutert werden. Weitere Informationen über eine Ad-hoc-Vernetzung können in "Wireless ad hoc networking – the art of networking without a network" von Magnus Frodigh et al. im Ericsson Review, Nr. 4, 2000, Seiten 248-263, gefunden werden.
  • 1 zeigt ein typisches Szenario eines Flughafens, wo Leute auf Nahbereichs- und Weitbereichsnetzwerke zugreifen können, z.B. durch eine WCDMA-Innenraumbasisstation BS und einen HiperLan/2-Zugangsspunkt AP. 1 zeigt auch typische Knoten des Ad-hoc-Netzwerks, z.B. einen ersten Knoten MN1, der durch ein Privatbereichsnetzwerk eines Notebook-Computers NC1 gebildet ist, der durch eine Bluetooth-Verbindung mit einem Minicomputer PDA1 verbunden ist. Ein anderer Knoten RN2 könnte aus einem Privatbereichsnetzwerk PAN bestehen, das nur durch ein Mobiltelefon MT2 und einen Minicomputer PDA2 gebildet ist. Der Knoten MN3 ist wiederum durch ein anderes Netzwerk eines Minicomputer PDA3, eines Mobiltelefons MT3 und eines Notebook-Computers NC3 gebildet. Jedoch kann ein Knoten wie MN4 einfach durch ein einzelnes Mobiltelefon MT4 gebildet sein. Somit können die Benutzervorrichtungen sowohl eine Zusammenschaltung miteinander als auch eine Verbindung mit den lokalen Informationspunkten bewerkstelligen – zum Beispiel, um Aktualisierungen über Abflüge, Gate-Änderungen usw. abzurufen. Somit können z.B. in 1, der Knoten MT4 und der Knoten MN1 direkt auf eine Information von der Basisstation BS zugreifen. Ein Benutzer kann z.B. eine e-Mail über eine HiperLan/2-Schnittstelle an einen Notebook-Computer in einer Aktentasche abrufen, Nachrichten lesen und auf diese über seinen oder ihren Minicomputer PDA1, PDA3 antworten.
  • Andererseits kann Knoten MT4 nicht nur direkt mit dem Mobiltelefon MT2 durch die Basisstation BS verbunden sein, sondern durch Verwenden des Knotens MN1 als ein Weiterübertragungsknoten, d.h., dass der Knoten MN1 verwendet werden kann, um den Verkehr an den Knoten RN2 durch Bluetooth-Verbindungen weiterzuübertragen, die nur "ad hoc" errichtet sind, d.h. nicht permanent. Dieses Weiterübertragen einer Übertragungsinformation ist als eine "Einzel- oder Mehrfach-Funksprung-Architektur" bekannt, d.h., dass eine Übertragungsinformation von einem Knoten außerhalb des Ad-hoc-Netzwerks an den Zielendgerätknoten (z.B. RN2) durch einen (Einzelsprung) oder mehrere (Mehrfachsprung) andere Ad-hoc-Knoten übertragen werden kann.
  • Solch ein Szenario ist weiter in 2 mit vier zusammengeschalteten Knoten RN1, RN2, RN3, MN1 veranschaulicht, wobei zwei Knoten RN1, RN3 eine Internet-Verbindung über einen Bluetooth-LAN-Zugangspunkt bzw. ein GPRS/UMTS-Telefon durch ein GPRS-Netzwerk GN und zwei Router RT haben. Wenn z.B. ein mit dem Internet oder einem Firmen-IP-Netzwerk verbundener Endgerätknoten eine an den Zielendgerätknoten MN1 gerichtete Übertragungsinformation sendet, werden die Knoten RN1 und RN2 offensichtlich als Weiterübertragungsknoten agieren, die die Übertragungsinformation durch Kommunikationsrouten weiterleiten, die nur auf Anforderung, d.h. "ad hoc", aufgebaut werden. Wie in 2 gezeigt, ist einer der vielleicht am weitesten verbreiteten Gedanken des mobilen Ad-hoc-Netzwerks, dass das Netzwerk ohne irgendeine zentrale Administrierung gebildet ist und aus Mobilknoten besteht, die eine Drahtlos-Schnittstelle zum Senden einer Übertragungsinformation verwenden.
  • Es sollte beachtet werden, dass es selbstverständlich nicht erforderlich ist, dass die Weiterübertragungsknoten und der Zielendgerätknoten in dichter Nähe zueinander sind, d.h., dass die Ad-hoc-Vorrichtungen auch einen Verkehr zwischen Vorrichtungen weiterübertragen können, die außer Reichweite sind. Da das Ad-hoc-Netzwerk beispielsweise auf einem Drahtlos-Mobilkommunikationssystem basiert, bewegen sich die Mobilvorrichtungen außerdem umher (Mobilität), und somit kann das "ad hoc", d.h. spontan, gebildete Netzwerk über große Distanzen verbreitet sein.
  • Vorausgesetzt, dass ein Knoten als ein Ad-hoc-Knoten registriert ist, werden die Ad-hoc-Knoten darüber hinaus vielmehr spontan zugewiesene Ad-hoc-Adressen verwenden, als global fixierte Adressen. Somit ist einer der zentralen Aspekte der Ad-hoc-Netzwerke, dass diese spontan (und "ad hoc") unter den Vorrichtungen gebildet werden, die als Ad-hoc-Knoten registriert sind. Die Ad-hoc-Knoten werden vielmehr Kommunikationsverbindungen, so wie eine drahtlose Bluetooth-Verbindung, bei Bedarf und durch sie selbst errichten, als durch eine zentrale Einrichtung verwaltet.
  • Da die Ad-hoc-Knoten selbst Verbindungen untereinander in einer ad hoc, d.h. spontanen, weise errichten, was somit die Abdeckung existierender Basisstationen erhöht, ohne zusätzliche Hardware zu erfordern, benötigen Benutzer einen Anreiz zum Bereitstellen ihrer Vorrichtungen für den Weiterübertragungsdienst. Ein möglicher Anreiz ist es, dass die Benutzer eine Belohnung für den Weiterübertragungsdienst erhalten, und nur der Zielendgerätknoten mit Gebühren für das Empfangen der Übertragungsinformation belastet wird, genau wie in konventionellen Mobilnetzwerken. Selbst wenn ein Gateway GW bereitgestellt ist, das die Verbindung mit dem ersten Netzwerk IN bereitstellt, hat das Gateway GW jedoch keine Information, ob ein bestimmter Weiterübertragungsknoten die Übertragungsinformation weiterübertragen hat und/oder ob der Zielknoten tatsächlich irgendeine Übertragungsinformation empfangen hat. Somit gibt es keine tatsächliche genaue Flusssteuerung oder ein Verkehrsinformationsüberwachen des Übertragungsinformations-Weiterleitens zwischen den Knoten des Ad-hoc-Netzwerks. Zum Beispiel kann das Gebührenabrechnen für den Informationstransfer innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks nur darauf basieren, einen Mechanismus in dem Gateway GW zu verwenden, das für die weitergeleitete Übertragungsinformation verantwortlich ist.
  • Dieses Problem ist ferner mit Verweis auf 3a, 3b veranschaulicht, die das durch die vorliegende Erfindung betrachtete typische Kommunikationssystem SYS zeigen. Das Kommunikationssystem SYS enthält ein erstes Netzwerk IN mit wenigstens einem ersten Endgerätknoten CN (hier im Nachfolgenden auch der korrespondierende Knoten genannt), ein Ad-hoc-Netzwerk AHN mit wenigstens einem zweiten Endgerätknoten RN1-RN4, MN und ein Gateway GW zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation TI zwischen dem ersten Endgerätknoten CN des ersten Netzwerks IN und dem zweiten Endgerätknoten RN1-RN4, MN des Ad-hoc-Netzwerks AHN. Jeder Knoten CN, RN1-RN4, MN hat eine entsprechende Übertragungs-/Empfangseinheit TRC, TR4, TRN, und auch das Gateway GW selbst hat solch eine Übertragungs-/Empfangseinheit TRG. Die Übertragungs-/Empfangseinheit TRN ist ausgebildet zum Empfangen einer Übertragungsinformation TI von dem anderen Endgerät CN durch das Gateway GW entweder durch die Hauptroute MR oder durch eine alternative Route AR, die als Drahtlosverbindungen zwischen den individuellen Ad-hoc-Knoten RN1, RN2, RN3 aufgebaut ist. Jeder der Knoten RN1-RN4, MN hat auch eine Routing-Einrichtung, z.B. RM4 und RMN, zum Erreichen der wie oben beschriebenen Weiterübertragungsfunktion. Der erste Endgerätknoten CN hat einen Globalquellen-Identifizierer (Globalquellenadresse) SAC, und jeder der Ad-hoc-Knoten RN1-RN4, MN hat eine entsprechende Zieladresse, z.B. TA4, TAN. In dem Übertragungsinformationsspeicher TIS des ersten Endgerätknotens CN ist eine Information gespeichert, so wie eine Bestimmungsadresse für die Übertragungsinformation. Die von dem ersten Endgerätknoten CN ausgesendete Übertragungsinformation TI wird durch die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW empfangen, und wird dann an den zweiten Endgerätknoten RN1-RN4, MN übertragen. Das erste Netzwerk IN ist von irgendeiner Art eines Operator-gesteuerten Netzwerks, z.B. das Internet oder ein Mobilkommunikationsnetzwerk. Das Gateway GW kann ein Zugangspunkt oder eine Basisstation sein. Das Gateway GW gehört nicht notwendigerweise zu dem Ad-hoc-Netzwerk. Das heißt, dass das Gateway GW lediglich die Schnittstelle zwischen dem korrespondierenden Knoten CN und den Knoten des Ad-hoc-Netzwerks bilden soll. Somit besteht das Ad-hoc-Netzwerk AHN zum Beispiel aus einem Mobilknoten MN, der Daten sendet und empfängt, und einigen Kandidaten-Weiterübertragungsknoten RN1-RN4. Der korrespondierende Knoten CN kann sich irgendwo außerhalb des Ad-hoc-Netzwerks befinden, nicht notwendigerweise in dem Operator-gesteuerten Netzwerk. In diesem Szenario könnte der Knoten MN Daten über RN2, RN1 und GW an den korrespondierenden Knoten CN übertragen. Darüber hinaus wird angenommen, dass Benutzer sämtlicher mobiler Vorrichtungen einen Vertrag mit dem Zellularnetzwerk-Operator haben.
  • 3a zeigt außerdem eine Abrechnungseinheit ACC, die ausgebildet ist zum Bestimmen einer Gebühreninformation CH für die Übertragung der Übertragungsinformation TI an den zweiten Endgerätknoten. Zum Bestimmen der Gebühreninformation CH kann die Abrechnungseinheit ACC die Gebühreninformation CH auf der Grundlage mancher Übertragungseigenschaften CH bestimmen, die durch eine Übertragungsinformationseigenschaften-Bestimmungseinheit TIM bestimmt sind. Diese Übertragungseigenschaften TCH können auch in dem Übertragungsinformationsspeicher TIS gespeichert sein, wie in 4a gezeigt. Wenn z.B. die bestimmten Übertragungseigenschaften TCH eine Datenmenge DAM und eine Übertragungsgeschwindigkeit TRT umfassen, kann die Abrechnungseinrichtung ACC eine Gebühreninformation CH von 7 Cent für das Weiterleiten einer Übertragungsinformation von 2MB mit einer Übertragungsrate von 64 kbit/s an den Zielknoten RN4 mit der Zieladresse TA bestimmen. Mit einer wie in 4a gezeigten Datenmenge in dem Übertragungsinformationsspeicher TIS fällt es somit der Abrechnungseinheit ACC einfach, eine Abrechnungsart für den Downlink (von dem korrespondierenden Knoten CN zu dem Ziel-ad-hoc-Knoten) bereitzustellen.
  • Für die Uplink-Übertragungsinformation (z.B. von dem Ad-hoc-Mobilknoten MN zu dem korrespondierenden Knoten CN durch das Gateway GW) ist es offensichtlich, dass das Gateway GW nur eine Übertragungsinformation empfängt und berechnet/belohnt, die nicht verloren gegangen ist. Somit kann in der Uplink-Richtung das Gateway GW immer eine Art eines genauen Abrechnens durchführen.
  • Jedoch treten Probleme mit Bezug zu der genauen Flusssteuerung oder einem genauen Abrechnen bezüglich der Downlink-Übertragungsinformation auf. Eigentlich sollten Benutzer nur mit Gebühren belastet und belohnt werden für eine Übertragungsinformation die sie tatsächlich übertragen haben, und sollten nicht für eine Übertragungsinformation mit Gebühren belastet werden, die sie tatsächlich gesendet oder empfangen haben. Da das Gateway GW jedoch überhaupt keine Information darüber hat, was mit der Übertragungsinformation TI geschieht, nachdem sie von der Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW ausgesendet worden ist, kann die Abrechnungseinheit ACC nur raten, ob oder nicht die Übertragungsinformation tatsächlich das gewünschte Ad-hoc-Netzwerk und den Endgerätzielknoten, z.B. MN, erreicht hat. Dieses trifft im Allgemeinen zu, nicht nur für das spezifische Beispiel, dass ein genaues Abrechnen bereitgestellt werden muss. Und zwar kann das Gateway GW im Allgemeinen eine Übertragungsinformation übertragen, aber es hat keine tatsächliche Steuerung über sie, weil keine weitere Information über die mögliche Ankunft noch Nicht-Ankunft der Übertragungsinformation verfügbar ist. Deshalb kann das Gateway GW im Allgemeinen nicht irgendeine genaue Steuerung (Flusssteuerung) der übertragenen Übertragungsinformation durchführen.
  • Wenn z.B., wie in 3b gezeigt, eine Abschaltung einer Drahtlosverbindung entlang der Hauptroute MR zwischen zwei Weiterübertragungsknoten RN1, RN2 vorliegt, dann hat das Gateway GW keine Möglichkeit zu wissen, ob oder nicht die Übertragungsinformation TI tatsächlich bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen ist. Somit kann das Gateway GW, d.h. sein Übertragungsinformationsspeicher TIS, nur eine Information über sämtliche Übertragungsinformationen speichern, die an den zweiten Endgerätknoten MN gesendet worden sind, um ein angemessenes Gebührenbelasten und Belohnen durchzuführen. Jedoch basiert das gesamte Abrechnen im Wesentlichen auf der Annahme, dass die Einträge in dem Übertragungsinformationsspeicher TIS sich verlässlich auf eine Übertragungsinformation beziehen, die tatsächlich den zweiten Endgerätknoten erreicht hat. Wenn nicht, wie in 3b gezeigt, würden dem Mobilendknoten MN Gebühren für die Übertragungsinformation belastet werden, die nicht erfolgreich zugestellt worden ist.
  • Andererseits kann der Benutzer des zweiten Zielendgerätknotens MN einfach bestreiten, dass er irgendeine Übertragungsinformation empfangen hat, selbst wenn sie angekommen ist, um nicht von dem Gateway GW mit Gebühren belastet zu werden. In solch einem Szenario hat das Gateway GW keine Mittel zum Verifizieren und dem zweiten Endgerätknoten MN zu zeigen, dass die Übertragungsinformation TI tatsächlich angekommen ist, und dass die Gebühreninformation CH genau ist. Da das Gateway GW keinen Nachweis hat, dass die Übertragungsinformation TI tatsächlich bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen ist, trotz der Tatsache, dass die Übertragungsinformation TI angekommen ist, kann ein sich ungebührlich benehmender zweiter Endgerätknoten MN erreichen, dass er nicht für die Übertragungsinformation bezahlen muss, die er tatsächlich empfangen hat.
  • Es sollte beachtet werden, dass das oben beschriebene Problem eines genauen Abrechnens nur ein Unterproblem des allgemeinen Problems ist, dass das Gateway GW nicht eine genaue Flusssteuerung der Pakete bereitstellen kann. Zum Beispiel können auch andere Flusssteuerungsmechanismen in dem Gateway GW eine genaue Kenntnis über die Tatsache erfordern, ob oder nicht die Übertragungsinformation TI tatsächlich bei dem gewünschten Zielendgerätknoten MN angekommen ist. Zum Beispiel könnte eine andere Flusssteuerung für die Übertragungsinformation TI den Anstieg oder die Abnahme der Übertragungsrate oder den vollständigen Stopp eines Übertragens der Übertragungsinformation TI mit sich bringen, wenn bekannt wäre, dass eine der Drahtlosverbindungen auf der Hauptroute MR oder die alternative Route AR ausgefallen ist.
  • Ein anderes Beispiel einer unzureichenden Flusssteuerung ist das Auftreten einer Stauung auf der Hauptroute MR oder der alternativen Route AR, was nach einer Reduzierung der Übertragungsrate ruft. Jedoch hat in konventionellen Ad-hoc-Netzwerken das Gateway GW keine Möglichkeit dazu, irgendwelche Gründe eines Verlustes einer Übertragungsinformation zu erfassen, so wie Rauschen, Stauung oder Fehlverhalten von Benutzern/Vorrichtungen.
  • In Bakre A.V. et al.: "Implementation and Performance Evaluationof Indirect TCP", IEEE Transactions on Computers, IEEE Inc., New York, U.S., Vol. 46, Nr. 3, 1. März 1997, Seiten 260-278, XP000685987, ISSN: 0018-9340, ist eine Implementierung und eine Leistungs-Evaluierung eines indirekten TCP beschrieben. Detaillierter betrachtet, ist die Implementierung und Leistungs-Evaluierung von I-TCP vorgestellt, das ein indirektes Transportschichtprotokoll für eine mobile Drahtlosumgebung ist. Ein Durchsatzvergleich mit dem regulären TCP zeigt, dass I-TCP in einem weiten Bereich von Bedingungen mit Bezug zu Drahtlosverlusten und einer Host-Mobilität signifikant besser arbeitet. Es sind außerdem die Implementierung und die Leistungsfähigkeit von I-TCP-Handoffs beschrieben.
  • Ferner ist in US 2002/036991 A1 (Inoue Atsushi) ein Kommunikationssystem beschrieben, das eine Zugriffsteuerung für Mobilendgeräte mit Bezug zu einem lokalen Netzwerk verwendet. In einem Kommunikationssystem wird eine Mobilendgerätvorrichtung zum Zugreifen auf das feste Kommunikationsnetzwerk über das lokale Netzwerk/Gateway befähigt, selbst wenn die Mobilendgerätvorrichtung, die zu einem Mobilträger gehört, nicht ein Recht oder eine Qualifikation zum Zugreifen auf das feste Kommunikationsnetzwerk über das lokale Netzwerk/Gateway hat die im Voraus vergeben wird. Dieses wird erreicht durch Ausführen einer Prozedur zum Bezahlen der Gebühr von dem Benutzer der Mobilendgerätvorrichtung an den Provider des stationären Kommunikationsnetzwerks, oder einer Prozedur zum Überwachen der Mobilendgerätsvorrichtung.
  • Ferner ist in Patent Abstracts of Japan, Vol. 2002, Nr. 11, 6. November 2002 & JP 2002 209028 A (Mitsubishi Electric Corp.), 26. Juli 2002, ein Ad-hoc-Netzwerk beschrieben, worin ein Startpunktendgerät, Weiterübertragungs-Endgeräte und ein Endpunkt-Endgerät verwendet werden zum dynamischen Konfigurieren eines Kommunikationsnetzwerks. Das Weiterübertragungs-Endgerät zeichnet eine Tatsache einer Ausführung eines Kommunikationspfadsetzens zusammen mit Identifizierern der Startpunkt-Endgerätes und des Endpunkt-Endgerätes auf, und die Aufzeichnung wird als eine Basis einer Gebühreninformation verwendet.
  • Ferner ist in EP-A-0 903 905 (Tokyo Shibaura Electric Co.), ein Schema für verlässliche Kommunikationen über Funk- und Drahtnetzwerke mit Verwenden einer Transportschichtverbindung beschrieben. Hierbei bestimmt eine Gateway-Vorrichtung, ob oder nicht ein Aufbau einer Verbindung in aufgeteilten Formen gemäß einem Informationsinhalt eines Paketes ausgeführt wird, das eine Transportschichtprotokoll-Dateneinheit enthält, die ein Aufbau der Transportschichtverbindung zwischen dem Funkendgerät des Funknetzwerks und dem Drahtendgerät des Drahtnetzwerks anfordert.
  • Ferner ist in US 2002/045424 A1 (Lee Hee Dong) ein Bluetooth-Privatnetzwerk und ein Kommunikationsverfahren davon beschrieben. Das Bluetooth-Privatnetzwerk umfasst Bluetooth-Zugangsspunkte, wobei jeder davon als eine Basisstation in jedem Bluetooth-Piconetz fungiert; ein Gateway zum Fungieren als eine Schnittstelle zwischen einem öffentlichen Netzwerk und dem Bluetooth-Privatnetzwerk, das ein Beaken-Signal an jede der Bluetooth-Vorrichtungen in lokalen Bluetooth-Netzwerken sendet, um die Bluetooth-Vorrichtung zu lokalisieren, und einen Router, der als eine Schnittstelle zwischen jedem der Bluetooth-Zugangspunkte fungieren soll.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie oben erläutert, sind ein konventionelles Gateway GW und ein konventioneller Endgerätknoten RN1-RN4, MN mit Mängeln behaftet, weil sie nicht eine genaue Steuerung einer Übertragungsinformation in dem Ad-hoc-Netzwerk ermöglichen. Zum Beispiel ist eine Anpassung von Flusssteuerparametern, so wie einer Übertragungsrate, einer Übertragungsmenge als auch ein genaues Abrechnen in konventionellen Ad-hoc-Netzwerken nicht möglich. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden.
  • Genauer genommen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gateway, einen Endgerätknoten eines Ad-hoc- Netzwerks, ein Kommunikationssystem als auch ein Verfahren in einem Ad-hoc-Netzwerk bereitzustellen, die jeweils eine genaue Flusssteuerung einer Übertragungsinformation innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Gateway zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation zwischen einem ersten Endgerätknoten eines ersten Netzwerks und einem zweiten Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Darüber hinaus wird diese Aufgabe durch einen Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks zum Austauschen einer Übertragungsinformation mit einem anderen Endgerätknoten eines anderen Netzwerks (IN) gelöst, das mit dem Ad-hoc-Netzwerk durch ein Gateway mit den Merkmalen von Anspruch 8 verbunden ist.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation zwischen einem ersten Endgerätknoten eines ersten Netzwerks eines Kommunikationssystems und einem zweiten Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks des Kommunikationssystems, mit den Schritten von Anspruch 11.
  • Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation zwischen einem ersten Endgerätknoten eines ersten Netzwerks eines Kommunikationssystems und einem zweiten Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks des Kommunikationssystems, mit den Schritten zum Anspruch 12.
  • Eine genaue Flusssteuerung der Übertragungsinformation in dem Ad-hoc-Netzwerk ist gemäß der Erfindung möglich, wie oben definiert, weil eine zuverlässige Information (Bestätigungsinformation) bereitgestellt ist, die angibt, ob eine Übertragungsinformation den Zielendgerätknoten erreicht hat oder nicht. Darüber hinaus ist ein anderer Vorteil, dass ein Fehlverhalten des zweiten Endgerätknotens, der die Übertragungsinformation empfängt, unterbunden wird, weil es für den zweiten Endgerätknoten nicht länger möglich ist, die Übertragungsinformation zu empfangen, ohne dafür mit Gebühren belastet zu werden.
  • Die Bereitstellung einer genauen Flusssteuerung einer Übertragungsinformation innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks stellt einige Vorteile z.B. in Verbindung mit auf ein genaues Abrechnen gerichteten Ausführungsformen bereit. Zum Beispiel kann die Abrechnungseinheit ausgebildet sein zum Bestimmen einer Gebühreninformation für die Übertragung der Übertragungsinformation an den zweiten Endgerätknoten, wenn die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit den Empfang einer Bestätigungsinformation für die Übertragung der Übertragungsinformation an die zweite Endgerätstation erfasst. Der Zielendgerätknoten wird nur für eine bestätigte Übertragungsinformation mit Gebühren belastet.
  • Wenn das zweite Ad-hoc-Netzwerk ein paketvermitteltes Netzwerk ist, umfasst die Übertragungsinformation ein oder mehrere Pakete, und die Bestätigungsinformation umfasst ein oder mehrere Bestätigungspakete, wobei eine Übertragungseigenschaften-Bestimmungseinheit gemäß Anspruch 8 ausgebildet ist zum Bestimmen der Übertragungseigenschaften für jedes bestätigte Übertragungspaket der Übertragungsinformation. Somit sind ein genaues Abrechnen und Gebührenbelasten auf einer paketweisen Grundlage möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gateway eine Sequenznummern-Einfügungseinheit umfasst, die ausgebildet ist zum Einfügen, in jedem Übertragungspaket, einer Sequenznumner, die die Übertragungsreihenfolge des jeweiligen Übertragungspaketes in einer Sequenz von Übertragungspaketen angibt. Vorzugsweise umfasst auch der Endgerätknoten eine Sequenznummern-Bestimmungseinheit, die ausgebildet ist zum Bestimmen, in jedem empfangenen Paket, einer Sequenznummer, die die Übertragungsreihenfolge des jeweiligen Übertragungspaketes in einer Sequenz von Übertragungspaketen angibt; wobei die Bestätigungsinformations-Übertragungseinheit ausgebildet ist zum Übertragen, an das Gateway, von Bestätigungspaketen, die jeweils die erfasste Sequenznummer des empfangenen Paketes enthalten, dessen Empfang mit dem jeweiligen Bestätigungspaket zu bestätigen ist. Somit empfängt das Gateway nicht nur eine Bestätigungsinformation, die angibt, dass eine Übertragungsinformation im Allgemeinen empfangen wurde, sondern auch eine Bestätigungsinformation, die bestimmte Übertragungspakete bestätigt. Somit kann die Genauigkeit bei dem Abrechnen oder in der Flusssteuerung weiter verbessert werden, weil das Gateway eine detaillierte Information über die individuellen Pakete hat, die von dem Zielendgerätknoten empfangen worden sind.
  • Es ist ferner vorteilhaft, in dem Gateway eine Übertragungsfenstereinheit bereitzustellen, die ausgebildet ist zum Festlegen eines vorbestimmten Übertragungsfensters für die Übertragungs-/Empfangseinheit zum aufeinanderfolgenden Übertragen von Übertragungspaketen an den zweiten Endgerätknoten; wobei die Übertragungs-/Empfangseinheit ausgebildet ist zum aufeinanderfolgenden Übertragen, an den zweiten Endgerätknoten, von Übertragungspaketen innerhalb des Übertragungsfensters; und wobei die Übertragungs-/Empfangseinheit ausgebildet ist zum Verschieben des Übertragungsfensters um ein oder mehrere Pakete, um ein neues Übertragungsfenster zu bilden, und zum aufeinanderfolgenden Übertragen, an den zweiten Endgerätknoten, von einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Übertragungspaketen innerhalb des neuen Übertragungsfensters, die nicht bereits in dem vorherigen Übertragungsfenster übertragen worden sind, immer wenn der Empfang eines Bestätigungspaketes, das den Empfang eines Übertragungspaketes des vorherigen Übertragungsfensters bestätigt, durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit erfasst ist. Der Vorteil ist, dass hierbei die Bestätigungspakete akkumulativ sind, das heißt, dass eine Bestätigung mit einer gewissen Sequenznummer zusätzlich sämtliche vorhergehenden Pakete bestätigt (wenn die Umlaufzeit konstant verbleibt). Wenn die Umlaufzeit konstant bleibt, ist es für eine genaue Flusssteuerung ausreichend, wenn das Gateway nur das Bestätigungspaket für das Übertragungspaket empfängt, das das letzte von dem Gateway innerhalb des Übertragungsfensters zu übertragende war.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine genauere Flusssteuerung durch die Bereitstellung der Bestätigungsinformation. Jedoch kann es immer noch der Fall sein, dass ein Übertragungspaket und/oder ein Bestätigungspaket aus einem Grund während der Übertragung an das Gateway oder den zweiten Endgerätknoten verloren geht. Deshalb umfasst eine andere Ausführungsform der Erfindung einen Detektor für ein verlorenes Paket, der ausgebildet ist zum Erfassen, dass ein Bestätigungspaket oder ein Übertragungspaket während seiner Übertragung verloren gegangen ist, wenn, nach einer Übertragung der vorbestimmten Anzahl von Übertragungspaketen in dem durch die Übertragungsfenstereinheit festgelegten Übertragungsfenster, die Sequenznummern in aufeinanderfolgenden Bestätigungspaketen nicht mit den in den aufeinanderfolgenden Übertragungspaketen festgelegten übereinstimmen.
  • Vorteilhafterweise kann der Detektor für ein verlorenes Paket einen Timer umfassen, der ausgebildet ist zum Zählen einer vorbestimmten Zeitdauer, wobei der Timer mit jeder neuen Übertragung eines Übertragungspaketes gestartet wird, gestoppt wird, wenn ein Bestätigungspaket für das letzte übertragene Übertragungspaket innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer empfangen wird, oder, wenn er nicht durch den Empfang eines Bestätigungspaketes gestoppt wird, der Timer abläuft, wobei die TRN die Übertragung stoppt.
  • Eine Bestätigungsanforderungseinheit kann vorteilhafter Weise bereitgestellt sein, die ausgebildet ist zum Übertragen, an den zweiten Endgerätknoten, eines Bestätigungsanforderungspaketes, das eine vorbestimmte Sequenznummer eines Übertragungspaketes enthält, das übertragen wurde, aber für welches keine Bestätigungsinformation bisher durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit erfasst worden ist, wobei die Bestätigungsanforderungsnachricht von dem zweiten Endgerätknoten die Übertragung eines Bestätigungspaketes anfordert, das den Empfang des Übertragungspaketes mit der vorbestimmten Sequenznummer bestätigt.
  • Im Fall einer Zeitsperre des Timers und dass keine Bestätigungsinformation durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit innerhalb der Zeitdauer nach einer Übertragung des letzten Übertragungspaketes in dem Übertragungsfenster erfasst wird, ist die Bestätigungsanforderungseinheit vorzugsweise ausgebildet zum Übertragen, an den zweiten Endgerätknoten, eines Bestätigungsanforderungspaketes, das die Sequenznummer des letzten, in dem Übertragungsfenster übertragenen Übertragungspaketes enthält.
  • Vorzugsweise wird der Timer auch gestartet, wenn die Bestätigungsanforderungseinheit ein Übertragen des Bestätigungsanforderungsbündels startet, wobei, im Fall einer Zeitsperre des Timers danach und wenn keine Bestätigungsinformation durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit innerhalb der Zeitdauer nach der Übertragung des Bestätigungsanforderungsbündels erfasst wird, die Übertragungs-/Empfangseinheit die Übertragung weiterer Übertragungspakete stoppt.
  • Vorzugsweise ist eine Routenprüf-Einheit bereitgestellt, die ausgebildet ist zum Erfassen, ob eine Übertragungsroute an den zweiten Endgerätknoten existiert.
  • Vorzugsweise stoppt die Übertragungs-/Empfangseinheit eine Übertragung weiterer Übertragungspakete, wenn, für den Fall einer Zeitsperre des Timers, die Routenprüf-Einheit erfasst, dass eine Übertragungsroute existiert.
  • Vorzugsweise ist die Übertragungs-/Empfangseinheit ausgebildet zum erneuten Übertragen eines bereits übertragenen Übertragungspaketes mit einer spezifischen Sequenznummer in Ansprechen auf ein Empfangen, von dem zweiten Endgerätknoten, eines Anforderungspaketes für eine erneute Übertragung, das die spezifische Sequenznummer enthält.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Übertragungs-/Empfangseinheit eine erste Tunnelaufbaueinheit zum Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung zwischen dem Gateway und dem zweiten Endgerätknoten, wobei die Übertragungs-/Empfangseinheit die Übertragungsinformation an den zweiten Endgerätknoten durch die erste Tunnelverbindung überträgt und die Übertragungs-/Empfangseinheit die Bestätigungsinformation von dem zweiten Endgerätknoten durch die erste Tunnelverbindung empfängt. Der Tunnel wird vorteilhafter Weise eine Art einer festen "logischen" Verbindung zwischen dem Gateway und dem zweiten Endgerätknoten aufbauen, so dass z.B. die gesamte Übertragung von Übertragungspaketen und Bestätigungspaketen immer dieselbe Route durch die Weiterübertragungsknoten zwischen dem Gateway und dem zweite Zielendgerät nimmt. Die Verwendung des ersten Tunnels ist auch vorteilhaft in Fällen, wo der korrespondierende Knoten und die Ad-hoc-Endgeräte nicht dasselbe Adressenformat haben. Ein anderer Vorteil des Tunnelaufbauens ist, dass das Paket von dem korrespondierenden Knoten intakt verbleibt, d.h. dass sein Format nicht in dem Gateway geändert wird, wenn es durch den Tunnel an dem zweiten Endgerätknoten übertragen wird.
  • Vorteilhafterweise baut die erste Tunnelaufbaueinheit die erste Tunnelverbindung durch Einkapseln von Übertragungspaketen in modifizierte Übertragungspakete auf, die durch die Übertragungs-/Empfangseinheit erzeugt und übertragen sind.
  • Die erste Tunnelaufbaueinheit ist vorwiegend bereitgestellt, um die genaue Flusssteuerung durchzuführen, z.B. für Abrechnungszwecke. Auf dem ersten Tunnel kann ein anderes Transportprotokoll betrieben werden. Deshalb umfasst die Übertragungs-/Empfangseinheit vorteilhafter Weise eine zweite Tunnelaufbaueinheit zum Aufbauen einer innerhalb der ersten Tunnelverbindung eingekapselten zweiten Tunnelverbindung zwischen dem Gateway und dem zweiten Endgerätknoten, wobei die Übertragungs-/Empfangseinheit die Übertragungsinformation an den zweiten Endgerätknoten durch Verwenden der innerhalb der ersten Tunnelverbindung eingekapselten zweiten Tunnelverbindung überträgt und die Übertragungs-/Empfangseinheit die Bestätigungsinformation von dem zweiten Endgerätknoten durch Verwenden der innerhalb der ersten Tunnelverbindung eingekapselten zweiten Tunnelverbindung empfängt. Der Vorteil eines Verwendens des zweiten Tunnels zusammen mit dem ersten Tunnel liegt darin, dass der zweite Tunnel auf einem Protokoll, so wie TCP, d.h. einem Nicht-IP-Protokoll, basieren kann, was eine Flusssteuerung ermöglicht, so wie den Austausch von Bestätigungen, wohingegen der erste Tunnel dann das IP-Routen bereitstellen wird.
  • Vorzugsweise baut die zweite Tunnelaufbaueinheit die zweite Tunnelverbindung auf durch Einkapseln von von dem ersten Endkappe empfangenen Übertragungspaketen in durch die Übertragungs-/Empfangseinheit erzeugten, modifizierten Übertragungspakete; und die Übertragungspakete, die durch die erste Tunnelaufbaueinheit in die durch die Übertragungs-/Empfangseinheit übertragenen, modifizierten Übertragungspakete eingekapselt sind, sind die modifizierten Übertragungspakete, die durch die zweite Tunnelaufbaueinheit eingekapselt sind.
  • Der Endgerätknoten kann vorzugsweise eine Anforderungseinheit für eine erneute Paketübertragung umfassen, die ausgebildet ist zum Übertragen, an das Gateway, eines Anforderungspaketes für eine erneute Übertragung, das eine Sequenznummer eines Übertragungspaketes enthält, das anforderungsgemäß von dem Gateway erneut zu übertragen ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden. Hier wird die Erfindung im Nachfolgenden mit Verweis auf ihre vorteilhaften Ausführungsformen mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 veranschaulicht das Prinzip einer Ad-hoc-Vernetzung in einem Flughafen-Szenario, gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 zeigt ein Szenario eines Privatbereichs-Netzwerkes mit vier zusammengeschalteten Ad-hoc-Knoten, von denen zwei eine Internet-Verbindung über einen Bluetooth-LAN-Zugangspunkt und ein GPRS/UMTS-Telefon haben, gemäß dem Stand der Technik.
  • 3a zeigt ein Kommunikationssystem SYS, in dem eine Übertragungsinformation TI von einem ersten Endgerätknoten CN außerhalb eines Ad-hoc-Netzwerks AHN an einen zweiten Endgerätknoten MN innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks übertragen wird.
  • 3b zeigt ein Szenario eines Paketverlustes in dem Kommunikationssystem SYS von 3b;
  • 4a zeigt die Inhalte eines Übertragungsinformationsspeichers TIS des in 3a gezeigten Gateways GW.
  • 4b zeigt die Inhalte eines Übertragungsinformationsspeichers TIS' eines Gateways GW gemäß der Erfindung.
  • 4c zeigt eine weitere Ausführungsform des Übertragungsinformationsspeichers TIS' gemäß der Erfindung, für den Fall eines Berücksichtigens individueller Übertragungspakete IP1-IP5;
  • 5a zeigt eine Prinzipübersicht eines Kommunikationssystems SYS mit einem Gateway GW und einem zweiten Endgerätknoten MN gemäß der Erfindung;
  • 5b zeigt ein Prinzipflussdiagramm des Abrechnungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 5c zeigt den Prinzipnachrichtenfluss des Verfahrens für eine Bestätigungsübertragung in dem in 5b gezeigten Verfahren.
  • 6 zeigt das Prinzipblockdiagramm eines Gateways GW und eines zweiten Endgerätknotens RN, MN gemäß der Erfindung.
  • 7 zeigt die Einfügung von Sequenznummern und die Übertragung von Übertragungspaketen IP1-IP5 und von Bestätigungspaketen ACK1-ACK5 mit Bezug zu einem Übertragungsfenster, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 8 zeigt ein ähnliches Flussdiagramm wie in 7, für den Fall eines verlorenen Bestätigungsbündels, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 9 zeigt ein Flussdiagramm ähnlich wie in 7, für den Fall eines verlorenen Übertragungspaketes IP2, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform eines Verwendens eines Timers T in Verbindung mit der Übertragung von Übertragungspaketen innerhalb eines Übertragungsfensters WIN.
  • 11 zeigt ein Flussdiagramm mit Verwenden eines Timers T und dem Senden eines Bestätigungsanforderungspaketes SOL_ACK3, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • 12 zeigt den Fall eines Übertragungsstopps beim Verwenden des Timers T und des Bestätigungsanforderungspaketes SOL_ACK3, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • 13 zeigt einen Nachrichtenfluss für den Fall eines Durchführens einer Routenprüfung vor einem Senden des Bestätigungsanforderungspaketes SOL_ACK3.
  • 14 zeigt den Stopp der Übertragung in Verbindung mit einem Timer T und einer unterbrochenen Route, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • 15 zeigt einen Nachrichtenfluss, wenn der zweite Endgerätknoten MN aktiv die erneute Übertragung eines Übertragungspaketes von dem Gateway GW anfordert, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
  • 16 veranschaulicht das Prinzip eines Aufbauens eines ersten Tunnels TUN1 zwischen dem Gateway GW und dem Endgerätknoten MN.
  • 16a zeigt die Verwendung globaler Adressen und von Ad-hoc-Adressen.
  • 16b zeigt die Einkapselung eines Übertragungspaketes IPx von dem ersten Endgerätknoten CN in ein modifiziertes Übertragungspaket IPxx auf dem ersten Tunnel TUN1.
  • 17 zeigt die Einkapselung eines zweiten Tunnels TUN2 innerhalb des ersten Tunnels TUN1.
  • 18 zeigt einen Protokollstack zum Verwenden unterschiedlicher zweiter Tunnelprotokolle UDP, L2TP, PPP auf dem ersten Tunnelprotokoll IP.
  • In den Zeichnungen sind dieselben oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, um dieselben oder ähnliche Schritte und Merkmale zu bezeichnen. Während 6 ein Blockdiagramm des Gateways GW und des zweiten Endgerätknotens RN, MN zeigt, die in Kombination unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung enthalten, sind oben auf den 5c und 7-15 die jeweiligen Einheiten gezeigt, die die höchste Verantwortung zum jeweiligen Ausführen der Funktionen und Schritte haben, die in den jeweiligen Merkmalen gezeigt sind. Deshalb sollte es verstanden werden, dass die in Kombination in 6 gezeigten Einheiten auch separat gemäß den unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können.
  • PRINZIP DER ERFINDUNG
  • 5a zeigt eine Prinzipübersicht des Kommunikationssystems SYS, auf das sich die Erfindung bezieht. Das Kommunikationssystem SYS enthält ein erstes Netzwerk IN mit wenigstens einem ersten Endgerätknoten CN und ein Ad-hoc-Netzwerk AHN mit wenigstens einem zweiten Endgerätknoten RN1-RN5, MN und ein Gateway zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation TI zwischen dem ersten Endgerätknoten CN des ersten Netzwerks IN und dem zweiten Endgerätknoten des Ad-hoc-Netzwerks AHN. Hier wird der erste Endgerätknoten auch im Nachfolgenden der korrespondierende Knoten CN genannt, wie in 5a gezeigt. Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass das erste Netzwerk IN irgendeine Art eines Operator-gesteuerten Netzwerks sein kann, z.B. das Internet oder irgendein anderes Mobilkommunikationsnetzwerk. Das Ad-hoc-Netzwerk AHN kann irgendeine Art eines Netzwerks sein, das gemäß den Prinzipien einer Ad-hoc-Vernetzung gebildet ist, wie oben umrissen. Das heißt, dass das Ad-hoc-Netzwerk Ad-hoc-Knoten RN1-RN4 umfasst, die als Weiterübertragungsknoten agieren können, und ein Knoten MN zeigt sich als der Empfangsknoten für die Übertragungsinformation TI. Irgendeine Art einer Ad-hoc-Routing-Verbindung kann verwendet werden, z.B. Bluetooth-Verbindungen oder typischerweise andere Drahtlosverbindungen. Jedoch ist die Errichtung des Ad-hoc-Netzwerks nicht auf irgendeine spezifische Art von Kommunikationsverbindungen eingeschränkt, und umfasst sämtliche Kommunikationsverbindungen zum spontanen Aufbauen eines Ad-hoc-Netzwerks, wie oben beschrieben.
  • Der zweite Endgerätknoten MN und die Weiterübertragungsknoten RN1-RN4 können irgendeine Art von Vorrichtungen sein, solange wie sie ein Weiterübertragen einer Übertragungsinformation ermöglichen. Beispiele für die Weiterübertragungsknoten sind ein Mobiltelefon, ein Notebook-Computer, ein Minicomputer, ein Laptop-Computer usw.. Beispiele des Gateways GW umfassen eine Basisstation BS oder einen Zugangspunkt AP, z.B. eie WCDMA-Innenraum-basierte Station BS und einen HiperLAN/2-Zugangspunkt, wie in 1 gezeigt.
  • Obwohl hier im Nachfolgenden viele Prinzipien der Ausführungsformen der Erfindung unten mit Verweis auf die Paketübertragung innerhalb des Mobil-Ad-hoc-Netzwerks AHN erläutert werden, sollte darüber hinaus beachtet werden, dass viele Ausführungsformen der Erfindung nicht auf eine Paketübertragung innerhalb des Mobil-Ad-hoc-Netzwerks AHN eingeschränkt sind. Es ist auch vorstellbar, dass das Ad-hoc-Netzwerk beispielsweise durch Errichten von Drahtlos-Funkverbindungen mittels anderer Übertragungsverfahren, so wie OFDM oder TDM, errichtet wird.
  • Aus dem Vergleich des Kommunikationssystems SYS von 5a mit dem konventionellen Kommunikationssystem SYS von 3a wird ersichtlich, dass das Gateway GW und der zweite Endgerätknoten MN, zusätzlich zu einer jeweiligen Übertragungs-/Empfangseinheit TRG bzw. TRN, auch eine Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM in dem Gateway GW und eine Bestätigungsinformations- Übertragungseinheit ACKSN in dem zweiten Endgerätknoten MN umfassen. Die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM ist ausgebildet zum Erfassen des Empfangs einer Bestätigungsinformation ACTAN, ACTAN', ACTAN'' von dem zweiten Endgerätknoten MN. Die Bestätigungsinformation ACTAN, ACTAN', ACTAN'' bestätigt, dass die zweite Endgerätstation MN die Übertragungsinformation empfangen hat.
  • Auf der Seite des Empfangsknotens MN ist die Bestätigungsinformations-Übertragungseinheit ACKSN ausgebildet zum Übertragen, an das Gateway GW, der Bestätigungsinformation ACTAN, ACTAN', ACTAN'', die bestätigt, dass die Übertragungs-/Empfangseinheit TRN des zweiten Endgerätknotens MN die übertragene Übertragungsinformation TI, TI', TI'' empfangen hat. Das heißt, dass, gemäß einem Prinzip der Erfindung, jede Übertragung einer Downlink-Übertragungsinformation TI, TI', TI'' an das zweite Endgerät MN mit einer Bestätigungsinformation von dem zweiten Endgerätknoten bestätigt wird, wie in 5c gezeigt. Somit kann eine genaue Flusssteuerung in dem Mobil-Ad-hoc-Netzwerk AHN durchgeführt werden. Zum Beispiel hat das Gateway GW nun immer eine zertifizierte Information, dass die Downlink-Übertragungsinformation tatsächlich bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen ist, oder – wenn keine Bestätigung gesendet ist – dass es ein Problem gegeben hat, so wie eine Stauung, ein verlorenes Bündel oder ein Fehlverhalten der Benutzer-Vorrichtungen – innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks. Somit kann die Flusssteuerung in dem Ad-hoc-Netzwerk AHN verbessert werden.
  • Vorzugsweise wird das Weiterleiten der Übertragungsinformation und der Bestätigungsinformation zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN (oder präziser zwischen deren Übertragungs-/Empfangseinheiten TRG bzw. TRN) durch eine Sicherheitsverknüpfung (Vertrauensbeziehung) zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN durchgeführt.
  • Eine vertraute Beziehung oder eine Sicherheitsverknüpfung meint, in diesem Kontext, Standard-Authentifizierungsprozeduren, so dass z.B. die zweiten Endgerätknoten RN1-RN4 und MN einander vertrauen werden, dass sie immer Pakete oder eine Übertragungs- und Bestätigungsinformation weiter übertragen werden, wenn sie registriert sind, Ad-hoc-Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks zu werden. Darüber hinaus sollten auch die Weiterübertragungsknoten RN1-RN4 vorzugsweise solch eine vertraute Beziehung mit dem Gateway GW oder untereinander haben, weil sie ebenfalls mit Gebühren belastet oder belohnt werden müssen beim Empfangen oder Weiterübertragen einer Information. Der Aufbau von Vertrauensbeziehungen oder Authentifizierungsprozeduren als solches ist in dem Gebiet der Mobilkommunikationstechnologie gut bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung hier.
  • 5c zeigt die für die Gateway-Seite GW und die Seite des zweiten Endgerätknotens MN jeweiligen Schritte, die gemäß dem Prinzipverfahren der Erfindung ausgeführt werden. Im Schritt S5c1 empfängt das Gateway GW des Kommunikationssystems die Übertragungsinformation TI von dem ersten Endgerätknoten CN. Im Schritt S5c2 überträgt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG die Übertragungsinformation TI an den zweiten Endgerätknoten MN, beispielsweise nach einem Aufbau der vertrauten Beziehung (Sicherheitsverknüpfung).
  • Im Schritt S5c3 empfängt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRN des zweiten Endgerätknotens MN die Übertragungsinformation TI von dem Gateway GW. Im Schritt S5c4 überträgt die Bestätigungsinformations-Übertragungseinheit ACKSN, an das Gateway GW, die Bestätigungsinformation ACTAN, die bestätigt, dass der zweite Endgerätknoten MN die Übertragungsinformation TI empfangen hat. Im Schritt S5c5 erfasst die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKN des Gateways GW den Empfang der Bestätigungsinformation ACTAN und kann nun sicher annehmen, dass der zweite Endgerätknoten MN die Übertragungsinformation TI empfangen hat.
  • Mit Verwenden der Bestätigungsinformation ACTAN, ACTAN', ACTAN'' kann das Gateway GW eine genaue Flusssteuerung einer Information innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks AHN durchführen. Wenn es z.B. eine Verzögerung oder eine Stauung entlang der Hauptroute MR oder der alternativen Route AR gibt, was in einer verzögerten Übertragung der Bestätigungsinformation resultiert, kann das Gateway GW z.B. die Übertragungsrate usw. in Abhängigkeit von den Übertragungseigenschaften einstellen. Die genauere Flusssteuerung ist besonders vorteilhaft zum Durchführen eines genauen Abrechnens für die Übertragungsinformation auf der Downlink-Verbindung zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Knoten MN.
  • AUSFÜHRUNGSFORM ZUM VERBESSERTEN ABRECHNEN
  • 6 zeigt eine Abrechnungseinheit ACC' als einen Teil des Gateways GW. Diese Abrechnungseinheit ACC' wird in dem Prinzipflussdiagramm des Abrechnungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet, wie in 5b gezeigt. 4b zeigt die Inhalte eines Übertragungsinformationsspeichers TIS' des Gateways GW gemäß der Erfindung, und 4c zeigt die Inhalte des Übertragungsinformationsspeichers TIS' für den Fall einer Paketübertragung zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Knoten MN.
  • Genauer genommen ist die Abrechnungseinheit ACC' ausgebildet zum Bestimmen einer Gebühreninformation CH für eine Übertragung der Übertragungsinformation TI, TI', TI'' an den zweiten Endgerätknoten MN, wenn die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM den Empfang einer Bestätigungsinformation ACTAN, ACTAN', ACTAN'' für die Übertragung der Übertragungsinformation an die zweite Endgerätstation MN erfasst. Wie aus 4b ersichtlich ist, umfasst, zusätzlich zu der Quellenadresse SA, der Übertragungsdatenmenge DAM, der Übertragungsrate TRT (oder dem Übertragungszeitverhältnis), der Zieladresse TA und der Gebühreninformation CH, der Übertragungsinformationsspeicher TIS' gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch einen Eintrag für die Bestätigungsinformation (in 4b mit ACTA4, ACTAN bezeichnet). Das heißt, dass die Abrechnungseinheit ACC' gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nur eine Berechnung der Übertragungsinformationsgebühren CH durchführt, und ein Gebührenbelasten des zweiten Endgerätknotens MN durchführt, wenn eine tatsächliche Bestätigungsinformation ACTA4, ACTAN von dem zweiten Endgerätknoten MN empfangen worden ist. Somit wird vermieden, dass einerseits der zweite Endgerätknoten MN für die Übertragungsinformation TI, TI', TI'' mit Gebühren belastet wird, die den zweiten Endgerätknoten MN tatsächlich nicht erreicht hat, und andererseits, könnte das Gateway GW entscheiden, nur eine weitere Übertragungsinformation TI', TI'' zu senden, wenn für eine zuerst gesendete Übertragungsinformation TI eine entsprechende Bestätigung empfangen worden ist. Zum Beispiel könnte ein sich fehlverhaltender Knoten in der Tat die Übertragungsinformation TI empfangen haben, aber könnte sich entscheiden, die Bestätigungsinformation ACTAN nicht zu übertragen, um zu vermeiden, für den Empfang der Übertragungsinformation TI mit Gebühren belastet zu werden. Wenn das Gateway GW, d.h. seine Übertragungs-/Empfangseinheit PRG, jedoch entscheidet, die Übertragung einer weiteren Übertragungsinformation abzusetzen, wenn nicht eine Bestätigung empfangen wird, kann es vermieden werden, dass eine weitere Übertragungsinformation an sich fehlverhaltende Knoten gesendet wird.
  • 5b zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms eines Abrechnungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Auf der linken Seite sind die jeweiligen Funktionen zum Abrechnen auf der Seite des Gateways GW gezeigt, und auf der rechten Seite sind die jeweiligen Funktionen des zweiten Knotens MN gezeigt.
  • Im Schritt S51 empfängt das Gateway GW, d.h. seine Übertragungs-/Empfangseinheit TRG, eine Übertragungsinformation TI von dem korrespondierenden Knoten CN. Die Übertragungsinformation TI wird eine Quellenadresse SAC und eine Zieladresse, zum Beispiel TAN, enthalten. Deshalb muss im Schritt S51 die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW zuerst die passende Bestimmungsortsinformation bestimmen, um den Knoten zu bestimmen, an den die Übertragungsinformation TI zu senden ist. Im Schritt S52 (dem Schritt S5c2 in 5c entsprechend) sendet die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW die Übertragungsinformation TI an den zweiten Endgerätknoten MN. Im Schritt S53 empfängt der zweite Endgerätknoten MN die Übertragungsinformation, und im Schritt S55 sendet der zweite Endgerätknoten MN eine Bestätigungsinformation ACTAN an das Gateway GW. Im Schritt S56 wird die Bestätigungsinformation empfangen. Während die Übertragungsinformation im Schritt S52 an den zweiten Endgerätknoten MN gesendet wird, bestimmt die Übertragungsinformationseigenschaften-Bestimmungseinheit TCM die Übertragungseigenschaften TCH für die Übertragung der Übertragungsinformation an den zweiten Endgerätknoten MN. Wie mit Verweis auf 4a erläutert, können solche Übertragungseigenschaften vorzugsweise eine oder mehrere ausgewählte von der Gruppe umfassen, die aus der Datenmenge DAM, einer Übertragungsgeschwindigkeit oder einer Übertragungsrate TRT, einer Übertragungsroute, MR, AR entlang welcher die Übertragungsinformation an den zweiten Endgerätknoten übertragen worden ist, und einer Verzögerungszeit der Paketübertragung bestehen. Die Verzögerungszeit kann die tatsächliche Verzögerungszeit sein, die die Übertragungsinformation benötigte, um von dem Gateway GW an das zweite Endgerät MN übertragen zu werden. Gemäß einem anderen Beispiel kann die Verzögerungszeit die vorbestimmte Verzögerung für die Übertragung der Übertragungsinformation sein; z.B. kann eine vorbestimmte Dienstgüte (QoS) durch das Gateway GW bestimmt sein, und die Übertragungsinformation wird nur an den zweiten Endgerätknoten MN mit der vorgeschriebenen Dienstgüte (QoS) übertragen werden, d.h. mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit.
  • Wenn die Übertragungseigenschaften im Schritt S54 bestimmt worden sind, z.B. wie die in 4b gezeigten, bestimmt die Abrechnungseinheit ACC' die Gebühreninformation CH im Schritt S57, auf der Grundlage der Übertragungseigenschaften, nachdem die Bestätigung im Schritt S56 empfangen wurde. Das heißt, dass, nur wenn tatsächlich eine Bestätigungsinformation, z.B. ACTAN oder ACTR4, im Schritt S56 empfangen wird, die Abrechnungseinheit ACC' die Bestimmung der Gebühreninformation CH auf der Grundlage der Übertragungseigenschaften TCH durchführen wird. Während es in 5b gezeigt ist, dass die Bestimmung der Gebühreninformation CH im Schritt S57 nach einem Empfangen der Bestätigungsinformation im Schritt S56 durchgeführt wird, kann es auch bereitgestellt sein, dass zuerst einige Übertragungsinformationen, so wie TI, TI', TI'' jeweils übertragen werden, wonach sämtliche Bestätigungsinformationen gesammelt werden, und schließlich die Bestätigungsinformation bestimmt wird. In 5b ist es wichtig, dass die Gebühreninformation CH nur bestimmt werden wird (und der Benutzer des zweiten Endgerätknotens MN nur mit Gebühren belastet werden wird), wenn eine Bestätigungsinformation für die jeweilige Übertragungsinformation empfangen wird. Wenn es mehrere von dem Gateway GW an den zweiten Endgerätknoten MN im Schritt S58 in 5b zu sendende Übertragungsinformationen gibt, dann wird in das Flussdiagramm erneut im Schritt S51 eingetreten werden. Wenn es keine weitere Übertragungsinformation im Schritt S58 gibt, wird die Prozedur beendigt.
  • Während in 4b gezeigt ist, dass der Übertragungsinformationsspeicher TIS' ausgebildet ist zum Speichern von einem oder mehreren aus der Gruppe Ausgewählten, die aus einer Quellenadresse SAC, der Bestimmungsortsadresse TA der Übertragungsinformation TI, TI', TI'', der bestimmten Übertragungseigenschaften TCH, der bestimmten Gebühreninformation CH und der Bestätigungsinformation ACTAN besteht, sollte es verstanden werden, dass der Übertragungsinformationsspeicher TIS' in 4b nur ein Beispiel solch eines zum Bestimmen der Gebühreninformation CH verwendeten Speichers ist. Andere Beispiele für den Übertragungsinformationsspeicher TIS' können durch einen Fachmann abgeleitet werden. Zum Beispiel kann abgeleitet werden, dass die Bestätigungsinformation ACK in 4b tatsächlich nicht gespeichert wird, sondern als ein Auslöser zum Initiieren der Berechnung der Gebühreninformation CH verwendet wird. Deshalb sollte es verstanden werden, dass die Berechnung einer Gebühreninformation CH und die Verwendung der spezifischen Übertragungseigenschaften TCH, wie in 4b gezeigt, nur ein Beispiel sind. Wichtig ist, dass der Benutzer des zweiten Zielendgerätes MN nur mit einer Gebühreninformation CH belastet werden wird, die auf der Grundlage irgendeiner Art von Parametern bestimmt ist, die die Übertragung der Übertragungsinformation wiedergeben, wenn eine passende Bestätigungsinformation für die übertragene Übertragungsinformation vorliegt. Jedoch können andere Typen zum Berechnen einer Gebühreninformation oder zum Bewerten von Übertragungseigenschaften verwendet werden.
  • Wenn z.B. das Ad-hoc-Netzwerk AHN ein paketvermitteltes Netzwerk AHN ist, umfasst die Übertragungsinformation TI, TI', TI'' ein oder mehrere Übertragungspakete IP1-IP5, und die Bestätigungsinformation ACTAN, ACTAN', ACTAN'' umfasst ein oder mehrere Bestätigungspakete ACK1-RCK5 (siehe z.B. 7), wobei der Übertragungsinformationsspeicher TIS' wie in 4c konstituiert sein kann. Wie in 4c gezeigt, bestimmt die Übertragungseigenschaften-Bestimmungseinheit TIM Übertragungseigenschaften DAM, TRT für jedes bestätigte (durch ACK1-ACK5) Übertragungspaket IP1-IP5. Da alle fünf Pakete IP1-IP5 bestätigt wurden, wird eine vollständige Gebühreninformation CH = 2 Cent durch die Abrechnungseinheit ACC' für diese Übertragung der fünf Pakete IP1-IP5 bestimmt. Jedoch kann auch abgeleitet werden, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, dass eine Gebühreninformation CH individuell für jedes Paket berechnet wird.
  • Obwohl in 4c, gemäß einer anderen Ausführungsform, vorzugsweise eine sogenannte Sequenznummer SN (wie unten erläutert) verwendet wird, sollte verstanden werden, dass das Abrechnen für individuelle Übertragungspakete auch ohne die Verwendung solch einer Sequenznummer durchgeführt werden kann. Wenn z.B. das erste Paket (als Übertragungsinformation) im Schritt S5c2 in 5c ausgesendet wird, kann das Gateway GW einfach auf den Empfang einer Bestätigungsinformation ACTAN warten, die den Empfang eines Übertragungspaketes bestätigt. Somit weiß das Gateway GW, dass das ausgesendete Paket IP1 sicher bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen ist. Nur nach einem Empfangen des Bestätigungspaketes ACTAN wird das Gateway dann das nächste Paket IP2 aussenden, und wird noch einmal auf den Empfang eines Bestätigungspaketes ACTAN' warten. Wenn das Gateway GW immer auf den Empfang einer Bestätigung für das letzte gesendete Übertragungspaket wartet, gibt es keinen Bedarf eines Einfügens, in das jeweilige Übertragungspaket und das Bestätigungspaket, einer jeweiligen Information, die das Übertragungspaket charakterisiert und in dem Bestätigungspaket das spezifische Übertragungspaket angibt, für welches eine Bestätigung getätigt wird.
  • Jedoch kann die Verwendung der Sequenznummer SM, die die Übertragungsreihenfolge des jeweiligen Übertragungspaketes IP1-IP5 in einer Sequenz von Übertragungspaketen IP1-IP5 angibt, vorzugsweise als ein Markierer oder ein paketspezifischer Identifizierer verwendet werden, so dass Bestätigungen an das Gateway GW auf einer individualisierten Grundlage zurückgegeben werden können, d.h. auf einer paketspezifischen Grundlage. Dieses wird hier im Nachfolgenden mit Verweis auf die vorteilhaften Ausführungsformen in 7 bis 15 erläutert werden.
  • SEQUENZNUMMERNEINFÜGUNG
  • Wie bereits teilweise oben angegeben, umfasst das in 6 gezeigte Gateway GW eine Sequenznummern-Einfügungseinheit SNI, die ausgebildet ist zum Einfügen, in jedes Übertragungspaket IP1-IP5, einer Sequenznummer SN, so wie 1, 2, 3, 4, 5, die die Übertragungsreihenfolge des jeweiligen Übertragungspaketes IP1-IP5 in einer Sequenz von Übertragungspaketen angibt. Ähnlich ist, in dem Endgerätknoten, eine Sequenznummern-Bestimmungseinheit SN bereitgestellt, die ausgebildet ist zum Bestimmen, in jedem empfangenen Paket, einer Sequenznummer, die die Übertragungsreihenfolge des jeweiligen Übertragungspaketes in einer Sequenz von Übertragungspaketen angibt, wobei die Bestätigungsinformations-Übertragungseinheit ACKSN des zweiten Endgerätknotens MN ausgebildet ist zum Übertragen, an das Gateway GW, von Bestätigungspaketen ACK1-ACK5, die jeweils die erfasste Sequenznummer des empfangenen Paketes enthalten, dessen Empfang mit dem jeweiligen Bestätigungspaket ACK1-ACK5 zu bestätigen ist. Somit dient die Sequenznummer SN für den Zweck als ein allgemeiner Paketidentifizierer, so dass das übertragene Übertragungspaket auf der Seite des zweiten Endgerätes identifiziert werden kann, und so, dass das Bestätigungspaket nicht nur allgemein den Empfang eines Übertragungspaketes bestätigt, sondern den Empfang eines spezifischen Bestätigungspaketes. Diese Sequenznummer oder, im Allgemeineren, ein Paketidentifizierer, ist mit SNx in dem Beispiel der 4c bezeichnet. Somit wird, wie in 7 gezeigt, jedes Übertragungspaket IP1, IP2, IP3, IP4, IP5 ... IPx mit einem Paketidentifizierer 1, 2, 3, 4, 5 ... x durch ein jeweiliges Bestätigungspaket ACK1, ACK2, ACK3, ACK4, ACK5 ... ACKx mit Paketidentifizierern 1, 2, 3, 4, 5 ... x bestätigt. Die Sequenznummer oder der Paketidentifizierer könnte in einem IPv4-Optionsfeld oder in einem Ipv6-Bestimmungsorts-Optionsheader gespeichert sein.
  • Somit kann die Beziehung zwischen Paketen und Bestätigungspaketen durch Paketidentifizierer, z.B. eine Sequenznummer, bereitgestellt sein. Obwohl 7-15 die Verwendung einer "Nummer" als ein Paketidentifizierer zeigen, sollte es beachtet werden, dass andere Identifizierer zum Bereitstellen der paketspezifischen Bestätigungen verwendet werden können. Somit hat das Gateway eine detaillierte Information über sämtliche Pakete, die beim Mobilknoten empfangen worden sind, und kann deshalb eine genauere Flusssteuerung durchführen, z.B. auch ein genaueres Abrechnen, wie in 4c gezeigt.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm von Schritten mit Verwenden der Einfügung von Sequenznummern (Paketidentifizierern) in einer Bestätigungsprozedur, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Im Schritt S71 wird ein Paketidentifizierer oder eine Sequenznummer 1 in das erste Übertragungspaket IP1 eingefüllt. Im Schritt S72 wird das Übertragungspaket IP1 an den zweiten Endgerätknoten MN übertragen. Im Schritt S73 bestimmt die Sequenznummern-Bestimmungseinheit SND des zweiten Endgerätknotens MN den Paketidentifizierer oder die Sequenznummer 1 in dem empfangenen Übertragungspaket IP1. Zum Beispiel gibt die Sequenznummer 1 die Position 1 des Übertragungspaketes IP1 in einer Sequenz von Übertragungspaketen IP1-IP5 an. Im Schritt S74 wird das Bestätigungspaket, das die erfasste Sequenznummer oder den Paketidentifizierer enthält, an das Gateway GW übertragen. Im Schritt S75 bestimmt die Bestätigungsinformation-Erfassungseinheit ACKM auf der Grundlage des spezifischen Bestätigungspaketes ACK1 mit einem Paketidentifizierer 1, dass das Übertragungspaket IP1 mit dem Paketidentifizierer (Sequenznummer) 1 in der Tat durch den zweiten Endgerätknoten empfangen wurde.
  • Da jedes Übertragungspaket mit einem spezifischen Paketidentifizierer mit einem jeweiligen Bestätigungspaket bestätigt wird, das den Paketidentifizierer trägt, der das übertragene Übertragungspaket identifiziert, kann eine klare Beziehung zwischen Paketen und Bestätigungen bereitgestellt werden. Das heißt, selbst wenn die Umlaufzeit RTT (siehe 5c; die Umlaufzeit RTT ist die minimale Zeit, die das Gateway GW zwischen einem Übertragen eines Übertragungspaketes und Empfangen eines Bestätigungspaketes davon warten muss) nicht konstant ist für jedes Übertragungspaket IP, IP2, IP3 – und somit bewirkt, dass ein möglicher Empfang des Bestätigungspaketes ACK3 früher als der Empfang des Bestätigungspaketes ACK1 ist – gibt es immer noch eine klare Beziehung zwischen dem gesendeten Paket und der zurückgegebenen Bestätigungsinformation.
  • Zum Beispiel kann, unabhängig davon, welche Bestätigungsinformation ACK1-ACK5 zuerst ankommt, die Abrechnungseinheit ACC' eine individualisierte Gebühreninformation CH individuell für jedes spezifische Übertragungspaket IP1-IP5 bestimmen. Zum Beispiel wird wie in der Ausführungsform in 4c gezeigt, jedes Paket IP1-IP5, das durch das Gateway GW ausgesendet worden ist, nun durch ein spezifisches Bestätigungspaket ACK1-ACK5 bestätigt. In diesem Fall kann eine Gebühreninformation CH durch die Abrechnungseinheit ACC' individuell für jedes Paket bestimmt werden.
  • Wenn es keine individualisierte Beziehung zwischen dem gesendeten Übertragungspaket und dem zurückgegebenen Bestätigungspaket geben würde, könnte es geschehen, dass der zweite Endgerätknoten MN nur "den Empfang eines Paketes" bestätigt, und nicht den eines "spezifischen Paketes", und auf diese Weise geltend machen, dass nur für ein Übertragungspaket Gebühren belastet werden, was eine niedrigere Gebühreninformation CH als ein anderes Paket hat. Dieses wird durch die Verwendung der Paketidentifizierer (Sequenznummern) vermieden.
  • Wie oben erläutert, sendet, in einer ersten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung, wie in 7 gezeigt, das Gateway nur neue Pakete an den Mobilknoten (zweiter Endgerätknoten) MN, wenn es eine Bestätigung für ein vorhergehendes Paket empfangen hat. Jedoch erfordert dieses, z.B. in Abhängigkeit von der Umlaufzeit RTT, dass das nächste Paket (z.B. IP2 nach IP1) nur nach einer gewissen minimalen Umlaufzeit RTT gesendet werden kann. Zum Beispiel kann die Umlaufzeit RTT in der Größe von 1 Sekunde sein, und deshalb wird ein neues Paket nur nach Ablauf einer Zeitperiode von 1 Sekunde gesendet werden.
  • Somit weist das Gateway jedem IP-Paket eine Sequenznummer zu, bevor es dieses an den Mobilknoten MN sendet. Wenn Sequenznummern als Paketidentifizierer verwendet werden, können die Sequenznummern aufsteigend sein. Wie in 7 gezeigt, bestätigt der Mobilknoten MN jedes Paket mit einer Bestätigung mit derselben Sequenznummer (Paketidentifizierer). Wie oben erläutert, gemäß einer ersten Ausführungsform, sendet das Gateway GW nur ein neues Paket, wenn es in der Tat die Bestätigung für das vorhergehende Paket empfangen hat. Aufgrund der recht beträchtlichen Umlaufzeit RTT verwendet das Gateway GW jedoch eine Technik, die hier im Nachfolgenden das "Fensterprinzip" genannt wird.
  • FENSTERPRINZIP
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Senden von Paketen und Empfangen von Bestätigungen ist es, wenn das Gateway GW das Schiebefensterprinzip verwendet, wie in 7 veranschaulicht. Anstelle eines Sendens eines Paketes und Wartens auf eine Bestätigung vor einem Senden des nächsten Paketes, sendet das Gateway GW einige Pakete aus, worin die Nummer bzw. Anzahl ausgesendeter Pakete durch ein vorbestimmtes Überwachungsfenster WT spezifiziert ist. Dieses Übertragungsfenster WT ist durch eine Übertragungsfenstereinheit WIN innerhalb des Gateways GW festgelegt, wie in 6 gezeigt. Das vorbestimmte Übertragungsfenster WT gibt der Übertragungs-/Empfangseinheit TRG an, aufeinanderfolgend an den zweiten Endgerätknoten eine Anzahl von Übertragungspaketen zu übertragen.
  • Das Übertragungsfenster WT ist eines aus der Gruppe bestehend aus einem Übertragungszeitfenster, das eine vorbestimmte Übertragungszeitperiode angibt (z.B., wenn es eine feste Übertragungrate gibt, wird eine Zeitperiode indirekt die Anzahl von innerhalb des Übertragungsfensters auszusendenden Paketen angeben), einer Übertragungsfensteranzahl von aufeinanderfolgenden Übertragungspaketen (direkt die Anzahl von Übertragungspaketen angebend), und einer Übertragungsdatenmenge, die eine vorbestimmte Menge von in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Übertragungspaketen zu übertragenden Daten angibt (wenn z.B. eine feste Nutzlast pro Übertragungspaket möglich ist, wird die Übertragungsfensterdatenmenge indirekt die Anzahl von innerhalb des Übertragungsfensters zu übertragenden Paketen angeben). Unabhängig davon, welche Art von Übertragungsfenster verwendet wird, gibt das Übertragungsfenster jedoch indirekt oder direkt die Anzahl von Übertragungspaketen an, die an den zweiten Endgerätknoten MN gesendet werden sollen, ohne auf eine Bestätigung zu warten. Das heißt, dass anstelle eines Aussendens eines Paketes und Abwartens auf eine Bestätigung vor einem Senden des nächsten Paketes, das Gateway GW einige Pakete aussendet. Wenn die Übertragungspakete die Sequenznummer enthalten (welche vorzugsweise eine Sequenz von aufsteigenden Nummern sein kann), kann das Übertragungsfenster auch direkt die Sequenznummern der Übertragungspakete angeben, die aufeinanderfolgend ausgegeben werden sollen, vor einem Warten auf eine Bestätigung. In dem Beispiel in 7 spezifiziert das Übertragungsfenster aufeinanderfolgende drei Sequenznummern von Übertragungspaketen, die ausgesendet werden sollen.
  • Wie in 7 gezeigt, existiert ein erstes Fenster WT, das die Übertragung von 3 Paketen IP1, IP2, IP3 umfasst. Ähnlich zeigt 7 auch ein aktualisiertes oder neues Fenster WT' mit Paketen IP2, IP3, IP4, Fenster WT'' mit Paketen IP3, IP4, IP5, und Fenster WT''' mit Paketen IP4, IP5, IP5. Somit umfasst jedes Fenster eine Anzahl von Übertragungspaketen, die aufeinanderfolgend ausgesendet werden, ohne auf ein Bestätigungspaket für ein vorheriges Paket zu warten. Wie in 7 gezeigt, ist das nächste Fenster WT' die um ein Paket verschobene Version des vorherigen Fensters WT, ist das Fenster WT'' die um ein Paket verschobene Version des vorherigen Fensters WT', und ist das Fenster WT''' die um ein Paket verschobene Version des vorherigen Fensters WT''. Diese neuen Fenster werden entgegengenommen, immer wenn ein Bestätigungspaket empfangen wird. Das heißt, dass nach einem Aussenden des ersten, zweiten und dritten Paketes IP1, IP2, IP3 innerhalb des ersten Fensters WT, das erste Bestätigungspaket ACK1 bei dem Gateway GW empfangen wird. Der Empfang dieses Bestätigungspaketes ACK1 für das erste Paket IP1 löst das Verschieben des imaginären Übertragungsfensters WT zu dem Fenster WT' aus, das nun die Pakete IP2, IP3 und IP4 umfasst.
  • Jeder neue Empfang eines Bestätigungspaketes, so wie ACK2 oder ACK3 wird jeweils das Fenster ein Paket weiter verschieben, nämlich von WT' zu WT'' nach Empfangen von ACK2, und von WT' zu WT'' nach Empfangen von ACK3. Somit wird das Fenster WT''' entgegengenommen, nachdem die drei Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3 empfangen worden sind. In diesem Fall ist das Paket ACK3 die Bestätigung, dass nicht nur das erste Übertragungspaket IP1 empfangen wurde, sondern auch das zweite und das dritte Übertragungspaket IP2, IP3 (vorausgesetzt, dass die Umlaufzeit RTT konstant verbleibt). Darüber hinaus ist das Paket ACK2 die Bestätigung, dass nicht nur das erste Übertragungspaket IP1 empfangen wurde, sondern auch das zweite Übertragungspaket IP2, und das Paket ACK1 ist die Bestätigung, dass nur das erste Übertragungspaket IP1 empfangen wurde.
  • Dasselbe ist wahr, wenn ein Überholen von Übertragungspaketen und Bestätigungspaketen auftritt, oder selbst wenn ein Paketverlust auftritt. Nach Übertragen der drei Pakete IP1, IP2, IP3 in dem Fenster WT, sollte das Bestätigungspaket ACK1 tatsächlich empfangen werden, wenn die Umlaufzeit konstant verbleibt, und das Fenster würde um ein Paket zu dem Fenster WT' verschoben werden. Wenn jedoch anstelle dessen nur das Bestätigungspaket ACK3 empfangen wird, was auch den Empfang von IP2, IP3 bestätigt, dann wird das Fenster WT unmittelbar zu dem Fenster WT''' verschoben. Somit kann man auch sagen, dass das erste, zweite und dritte Bestätigungspaket ACK1, ACK2, ACK3, die jeweils den Empfang des ersten, zweiten und dritten Übertragungspaketes IP1, IP2, IP3 des gegenwärtigen Fensters WT bestätigen, das Fenster WT ein, zwei oder drei Pakete zu dem Fenster WT', WT'' bzw. WT''' verschieben wird. Auf diese Weise wird das Fenster WT SN Pakete verschoben, wobei SN die Sequenznummer SN ist, die in dem jeweiligen Bestätigungspaket enthalten ist, das den Empfang des SN-ten Pakets (und anderer Pakete mit niedrigerer SN) bei dem zweiten Endgerätknoten MN bestätigt.
  • In dem Beispiel von 7 legt somit der erste Schritt S711 das vorbestimmte Übertragungsfenster WT fest, um aufeinanderfolgend drei Übertragungspakete IP1-IP3 an den zweiten Endgerätknoten MN zu übertragen. In Schritten S72, S721, S722 werden diese Pakete aufeinanderfolgend an den Endgerätknoten MN gesendet. In Schritten S73, S731, S732 wird ein Empfang der jeweiligen Übertragungspakete IP1, IP2, IP3 bei dem Knoten MN erfasst, und in Ansprechen auf dieses werden Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3 jeweils in Schritten S74, S741, S742 an das Gateway GW gesendet. In Schritten S61, S62, S63 erfasst die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM jeweils den Empfang der Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3. Wie aus 7 ersichtlich ist, sendet die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG im Schritt S75 das nächste Paket aus (d.h., das Paket mit der nächsten höheren Sequenznummer 4), nachdem der Empfang eines Bestätigungsbündels ACK1 durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM erfasst ist. Im Schritt S75 wird darüber hinaus die neue Übertragung des neuen Übertragungspaketes IP4 mit Referenz zu einem neuen Übertragungsfenster WT' durchgeführt. Danach, wenn im Schritt S62 die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM den Empfang eines weiteren Bestätigungsinformationspaketes ACK2 erfasst, wird das Fenster WT' zu dem Fenster WT'' verschoben, und das nächste Übertragungspaket IP5 (mit der nächsten höheren Sequenznummer 5) wird im Schritt S751 übertragen. Wenn das nächste Bestätigungspaket ACK3 empfangen ist, wird das Fenster WT'' ein Paket zu dem Fenster WT''' verschoben, und das nächste Übertragungspaket IP6 wird im Schritt S752 übertragen. Somit überträgt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG immer aufeinanderfolgend die Pakete innerhalb des aktuellen Übertragungsfensters WT, WT', WT'', WT'''; wenn z.B. Pakete IP1, IP2 und IP3 bereits in dem ersten Fenster WT übertragen würden, und dieses Fenster WT zu dem Fenster WT' verschoben wird, sind selbstverständlich Pakete IP2, IP3 dieses neuen Fensters WT' bereits übertragen worden, so dass das als nächstes in dem Fenster WT' zu übertragende Paket das verbleibende, noch nicht übertragene Paket IP4 ist. Wenn andererseits nur ACK3 empfangen ist, wird das Fenster WT zu WT''' verschoben, und keines der Pakete IP4, IP5, IP6 sind bis dann übertragen worden. In diesem Fall werden somit sämtliche der neuen Pakete IP4, IP5, IP6 des aktualisierten neuen Fensters WT''' gesendet werden. Somit, immer wenn das Fenster WT, WT', WT'' zu einem neuen Fenster WT', WT'', WT''' aktualisiert wird, wird die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG aufeinanderfolgend diese Pakete des neuen Fensters übertragen, die in dem alten Fenster nicht übertragen worden sind.
  • Da in 7 angenommen wird, dass die Umlaufzeit RTT dieselbe für jede(n) Übertragung/Empfang von Übertragungs-/Bestätigungspaketen ist, ist es klar, dass die erste ankommende Bestätigung das Bestätigungspaket ACK1 sein wird. Wenn jedoch die Umlaufzeit RTT sich nach der Übertragung des ersten Übertragungspaketes IP1 im Schritt S71 ändert, kann es gut sein, dass das zweite Bestätigungspaket ACK2 das erste Ankommende ist. Wie oben erläutert, wenn ACK2 das erste ankommende Bestätigungspaket ist, verschiebt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW das ursprüngliche Fenster WT SN = 2 Pakete zu dem neuen Übertragungsfenster WT'', das die Pakete IP3, IP4, IP5 umfasst, von denen IP4 und IP5 bis jetzt noch nicht übertragen worden sind, d.h., dass die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW ein Übertragen der Übertragungspakete IP4, IP des Fensters WT'' startet. Immer wenn es eines der drei Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3 empfängt, nach der Übertragung von Übertragungspaketen IP1, IP2, IP3, innerhalb des ersten Übertragungsfensters WT, überträgt es deshalb die verbleibenden, bis jetzt noch nicht übertragenen Pakete des neuen Fensters WT', WT'', WT''', jeweils auf der Grundlage von SN in dem jeweils empfangenen Bestätigungspaket ACK1 (SN = 1, d.h. Fenster 1 Paket verschieben), ACK2 (SN = 2, d.h. Fenster 2 Pakete verschieben) und ACK3 (SN = 3, d.h. Fenster 3 Pakete verschieben).
  • Wie bereits auch oben kurz erwähnt, während normalerweise (wenn die Umlaufzeit RTT in dem Übertragungsfenster konstant verbleibt) das Übertragungspaket ACK1 das erste bei dem Gateway GW Ankommende sein wird, was somit das Fenster WT zu dem Fenster WT' verschiebt, kann es auftreten, dass das Aussenden neuer bis jetzt noch nicht übertragener Pakete in einem neuen Übertragungsfenster WT'' oder WT''' durch ein Bestätigungspaket ACK2, ACK3 mit Sequenznummern größer als das erste übertragene Übertragungspaket IP1 ausgelöst wird. In diesem Fall löst der Empfang von z.B. dem Bestätigungspaket ACK3 auch das Aussenden neuer Pakete IP4, IP5, IP6 in dem Fenster WT''' aus, während es keine Garantie gibt, dass IP2 und IP1 tatsächlich bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen sind (da keine Bestätigungsinformation ACK2, ACK3 bis jetzt empfangen worden ist). Das Fehlen eines Empfangs von ACK2, ACK1 kann durch eine längere Umlaufzeit RTT verursacht sein, oder kann durch ein verlorenes Übertragungspaket und/oder ein Bestätigungspaket verursacht sein. Die zwei letzteren Fälle werden hier im Nachfolgenden in 8 und 9 behandelt werden.
  • Es sollte beachtet werden, dass es in 7 drei Möglichkeiten gibt, wie ein neues Paket, z.B. IP4, ausgesendet werden wird, nachdem IP1, IP2, IP3 ausgesendet worden sind. Eine erste Möglichkeit ist es, dass nach Empfangen des ersten Bestätigungspaketes ACK1 im Schritt S61 das Fenster WT zu WT' verschoben wird und dieses bewirkt die Übertragung von IP4 (das verbleibende, noch nicht übertragene Paket in dem neuen Fenster WT'). Somit, unabhängig von dem Empfang der anderen Bestätigungsnachrichten ACK2, ACK3, löst der Empfang des ersten Bestätigungspaketes ACK1 bereits das Aussenden eines weiteren vorbestimmten Paketes IP4 innerhalb des neuen Übertragungsfensters WT' aus.
  • Eine andere Möglichkeit ist es, dass nach nur einem Empfangen von ACK2 das Fenster WT zu dem Fenster WT'' verschoben wird, und somit das nächste, zu dem nächsten Übertragungsfenster WT'' gehörende Paket IP4 unmittelbar gesendet werden wird, und danach das nachfolgende Paket IP5, das auch in dem neuen Fenster WT'' ist und bis jetzt nicht übertragen worden ist.
  • Eine dritte Möglichkeit ist es, dass IP4 als das erste Paket in dem Fenster WT''' gesendet werden wird, was festgelegt wird, wenn nur ACK3 empfangen ist. Nach IP4 werden auch Pakete IP5, IP6 in dem Fenster WT''' gesendet werden, weil diese nicht in vorherigen Fenstern gesendet worden sind.
  • Somit löst in einer Ausführungsform der aufeinanderfolgende Empfang der drei Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3 aufeinanderfolgend das Verschieben des Fensters WT zu den Fensterpositionen WT', WT'', WT''' aus (Ein-Paket-Verschieben des Fensters), und das aufeinanderfolgende Senden von bis jetzt nicht übertragenen Übertragungspaketen in dem jeweiligen neuen Übertragungsfenster WT', WT'', WT'''. In einer anderen Ausführungsform, in Ansprechen auf den Empfang nur eines jeweiligen Bestätigungspaketes ACK2 vor ACK1 oder ACK3 vor ACK1, ACK2, wird das Fenster WT SN Positionen verschoben (SN-Paket-Verschieben) und umfasst jeweils 2 oder 3 neue Pakete, die in dem vorherigen Fenster WT nicht übertragen worden sind.
  • Das Schiebefensterprinzip vermeidet, dass die Leistungsfähigkeit des Kommunikationssystems SYS aufgrund eines Warteprozesses auf Bestätigungen verringert wird. Selbstverständlich hängt die optimale Fenstergröße von dem maximalen Durchsatz der Verbindung zwischen GW und GMN und der Umlaufzeit RTT ab, wie zuvor erläutert. Die Umlaufzeit RTT ist die Zeit, die das Gateway GW zwischen einem Senden eines Paketes und Empfangen des jeweiligen Bestätigungspaketes warten muss. Wenn z.B. das Übertragungsfenster WT eine Übertragungsfensterdatenmenge ist, ist die Übertragungsfensterdatenmenge das Produkt zwischen der Übertragungsgeschwindigkeit TRT auf der Übertragensroute MR, AR zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerät MN und der Umlaufzeit RTT. Wenn z.B. der Durchsatz 1 Mbit/s ist (d.h., dass die Übertragungsgeschwindigkeit 1 Mbit/s ist) und die Umlaufzeit RTT 1 Sekunde ist, dann ist die Übertragungsfensterdatenmenge 1 Mbit.
  • Wie aus 7 ersichtlich ist, sind die Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3 akkumulativ, d.h. dass eine Bestätigung mit einer gewissen Sequenznummer zusätzlich sämtliche vorhergehenden Pakete bestätigt. Wenn z.B. das Bestätigungspaket ACK3 das Bestätigungspaket ACK1 "überholt", dann bestätigt das Bestätigungspaket ACK3 mit einer Sequenznummer von 3 außerdem, dass der zweite Endgerätknoten MN auch Übertragungspakete IP1, IP2 empfangen hat. Immer wenn ein Bestätigungspaket empfangen ist, sendet das Gateway GW somit ein oder mehrere neue Pakete in Abhängigkeit davon, welches Bestätigungspaket bei dem Gateway GW ankam (Schiebefenstertechnik).
  • VERLORENE PAKETE
  • 8 zeigt das Szenario eines verlorenen Bestätigungspaketes, und zwar sendet die Übertragungs-/Empfangseinheit TRN das Bestätigungspaket ACK2, aber das Paket kommt nicht bei dem Gateway GW aufgrund eines Paketverlustes auf der Übertragungsroute an. In dem Szenario von 8 werden dem Mobilknoten MN keine Gebühren für das verlorene Paket belastet werden, weil keine Bestätigungsinformation ACK2 empfangen wird (es sei denn, dass ein Bestätigungspaket mit einer höheren Sequenznummer als 2 ankommt; z.B. wird ein Bestätigungspaket ACK3 sämtliche vorherigen Pakete in der Schiebefenstertechnik bestätigen, und deshalb wird es auch Paket IP2 bestätigen, was somit auch ein Gebührenbelasten für dieses Paket bewirkt).
  • Ähnlich war in 9 das Übertragungspaket IP2 in der Tat durch die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW gesendet, jedoch ging es auf der Übertragungsroute an den zweiten Endgerätknoten MN verloren.
  • In dem Fall von 8 und 9 ist ein Detektor für ein verlorenes Paket LPD in dem Gateway GW ausgebildet zum Erfassen, dass ein Bestätigungspaket ACK2 oder ein Übertragungspaket IP2 während seiner Übertragung verloren gegangen ist, wenn nach einer Übertragung einer vorbestimmten Anzahl von Übertragungspaketen IP1-IP3 in einem Übertragungsfenster WT, das durch die Übertragungsfenstereinheit WIN festgelegt ist, die Sequenznummern in aufeinanderfolgenden Bestätigungspaketen ACK1, ACK3 nicht mit denen übereinstimmen, die in den nachfolgenden Übertragungspaketen IP1-IP3 festgelegt sind. Zum Beispiel werden, in 8, die Bestätigungspakete ACK1, ACK3 durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM erfasst, was die Übertragung weiterer Übertragungspakete IP4, IP5 im Schritt S83, S84 bewirkt. Jedoch stimmen die Sequenznummern in aufeinanderfolgenden Bestätigungspaketen nicht mit denen überein, die in den aufeinanderfolgenden Übertragungspaketen festgelegt sind. Das heißt, dass die Sequenz von Sequenznummern 1, 2, 3 der Übertragungspakete IP1, IP2, IP3 nicht mit der Sequenz von Sequenznummern 1, 3 übereinstimmt, die von den aufeinaderfolgend empfangenen Bestätigungspaketen ACK1, ACK3 erfasst sind. Somit kann das Gateway GW mit dieser Art eines Vergleiches (Sequenzfehlererfassung) bestimmen, dass entweder das Bestätigungspaket ACK3 nicht gesendet wurde, oder das in der Tat das Übertragungspaket IP2 nicht einmal den zweiten Endgerätknoten MN erreicht hat.
  • Ähnlich wird in Schritten S91, S92 in 9 der Detektor für ein verlorenes Paket LPD einen Sequenzfehler der Sequenznummern 1, 3, 3 der Übertragungspakete IP1, IP2, IP3 und der Sequenznummern 1, 3 von den empfangenen Bestätigungspaketen ACK1, ACK3 bestimmen. Trotz des Sendens neuer Pakete IP4, IP5 in Schritten S93, S94 bestimmt der Detektor für ein verlorenes Paket LPD, dass entweder das Übertragungspaket IP2 nicht bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen ist, oder dass das Bestätigungspaket ACK2 nicht gesendet wurde.
  • In beiden Szenarios in 8 (verlorenes Bestätigungspaket) und in 9 (verlorenes Übertragungspaket) wird der Mobilknoten MN nicht mit Gebühren für das verlorene Übertragungspaket/Bestätigungspaket belastet, weil keine Bestätigung bei dem übertragenden Gateway GW empfangen wird (es sei denn, dass ein Bestätigungspaket mit einer höheren Sequenznummer, so wie ACK2, oder ACK3, empfangen wird, wie oben erläutert, weil Bestätigungspakete mit einer höheren Sequenznummer auch den Empfang der Pakete einer niedrigeren Sequenznummer bestätigen, selbst wenn sie nicht empfangen worden sind). Dies ist in dem allgemeinen Kontext der Erfindung, dass der Benutzer des zweiten Endgerätknotens MN nur mit Gebühren belastet werden sollte für Pakete, die mit einer Bestätigungsinformation (Bestätigungspakete) bestätigt worden sind.
  • Jedoch kann der Mobilknoten MN schummeln, d.h. er kann tatsächlich das Übertragungspaket IP2 empfangen haben und kann absichtlich nicht ein Bestätigungspaket ACK2 senden, weil er versucht, zu vermeiden, für dieses mit Gebühren belastet zu werden. Dieses kann vermieden werden, wenn in 8 und in 9 das Gateway GW den zweiten Endgerätknoten MN immer mit Gebühren belastet, wenn ein Übertragungspaket IP2 ausgesendet worden ist, unabhängig davon, ob eine Bestätigungsinformation empfangen wird. Selbstverständlich benötigt das Gateway GW immer noch eine Information, die angibt, dass das Paket tatsächlich angekommen ist, weil gemäß der Erfindung nur Pakete berechnet werden sollten, die den zweiten Endgerätknoten erreicht haben. Jedoch ist es möglich, dass ein Detektor für ein verlorenes Paket LPD auch auf der Seite des Endgerätknotens MN bereitgestellt ist, und dieser Detektor für ein verlorenes Paket LPD erfasst eine inkorrekte Sequenz von Übertragungspaket-Sequenznummern, d.h. dass in 9 der Detektor für ein verlorenes Paket LPD auf der Seite des Mobilknotens MN 1, 3, ... erfasst, was offensichtlich eine Sequenzfehlererfassung ist, weil es keine Sequenznummer 2 gibt. In solch einem Fall, wie detaillierter mit Verweis auf 15 erläutert werden wird, kann eine Anforderung für eine erneute Übertragung durch den zweiten Endgerätknoten MN für die Sequenzfehlernummer 2 getätigt werden, und in diesem Fall, nach einem Empfangen der Anforderung für eine erneute Übertragung, kann das Gateway GW die Anforderung für eine erneute Übertragung als eine Art einer Bestätigung verwenden, dass das zweite Übertragungspaket IP2 verloren ging. In diesem Fall wird die Abrechnungseinheit ACC' vielmehr nur Gebühren für das erneute übertragene Paket belasten, als für das ursprüngliche Paket. Deshalb werden, selbst in diesem Szenario, nur Pakete berechnet, für die eine Art einer Anerkenntnis/Bestätigung von dem zweiten Endgerätknoten MN empfangen wurde.
  • Andererseits kann, in 8, das Gateway GW, im Besonderen seine Abrechnungseinheit ACC', nichts anderes tun, als für das Übertragungspaket IP2 keine Gebühren zu belasten, weil weder eine Anforderung für eine erneute Übertragung noch eine Bestätigung ACK2 empfangen wird. In diesem Fall, wie mit Verweis auf 11 erläutert, kann eine Bestätigungsanforderung von dem Gateway GW an den zweiten Endgerätknoten MN getätigt werden, um die fehlende Bestätigung erneut zu sammeln. Wenn sie schließlich empfangen wird, dann werden Gebühren für das Übertragungspaket IP2 belastet werden. Jedoch sollte zuerst gemäß dieser Ausführungsform verstanden werden, dass das Gateway GW als auch der zweite Endgerätknoten MN einen Detektor für ein verlorenes Paket LPD umfassen können, der im Grunde genommen die verlorene Bestätigung und das verlorene Paket erfasst, wenn die Sequenznummern, die aufeinanderfolgend in einem Übertragungsfenster bei dem Gateway GW und dem Mobilknoten MN auftreten, nicht mit der erwarteten Sequenz zusammenpassen.
  • TIMER-AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie oben mit Verweis auf 7 erläutert wurde, bewirkt, beim Verwenden des Schiebefensterprinzips, der Empfang eines oder mehrerer Bestätigungspakete ein Verschieben des ursprünglichen Fensters WT zu einem neuen Fenster WT', WT'', WT''', entweder in aufeinanderfolgenden einzelnen Paketverschiebungen mit jedem aufeinanderfolgenden Empfang eines Bestätigungspaketes ACK1, ACK2, ACK3, oder in SN Paketverschiebungen, wenn nur Bestätigungspakete ACK2 oder ACK3 empfangen werden. Außerdem bestätigt eine einzelne Bestätigung für eines der innerhalb des Übertragungsfensters WT übertragenen Pakete den Empfang der Übertragung sämtlicher Übertragungspakete niedrigerer Ordnung SN, als in dem Bestätigungspaket enthalten.
  • 10 zeigt ein Flussdiagramm für die Schritte, die durch den Detektor für ein verlorenes Paket LPD ausgeführt werden, der einen Timer T gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst.
  • Im Wesentlichen ist ein Timer T des Detektors für ein verlorenes Paket LPD ausgebildet zum Zählen einer vorbestimmten Zeitdauer ΔT. Der Timer T wird mit jeder neuen Übertragung eines Übertragungspaketes gestartet, wie mit Schritten S101, S102, S103, S107, S108 angegeben. Beim Zählen der vorbestimmten Zeitdauer ΔT nach einem jeweiligen Neustart, wird der Timer gestoppt, immer wenn ein Bestätigungspaket für das letzte übertragene Übertragungspaket innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer ΔT empfangen wird, wie in Schritten S104, S105, S106 ersichtlich. Somit wird der Timer zum Steuern des Empfangs von Bestätigungspaketen verwendet.
  • Vorzugsweise sollte die Zeitdauer ΔT des Timers T an die Umlaufzeit RTT angepasst sein, d.h, geringfügig länger sein.
  • Wie in 10 gezeigt und mit Verweis auf 7 (Fensterprinzip) erläutert, bestätigt eine einzelne Bestätigung, so wie die im Schritt S104 in 10 empfangene, die Übertragung sämtlicher Pakete innerhalb des Übertragungsfensters WT.
  • Wie auch oben bezüglich des "Fensterschiebeprinzips" erläutert, verschiebt oder schiebt der Empfang des Bestätigungspaketes ACK1 im Schritt S104 das Fenster WT zu dem Fenster WT', und es ist dieses Schieben des Fensters, was bewirkt, dass der Timer T neu gestartet wird, weil das neue Fenster WT' noch ein Paket umfasst, und zwar IP4, das bis jetzt nicht übertragen worden ist (siehe auch 7). Zur Übertragung dieses neuen Paketes IP4 in dem neuen Fenster WT' wird der Timer T im Schritt 107 neu gestartet. Ähnlich schiebt das ACK2 das Fenster WT zu dem Fenster WT'', was somit eine Übertragung von IP5 und einen Neustart des Timers T im Schritt S108 bewirkt. Nur das Bestätigungspaket ACK6 stoppt tatsächlich den Timer T, weil der Empfang von ACK3 die Übertragung von IP6 bewirkt, d.h. dem letzten nicht gesendeten Paket in dem neuen Übertragungsfenster WT'''. Somit werden sämtliche Pakete in dem gegenwärtigen Fenster WT''' gesendet und bestätigt worden sein, und es gibt keinen Grund mehr für ein weiteres Timer-Überwachen irgendeines Empfangs von Bestätigungspaketen.
  • Jedoch kann, wie in 11 gezeigt, ein Fall auftreten, in dem, nachdem drei Übertragungspakete IP1, IP2, IP3 gesendet worden sind, der Timer T die vorbestimmte Zeitdauer ΔT zählt und abläuft bzw. eine Zeitsperre ausführt. Das heißt, dass, nach Starten des Timers T im Schritt S113, der Timer die vorbestimmte Zeitdauer ΔT innerhalb von Schritt S113' zählt; und, da sämtliche Bestätigungspakete ACK1, ACK2, ACK3 verloren gingen, es einen Ablauf bzw. eine Zeitsperre des Timers gibt. Eine Möglichkeit in solch einer Situation ist, dass das Gateway GW einfach annimmt, dass überhaupt keine Bestätigung für irgendeines der drei Übertragungspakete IP1, IP2, IP3 empfangen worden ist, und einfach die Übertragung stoppt (Übertragungsstopp). Eine zweite Möglichkeit, wie in 11 gezeigt, ist dass, nach Schritt S113' (nachdem der Timer T die vorbestimmte Zeitdauer ΔT gezählt hat), im Schritt S114 eine Bestätigungsanforderungseinheit SOL, die ein Teil des Detektors für ein verlorenes Paket LPD sein kann, an den zweiten Endgerätknoten MN ein Bestätigungsanforderungspaket SOL_ACK3 überträgt, das eine vorbestimmte Sequenznummer 3 eines Übertragungspaketes IP3 enthält, das übertragen wurde, aber für welches bis jetzt keine Bestätigungsinformation durch die Bestätigungs-Erfassungseinheit ACKM erfasst worden ist. Die Bestätigungsanforderungsnachricht SOL_ACK3 fordert von dem zweiten Endgerätknoten MN die Übertragung eines Bestätigungspaketes ACK3 an, was den Empfang des Übertragungspaketes mit der vorbestimmten Sequenznummer 3 bestätigt.
  • Während die Bestätigungsanforderung SOL die Bestätigung eines Übertragungspaketes mit einer spezifizierten Sequenznummer anfordern kann, ist, gemäß einem Beispiel dieser Ausführungsform, die Bestätigungsanforderungseinheit SOL ausgebildet zum Übertragen, an den zweiten Endgerätknoten MN, eines Bestätigungsanforderungspaketes SOL_ACK3, dass die Sequenznummer 3 des letzten in dem Übertragungsfenster WT übertragenen Übertragungspaketes IP3 enthält.
  • Wie in 11 gezeigt, bewirkt die Übertragung des Bestätigungsanforderungspaketes SOL_ACK3 im Schritt S114, dass der Mobilknoten MN das Bestätigungspaket ACK3 im Schritt S115 überträgt, wonach weitere Übertragungen von Paketen IP4 und IP5 mit einem jeweiligen Starten des Timers T im Schritt S116, S117 starten, immer wenn ein neues Übertragungspaket übertragen wird.
  • Wie in 11 gezeigt, ist jedoch die Übertragung eines Bestätigungsanforderungsbündels SOL_ACK3 im Schritt S114 selbstverständlich eine neue Paketübertragung, genau wie die Übertragung von Übertragungspaketen IP1, IP2, IP3. Deshalb, wenn nach der Übertragung des Übertragungspaketes IP3 und dem Starten des Timers T im Schritt S113, der Timer T im Schritt S113' abläuft bzw. in Zeitsperre geht, ist es außerdem vorzuziehen, dass der Timer T gestartet wird, wenn die Bestätigungsanforderungseinheit SOL ein Übertragen des Bestätigungsanforderungsbündels SOL_ACK3 startet.
  • Während in 11 das Bestätigungspaket ACK3 den Timer stoppt, und der Timer erneut im Schritt S116 für die neue Übertragung von Paket IP4 gestartet wird, zeigt 12 einen Fall, in dem der Timer im Schritt S121' beim Senden des Bestätigungsanforderungsbündels SOL_ACK3 im Schritt S121 gesetzt wird. Wenn im Schritt S122 der Timer T abläuft bzw. in Zeitsperre geht und kein Bestätigungsinformation durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit ACKM innerhalb der Zeitdauer nach einem Übertragen des Bestätigungsanforderungsbündels SOL_ACK3 erfasst wird, stoppt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG die Übertragung weiterer Übertragungspakete nach dem Schritt S122. Die Gründe für ein Nicht-Empfangen des angeforderten Bestätigungspaketes ACK3 in 12, was den Ablauf bzw. die Zeitsperre des Timers T im Schritt S122 bewirkt, können vielfältig sein. Einer ist, dass auch das Bestätigungsanforderungsbündel SOL_ACK3 nicht den zweiten Endgerätknoten MN erreichte, weil es auf dem Weg verloren ging, wie in 12 gezeigt. Eine andere Möglichkeit ist, dass der zweite Endgerätknoten MN entweder tatsächlich nicht das Bestätigungspaket ACK3 sendete, oder das Bestätigungspaket ACK3 auf seinem Weg zu dem Gateway GW verloren ging. Der Timer T berücksichtigt sämtliche dieser Situationen durch Durchführen eines Übertragungsstopps, wenn kein Bestätigungspaket ACK3 innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer ΔT empfangen wird.
  • Wie aus 11 und 12 verstanden werden kann, sendet das Gateway GW nicht neue Pakete und startet somit den Timer T nicht neu, wenn sämtliche Bestätigungspakete verloren gehen (oder nicht durch den zweiten Endgerätknoten MN gesendet werden). Dieses resultiert in den Zeitabläufen bzw. Zeitsperren, wie in 11 und 12 veranschaulicht. In 11 erbittet das Gateway GW eine Bestätigung von dem Mobilknoten für das letzte gesendet Paket. Der Mobilknoten sendet die Bestätigung in 11 erneut, und die verbleibenden Pakete IP4, IP5 können übertragen werden. Dieselbe Prozedur kann angewendet werden, wenn, anstelle der Bestätigungen, die Übertragungspakete verloren gehen. In diesem Fall muss der Mobilknoten gleichwohl das abgerufene Bestätigungspaket ACK z.B. für das Paket 3 senden, obwohl er tatsächlich nicht irgendwelche Pakete empfangen haben kann (weil sie während der Übertragung von dem Gateway GW zu dem Mobilknoten MN verloren gingen). Somit werden dem Mobilknoten MN Gebühren für Pakete belastet, die er nicht empfangen hat. Dieses vermeidet wiederum ein Fehlverhalten des Mobilknotens MN. Wenn der Mobilknoten MN entscheidet, das Bestätigungsbündel ACK3 nicht zu senden, oder wenn das Bestätigungsanforderungspaket SOL_ACK3 nicht den zweiten Endgerätknoten MN erreicht, resultiert dieses in einem Übertragungsstopp, wie in 12 gezeigt. Wenn in 12 der Timer abläuft, wird GW die Übertragung stoppen, da es annimmt, dass entweder die Route zu MN unterbrochen ist, oder MN nicht irgendwelche Pakete mehr empfangen möchte.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie in 13 gezeigt, läuft der Timer deshalb im Schritt S131' ab bzw. geht in Zeitsperre, nach einem Zählen der Zeitdauer ΔT nach einem Übertragen des Übertragungspaketes IP3 im Schritt S131. Bezüglich dessen sind Schritt S131 und S131' in 13 identisch zu dem Schritt S113 und dem Schritt S113' in 11. Im Schritt S132 erfasst eine Routenprüf-Einheit, ob eine Übertragungsroute an den zweiten Endgerätknoten MN existiert. Wenn, nachdem der Timer T im Schritt S131' abläuft bzw. in Zeitsperre geht, die Routenprüfeinheit RC im Schritt S132 erfasst, dass eine Übertragungsroute, wie MR oder AR, zu dem zweiten Endgerätknoten MN existiert, wird die Bestätigungsanforderungseinheit SOL an den zweiten Endgerätknoten MN das Bestätigungsanforderungspaket SOL_ACK3 übertragen. In 13, wenn die Routenprüf-Einheit im Schritt S132 bestimmt, dass eine Route existiert, entsprechen die Schritte S133', S133, S134, S135, S136 den Schritten S114', S114, S115, S116 bzw. S117 von 11.
  • Wenn die Routenprüfung im Schritt S132 oder S142 in 14 negativ ist, d.h., dass die Routenprüf-Einheit RC erfasst, dass keine Übertragungsroute zu dem zweiten Endgerätknoten MN verfügbar ist, stoppt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW die Übertragung im Schritt S143. In 14 entsprechen die Schritte S141, S141' und Schritt S142 den Schritten S131, S131', S132.
  • Es sollte beachtet werden, dass in 13 und in 14 die in 6 gezeigte Routenprüf-Einheit RC durch Zugreifen auf Standard-Routing-Protokolle erfasst, ob eine Übertragungsroute an den zweiten Endgerätknoten MN existiert.
  • Es sollte auch beachtet werden, dass in 13 und in 14 es ein mögliches Problem darin gibt, dass der zweite Endgerätknoten MN keinen Anreiz hat, die letzten Pakete einer Sitzung zu bestätigen. Oder noch schlimmer, könnte er systematisch wiederholte kurze Sitzungen anstelle langer verwenden. Jedoch wird angenommen, dass dieser Missbrauch für den Benutzer des zweiten Endgerätknotens MN nicht attraktiv ist, weil der Sitzungsaufbau eine Verzögerung und einen Mehraufwand erzeugt. Darüber hinaus kann eine feste Gebühr für jeden Sitzungsaufbau berechnet werden.
  • Mit Verweis auf 9 wurde bereits oben beschrieben, dass außerdem der zweite Endgerätknoten MN erfassen kann, dass ein Übertragungspaket übertragen worden sein sollte und nicht empfangen wurde. Dies kann z.B. getätigt werden durch Prüfen der Sequenz von aus den empfangenen Paketen extrahierten Sequenznummern. In solch einem Fall (wie in 15 gezeigt) kann der zweite Endgerätknoten MN eine erneute Übertragung eines Paketes anfordern, von dem er glaubt, dass es empfangen worden sein sollte. In der Ausführungsform in 15 umfasst das erste Übertragungsfenster WT das Senden von Übertragungspaketen IP1, IP2, IP3 in Schritten S151, S152, S153. Im Schritt S154 wird das erste Übertragungspaket IP1 durch Senden eines Bestätigungspaketes ACK1 von dem zweiten Endgerätknoten MN an das Gateway GW bestätigt. Der Empfang des Bestätigungspaketes ACK1 löst das Verschieben des Fensters WT zu WT' aus, und somit das Senden des nächsten Übertragungspaketes IP4 in diesem nächsten Übertragungsfenster WT' (wie oben erläutert bewirkt der Empfang irgendeiner Bestätigungsnachricht für ein Übertragungspaket, in dem Übertragungsfenster WT enthalten, das Verschieben des Fensters WT zu WT', WT'' oder WT''', und somit das Senden weiterer nicht bereits übertragener Pakete in dem jeweiligen neuen Übertragungsfenster WT', WT'', WT''').
  • Nach Empfangen des dritten Übertragungspaketes IP3 im Schritt S153 ist der Detektor für ein verlorenes Paket LPD auf der Seite des zweiten Endgerätes MN in einer Position zum Erfassen, dass das Übertragungspaket IP2 gesendet worden sein sollte, aber auf seinem Weg verloren ging (mit dem "x" in dem Nachrichtenfluss in Schritt S152 angegeben). Das heißt, da der zweite Endgerätknoten MN weiß, dass in dem Übertragungsfenster WT drei Pakete IP1, IP2, IP3 gesendet worden sein sollten, aber er nur Pakete mit Sequenznummern 1, 3 empfangen hat, er folgert, dass das zweite Übertragungspaket IP2 verloren ging. Im Schritt S156 überträgt deshalb eine Anforderungseinheit für eine erneute Paketübertragung ARQ in dem zweiten Endgerätknoten, an das Gateway GW, das Anforderungspaket für eine erneute Übertragung SEL_ACK3 (2). Die Anforderung für eine erneute Übertragung SEL_ACK3 (2) enthält die Sequenznummer 3 des Paketes, dessen Empfang bestätigt werden sollte, als auch eine Sequenznummer 2 eines Übertragungspaketes, das angefordert wird, von dem Gateway GW erneut übertragen zu werden. Im Schritt S157, in Ansprechen auf das Anforderungspaket für eine erneute Übertragung SEL_ACK3 (2) im Schritt S156, überträgt die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW das angeforderte Paket IP2 erneut im Schritt S157. Wenn das Paket IP4 im Schritt S155 übertragen wird, hat die Seite des zweiten Endgerätes MN jedoch noch nicht das angeforderte zweite Übertragungspaket IP2 empfangen, und deshalb sendet, im Schritt S158, die Anforderungseinheit für eine erneute Paketübertragung ARQ ein anderes Anforderungspaket für eine erneute Übertragung SEL_ACK4 (2). Dieses Anforderungspaket für eine erneute Übertragung bestätigt den Empfang des vierten Übertragungspaketes IP4 und fordert gleichzeitig die erneute Übertragung des Übertragungspaketes mit der Sequenznummer 2 an. Das Anforderungspaket SEL_ACK4 (2) fordert eine andere erneute Übertragung des zweiten Übertragungspaketes IP2 an, weil zu dieser Zeit das zweite Übertragungspaket IP2, das im Schritt S157 gesendet ist, in Ansprechen auf die erste Anforderungsnachricht für eine erneute Übertragung SEL_ACK3 (2), bis jetzt nicht bei dem zweiten Endgerätknoten MN angekommen ist. Da nach Schritt S157 die erneute Übertragung des zweiten Paketes IP2 erfolgreich ist, wird jedoch die Übertragung des nächsten Paketes IP5 – vor einem Empfangen der erneuerten Anforderung für eine erneute Übertragung im Schritt S158 – mit einem Bestätigungspaket ACK5 anerkannt. Aufgrund der Zeitbeziehung in 15 wird jedoch das zweite Paket IP2 erneut an den zweiten Endgerätknoten MN im Schritt S159 in Ansprechen auf die zusätzliche Anforderung für eine erneute Übertragung SEL_ACK4 (2) gesendet werden.
  • Wie aus 15 ersichtlich ist, wenn der Detektor für ein verlorenes Paket LPD auf der Seite des zweiten Endgerätes MN den Verlust eines Übertragungspaketes, so wie IP2, erfasst (weil er weiß, dass die vollständige Sequenz 1-2-3 empfangen worden sein sollte, wenn ein Übertragungsfenster WT verwendet wird), dann sendet die Anforderungseinheit für eine erneute Paketübertragung ARQ wiederholte Anforderungen für eine erneute Übertragung SEL_ACK3 (2), SEL_ACK4 (2) mit jedem Empfang eines neuen Übertragungspaketes IP3, IP4, bis nach dem Schritt S157 das angeforderte Übertragungspaket IP2 tatsächlich bei dem zweiten Endgerätknoten MN ankommt.
  • Da das letzte Paket IP4 des zweiten Übertragungsfensters WT' nicht bestätigt werden konnte – weil die Anforderung für eine erneute Übertragung SEL_ACK4 (2) gesendet werden musste, weil das zweite Übertragungspaket IP2 noch nicht ankam, wird das Bestätigungspaket ACK4 für das letzte Übertragungspaket IP4 des zweiten Übertragungsfensters WT' nur nach Schritt S157 im Schritt S160 gesendet. Deshalb werden Bestätigungspakete, wie ACK4, für andere übertragene Pakete nur nach einem früher verlorenen Übertragungspaket, gesendet, wie IP2 tatsächlich durch die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG des Gateways GW gesendet wird. Dieses ist möglich, weil die Ausführungsform in 15 vorzugsweise mit einer Art eines "Handshake"-Prinzips arbeitet, d.h., dass der zweite Endgerätknoten MN nur mit irgendeiner Art einer Nachricht antworten wird, nachdem er ein weiteres Übertragungspaket von dem Gateway GW empfangen hat.
  • Andererseits ist die separate Übertragung von ACK4 im Schritt S160 in 15 optional, weil die Anforderung für eine erneute Übertragung SEL_ACK4 (2) nicht nur die Anforderung für eine erneute Übertragung von Paket IP2 sondern auch eine Bestätigung ACK4 für das Paket IP4 enthält.
  • Wenn Pakete verloren gehen, kann der empfangende Knoten dieses durch Prüfen der Sequenznummern der empfangenen Pakete bemerken. Der empfangene Knoten MN wird mit Gebühren für sämtliche Pakete einschließlich der verlorenen belastet. Jedoch kann der zweite Endgerätknoten MN die erneute Übertragung eines verlorenen Paketes anfordern. In diesem Fall sendet der zweite Endgerätknoten MN die Selektivbestätigung SEL_ACK3 (2), SEL_ACK4 (2), in welcher er die Sequenznummer des Paketes angibt, die er nicht empfangen hat. Das Gateway GW bzw. seine Abrechnungseinheit ACC' wird nicht Pakete berechnen, die erneut übertragen worden sind. In dem Beispiel in 15 sendet der zweite Endgerätknoten MN Selektivbestätigungspakete SEL_ACKs für jedes empfangene Paket, das nicht die Sequenznummer 2 hat. Wie erläutert, führt dieses zu zwei erneuten Übertragungen des Paketes IP2 in Schritten S157, S159. Dies kann vermieden werden, wenn der zweite Endgerätknoten MN nur Selektivbestätigungspakete SEL_ACK in gewissen Intervallen sendet, zum Beispiel der Umlaufzeit RTT entsprechend. Das heißt, dass, wenn die Einheit für eine erneute Übertragung ARQ in dem zweiten Endgerätknoten MN wenigstens die Umlaufzeit RTT warten würde, wie mit RTT in 15 angegeben, es dann erreicht werden könnte, dass das erwünschte zweite Übertragungspaket IP2 ankommt, und somit der zweite Endgerätknoten MN nicht erneut die erneute Übertragung des Paketes IP2 anfordern braucht.
  • In 15 wird angenommen, dass Pakete sich nicht gegenseitig überholen während der Übertragung innerhalb eines Übertragungsfensters WT. Das heißt, dass, wenn keine Pakete verloren gehen, Übertragungspakete IP1, IP2, IP3 auch in der Reihenfolge 1-2-3 bei dem zweiten Endgerätknoten MN ankommen werden. Aufgrund unterschiedlicher Verzögerungen oder möglicherweise unterschiedlicher Übertragungsrouten für individuelle Pakete kann es jedoch auftreten, dass die Empfangssequenz nicht 1-2-3 sondern 1-3-2 ist. Wenn der Detektor für ein verlorenes Paket LPD auf der Seite des zweiten Endgerätes MN in solch einem Fall unmittelbar eine erneute Übertragung für eine Selektivbestätigung für das Paket mit der Sequenznummer 2 sendet, kann er dieses zu früh tun, da das zweite Übertragungspaket IP2 tatsächlich ankommen kann, nur ein bisschen später. In diesem Fall sollte der zweite Endgerätknoten MN mit einem Senden einer Anforderung für eine erneute Übertragung SEL_ACK warten, um zu sehen, ob der angenommene "Paketverlust" tatsächlich eine Fehlordnung von Paketen war. Da die erneute Paketübertragung "Übertragungsfenster-weise" durchgeführt wird, ist es schlau, wenn die Einheit für eine erneute Übertragung ARQ wenigstens die Umlaufzeit RTT plus die Aussendezeit (d.h. die Größe von Paket/Übertragungsrate; z.B. 1Mbit/1Mbit/s = 1 Sekunde) multipliziert mit der Anzahl von innerhalb jedes Übertragungsfensters WT zu übertragenden Paketen wartet. Der Grund für dieses ist, dass in dem schlimmsten Fall die Pakete in solch einer fehlgeordneten Weise wie 3-1-2 ankommen können. In diesem Fall war das Paket IP3 das letzte gesendete Paket, aber es war tatsächlich das erste empfangene Paket. Da das tatsächlich zuerst gesendet Paket das Übertragungspaket IP1 mit der Sequenznummer 1 war, könnte in dem schlechtesten Fall das Übertragungspaket IP1 als das letzte empfangene Paket bei dem zweiten Endgerätknoten MN ankommen, z.B. in einer Sequenzreihenfolge von 3-2-1. Somit kann vermieden werden, dass es eine unnötige Anforderung für eine erneute Übertragung von dem zweiten Endgerätknoten MN gibt.
  • BESTÄTIGUNGS-TUNNELNDE VERBINDUNGEN
  • 5a zeigt das Kommunikationssystem SYS gemäß der Erfindung, mit einem ersten Netzwerk IN mit wenigstens einem ersten Endgerätknoten CN, einem Ad-hoc-Netzwerk AHN mit wenigstens einem zweiten Endgerätknoten RN1-RN4, MN und einem Gateway GW zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation TI zwischen dem ersten Endgerätknoten CN des ersten Netzwerks und dem zweiten Endgerätknoten des Ad-hoc-Netzwerks AHN. Wie in 5a gezeigt (und außerdem oben mit Verweis auf 3a beschrieben) werden innerhalb des Mobil-Ad-hoc-Netzwerks AHN Kommunikationsverbindungen, so wie Wireless LAN und WAN-Verbindungen oder Bluetooth-Verbindungen, verwendet, um die Übertragungsinformation von dem Gateway GW an das zweite Endgerät MN zu leiten, und um die Bestätigungsinformation von dem zweiten Endgerätknoten MN an das Gateway GW zu leiten, entlang einer Übertragungsroute MR, AR. Es sollte verstanden werden, dass die in 5a, 5b, 5c und in 6-15 gezeigten Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung ausgeführt werden können durch Verwenden solcher Drahtlosverbindungen entlang der Hauptroute MR und der alternativen Route AR. Wie hier im Nachfolgenden mit Verweis auf 16a, 16b erläutert wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Gateway GW einen IP-Tunnel zu dem empfangenden Mobilknoten MN errichtet, d.h., dass IP-Pakete, so wie IP1-IP5 in 7, in IP-Pakete eingekapselt sind. In diesem Fall muss der Mobilknoten MN eine Bestätigung an das Gateway GW für jedes eingekapseltes Paket senden, das er empfängt. Knoten werden mit Gebühren belastet und entlohnt für ein Paket, sobald wie die jeweilige Bestätigung das Gateway GW erreicht hat.
  • 16a zeigt das Kommunikationssystem SYS gemäß der Erfindung, im Besonderen mit Bezug zu der Verwendung von Globaladressen, SAC, GAG, GAN und lokalen Ad-hoc-Adressen ADAG, ADA1, ADA2, ADAN. Es sollte beachtet werden, dass der hier im Nachfolgenden mit Verweis auf 16b zu beschreibende Tunnel TUN1 nur eine Flusssteuerung durchführt, z.B. für Abrechnungszweck, aber nicht für die Stauungssteuerung. Darüber hinaus kann der Tunnelmechanismus Pakete nur auf Verlangen erneut übertragen. Jedoch kann, wie auch in 17 gezeigt, auf dem IP-Tunnel TUN1, irgendein Transportprotokoll, so wie TCP (Transport Control Protocol) oder UDP (User Datagram Protocol), laufen. Es sollte beachtet werden, dass solch ein Tunnel auch aufgrund anderer Gründe erforderlich sein kann, z.B. wenn unterschiedliche Adressierungsschemas verwendet werden. In diesem Fall kann der Tunnel auch für Abrechnungszwecke wiederverwendet werden. Wenn ein Mikromobilitätsprotokoll eingesetzt wird, das die Existenz eines Mobilitätsankerpunktes verwendet, kann der IP-Tunnel alternativ zwischen dem Mobilitätsankerpunkt und dem Mobilknoten errichtet werden. Das heißt, dass es beachtet werden sollte, dass es nicht nur möglich ist, Tunnel zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN aufzubauen, sondern auch zwischen irgendeinem anderen Knoten des Operator-gesteuerten Netzwerks IN und dem zweiten Endgerätknoten MN. Solch ein anderer Knoten kann der zuvor erwähnte Mobilitätsankerpunkt oder irgendein anderes Endgerät, Vermittlungspunkt, Basisstation, Zugangspunkt usw. sein. Deshalb sollte beachtet werden, dass der Austausch von Übertragungs- und Bestätigungspaketen und da Abrechnen, wie oben beschrieben, zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN zu existieren, ähnlich zwischen irgendeinem anderen Knoten des Netzwerks IN und dem zweiten Endgerätknoten MN stattfinden kann.
  • 16a zeigt ein Beispiel zum Adressieren und Leiten in dem Internet. Hosts sind durch vollständige IP-Adressen identifiziert, wohingegen Unternetzwerke durch Präfixe identifiziert sind. Hosts haben denselben Präfix wie ihr Unternetz. In dem Szenario von 16a befindet sich der korrespondierende Knoten CN in einem Unternetz SUBNET1 mit einem Präfix 1. Deshalb ist die Quellenadresse oder Globalquellenadresse SAC 1.1. Ähnlich gehört das Gateway GW zu dem Unternetz SUBNET2 mit Präfix 2 und hat die Globaladresse GAG 2.1. Hierin sollte im Nachfolgenden eine Globaladresse einer Einheit oder eines Hosts innerhalb der Unternetze SUBNET1, SUBNET2 als eine zu einem festen Ort gehörende feste Adresse verstanden werden.
  • Trotz der Tatsache, dass eine innere Eigenschaft des Ad-hoc-Netzwerks AHN das Merkmal ist, dass die jeweiligen Knoten RN1-RN4, MN Mobilknoten sind, können die Mobilknoten auch eine Globaladresse zugewiesen haben, z.B. für den Mobilknoten MN die Globaladresse GAN = 2.2. Diese Globaladresse GAN ist dem korrespondierenden Knoten CN als Zieladresse TAN bekannt, aber MN enthält auch eine Ad-hoc-Adresse ADAN. Nur das GW kennt beide Adressen. Ähnlich wird die Zieladresse TA4 des Knotens RN4 sowohl eine Globaladresse als auch eine Ad-hoc-Adresse haben.
  • In Ad-hoc-Netzwerken ist ein Adressieren und ein Routing flach, und Mobilvorrichtungen können beliebige Adressen verwenden, z.B. die Ad-hoc-Adressen ADAG = A für das Gateway GW und ADA1 = B, ADA2 = C und ADAN = D für die Mobilknoten MN RN1, RN2 bzw. MN. Somit besteht die tatsächliche Zieladresse TAN des zweiten Endgerätknotens MN aus einer dem korrespondierenden Knoten CN bekannten Globaladresse GAN = 2.2 und einer Lokal- oder Ad-hoc-Adresse ADAN = D, die nur dem Gateway GW bekannt ist. Wenn der Mobilknoten MN mit dem Internet verbindet und durch externe korrespondierende Knoten CN erreichbar sein möchte, muss er diese Globaladresse GAN auch haben, weil der korrespondierende Knoten CN, beim Senden der Übertragungsinformation TI, nicht wissen kann, welche temporäre Ad-hoc-Adresse der Mobilknoten MqN zu irgendeiner Zeit hat. Aus diesem Grund hat der Mobilknoten MN Globaladresse GAN = 2.2. Der Mobilknoten MN verwendet denselben Präfix "2" als das Unternetz SUBNET2, an welches er angefügt ist. Daher verwendet der Mobilknoten MN die Globaladresse GAN = 2.2 zusätzlich zu seiner Ad-hoc-Adresse ADAN = D, wie in 16a gezeigt. Wie auch zuvor erläutert, gehört das Gateway GW im Wesentlichen zu beiden Netzwerken SUBNET1, SUBNET2, und muss deshalb auch eine Globaladresse GAG = 2.1 haben, um durch den korrespondierenden Knoten CN erreichbar zu sein, als auch eine Ad-hoc-Adresse ADAG = A, um Information an den zweiten Endgerätknoten MN zu leiten und um Information davon zu empfangen. Somit hält auch das Gateway GW die zwei Adressentypen aufrecht.
  • Wenn der Mobilknoten MN mit dem Internet kommunizieren möchte, müssen Pakete innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks getunnelt werden, wie in 16b veranschaulicht.
  • Wie in 6 gezeigt, umfasst die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG eine erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN zum Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung TUN1 zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN. Die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG überträgt die Übertragungsinformation TI und empfängt die Bestätigungsinformation, z.B. ACTAN, ACTAN', ACTAN'' in 5c, zu bzw. von dem zweiten Endgerätknoten MN durch die erste Tunnelverbindung.
  • Die erste Tunnelverbindung TUN1 agiert als eine Art einer "starren Verbindung", die direkt zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN aufgebaut ist, dessen Übertragungs-/Empfangseinheit TRG jeweils die zuvor erwähnte erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN umfasst, wie in 6 gezeigt. Der Hauptvorteil eines Verwendens einer Tunnelverbindung zwischen dem Mobilknoten MN und dem Gateway ist, dass es keine Störung der Übertragung der Übertragungsinformation und der Bestätigungsinformation geben kann, und eine dedizierte Verbindung allein zum Durchführen der Flusssteuerung bereitgestellt ist, z.B. für das Abrechnen von Paketen innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks. Es sollte beachtet werden, dass im Prinzip der Tunnel TUN1 zur Flusssteuerung und zum Abrechnen aber nicht zur Stauungssteuerung verwendet wird. Es kann auch beachtet werden, dass der Tunnel TUN1 zwischen dem Mobilknoten MN und dem Gateway GW auch aus anderen Gründen erforderlich sein kann, z.B. wenn unterschiedliche Adressierungsschemas verwendet werden. In diesem Fall kann der Tunnel für Abrechnungszwecke auch erneut verwendet werden.
  • Vorzugsweise, und wie auch in 16b gezeigt, baut die erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN die erste Tunnelverbindung TUN1 durch Einkapseln von Übertragungspaketen IPx in modifizierte Übertragungspakete IPxx ein, die durch die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG erzeugt und übertragen sind. Das heißt, dass gemäß der Erfindung IP-Pakete (Übertragungspakete und Bestätigungspakete) in IP-Pakete auf dem Tunnel TUN1 eingekapselt sind.
  • Wie in 16b, kann die Übertragungsinformation TI ein IP-Paket IPx mit einem Nutzlastdatenabschnitt DPx und einem Adressierteilstück APx sein. Das IP-Übertragungspaket IPx umfasst in dem Adressierteilstück APx die Globalquellen- und Bestimmungsorts-Adressen S:1.1 und D:2.2, die global den Ursprung und den Bestimmungsort für das Übertragungspaket IPx angeben. Somit sendet der korrespondierende Knoten CN ein IP-Übertragungspaket mit einer globalen Bestimmungsortsadresse 2.2 aus. Dieses Paket wird an das Gateway GW geleitet, wo eine Adresseneinkapselung in ein neues Paket IPxx stattfinden muss, das aus dem IP-Paket IPx besteht (mit Datenteilstück DPx und Adressierteilstück APx), jedoch mit einem neuen Adressierteilstück APxx, der für das Routen und Tunneln des IP-Paketes IPx in dem Ad-hoc-Netzwerk AHN verwendet wird.
  • In dem Adressierteilstück APxx des IP-Paketes IPxx findet eine Einkapselung der Adressen statt. Somit ist die erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN ausgebildet zum jeweiligen Einkapseln eines Übertragungspaketes IPx, das von dem ersten Endgerätknoten CN empfangen ist und eine Globalquellenadresse S:1.1 des ersten Endgerätknotens CN und eine Globalbestimmungsortsadresse D:2.2 des zweiten Endgerätknotens MN hat, in ein modifiziertes Übertragungspaket IPxx, das in seinem Adressierteilstück eine Ad-hoc-Quellenadresse S:A des Gateways GW und eine Ad-hoc-Bestimmungsortsadresse D:D des zweiten Endgerätknotens MN hat. Das heißt, dass das IP-Paket IPx vollständig in einem modifizierten IP-Paket IPxx it einem neuen Header APxx eingekapselt ist, der für das Routing in dem Ad-hoc-Netzwerk verwendet wird. Somit wird das modifizierte Übertragungspaket IPxx von der Lokal-Ad-hoc-Adresse A zu der Lokal-Bestimmungsortsadresse D geleitet.
  • Wenn das erste Paket IPx mit einer Bestimmungsortsadresse des Gateways D:2.2 bei dem Gateway GW ankommt, wird somit das Gateway GW als die neue Quelle zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks AHN betrachtet. Deshalb wird die frühere Global-Bestimmungsortsadresse D:2.2 in die neue Quellenadresse S:A in dem Ad-hoc-Netzwerk geändert. Die Global-Bestimmungsortsadresse D:2.2 des zweiten Endgerätknotens MN wird in die Lokal-Ad-hoc-Netzwerkadresse D:D geändert. Innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks AHN wird somit das modifizierte Übertragungspaket IPxx von der Quelle GW (S:A) an den Bestimmungsort MN (D:D) geleitet, nur mit Verwenden der Lokal-Ad-hoc-Adressen. Somit kapselt das Gateway GW das Übertragungspaket IPx in ein anderes IP-Paket IPxx mit einer Bestimmungsortsadresse A und tunnelt es an den Mobilknoten MN. Selbstverständlich wird das Paket IPxx auf der Seite des Mobilknotens MN entkapselt, um die Information darüber abzurufen bzw. wiederzugewinnen, wo das Paket ursprünglich herkam (Quellenadresse S:1.1), und um die Nutzlastdaten von dem Datenteilstück DPx abzurufen bzw. wiederzugewinnen.
  • Da ein "virtueller" oder "logischer" Tunnel TUN1 zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN aufgebaut wird, wird der Austausch der Übertragungspakete und Bestätigungspakete zwischen den zwei Knoten GW, MN vollständig ungestört von irgendeiner anderen Übertragung von Paketen innerhalb des Ad-hoc-Netzwerks ausgeführt. Somit agiert der Tunnel TUN1 als eine Art einer starren Verbindung, die nur speziell dem Austausch von Übertragungs- und Bestätigungspaketen gewidmet ist, was z.B. nützlich für das genaue Abrechnen ist, wie oben erläutert. Die Verwendung des ersten Tunnels ist auch vorteilhaft in Fällen, in denen der korrespondierende Knoten und die Ad-hoc-Endgeräte nicht dasselbe Adressenformat haben. Ein anderer Vorteil des Tunnelaufbaus ist, dass das Paket von dem korrespondierenden Knoten intakt verbleibt, d.h. dass sein Format nicht in dem Gateway geändert wird, wenn es durch den Tunnel an den zweite Endgerätknoten übertragen wird.
  • 17 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, wo ein spezifisches zuverlässiges Tunnelprotokoll auf dem ersten Tunnelprotokoll TUN1 verwendet werden kann. Eine Möglichkeit ist es, einen TCP-Tunnel zusätzlich zu dem IP-Tunnel TUN1 zwischen dem Gateway GW und dem Mobilknoten MN aufzubauen. Das TCP-Protokoll kann eine abgespeckte Version sein, die nicht erneute Übertragungen durchführt und die nicht einen Stauungssteuerungs-Algorithmus verwendet. Dieser Ansatz ist in 17 veranschaulicht, wo ein zweiter Tunnel TUN2 in dem ersten Tunnel TUN1 eingekapselt ist.
  • Wie in 6 angegeben, umfassen, zum Aufbauen des zweiten Tunnels TUN2, das Gateway GW und der Mobilknoten MN jeweils eine zweite Tunnelaufbaueinheit TCPTUN zum Aufbauen der zweiten Tunnelverbindung TUN2, die innerhalb der ersten Tunnelverbindung TUN1 eingekapselt ist, zwischen dem Gateway GW und dem zweiten Endgerätknoten MN. Die Übertragungs-/Empfangseinheit TRG überträgt die Übertragungsinformation TI und empfängt die Bestätigungsinformation, so wie ACTAN, ACTAN', ACTAN'' in 5c, zu bzw. von dem zweiten Endgerätknoten MN, durch Verwenden der zweiten Tunnelverbindung TUN2, die innerhalb der ersten Tunnelverbindung TUN1 eingekapselt ist, wie schematisch in 17 angegeben, wo die zweite Tunnelverbindung durch die ersten Tunnelverbindung TUN1 umgeben oder eingekapselt ist. "Verwenden" der zweiten Tunnelverbindung TUN2 meint, in diesem Kontext, dass das Protokoll der zweiten Tunnelverbindung TUN2 verwendet wird.
  • Wie in 17 gezeigt, baut die zweite Tunnelaufbaueinheit TCPTUN die zweite Tunnelverbindung TUN2 auf durch Einkapseln der Übertragungspakete IPx, die das Datenteilstück DPx und das Adressierteilstück APx ähnlich wie in 16b haben und von dem ersten Endgerätknoten CN empfangen werden, in modifizierte Übertragungspakete IPx' einschließlich des Paketes IPx mit dem Datenteilstück DPx und dem Adressiersteilstück APx und eines neuen Headers oder Adressierteilstücks APx', welches z.B. in 17 annahmeweise ein TCP-Header mit einer TCP-Quellen- und Bestimmungsortsadresse ist. Somit sind die empfangenen IP-Pakete APx in ein zweites Tunnelprotokoll, so wie TCP, eingebettet.
  • Die eingekapselten oder modifizierten TCP-Übertragungspakete IPx', die das IP-Paket IPx mit dem Datenteilstück DPx und dem Adressierteilstück APx und den neuen Header APx' enthalten, werden dann durch die erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN in modifizierte Übertragungspakete IPxx' eingekapselt, die das TCP-Paket IPx' und ein Adressierteilstück APxx' ähnlich zu APxx in dem modifizierten Übertragungspaket IPxx in 16b enthalten. Somit wird das TCP-Paket IPx (einschließlich des eingekapselten IP-Paketes IPx) einmal mehr in ein modifiziertes Übertragungspaket IPxx' durch die erste Tunnelaufbaueinheit eingekapselt, ähnlich wie in 16b, nur dass die Pakete, die durch die erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN eingekapselt werden, die TCP-Pakete IPx' sind, die bereits mit Verwenden des zweiten Tunnelprotokolls eingekapselt worden sind.
  • Wie oben erläutert, kann der erste Tunnel TUN1 auch aus anderen Gründen aufgebaut werden, z.B. wenn unterschiedliche Adressierungsschemas verwendet werden. In diesem Fall kann der bereits aufgebaute Tunnel auch für den Austausch der Übertragungsinformation und der Bestätigungsinformation und für das Abrechnen verwendet werden, wie oben beschrieben.
  • Vorzugsweise baut die erste Tunnelaufbaueinheit IPTUN als die erste Tunnelverbindung TUN1 ein IP-(Internet protocol) Protokoll auf. Vorzugsweise baut die zweite Tunnelaufbaueinheit TCPTUN als einen zweiten Tunnel TUN2 ein TCP-(Transport Control Protocol) Protokoll auf, oder einen Stack eines L2TP-(Layer-2-Tunnelling protocol) Protokoll, ein PPP-(Point-to-Point Protocol) Protokoll und ein UDP-(User Datagram Protocol) Protokoll. Der zweite Tunnel kann typischerweise aufgebaut werden durch Verwenden irgendeines Protokolls, das normalerweise nicht den Austausch einer Bestätigungsinformation und einer Übertragungsinformation ermöglicht, während der erste Tunnel aufgebaut werden kann mit Verwenden irgendeiner IP-Protokollversion.
  • Mit der Verwendung des Tunnels (entweder ein Tunnel oder zwei Tunnel) ist eine verbesserte Flusssteuerung von Paketen möglich, um sicherzustellen, dass Knotenpakete angemessen bestätigen.
  • Schließlich zeigt 18 eine andere Ausführungsform der Erfindung, in der der erste Tunnel TUN1 durch einen IP-Tunnel zwischen dem Gateway GW und dem Mobilknoten MN gebildet ist, und der zweite Tunnel TUN2 durch einen Stack eines UDP-(User Datagramm Protocol) Protokoll, ein L2TP-(Layer-2-Tunnelling protocol) Protokoll und ein PPP-(Point-to-Point) Protokoll gebildet ist. Das PPP-Protokoll wird über das L2TP- und das UDP-Protokoll aufgebaut.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung möglich, eine genauere Flusssteuerung von Paketen in einem Ad-hoc-Netzwerk AHN durchzuführen, weil jedes Übertragungspaket mit einem Bestätigungspaket bestätigt wird. Dieses kann vorteilhaft verwendet werden nicht nur für eine allgemeine genauere Flusssteuerung, sondern auch für ein genaueres Abrechnen. Das heißt, dass gemäß der Erfindung ein Paketübertragungsüberwachen für ein genaues Abrechnen in Ad-hoc-Netzwerken vorzugsweise erreicht wird durch Errichten eines IP-Tunnels zwischen dem Gateway (oder einem Mobilitätsankerpunkt oder tatsächlich irgendeinem anderen Knoten in dem Operator-gesteuerten Netzwerk IN) und dem Empfangsknoten, der zum Abrechnen verwendet wird, und durch Durchführen einer verbesserten Flusssteuerung der durch diesen IP-Tunnel gesendeten Pakete, um sicherzustellen, dass Knotenpakete angemessen bestätigen.
  • Obwohl oben das spezifische Beispiel eines Verwendens eines Gateways GW beschrieben ist, sollte beachtet werden, dass irgendein anderer Knoten in dem Operator-gesteuerten Netzwerk IN zum Ausführen der Flusssteuerung und der Abrechnungsfunktionen dieser Erfindung verwendet werden könnte. Dieser andere Knoten könnte jedoch mit dem Gateway durch eine Verbindung verbunden sein, um den Transfer einer empfangenen Übertragungsinformation TI von dem Gateway GW an den zweiten Endgerätknoten MN zu initiieren.
  • Außerdem wurden oben spezifische Beispiele einer Fenstergröße von 3 Paketen beschrieben. Jedoch ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Fenstergröße beschränkt. Irgendeine andere Fenstergröße kann in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung verwendet werden.
  • Darüber hinaus wurden spezifische Protokolle als Beispiele für den ersten und den zweiten Tunnel beschrieben. Jedoch kann irgendein anderes geeignetes Protokoll in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung verwendet werden. Besonders der erste Tunnel kann ein Tunnel sein, der aufgebaut sein kann und bereits aus anderen Gründen existiert, wie oben erläutert.
  • Die Erfindung kann in irgendeiner Art eines Kommunikationssystems SYS verwendet werden, das ein erstes Netzwerk und ein zweites Netzwerk umfasst, wobei das zweite Netzwerk ein Ad-hoc-Netzwerk ist, das spontan oder "ad hoc" gebildet ist, wie oben erläutert wurde.
  • Es sollte beachtet werden, dass die Erfindung andere Ausführungsformen und Kombinationen umfasst, die nicht spezifisch oben aufgeführt sind. Zum Beispiel können weitere Ausführungsformen aus einer Kombination individueller Merkmale und Schritte resultieren, die separat in der Beschreibung und den Ansprüchen beschrieben worden sind.
  • Zum Beispiel kann eine andere Ausführungsform der Erfindung ein Computerprogrammprodukt umfassen, das Code-Abschnitte zum jeweiligen Ausführen der Funktionen der jeweiligen Einheiten des Gateways GW gemäß einer oder mehrerer der obigen Ausführungsformen und Beispiele umfasst.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung kann ein Computerprogrammprodukt umfassen, das Code-Abschnitte zum jeweiligen Ausführen der Funktionen der jeweiligen Einheiten des zweiten Endgerätknotens MN gemäß einer oder mehrerer der obigen Ausführungsformen und Beispiele umfasst.
  • Schließlich kann noch eine andere Ausführungsform der Erfindung ein Computerprogrammprodukt umfassen, das Code-Abschnitte zum jeweiligen Ausführen der Verfahrensschritte jeweiliger Einheiten des Gateways und/oder des zweiten Endgerätknotens umfasst, gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele.
  • Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass das, was beschrieben wurde, nur den besten Modus bezeichnet, wie aktuell den Erfindern bekannt, und dass die Erfindung auch andere Ausführungsformen umfassen kann. Darüber hinaus sind andere Modifizierungen und Variationen der Erfindung durch die angefügten Ansprüche abgedeckt.
  • Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen nur Verdeutlichungszwecken und schränken nicht den Schutzbereich dieser Ansprüche ein.

Claims (20)

  1. Gateway (GW) zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zwischen einem ersten Endgerätknoten (CN) eines ersten Netzwerks (IN) und einem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN) eines Ad-hoc-Netzwerks (AHN), mit: a) einer Übertragungs-/Empfangseinheit (TRG), die ausgebildet ist zum Empfangen einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') von dem ersten Endgerätknoten (CN) und zum Übertragen der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zu dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN); und b) einer Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit (ACKM), die ausgebildet ist zum Erfassen des Empfangs einer Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') von dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN), die bestätigt, dass die zweite Endgerätstation (RN1-RN4; MN) die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') empfangen hat; wobei c) die Übertragungs-/Empfangseinheit (TRG) eine erste Tunnelaufbaueinheit (IPTUN) umfasst zum Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung (TUN1) zwischen dem Gateway (GW) und dem zweiten Endgerätknoten (MN), wobei die Übertragungs-/Empfangseinheit (TRG) die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an den zweiten Endgerätknoten (MN) übertragt und die Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') von dem zweiten Endgerätknoten (MN) empfängt durch die erste Tunnelverbindung (TUN1).
  2. Gateway gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abrechnungseinheit (ACC'), die ausgebildet ist zum Bestimmen einer Gebühreninformation (CH) zur Übertragung der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zu dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN), wenn die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit (ACKM) den Empfang einer Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') zur Übertragung der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an die zweite Endgerätstation (RN1-RN4; MN) empfängt.
  3. Gateway gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Übertragungsinformationseigenschaften-Bestimmungseinheit (TIM), die ausgebildet ist zum Bestimmen von Übertragungseigenschaften (TCH) der Übertragung der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zu dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN).
  4. Gateway gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsinformationseigenschaften-Bestimmungseinheit (TIM) ausgebildet ist zum Bestimmen, als die Übertragungseigenschaften (TCH), einer oder mehrerer aus der Gruppe, die aus einer Datenmenge (DAM), einer Übertragungsgeschwindigkeit (TRT), einer Übertragungsroute (MR, AR), entlang welcher die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an den zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN) übertragen worden ist, und einer Verzögerungszeit der Paketübertragung besteht.
  5. Gateway gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ad-hoc-Netzwerk (AHN) ein paketvermitteltes Netzwerk (AHN) ist, wobei die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') ein oder mehrere Übertragungspakete (IP1-IP5) umfasst, und wobei die Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') ein oder mehrere Bestätigungspakete (ACK1-ACK5) umfasst.
  6. Gateway gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Bestätigungsanforderungs-Einheit (SOL), die ausgebildet ist zum Übertragen, an den zweiten Endgerätknoten (MN), eines Bestätigungsanforderungspaketes (SOL_ACK3) mit einer vorbestimmten Sequenznummer (SN) eines Übertragungspaketes (IP3), welches übertragen wurde, aber für welches noch keine Bestätigungsinformation durch die Bestätigungsinformations-Erfassungseinheit (ACKM) erfasst worden ist, wobei die Bestätigungsanforderungsnachricht (SOL_ACK3) von dem zweiten Endgerätknoten (MN) die Übertragung eines Bestätigungspaketes (ACK3) anfordert, das den Empfang des Übertragungspaketes (IP3) bestätigt, das die vorbestimmte Sequenznummer (IP3) hat.
  7. Gateway gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Routenprüf-Einheit (RC), die ausgebildet ist zum Erfassen, ob eine Übertragungsroute (MR, AC) zu dem zweiten Endgerätknoten (MN) existiert.
  8. Endgerätknoten eines Ad-hoc-Netzwerks (AHN) zum Austauschen einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') mit einem anderen Endgerätknoten (CN) eines anderen Netzwerks (IN), das mit dem Ad-hoc-Netzwerk (AHN) durch ein Gateway (GW) verbunden ist, mit: a) einer Übertragungs-/Empfangseinheit (TRN), die ausgebildet ist zum Empfangen einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') von dem anderen Endgerätknoten (CN) durch das Gateway (GW); und b) einer Bestätigungsinformations-Übertragungseinheit (ACKSN), die ausgebildet ist zum Übertragen, an das Gateway (GW), einer Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN''), die bestätigt, dass die Übertragungs-/Empfangseinheit (TRN) die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') empfangen hat; wobei c) die Übertragungs-/Empfangseinheit (TRN) eine erste Tunnelaufbaueinheit (TUN1) umfasst zum Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung (TUN1) zwischen dem zweiten Endgerätknoten (MN) und dem Gateway (GW), wobei die Übertragungs-/Empfangseinheit (TRG) die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') von dem Gateway (GW) empfängt und die Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') an das Gateway (GW) überträgt durch die erste Tunnelverbindung (TUN1).
  9. Endgerätknoten gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ad-hoc-Netzwerk (AHN) ein paketvermitteltes Netzwerk (AHN) ist, wobei die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') ein oder mehrere Übertragungspakete (IP1-IP5) umfasst, und wobei die Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') ein oder mehrere Bestätigungspakete (ACK1-ACK5) umfasst.
  10. Endgerätknoten gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Anforderungseinheit für eine erneute Paketübertragung (ARQ), die ausgebildet ist zum Übertragen, an das Gateway (GW), eines Anforderungspaketes für eine erneute Übertragung (SEL_ACK3 (2); SEL_ACK4 (2)) mit einer Sequenznummer (2; 2) eines Übertragungspaketes (IP2; IP2), welches zum erneuten Übertragen, von dem Gateway (GW), angefordert wird.
  11. Verfahren zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zwischen einem ersten Endgerätknoten (CN) eines ersten Netzwerks (IN) eines Kommunikationssystems (SYS) und einem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN) eines Ad-hoc-Netzwerks (AHN) des Kommunikationssystems (SYS), mit den folgenden Schritten in einem Gateway (GW) des Kommunikationssystems (SYS): a) Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung (TUN1) in dem Ad-hoc-Netzwerk zwischen dem Gateway (GA) und dem zweiten Endgerätknoten (MN), und Übertragen der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an den zweiten Endgerätknoten (MN) und Empfangen der Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') von dem zweiten Endgerätknoten (MN) durch die erste Tunnelverbindung (TUN1) b) Empfangen (S5c1), in dem Gateway (GW) des Kommunikationssystems (SYS), einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') von dem ersten Endgerätknoten (CN) und Übertragen (S5c2), von dem Gateway (GW) über die erste Tunnelverbindung, der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zu dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN); und c) Erfassen, in dem Gateway (GW), des Empfangs einer Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') über die erste Tunnelverbindung von dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN), mit Bestätigen, dass die zweite Endgerätstation (RN1-RN4; MN) die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') empfangen hat.
  12. Verfahren zum Weiterleiten einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zwischen einem ersten Endgerätknoten (CN) eines ersten Netzwerks (IN) eines Kommunikationssystems (SYS) und einem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN) eines Ad-hoc-Netzwerks (AHN) des Kommunikationssystems (SYS), mit den folgenden Schritten in dem zweiten Endgerätknoten (MN): a) Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung (TUN1) in dem Ad-hoc-Netzwerk zwischen dem Gateway (GA) und dem zweiten Endgerätknoten (MN), und Übertragen der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an den zweiten Endgerätknoten (MN) und Empfangen der Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') von dem zweiten Endgerätknoten (MN) durch die erste Tunnelverbindung (TUN1) b) Empfangen (S5c3), in dem zweiten Endgerätknoten (MN) über die erste Tunnelverbindung, einer Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') von einem Gateway (GW) des Kommunikationssystems (SYS); und c) Übertragen (S5c4), von dem zweiten Endgerätknoten (MN) über die erste Tunnelverbindung zu dem Gateway (GW), einer Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN''), mit Bestätigen, dass der zweite Endgerätknoten (MN) die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') empfangen hat.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Bestimmen (S57), in dem Gateway (GW), einer Gebühreninformation (CH) zur Übertragung der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zu dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN), wenn der Empfang einer Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') zur Übertragung der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an die zweite Endgerätstation (RN1-RN4; MN) erfasst wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Bestimmen (S54) von Übertragungseigenschaften (TCH) der Übertragung der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') zu dem zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN).
  15. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Bestimmen (S54), als die Übertragungseigenschaften (TCH), einer oder mehrerer aus der Gruppe, die aus einer Datenmenge (DAM), einer Übertragungsgeschwindigkeit (TRT), einer Übertragungsroute (RT; MR, AR), entlang welcher die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an den zweiten Endgerätknoten (RN1-RN4; MN) übertragen worden ist, und einer Verzögerungszeit der Paketübertragung entlang der Übertragungsroute an den zweiten Endgerätknoten (MN) besteht.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Übertragen (S114), von dem Gateway (GW) an den zweiten Endgerätknoten (MN), eines Bestätigungsanforderungspaketes (SOL_ACK3) mit einer vorbestimmten Sequenznummer (SN) eines Übertragungspaketes (IP3), welches übertragen wurde, aber für welches noch keine Bestätigungsinformation in dem Gateway (GW) erfasst worden ist, wobei die Bestätigungsanforderungsnachricht (SOL_ACK) von dem zweiten Endgerätknoten (MN) die Übertragung eines Bestätigungspaketes (ACK3) anfordert, das den Empfang des Übertragungspaketes (IP3) bestätigt, das die vorbestimmte Sequenznummer (IP3) hat.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Aufbauen einer ersten Tunnelverbindung (TUN1) zwischen dem Gateway (GA) und dem zweiten Endgerätknoten (MN) und Übertragen der Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') an den zweiten Endgerätknoten (MN) und Empfangen der Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') von dem zweiten Endgerätknoten (MN) durch die erste Tunnelverbindung (TUN1).
  18. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ad-hoc-Netzwerk (AHN) ein paketvermitteltes Netzwerk (AHN) ist, wobei die Übertragungsinformation (TI, TI', TI'') ein oder mehrere Übertragungspakete (IP1-IP5) umfasst, und wobei die Bestätigungsinformation (ACTAN, ACTAN', ACTAN'') ein oder mehrere Bestätigungspakete (ACK1-ACK5) umfasst.
  19. Computerprogrammprodukt mit Codeabschnitten zum jeweiligen Ausführen der Funktionen des Gateways (GW) gemäß Anspruch 11.
  20. Computerprogrammprodukt mit Codeabschnitten zum jeweiligen Ausführen der Funktionen des Endgerätknotens (RN1-RN4; MN) gemäß Anspruch 12.
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