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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gateway-Vorrichtung, eine
Funk-Basisstations-Vorrichtung, eine Vermittlungs-Vorrichtung und eine
Funkterminal-Vorrichtung, welche in Funkkommunikationen unter Verwendung
der Transportschicht zu verwenden sind.
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BESCHREIBUNG
ZUM STAND DER TECHNIK
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In
jüngsten
Jahren gibt es einen steigenden Bedarf nicht nur zum Durchführen von
Sprachkommunikationen, sondern ebenfalls von Datenkommunikationen über Funk.
TCP (Transmission Control Protocol) wird weit verbreitet als ein
zuverlässiges Transportschicht-Protokoll
bei den drahtgebundenen Datenkommunikationen verwendet, jedoch bewirkt die
direkte Anwendung dieses Protokolls bei Funkkommunikationen die
folgenden Probleme.
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Ein
TCP Segment Verlust bei den drahtgebundenen Kommunikationen bezieht
die Überlastung eines
Netzwerkes ein, so dass TCP derart entworfen ist, um die Überlastung
durch Verringerung einer Datenübertragungsrate
zu vermeiden, wenn der Segment Verlust erfasst wird. Aus diesem
Grund wird der TCP Segment Verlust aufgrund eines Funk-Sektionsfehlers
und eines Hand-Offs ebenfalls als Überlastung interpretiert, so
dass die Überlastungs-Vermeidungsbetriebe öfter ausgeführt werden
als notwendig, und daraus folgend wird der Durchsatz mehr als notwendig
verringert.
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Um
dieses Problem zu lösen,
gibt es einen Vorschlag, das übliche
TCP in einem drahtgebundenen Netzwerk, und die Funk-Transportschicht
in einem Funknetzwerk zu verwenden, und Kommunikationen an der Grenze
zwischen dem drahtgebundenen Netzwerk und dem Funknetzwerk weiterzugeben.
Beispielsweise wird "selective
ack" für eine hohe Segment-Verlustrate
auf der Funknetzwerkseite verwendet. Dies ist nämlich ein Schema, um das Überlastungsproblem
auf eine solche Weise zu lösen, dass
ein Datenverlust in der Funk-Sektion nicht als die Überlastung
angesehen wird, und eine Neuübertragung
durchgeführt
wird, ohne die Übertragungsrate
zu verringern.
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Ebenfalls
wird bei TCP, wenn ein Leerlauf-Verbindungszustand,
d.h. ein Zustand, bei welchem keine Antwort von einem Terminal an
einer Seite, und ebenfalls keine Antwort von einem Terminal an der
anderen Seite kommt, für
zwei Stunden fortdauert, ein am-Leben-bleiben Paket (keep-alive
packet) durch ein Server-Terminal übertragen, in welchem eine
am-Leben-bleiben Option als zulässig
eingestellt ist. Wenn keine Antwort auf dieses am-Leben-bleiben Paket
kommt, welches ein Untersuchungs-Paket ist, wird die Übertragung
dieses am-Leben-bleiben Pakets bei Intervallen von 75 Sekunden fortgesetzt,
jedoch wird, wenn 10 aufeinanderfolgende Versuche fehlschlagen,
beurteilt, dass ein Terminal an der Client-Seite inaktiv ist, und
die Verbindung wird unterbrochen.
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Wie
beschrieben, können
im Falle eines Durchführens
von Kommunikationen zwischen einer Funkterminal-Vorrichtung, welche
in einem Funknetzwerk untergebracht ist, und einer drahtgebundenen
Terminal-Vorrichtung, welche in einem drahtgebundenen Netzwerk untergebracht
ist, das Funk-Terminal
und eine Gateway-Vorrichtung zum Weitergeben des Transportschicht-Protokolls
nicht direkt den Funkkommunikations-Zustand des Funk-Terminals feststellen,
welches die Transportschicht-Verbindung abschließt, so dass ein Problem auftritt,
dass es unmöglich
ist, die adaptive Steuerung der Transportschicht-Verbindung (wie
beispielsweise eine dynamische Änderung
einer Segment-Größe) gemäß des Funkkommunikations-Zustandes
oder der Eigenschaft zu realisieren.
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Die
Druckschrift mit dem Titel "Implementation
and Performance Evaluation of Indirect TCP" von Bakre A. V. et al in IEEE Transactions
on Computer, US, IEEE Inc. New York, Vol. 46, No. 3, 1. März 1997, Seiten
260–278
beschreibt die Probleme einer Kopplung von drahtlosen und drahtgebundenen
Netzwerken, und stellt eine Implementierung und Berechnungsleistung
von I-TCP vor. Dies enthält
einen Aufbau einer Verbindung im drahtgebundenen Teil der I-TCP
Verbindung und einer Verbindung im drahtlosen Teil.
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Die
Druckschrift mit dem Titel "I-TCP;
Indirect TCP for Mobile Hosts" von
Ajay Bakre et al in Proceedings of the International Conference
on Distributed Computing Systems, US, Los Alamitos, IEEE Comp. Soc.
Press, Vol. 15, 30. Mai 1995, Seiten 136–143 beschreibt die Probleme
von IP basierenden Lösungen,
bei denen sowohl drahtlose als auch drahtgebundene Netzwerke verwendet
werden. Dieses Dokument beschreibt ebenfalls eine Implementierung
von I-TCP, welches Vermittlungen verwendet, um eine Kommunikation
zwischen Mobilvorrichtungen und Vorrichtungen bei einem stationären Netzwerk
bereitzustellen. Das System beschreibt eine Handhabung der Probleme
bezüglich
einer Mobilität und
eine Unzuverlässigkeit
von drahtlosen Verbindungen innerhalb der drahtlosen Verbindung,
um eine Modifikation der Software bei stationären drahtgebundenen Verbindungs-Hosts zu vermeiden.
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Die
US-5,159,596 beschreibt ein Mobilkommunikations-System, welches
eine Gateway-Vermittlungseinheit zum Vermitteln von Kommunikationen zwischen
Mobilfunk-Einheiten und den Funk-Basisstationen,
und zum Verbinden der Funk-Basisstationen an ein Fernsprechnetz
enthält.
Die US-5,457,680 beschreibt ein System zum Verwalten der Kommunikation
von Datenpaketen zwischen einem mobilen Daten-Funkterminal und einer
Mehrzahl an stationären
Basisstationen. Das System enthält
ein Bestimmen, welche Basisstation bessere Signal-Messdaten bereitstellt,
und baut einen Kanal mit der besseren Basisstation auf.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikations-Schema
zum Verbessern der Leistung von Kommunikationen bereitzustellen,
welche die Transportschicht-Verbindung verwenden, welche über ein
Funknetzwerk bereitgestellt wird, indem eine Steuerung der Transportschicht-Verbindung
gemäss
des Funkkommunikations-Zustandes
und einer Eigenschaft des Funkterminals ermöglicht wird, ohne eine Implementierung
der Transportschicht eines mit einem drahtgebundenen Netzwerk verbundenen
Terminals zu ändern,
um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, welche auftreten, wenn
ein zuverlässiges
Transportschichtprotokoll bei einem Funknetzwerk angewendet wird.
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Genauer
gesagt, stellt die vorliegende Erfindung eine Gateway-Vorrichtung,
eine Funk-Basisstations-Vorrichtung, eine Vermittlungs-Vorrichtung
und eine Funkterminal-Vorrichtung
für dieses
Kommunikations-Schema bereit.
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Gemäss eines
Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Gateway-Vorrichtung
zum Weitergeben einer Transportschicht-Verbindung, welche an einer Funkterminal-Vorrichtung
angeschlossen ist, bei einer Transportschicht, und zwar über eine
Vermittlungs-Vorrichtung bereitgestellt, um eine Datenübertragung
zwischen der Funkterminal-Vorrichtung und einer drahtgebundenen
Terminal-Vorrichtung durchzuführen,
wobei die Gateway-Vorrichtung separat von der Vermittlungs- Vorrichtung in Übereinstimmung
mit Transportschicht-Verbindungen,
welche an Funkterminal-Vorrichtungen angeschlossen sind, bereitgestellt
ist, und wobei sie enthält:
eine Übertragungs-Einheit,
welche derart aufgebaut ist, um eine jeweilige Steuerinformation
zu übertragen
und zu empfangen; und
eine Umwandlungs-Einheit, welche derart
aufgebaut ist, um bidirektional ein erstes Transportschicht-Protokoll,
welches für
Kommunikationen innerhalb eines Funknetzwerkes verwendet wird, und
ein zweites Transportschicht-Protokoll, welches für Kommunikationen
innerhalb eines drahtgebundenen Netzwerkes verwendet wird, umzuwandeln,
und zwar in einem Fall beim Durchführen von Kommunikationen zwischen
der Funkterminal-Vorrichtung, welche im Funknetzwerk untergebracht
ist, und der drahtgebundenen Terminal-Vorrichtung, welche im drahtgebundenen
Netzwerk untergebracht ist, gekennzeichnet durch
eine Steuereinheit,
welche derart aufgebaut ist, um adaptiv ein Betriebskennzeichen
von einer Verbindung im ersten Transportschicht-Protokoll gemäß einer
Information bezüglich
eines Funkkommunikations-Zustandes der Funkterminal-Vorrichtung
zu steuern.
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Gemäss eines
weiteren Aspektes der Erfindung ist eine Vermittlungs-Vorrichtung
bereitgestellt, welche mit einer Mehrzahl von Funk-Basisstations-Vorrichtungen
zum Unterbringen einer Funkterminal-Vorrichtung, welche sich innerhalb
von Funk-Dienstbereichen befindet, und einem drahtgebundenen Netzwerk,
verbunden ist, mit welchem eine drahtgebundene Terminal-Vorrichtung
verbunden ist, zum Durchführen
einer Datenübertragung zwischen
der Funkterminal-Vorrichtung und der drahtgebundenen Terminal-Vorrichtung unter
Verwendung einer Mehrzahl von Gateway- Vorrichtungen zum Weitergeben einer
Transportschicht-Verbindung,
welche an der Funkterminal-Vorrichtung angeschlossen ist, bei einer
Transportschicht, wobei die Vermittlungs-Vorrichtung gekennzeichnet
ist durch:
eine Übereinstimmungs-Einstelleinheit,
welche derart aufgebaut ist, um die Funkterminal-Vorrichtung in Übereinstimmung
mit einer von einer Mehrzahl von Gateway-Vorrichtungen einzustellen, um adaptiv
ein Betriebskennzeichen von einer Transportschicht-Verbindung für die Funkkommunikationen der
Funk-Mobilvorrichtung gemäß eines
Funkkommunikations-Zustandes der Funkterminal-Vorrichtung zu steuern; und
eine Übertragungs-Einheit,
welche derart aufgebaut ist, um von einer Funk-Basisstations-Vorrichtung,
in deren Funk-Dienstbereich
sich die Funkterminal-Vorrichtung befindet, ein Paket zu empfangen,
welches zumindest eine Kennung der Funkterminal-Vorrichtung und
eine Information bezüglich
des Funkkommunikations-Zustandes der Funkterminal-Vorrichtung enthält, und
das Paket an eine Gateway-Vorrichtung zu übertragen, welche in Übereinstimmung
mit der Funkterminal-Vorrichtung
durch die Übereinstimmungs-Einstelleinheit
eingestellt ist.
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Gemäss eines
weiteren Aspektes der Erfindung, ist eine Funk-Basisstations-Vorrichtung
bereitgestellt, welche enthält:
eine
Verarbeitungseinheit, welche derart aufgebaut ist, um eine Basisstations-Verarbeitung
durchzuführen,
welche zum Unterbringen einer Funkterminal-Vorrichtung, welche sich
in einem Funk-Dienstbereich befindet, notwendig ist;
eine Meldeeinheit,
welche derart aufgebaut ist, um eine Information bezüglich eines
Funkkommunikations-Zustandes der Funkterminal-Vorrichtung, welche sich
im Funk- Dienstbereich
befindet, an eines aus einer Vermittlung, einem Gateway und einem
Heimatort-Register zu melden; und gekennzeichnet ist durch eine Übereinstimmungs-Einstelleinheit,
welche derart aufgebaut ist, um die Funkterminal-Vorrichtung, welche
sich im Funk-Dienstbereich
befindet, in Übereinstimmung
mit einer aus einer Mehrzahl von Gateway-Vorrichtungen einzustellen,
um adaptiv ein Betriebskennzeichen von einer Transportschicht-Verbindung für Funkkommunikationen
der Funkterminal-Vorrichtung
gemäß des Funkkommunikations-Zustandes
der Funkterminal-Vorrichtung zu steuern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der
folgenden Beschreibung deutlich, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden
Zeichnungen genommen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm, welches einen beispielhaften Aufbau
eines Netzwerks zeigt, welches Kommunikationsvorrichtungen der vorliegenden
Erfindung verwendet.
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Aufbau einer Basisstations-Vorrichtung
gemäss
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Aufbau einer Vermittlungs-Vorrichtung gemäss der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Aufbau einer Gateway-Vorrichtung
gemäss
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Aufbau einer Basisstations-Vorrichtung
gemäss
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Aufbau eines Heimatort-Registers
gemäss
der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist
ein Diagramm, welches einen beispielhaften Tabelleninhalt einer
Funk-Zustands-Informations-Verwaltungstabelle
im Heimatort-Register von 6 zeigt.
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8 ist
ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften Aufbau einer Funkterminal-Vorrichtung
gemäss
der fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezugnehmend
nun auf 1 bis 4, wird
die erste Ausführungsform
eines Kommunikations-Schemas gemäss
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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1 zeigt
einen beispielhaften Aufbau eines Netzwerkes, welches Kommunikations-Vorrichtungen
(Gateway-Vorrichtung, Vermittlungs-Vorrichtung, Basisstations-Vorrichtung)
der ersten Ausführungsform
verwendet. Dieses Netzwerk von 1 enthält ein drahtgebundenes
Netzwerk 1101, drahtgebundene Terminals 1001 bis 1003,
welche mit dem drahtgebundenen Netzwerk 1101 verbunden
sind, Gateway-Vorrichtungen 501 bis 503, Basisstations-Vorrichtungen 1401 bis 1406,
welche jeweils Funk-Dienstbereiche 1701 bis 1706 abdecken,
Funkterminal-Vorrichtungen 1801 bis 1804, welche
Kommunikationen durchführen,
während
sie sich durch diese Funk-Dienstbereiche 1701 bis 1706 bewegen, und
eine Vermittlungs-Vorrichtung 1301 zum Zwischenverbinden
des drahtgebunden Netzwerkes 1101, der Gateway-Vorrichtungen 501 bis 503 und der
Basisstations-Vorrichtungen 1401 bis 1406.
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Im
folgenden wird ein beispielhafter Fall einer Übertragung von Meldungen unter
Verwendung von IP (Internet-Protokoll) Paketen und einer Übertragung
von Daten eines beliebigen Transportschicht-Protokolls auf dem Netzwerk
von 1 beschrieben.
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2 zeigt
einen beispielhaften Aufbau einer Basisstations-Vorrichtung 1400,
welcher für
jede der Basisstations-Vorrichtungen 1401–1406 von 1 verwendet
werden kann.
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Diese
Basisstations-Vorrichtung 1400 von 2 enthält eine
Steuereinheit 1500, welche eine Signalstärkeänderungs-Meldeeinheit 1501,
eine BER (Bit Fehlerrate) Änderungs-Meldeinheit 1502 und
eine Terminal-Bewegungs-Steuereinheit 1503 hat, eine Funk-Übertragungs-
und Empfangseinheit 1600, welche einen Empfänger 1601 hat,
welcher eine Signalstärke-Messeinheit 1604,
ein Sende-/Empfangsgerät 1602 und
einen Duplexer 1603 enthält, welcher es dem Empfänger 1601 und
dem Übertrager 1602 ermöglicht,
eine Antenne 1605 gemeinsam zu verwenden; eine BER Messeinheit 1606;
eine IP-Einheit 210, welche eine IP-Eingabeeinheit 211 und
eine IP-Ausgabeinheit 212 hat;
und eine IF (Schnittstelle) Einheit 140, welche eine IF-Eingabeeinheit 141 und
eine IF-Ausgabeeinheit 142 enthält. In 2 zeigen
durchgängige
Linien Datenflüsse
an, während
gestrichelte Linien Steuerflüsse
anzeigen.
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Die
Signalstärke-Messeinheit 1604 misst eine
empfangene Signalstärke
für jede
Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804 und meldet die
gemessene Signalstärke
regelmäßig an die
Steuereinheit 1500. Die BER Messeinheit 1606 misst
die BER von Signalen, welche vom Empfänger 1601 an die IF-Ausgabeeinheit 142 fließen, bei
jeder Funkterminal- Vorrichtung 1801–1804,
und meldet die gemessene BER regelmäßig an die Steuereinheit 1500.
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Es
ist hier zu bemerken, dass die empfangene Signalstärke und
die BER lediglich Beispiele an Information sind, welche einen Funk-Kommunikationszustand
zwischen der Funkterminal-Vorrichtung und
der Funk-Basisstations-Vorrichtung anzeigt.
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Die
Signalstärkeänderungs-Meldeeinheit 1501 von
der Steuereinheit 1500 gibt eine Meldung an die IP-Ausgabeeinheit 212 aus,
wobei die Meldung die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 als ihr Ziel hat,
und enthält
die empfangene Signalstärke
für jede Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804,
welche durch die Signalstärke-Messeinheit 1604 erlangt
wird, und eine Kennung von einer entsprechenden Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804.
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Genauso
gibt die BER Änderungs-Meldeeinheit 1502 von
der Steuereinheit 1500 eine Meldung an die IP-Ausgabeeinheit 212 aus,
wobei die Meldung die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 als
ihr Ziel hat, und enthält
die BER für
jede Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804, welche durch
die BER Messeinheit 1606 erlangt wird, und eine Kennung
von einer entsprechenden Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804.
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Als
eine Kennung kann beispielsweise eine IP Adresse verwendet werden,
welche jeder Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804 zugewiesen
ist.
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Als
eine Meldung, welche an die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 durch
die IP-Ausgabeeinheit 212 zu übertragen ist, kann eine ICMP
(Internet Control Message Protocol) Meldung bestimmt werden. Es
kann nämlich
als eine ICMP Meldung zum Melden einer Information, welche den Funkkommunikations-Zustand, wie beispielsweise
die empfangene Signalstärke
oder die BER, und die Kennung der Funkterminal-Vorrichtung anzeigt,
ein neuer Typ und Code zugewiesen werden, und es kann ein Format für einen
Informationsinhalt (die empfangene Signalstärke oder die BER und die Kennung
der Funkterminal-Vorrichtung) bestimmt werden. Diese Meldung kann
von der Basisstations-Vorrichtung 1400 an die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 entweder
regelmäßig oder
lediglich dann gemeldet werden, wenn die empfange Signalstärke oder
die BER einen vorgeschriebenen Schwellwert übersteigt.
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3 zeigt
einen beispielhaften Aufbau der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 von 1.
Diese Vermittlungs-Vorrichtung 1301 von 3 enthält im allgemeinen
eine Mehrzahl (in 3 sind lediglich drei gezeigt)
von drahtgebundenen IF-Einheiten 100, 110, welche
jeweils mit dem drahtgebundenen Netzwerk 1101 und den Gateway-Vorrichtungen 501–503 verbunden
sind; eine Mehrzahl (in 3 sind lediglich drei gezeigt)
von Funk IF-Einheiten 120, 130, welche jeweils
mit den Basisstations-Vorrichtungen 1401 1406 verbunden
sind, und eine IP-Einheit 200.
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Jede
drahtgebundene IF-Einheit 100, 110 enthält eine
drahtgebundene IF-Eingabeeinheit 101, 111 und
eine drahtgebundene IF-Ausgabeeinheit 102, 112,
während
jede Funk IF-Einheit 120, 130 eine Funk IF-Eingabeeinheit 121, 131 und
eine Funk IF-Ausgabeeinheit 122, 132 enthält.
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Die
IP-Einheit 200 enthält
eine IP-Eingabeeinheit 201, welche einen Datagramm-Filter 205 hat, eine
IP-Ausgabeeinheit 202,
eine IP-Weitergabeeinheit 203, welche eine Übereinstimmungs-Tabelle 206 speichert,
und eine Mobil-Steuereinheit 204.
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Die
Meldung (beispielweise ICMP Meldung) zum Melden des Funkkommunikations-Zustandes, welche
von der Basisstations-Vorrichtung übertragen wird,
erreicht die IP-Eingabeeinheit 201 über die Funk IF-Eingabeeinheit 121 oder 131.
Dann erkennt die IP-Eingabeeinheit 201, dass diese Meldung
eine ICMP Meldung ist, um den Funkkommunikations-Zustand (welcher
durch den Typ und Code von ICMP identifiziert werden kann) unter
Verwendung des Datagramm-Filters 205 zu melden. Dann erkennt
die IP-Eingabeeinheit 201 ebenfalls, dass es eine Meldung
(IP-Datagramm) ist, welche an eine der Gateway-Vorrichtungen 501–503 zu übertragen
ist, welche die Transportschicht-Verbindung, welche an der Funkterminal-Vorrichtung angeschlossen
ist, weitergibt, wie durch die Kennung, welche in dieser Meldung
enthalten ist, angezeigt, und gibt sie an die IP-Weitergabeeinheit 203 aus.
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Die Übereinstimmungs-Tabelle 206 dieser IP-Weitergabeeinheit 203 zeigt
eine Übereinstimmung
zwischen IP-Adressen der Funkterminal-Vorrichtungen 1801–1804 und
IP-Adressen der Gateway-Vorrichtungen 501–503 an,
welche die Transportschicht-Verbindungen weitergeben, welche an den
Funkterminal-Vorrichtungen 1801–1804 angeschlossen
sind.
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Diese Übereinstimmung
kann beispielsweise wie folgt aufgebaut werden. Wenn die Terminal-Bewegungs-Steuereinheit 1503 von
der Basisstations-Vorrichtung 1401–1406 en die Mobil-Steuereinheit 204 von
der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 meldet, dass die Funkterminal-Vorrichtung 1801–1804 in einem
der Funk-Dienstbereiche 1701–1706 neu entdeckt
ist (inklusive dem Fall, bei welchem die Funkterminal-Vorrichtung hier
eingeschaltet wird), stellt die Mobil-Steuereinheit 204 diese Funkterminal-Vorrichtung
in Übereinstimmung
mit einer der Gateway-Vorrichtungen 501–503 gemäss einer
vorgeschriebenen Regel ein.
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Nun
erhält
die IP-Weitergabeeinheit 203 die IP-Adresse von einer der
Gateway-Vorrichtungen 501–503, welche der IP-Adresse von der Funkterminal-Vorrichtung
entspricht, welche in dieser Meldung enthalten ist, von der Übereinstimmungs-Tabelle 206.
Dann schreibt die IP-Weitergabeeinheit 203 diese IP-Adresse
der Gateway-Vorrichtung in einen IP-Header von dieser Meldung als
ein neues Ziel von dieser Meldung, und gibt diese Meldung an die IP-Ausgabeeinheit 202 aus.
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Die
IP-Ausgabeeinheit 202 überträgt dann diese
Meldung an eine der Gateway-Vorrichtungen 501–503 über die
drahtgebundene IF-Ausgabeeinheit 102 oder 112,
welche dem Ziel von dieser Meldung entspricht.
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Es
ist zu bemerken, dass das Ziel der in die IP-Einheit 201 eingegebenen
Meldung eine Adresse der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 ist, so dass
sie normalerweise an die obere Schicht ausgegeben werden sollte.
Daraus folgend kann die oben beschriebene Verarbeitung an der IP-Weitergabeeinheit 203 (die
Verarbeitung zum Spezifizieren einer Gateway-Vorrichtung, welche
der Funkterminal-Vorrichtung
von der Kennung entspricht, welche in dieser Meldung enthalten ist,
indem auf die Übereinstimmungs-Tabelle 206 zurück gegriffen
wird, und zum Übertragen
dieser Meldung an diese identifizierte Gateway-Vorrichtung) an der
oberen Schicht durchgeführt
werden. Es ist nämlich
möglich,
eine Funktion zum Verarbeiten dieser Meldung in der oberen Schicht
bereitzustellen, und diese Meldung an diese Funktion, anstelle der
IP-Weitergabeeinheit 203, auszugeben.
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4 zeigt
einen beispielhaften Aufbau einer Gateway-Vorrichtung 500, welche für jede der Gateway-Vorrichtungen 501–503 von 1 verwendet
werden kann.
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Diese
Gateway-Vorrichtung 500 von 4 enthält im allgemeinen
eine IF-Einheit 150, eine IP-Einheit 220, eine
TCP-Einheit 300, eine TCP-Weitergabeeinheit 310 und
eine Funk TCP-Einheit 320.
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Die
IF-Einheit 150 enthält
eine IF-Eingabeeinheit 151 und eine IF-Ausgabeeinheit 152,
welche mit der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 verbunden sind.
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Die
IP-Einheit 220 enthält
eine IP-Eingabeeinheit 221, welche einen Datagramm-Filter 224 hat, eine
IP-Ausgabeeinheit 222,
eine IP-Weitergabeeinheit 223, und eine Funkkommunikations-Zustand Empfangs-Verarbeitungseinheit 225.
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Die
TCP-Einheit 300 enthält
eine TCP-Eingabeeinheit 301, welche einen Segement-Filter 303 hat,
und eine TCP-Ausgabeeinheit 302.
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Die
Funk TCP-Einheit 320 enthält eine Funk TCP-Eingabeeinheit 321,
welche einen Segment-Filter 323 hat, eine Funk TCP-Ausgabeeinheit 322,
und eine Funkkommunikations-Zustandsadaptions-Steuereinheit 324.
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Die
TCP-Weitergabeeinheit 310 enthält einen Umwandler 311 zum
Umwandeln des Funktransportschicht-Protokolls in das drahtgebundenen Transportschicht-Protokoll,
und einen Umwandler 312 zum Umwandeln des drahtgebundenen
Transportschicht-Protokolls in das Funktransportschicht-Protokoll.
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Die
von der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 an die Gateway-Vorrichtung 500 übertragene
Meldung erreicht die IP-Eingabeeinheit 221 über die IF-Eingabeeinheit 151 von
der Gateway-Vorrichtung 500.
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Die
IP-Eingabeeinheit 221 erkennt, dass die eingegebene Meldung
eine Meldung ist, um den Funkkommunikations-Zustand zu melden, unter
Verwendung des Datagramm-Filters 224, und sendet diese
Meldung an die Funkkommunikations-Zustand Empfangs-Verarbeitungseinheit 225.
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Die
Funkkommunikations-Zustand Empfangs-Verarbeitungseinheit 225 extrahiert
eine Kennung (IP-Adresse)
der Funkterminal-Vorrichtung und eine Information bezüglich des
Funkkommunikations-Zustandes (wie beispielsweise die empfangene Signalstärke oder
die BER), welche in der Meldung enthalten sind, und meldet sie an
die Funk TCP-Einheit 320.
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Die
Funkkommunikations-Zustand Adaptions-Steuereinheit 324 von
der Funk TCP-Einheit 320 ändert dann adaptiv den Funk
TCP-Betrieb gemäss dieser
Meldung hinsichtlich des Funkkommunikations-Zustandes. Beispielsweise
wird die maximale Größe eines
zu übertragenen
Funk TCP-Segements kleiner gemacht, wenn die BER größer wird
als ein vorgeschriebener Schwellwert (oder wenn die empfangen Signalstärke kleiner
als ein vorgeschriebener Schwellwert wird), und die maximale Größe eines
zu übertragenen
Funk TCP-Segments wird größer gemacht,
wenn die BER kleiner als ein vorgeschriebener Schwellwert wird (oder
wenn die empfangene Signalstärke
höher als
ein vorgeschriebener Schwellwert wird).
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Ein
solcher Transportschichtverbindungs-Steuerbefehl (beispielsweise
ein Befehl zum Ändern
der Größe eines
TCP-Segments) wird
bei der Funk TCP-Ausgabeeinheit 322 derart angewendet, dass
jedes Funk TCP-Segment, welches nachfolgend vom Umwandler 312 von
der TCP-Weitergabeeinheit 310 übertragen wird, seine Größe auf die
Größe geändert haben
wird, welche durch die Funkkommunikations-Zustand Adaptions-Steuereinheit 324 bestimmt
ist, und zwar zu einem Ausgabezeitpunkt von der Funk TCP-Ausgabeeinheit 322,
und an die Basisstations-Vorrichtung über die IP-Ausgabeeinheit 222 und
die IP-Ausgabeeinheit 152 übertragen wird.
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Bezugnehmend
nun auf 5 wird die zweite Ausführungsform
eines Kommunikations-Schemas gemäss
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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Die
erste Ausführungsform
ist auf den Fall gerichtet, bei welchem die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 die
Funkterminal-Vorrichtung,
welche durch die in der Meldung enthaltene Kennung identifiziert
ist, in Übereinstimmung
mit einer der Mehrzahl an Gateway-Vorrichtungen gemäss der Meldung
zum Melden des Funkkommunikations-Zustandes, welche von einer der
Basisstations-Vorrichtungen 1401–1406 an die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 übertragen
wird, einstellt (der Fall zum Spezifizieren einer Gateway-Vorrichtung,
welche ein Übertragungsziel
der Meldung zum Melden des Funkkommunikations-Zustandes ist).
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Im
Gegensatz dazu ist diese zweite Ausführungsform auf den Fall gerichtet,
bei welchem die Basisstations-Vorrichtung 1401–1406 die
Funkterminal-Vorrichtung in Übereinstimmung
mit einer der Mehrzahl an Gateway-Vorrichtungen einstellt.
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5 zeigt
einen beispielhaften Aufbau einer Basisstations-Vorrichtung 1400 gemäss dieser zweiten
Ausführungsform,
welcher für
jede der Basisstationen 1401–1406 von 1 verwendet
werden kann. Hier sind den Elementen, welche im wesentlichen gleich
jenen von 2 sind, in 5 dieselben
Bezugsziffern gegeben, und es werden nur Unterschiede zu 2 beschrieben.
Der Aufbau von 5 unterscheidet sich nämlich insofern
von dem von 2, als dass die Steuereinheit 1500 eine Übereinstimmungs-Tabelle 1504 hat.
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Die Übereinstimmungs-Tabelle 1504 zeigt eine Übereinstimmung
zwischen IP-Adressen von den Funkterminal-Vorrichtungen 1801–1804 und IP-Adressen
von den Gateway-Vorrichtungen 501–503 an,
welche die Transportschicht-Verbindungen
weitergeben, welche an den Funkterminal-Vorrichtungen 1801–1804 angeschlossen
sind.
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Diese Übereinstimmung
kann beispielsweise wie folgt aufgebaut werden. Hier wird angenommen, dass
die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 bereits diese Übereinstimmung
in der Übereinstimmungs-Tabelle 206 hat,
und zwar durch den in der ersten Ausführungsform beschriebenen Verlauf.
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Dann,
wenn die Terminal-Bewegungs-Steuereinheit 1503 von einer
der Basisstations-Vorrichtungen 1401–1406 eine Meldung
an die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 meldet, um zu melden,
dass eine der Funkterminal-Vorrichtungen 1801–1804 neu entdeckt
ist, sucht die Mobil-Steuereinheit 204 von der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 nach
einer Kennung (IP-Adresse)
von einer der Gateway-Vorrichtungen 501–503, welche die Transportschicht-Verbindung,
welche an der Funkterminal-Vorrichtung angeschlossen ist, weitergibt,
und zwar wie durch die Kennung (IP-Adresse) identifiziert, welche
in dieser empfangenen Meldung enthalten ist, indem auf die Übereinstimmungs-Tabelle 206 Bezug
genommen wird. Dann überträgt die Mobil-Steuereinheit 204 von der
Vermittlungs-Vorrichtung 1301 eine vorgeschriebene Antwort-Meldung, welche diese
herausgefundene Kennung von der Gateway-Vorrichtung enthält, an die
Basisstations-Vorrichtung,
welche diese Meldung übertrug,
um die Entdeckung der Funkterminal-Vorrichtung früher zu vermerken.
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Dann
wird an dieser Basisstations-Vorrichtung die Antwort-Meldung von der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 durch
die IF-Eingabeeinheit 141 und die
IP-Eingabeeinheit 211 empfangen, und die Kennung der Gateway-Vorrichtung
wird von dieser Antwort-Meldung extrahiert. Dann registriert die
Terminal-Bewegungs-Steuereinheit 1503 eine Übereinstimmung
zwischen dieser Kennung von der Gateway-Vorrichtung und der Funkterminal-Vorrichtung
in der Übereinstimmungs-Tabelle 1504.
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Andererseits
erzeugt die Signalstärkeänderungs-Meldeeinheit 1501 von
der Steuereinheit 1500 eine Meldung, welche die empfangene
Signalstärke für diese
Funkterminal-Vorrichtung enthält,
welche durch die Signalstärke-Messeinheit 1604 erlangt wird,
und die Kennung von dieser Funkterminal-Vorrichtung, und gibt diese Meldung
an die IP-Ausgabeeinheit 212 aus.
An diesem Punkt sucht die Signalstärkeänderungs-Meldeeinheit 1501 die
Kennung (IP-Adresse)
von der Gateway-Vorrichtung, welche der Kennung von dieser Funkterminal-Vorrichtung entspricht,
aus der Übereinstimmungs-Tabelle 1501 heraus,
und stellt sie als ein Ziel von der erzeugten Meldung ein.
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Genauso
erzeugt die BER Änderungs-Meldeeinheit 1502 von
der Steuereinheit 1500 eine Meldung, welche die BER für diese
Funkterminal-Vorrichtung enthält,
welche durch die BER Messeinheit 1606 erlangt wird, und
die Kennung von dieser Funkterminal-Vorrichtung, und gibt diese
Meldung an die IP-Ausgabeeinheit 212 aus.
An diesem Punkt sucht die BER Änderungs-Meldeeinheit 1502 die
Kennung (IP-Adresse) von der Gateway-Vorrichtung, welche der Kennung
von dieser Funkterminal-Vorrichtung entspricht, aus der Übereinstimmungs-Tabelle 1504 heraus,
und stellt sie als ein Ziel von der erzeugten Meldung ein.
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Wenn
eine solche Meldung an die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 durch
die IP-Ausgabeeinheit 212 und die IF-Ausgabeeinheit 142 übertragen
wird, handhabt die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 sie genauso
wie das übliche
IP-Paket, indem die Vermittlung an eine der Gateway-Vorrichtungen 501–503 durchgeführt wird,
welche durch die IP-Adresse spezifiziert ist, welche im IP-Paket
enthalten ist.
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Der
Betrieb von der Gateway-Vorrichtung 501–503, welche diese
Meldung empfing, ist derselbe wie in der oben beschriebenen ersten
Ausführungsform.
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Bezugnehmend
nun auf 6 und 7 wird die
dritte Ausführungsform
eines Kommunikations-Schemas gemäss
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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Die
erste und zweite Ausführungsform
sind auf einen Fall gerichtet, bei welchem die Gateway-Vorrichtung 501–503 die
Funk TCP Steuerung unter Verwendung der Meldung zum Melden des Funk-Kommunikations-Zustandes,
welcher von der Basisstations-Vorrichtung 1401–1406 oder
der Vermittlungs-Vorrichtung 1301 übertragen
wird, durchführt.
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Im
Gegensatz dazu ist diese dritte Ausführungsform auf den Fall einer
Verwendung eines Heimatort-Registers gerichtet, welches in einem
Funknetzwerk bereitgestellt ist, und welche beschrieben wird. Hier
wird angenommen, dass die Basisstations-Vorrichtung eine Bestätigung von 5,
wie oben beschrieben, hat.
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6 zeigt
einen beispielhaften Aufbau des Heimatort-Registers 600, welches eine
Steuereinheit 601, eine Funk-Zustandsinformations-Verwaltungstabelle 602 und
eine Übertragungs-
und Empfangseinheit 603 enthält.
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7 zeigt
einen beispielhaften Inhalt der Funk-Zustandinformations-Verwaltungstabelle 602, welche
durch das Heimatort-Register 600 von 6 verwaltet
wird. Das Heimatort-Register 1303 verwaltet nämlich ein
registriertes Funkterminal und eine Basisstation, welche dieses
Funkterminal unterbringt, und eine Information über einen Funkkommunikations-Zustand
zwischen diesem Funkterminal und dieser Basisstation, unter Verwendung
des wie in 7 gezeigten Tabellen-Inhaltes
in der Funk-Zustandsinformations-Verwaltungstabelle 602.
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Die
Signalstärkeänderungs-Meldeeinheit 1501 von
der Steuereinheit 1500 in der Funk-Basisstation 1401–1406 erzeugt
eine Meldung, welche die empfangene Signalstärke für diese Funkterminal-Vorrichtung,
welche durch die Signalstärke
für diese
Funkterminal-Vorrichtung, welche durch die Signalstärke-Messeinheit 1604 erlangt
wird, und die Kennung von dieser Funkterminal-Vorrichtung enthält, und
gibt diese Meldung an die IP-Ausgabeeinheit 212 aus. An
diesem Punkt sucht die Signalstärkeänderungs-Meldeeinheit 1501 die
Kennung (IP-Adresse) von dieser Funkterminal-Vorrichtung aus der Übereinstimmungs-Tabelle 1504 aus,
und stellt sie als einen Teil von Daten von der erzeugten Meldung
ein. Ebenfalls wird die Adresse des Heimatort-Registers 600 als eine Zieladresse
von der erzeugten Meldung eingestellt.
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Genauso
erzeugt die BER Änderungs-Meldeeinheit 1502 von
der Steuereinheit 1500 eine Meldung, welche die BER von
dieser Funkterminal-Vorrichtung, welche durch die BER Messeinheit 1606 erlangt
wird, und die Kennung von dieser Funkterminal-Vorrichtung enthält, und gibt diese Meldung
an die IP-Ausgabeeinheit 212 aus.
An diesem Punkt sucht die BER Änderungs-Meldeeinheit 1502 die Kennung
(IP-Adresse) von dieser Funkterminal-Vorrichtung aus der Übereinstimmungs-Tabelle 1504 aus,
und stellt sie als einen Teil von Daten von der erzeugten Meldung
ein. Ebenfalls wird die Adresse des Heimtatort-Registers 600 als
eine Zieladresse von der erzeugten Meldung eingestellt.
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Wenn
eine solche Meldung an die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 durch
die IP-Ausgabeeinheit 212 und die IF-Ausgabeeinheit 142 übertragen
wird, handhabt die Vermittlungs-Vorrichtung 1301 sie genauso
wie das übliche
IP-Paket, indem die Vermittlung an das Heimatort-Register 600 durchgeführt wird,
welches durch die IP-Adresse spezifiziert wird, welche im IP-Paket
enthalten ist.
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Wenn
diese Meldung empfangen wird, nimmt die Steuereinheit 601 vom
Heimatort-Register 600 die Funkterminal-Kennung und die
Funkkommunikations-Zustandsinformation von dieser Meldung heraus,
und fügt
sie der Funk-Zustandsinformations-Verwaltungstabelle 602 hinzu.
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Andererseits,
wenn ein Funkkommunikations-Melde-Anfragepaket von der Gateway-Vorrichtung 501–503 an
das Heimatort-Register 600 übertragen wird, nimmt die Steuereinheit 601 den
Funkkommunikations-Zustand vom entsprechenden Funkterminal aus der
Funk-Zustandsinformations-Verwaltungstabelle 602 heraus,
bildet ein Paket, welches diese Information enthält, und überträgt dieses Paket an die Gateway-Vorrichtung 501–503.
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Der
Betrieb von der Gateway-Vorrichtung 501–503, welche diese
Meldung empfängt,
ist derselbe wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
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Bezugnehmend
nun wieder auf 1 und 4 wird die
vierte Ausführungsform
eines Kommunikations-Schemas gemäss
der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
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Bei
dieser vierten Ausführungsform
wird angenommen, dass das drahtgebundene Terminal 1100,
welches mit dem drahtgebundenen Netzwerk 1101 verbunden
ist, Kommunikationen mit dem Funkterminal 1802 über die
Gateway-Vorrichtung 501 durchführt.
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Nachdem
ein Signal erkannt wird, welches anzeigt, dass Kommunikationen mit
dem Funkterminal 1802 unterbrochen sind, stellt die Funkkommunikations-Zustand
Adaptions-Steuereinheit 324 in
der Funk TCP-Einheit 320 von der Gateway-Vorrichtung 501 den
Funk am-Leben-bleiben-Zeitnehmer
(nicht gezeigt) ein. Die für
diesen Zeitnehmer eingestellte Zeit ist ausreichend kürzer als
die am-Leben-bleiben Zeit,
welche für
gewöhnlich
in der TCP Schicht verwendet wird.
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Dann,
wenn die Funk am-Leben-bleiben Zeit verstreicht, bevor eine Antwort
vom Funkterminal 1802 kommt, führt die Funkkommunikations-Zustand Adaptions-Steuereinheit 324 den
Betrieb zum Freigeben einer Verbindung zwischen dem drahtgebundenen
Terminal 1001 und dem Funkterminal 1802 durch.
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Wenn
ein Paket vom Funkterminal 1802 ankommt, nachdem die Funk
am-Leben-bleiben Zeit verstrichen ist, überträgt die Funkkommunikations-Zustand
Adaptions-Steuereinheit 324 ein Paket, welches beim Funkterminal 1802 anfragt,
die Verarbeitung zum Freigeben der Verbindung durchzuführen.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
die Verbindung innerhalb einer Zeit freizugeben, welche kürzer ist
als jene des Zeitnehmers, welcher normalerweise durch TCP implementiert
ist, so dass es möglich
wird, die Ressourcen zu sparen.
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Zusätzlich,
wenn ein Signal, welches anzeigt, dass Kommunikationen mit dem Funkterminal 1802 wieder
aufgenommen sind, von der Funkkommunikations-Zustand Adaptions-Steuereinheit 324 empfangen
wird, bevor die Funk am-Leben-bleiben Zeit verstrichen ist, stellt
die Funkkommunikations-Zustand Adaptions-Steuereinheit 324 den
Funk am-Leben-bleiben Zeitnehmer zurück, während ein Signal übertragen
wird, welches bei der Funk TCP-Ausgabeeinheit 322 anfragt,
einen Neuübertragungs-Zeitnehmer 325 zurück zu setzen,
und unmittelbar ein Neuübertragungs-Paket
neu zu übertragen.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
eine schnelle Kommunikations-Wiederaufnahme zu realisieren, so dass
es möglich
ist zur Verbesserung des Durchsatzes beizutragen.
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Bezugnehmend
nun auf 8 wird die fünfte Ausführungsform eines Kommunikations-Schemas gemäss der vorliegenden
Erfindung detailliert beschrieben.
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8 zeigt
einen beispielhaften Aufbau einer Funkterminal-Vorrichtung 1800,
welche für
jede der Funkterminal-Vorrichtungen 1801–1804 von 1 verwendet
werden kann.
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Diese
Funkterminal-Vorrichtung 1800 von 8 enthält eine
Kommunikations-Zustands-Überwachungseinheit 704 und
eine TCP-Einheit 700, welche eine Steuereinheit 701 zum
Steuern der TCP Schicht, eine TCP-Ausgabeeinheit 702, eine TCP-Ausgabeeinheit 703 und
einen Funk am-Leben-bleiben Zeitnehmer 705 enthält. Die
Kommunikations-Zustands-Überwachungseinheit 704 überwacht
ob eine Verbindung zur Basisstation verbunden ist oder nicht, und
meldet den überwachten
Zustand an die Steuereinheit 701 von der TCP-Einheit 700.
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Es
wird nun angenommen, dass das drahtgebundene Terminal 1100,
welches mit dem drahtgebundenen Netzwerk 1101 verbunden
ist, Kommunikationen mit dem Funkterminal 1802 über die
Gateway-Vorrichtung 501 durchführt.
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Wenn
ein Signal, welches anzeigt, dass Kommunikationen mit der Basisstation 1403 unterbrochen
sind, von der Kommunikations-Zustands-Überwachungseinheit 704 empfangen
wird, stellt die Steuereinheit 701 in der TCP-Einheit 700 von
der Funkterminal-Vorrichtung 1802 den Funk am-Leben-bleiben Zeitnehmer 705 ein.
Die für
diesen Zeitnehmer eingestellte Zeit ist ausreichend kürzer als
die am-Leben-bleiben
Zeit, welche für
gewöhnlich
in der TCP-Schicht verwendet wird.
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Dann,
wenn die Funk am-Leben-bleiben Zeit 705 verstreicht, bevor
ein Signal, welches anzeigt, dass Kommunikationen wieder aufgenommen
werden, von der Basisstation 1401–1406 ankommt, führt die
Steuereinheit 701 den Betrieb zum Freigeben der Verbindung
mit dem drahtgebundenen Terminal 1100 durch.
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Wenn
ein Paket von der kommunizierenden Gateway-Vorrichtung 501 über die
Basisstation 1401–1406 ankommt,
nachdem die Funk am-Leben-bleiben Zeit 705 verstrichen
ist, überträgt die Steuereinheit 701 ein
Paket, welches bei der Gateway-Vorrichtung 501 anfragt,
die Verarbeitung zum Freigeben der Verbindung durchzuführen.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
die Verbindung innerhalb einer Zeit freizugeben, welche kürzer als
jene des Zeitnehmers ist, welcher normalerweise durch TCP implementiert
ist, so dass es möglich
wird, die Ressourcen zu sparen.
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Zusätzlich,
wenn ein Signal, welches anzeigt, dass Kommunikationen mit der Basisstation 1401–1406 wieder
aufgenommen sind, durch die Steuereinheit 701 empfangen
wird, bevor die Funk am-Leben-bleiben Zeit 705 verstrichen
ist, stellt die Steuereinheit 701 den Funk am-Leben-bleiben
Zeitnehmer 705 zurück,
während
ein Signal übertragen wird,
welches bei der TCP-Ausgabeeinheit 702 anfragt, einen Neuübertragungs-Zeitnehmer 706 zurück zu setzen,
und unmittelbar ein Neuübertragungs-Paket
neu zu übertragen.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
eine schnelle Kommunikations-Wiederaufnahme zu realisieren, so dass
es möglich
ist, zur Verbesserung des Durchsatzes beizutragen.
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Wie
oben beschrieben, ist es gemäss
der vorliegenden Erfindung möglich,
die Leistung von Kommunikationen zu verbessern, welche die Transportschicht-Verbindung
verwenden, welche über
ein Funknetzwerk bereitgestellt wird, indem eine Steuerung der Transportschicht-Verbindung
gemäss
des Funkkommunikations-Zustandes und von Eigenschaften des Funkterminals
ermöglicht
wird, ohne eine Implementierung der Transportschicht von einem mit
einem drahtgebundenen Netzwerk verbundenen Terminal zu ändern.