Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Funknetz-Datenverbindungen, ein Verfahren zum Prüfen von Funknetz-Datenverbindungen und ein Computerprogramm-Produkt.

Vermittlungen haben einen Bedarf, die Kapazität von Datenübertragung in einem Funknetz zu ermitteln. Überprüfungen dieser Art können auf verschiedene Arten durchgeführt werden, wie zum Beispiel durch Überprüfen der internen Belastung in einem Funknetz, indem die Kapazität mit der von Funknetzen von Wettbewerbern verglichen wird oder indem verschiedene unterstützte Datenübertragungsverfahren untereinander entweder in dem gleichen Funknetz oder zwischen verschiedenen Funknetzen geprüft werden. Verschiedene Datenübertragungsverfahren können zum Beispiel in Bezug auf ihre Kapazität oder die Übergabe zwischen verschiedenen Datenübertragungsverfahren überprüft werden.

Funknetz-Endgeräte, die durch einen "Hostrechner" gesteuert werden, können bei der Überprüfung verwendet werden. Somit kann die Prüfung simultan an dem gleichen Ort durchgeführt werden, was wichtig ist, da die Belastung und der Wirkungsgrad eines Funknetzes in Abhängigkeit von dem Standort des Endgerätes und der Überprüfungszeit stark schwanken. Die Überprüfung kann mit einem Prüfserver oder mit einem realen Server erfolgen, der zum Beispiel über das Internet mit dem zu überprüfenden Netzwerk verbunden ist. Heutzutage wird üblicherweise das Protokoll TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) bei der Datenübertragung verwendet.

Ein Problem, das bei der Überprüfung auftritt, besteht darin, dass, wenn mehrere Wählverbindungen von einem Hostrechner zu Endgeräten geöffnet werden, alle aufzubauenden „Socketverbindungen" entlang einer Verbindung zwischen dem Hostrechner und dem Endgerät wandern, das heißt dass alle Wählverbindungen über ein und das gleiche Endgerät und nicht über verschiedene Endgeräte und ihre Schnittstellen geleitet werden. Dieses Problem verzerrt die Prüfergebnisse und mach sie dadurch unbrauchbar.

Gemäß dem Stand der Technik ist dieses Problem gelöst worden, indem ein Hostrechner für ein jedes Endgerät verwendet wurde. Dies kann implementiert werden, indem entweder in der Tat ein vollständiger Hostrechner (zum Beispiel ein Laptopcomputer) für ein jedes Endgerät bereitgestellt wird oder indem ein Laptopcomputer mit einem Zubehörteil einschließlich einer ausreichenden Anzahl von unabhängigen Hostrechnern bereitgestellt wird. Diese Lösungen sind jedoch recht umständlich und aufwändig, da sie zusätzliche Gerätetechnik erfordern. Die Struktur der Prüfsoftware kann ebenfalls unnötig kompliziert sein.

Die Veröffentlichungen WO 00/38449, WO 02/05486, DE 19708793, US 5875397 und EP 1489866 beschreiben allesamt verschiedene Aspekte der Überprüfung von Kommunikationssystemen; jedoch erkennt keine davon die oben genannten Probleme oder deren Lösung.

Insbesondere beschreibt WO-A-00 38449 eine Anordnung, wobei ein Cluster von mobilen Einheiten über einen IP-Serverport mit einem IP-Netzwerk (welches drahtlos sein kann) über Schnittstelle verbunden sind. Der IP-Serverport hat seine eigene, eindeutige IP-Adresse, so dass er diejenigen Datenpakete handhabt, die für mobile Einheiten in diesem konkreten Cluster bestimmt sind. Der IP-Serverport hat eine externe Verbindung, um Datenpakete von dem IP-Netzwerk zu empfangen und an das IP-Netzwerk zu senden, sowie einzelne Ports für eine jede der mobilen Einheiten. Der IP-Serverport leitet einzelne Pakete, die von dem Cluster empfangen werden, an benannte mobile Einheiten. Ein Überwachungs-/Steuercomputer gibt Befehle (wie zum Beispiel Prüfbefehle) an die einzelnen mobilen Einheiten aus. Ein von dem Computer erstelltes Datenpaket kann die IP-Adresse des Clusters, den Befehl und ein Kennzeichen für eine einzelne mobile Einheit umfassen. Somit wird der Cluster von mobilen Einheiten über eine einzelne Verbindung mit dem Server (zum Beispiel einen Internetserver) über ein IP-Netzwerk (zum Beispiel das Internet) mit dem (Prüf-)Computer verbunden.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Prüfeinrichtung für Funknetzwerk-Datenverbindungen, eines verbesserten Verfahrens der Überprüfung von Funknetzwerk-Datenverbindungen und eines verbesserten Computerprogramm-Produktes.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Prüfeinrichtung für Funknetz-Datenverbindungen bereitgestellt, wobei die Prüfeinrichtung wenigstens zwei Funknetz-Endgeräte und einen Hostrechner umfasst, der konfiguriert ist, um mittels der Endgeräte simultane Datenverbindungen gemäß dem Protokoll Transmission Control Protocol/Internet Protocol TCP/IP beziehungsweise gemäß dem Protokoll User Datagram Protocol/Internet Protocol UDP/IP zu wenigstens einem Server aufzubauen, der mit dem Funknetz verbunden ist, und um eine jede aufgebaute Datenverbindung separat zu messen. Der Hostrechner ist konfiguriert, um eine jede Datenverbindung zu einer unterschiedlichen öffentlichen Internet-Protocol-IP-Adresse des Servers aufzubauen und um dynamisch einen zweckgebundenen, eindeutigen Leitweg für eine jede Datenverbindung aufzubauen, wobei die Datenverbindungen zu unterschiedlichen IP-Adressen entlang unterschiedlicher Leitwege über verschiedene Endgeräte und ihre Luftschnittstellen wandern.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Überprüfung von Funknetz-Datenverbindungen bereitgestellt, das umfasst: den Aufbau simultaner Datenverbindungen mittels Funknetz-Endgeräten gemäß dem Protokoll Transmission Control Protocol/Internet Protocol TCP/IP beziehungsweise gemäß dem Protokoll User Datagram Protocol/Internet Protocol UDP/IP von dem Hostrechner zu wenigstens einem Server, der mit dem Funknetz verbunden ist; und separates Messen einer jeden aufgebauten Datenverbindung. Das Verfahren umfasst weiterhin: den Aufbau einer jeden Datenverbindung von dem Hostrechner zu einer unterschiedlichen öffentlichen Internet-Protocol-IP-Adresse und den dynamischen Aufbau eines zweckgebundenen, eindeutigen Leitweges für eine jede Datenverbindung, wobei die Datenverbindungen zu unterschiedlichen IP-Adressen entlang unterschiedlicher Leitwege über unterschiedliche Endgeräte und ihre Luftschnittstellen wandern.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm-Produkt bereitgestellt, das eine Computersoftware verschlüsselt, die, wenn sie auf einem Hostrechner installiert ist, dem Hostrechner Hostrechner-Einrichtungen zum Aufbau von simultanen Datenverbindungen unter Nutzung von Funknetz-Endgeräten gemäß dem Protokoll Transmission Control Protocol/Internet Protocol TCP/IP beziehungsweise gemäß dem Protokoll User Datagram Protocol/Internet Protocol UDP/IP zu wenigstens einem Server, der mit dem Datennetz verbunden ist, sowie zum separaten Messen einer jeden aufgebauten Datenverbindung bereitstellt. Die Hostrechner-Einrichtungen bauen eine jede Datenverbindung zu einer unterschiedlichen öffentlichen Internet-Protocol-IP-Adresse des Servers auf und bauen dynamisch einen zweckgebundenen, eindeutigen Leitweg für eine jede Datenverbindung auf, wobei Datenverbindungen zu unterschiedlichen IP-Adressen entlang unterschiedlicher Leitwege über unterschiedliche Funkeinrichtungen und ihre Schnittstellen wandern.

Die Erfindung bietet mehrere Vorteile. Die Lösung gemäß der Erfindung erfordert lediglich einen Hostrechner. Die Erfindung stellt zuverlässige Messergebnisse in unterschiedlichen Prüfsituationen bereit. Die Lösung ermöglich flexible Prüfung von Funknetzen. Die Größe der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung ist moderat, und somit ist es möglich, sie problemlos in einem Fahrzeug oder sogar zu Fuß zu transportieren. Die Lösung ermöglicht das Prüfen von Mehrkanal-Datenübertragung von einem Hostrechner aus.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben werden.

1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Prüfeinrichtung für Funknetz-Datenverbindungen und Verbindungen der Prüfeinrichtung mit den zu überprüfenden Funknetzen.

2 veranschaulicht Ausführungsbeispiele von Netzschnittstellen der bei der Prüfung verwendeten Server.

3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Prüfeinrichtung.

4 veranschaulicht den Aufbau eines TCP/IP-Protokollstapelspeichers.

5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Prüfeinrichtung.

6 ist en Fließbild und veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens der Prüfung von Funknetz-Datenverbindungen, und

7 veranschaulicht den Aufbau von Leitwegen.

Unter Bezugnahme auf 1 wird der Aufbau einer Prüfeinrichtung 100 für Funknetz-Datenverbindungen und Verbindungen der Prüfeinrichtung 100 mit den zu prüfenden Netzen 134, 136, 138 beschrieben. Die Funknetze 134, 136, 138 können zum Beispiel öffentliche Landfunknetze (PLMN) der 2. Generation, der 2,5. Generation oder der 3. Generation sein. Beispiele solcher öffentlicher Mobilnetze sind unter anderem das GSM (General System for Mobile Communications), das GPRS (General Packet Radio Service, GPRS-Protokoll, paketbasierte Datenübertragung), das UMTS (Universal Mobile Communications System, der UMTS-Mobilfunk) und das TETRA (Terrestrial Trunked Radio).

Das Funknetz kann gleichzeitig mehr als ein unterschiedliches Datenübertragungsverfahren unterstützen; in 1 unterstützt das Funknetz 138 zwei verschiedene Datenübertragungsverfahren 140, 142. Das Datenübertragungsverfahren kann ein Paketübertragungsverfahren oder ein vermitteltes Übertragungsverfahren sein. In diesem Zusammenhang bezieht sich Datenübertragungsverfahren zum Beispiel auf verschiedene Mehrzweckverfahren und Modulationsverfahren. Beispiele von Datenübertragungsverfahren sind EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution), CSD (Circuit-Switched Data, leitungsvermitteltes Datennetz), HSCSD (High-Speed CSD, HSCSD-Protokoll), CDMA (Code Division Multiple Access, CDMA-Verfahren), WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access, Breitband-CDMA-Verfahren) und TDMA (Time Division Multiple Access (TDMA-Verfahren).

Das Funknetz 134, 136, 138 kann ein anderes Netz oder Netzwerk als ein Mobilkommunikationsnetz sein. Ein Beispiel einer anderen Art von Funknetz ist ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN). Ein Beispiel eines WLAN ist das drahtlose lokale Netzwerk, das in der Normenreihe 802.11 von IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) definiert wird.

Die Prüfeinrichtung 100 umfasst wenigstens zwei Funknetz-Endgeräte. In dem Ausführungsbeispiel aus 1 gibt es sechs Endgeräte 118, 120, 122, 124, 126, 128. Das Endgerät kann zum Beispiel ein gewöhnliches Teilnehmer-Endgerät, eine Mobilstation, eine drahtlose Netzwerkkarte oder ein Endgerät sein, das von dem Produzenten speziell für die Prüfanwendung entworfen und hergestellt wurde. Das Endgerät 128 ist dahingehend etwas Besonderes, dass es zwei unterschiedliche Datenübertragungsverfahren 130, 132 unterstützt. Das Endgerät 128 kann zum Beispiel ein Dualbandtelefon (oder sogar ein Tribandtelefon) sein, oder es kann Luftschnittstellen der 2. Generation, der 2,5. Generation oder der 3. Generation unterstützen. Das Endgerät 128 kann zum Beispiel zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Basisstationswechseln oder Handovers bei dem Umschalten von einem Datenübertragungsverfahren zu einem anderen verwendet werden. Das Endgerät 128 kann auch die gleichzeitige Nutzung beider Datenübertragungsverfahren 130, 132 unterstützen.

Die Prüfeinrichtung umfasst einen Hostrechner 102. Der Hostrechner 102 kann zum Beispiel ein gewöhnlicher Laptopcomputer sein.

Der Hostrechner 102 ist konfiguriert, um unter Verwendung der Endgeräte 118, 120, 122, 124, 126, 128 simultane Datenverbindungen 106, 108, 110, 112, 114, 116 gemäß dem Protokoll TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) beziehungsweise gemäß dem Protokoll UDP/IP (User Datagram Protocol/Internet Protocol) mit wenigstens einem Server 148, 150, der mit dem Funknetz 134, 136, 138 verbunden ist, aufzubauen.

Der Hostrechner 102 kann ein elektronisch-digitaler Computer sein, der die folgenden Hauptkomponenten umfasst: eine Zentraleinheit (CPU), einen Arbeitsspeicher und einen Systemtakt. Zusätzlich können verschiedene Peripheriegeräte, wie zum Beispiel eine Anzeige, eine Tastatur, eine Audiokarte und Lautsprecher, mit dem Computer verbunden sein. Die Zentraleinheit (CPU) umfasst drei Hauptkomponenten: Register, eine arithmetisch-logische Einheit (ALU) und eine Steuereinheit. Die Datenstrukturen und die Software, die zur Programmierung benötigt werden, können durch eine Programmiersprache implementiert werden. Der Hostrechner 102 kann durch Programmieren konfiguriert werden, das heißt durch Erstellen von Software und Datenstrukturen, die die benötigte Funktionalität beinhalten. Auch reine Hardware-Implementierungen sind möglich, wie zum Beispiel eine Schaltung, die aus separaten Logikkomponenten besteht, oder ein oder mehrere anwenderspezifische integrierte Schaltkreise (ASIC). Ein Hybrid aus diesen Implementierungen ist ebenfalls denkbar. Bei der Auswahl der Implementierung wird der Durchschnittsfachmann zum Beispiel auf die Anforderungen achten, die bezüglich der Größe und des Stromverbrauches der Geräte bestehen, sowie auf die erforderliche Verarbeitungsleistung, die Herstellungskosten und die Produktionslosgröße.

Der Hostrechner 102 ist konfiguriert, um eine jede Datenverbindung 106, 108, 110, 112, 114, 116 mit einer unterschiedlichen öffentlichen Internetprotokoll-Adresse (IP-Protokoll-Adresse) des Servers 148, 150 aufzubauen und um dynamisch einen zweckgebundenen, eindeutigen Leitweg für eine jede Datenverbindung 106, 108, 110, 112, 114, 116 aufzubauen, wobei die Datenverbindungen 106, 108, 110, 112, 114, 116 zu unterschiedlichen IP-Adressen entlang verschiedener Leitwege über verschiedene Endgeräte 118, 120, 122, 124, 126, 128 und ihre Luftschnittstellen wandern. Der Hostrechner 102 kann konfiguriert sein, um die Datenverbindungen 106, 108, 110, 112, 114, 116 als Wählverbindungen aufzubauen.

Weiterhin ist der Hostrechner 102 konfiguriert, um eine jede aufgebaute Datenverbindung 106, 108, 110, 112, 114, 116 separat zu messen.

Der Server 148, 150 kann zum Beispiel ein gewöhnlicher Serverrechner sein. Der Server 148, 150 kann zum Beispiel ein WWW-Server (World-Wide-Web-Server) oder ein Server sein, der ein anderes Protokoll als das HTTP-Protokoll (das Hypertextübertragungsprotokoll) verwendet, wie zum Beispiel ein FTP-Server (Dateiübertragungsprotokoll-Server). Der Server 148, 150 kann ein herkömmlicher Server sein, der in der Produktion eingesetzt wird, oder ein Server, der insbesondere für Prüfanwendungen vorgesehen ist. Der Server 148, 150 kann über das Internet mit dem Funknetz 134, 136, 138 verbunden sein, jedoch sind andere Lösungen möglich; zum Beispiel kann der Server Bestandteil des Funknetzes sein, oder der Server kann über andere Einrichtungen als das Datenübertragungsnetz mit dem Funknetz verbunden sein.

2 veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Netzwerkschnittstellen der Server 148, 150. Der Server 148 ist durch drei verschiedene Netzwerkschnittstellen 200, 202, 204, von denen eine jede eine zweckgebundene öffentliche IP-Adresse hat, mit dem Internet 146 verbunden. Der zweite Server 150 ist nur durch eine Netzwerkschnittstelle 206, die eine öffentliche IP-Adresse hat, mit dem Internet verbunden. Dem Router 208 des Internet-Dienstanbieters sind zwei "Pseudonyme" dieser einen öffentlichen IP-Adresse zugeordnet worden, in welchem Fall praktisch drei öffentliche IP-Adressen außerhalb des Servers angezeigt werden.

Die Prüfeinrichtung 102 kann verschiedene Messungen und Prüfungen durchführen. Indem die Endgeräte 118 und 120 genutzt werden, können zum Beispiel Datenverbindungen 106, 108, die durch ein Datenübertragungsverfahren implementiert werden, innerhalb des Funknetzes 134 eines Betreibers geprüft werden. Dementsprechend können die Endgeräte 124 und 126 Datenverbindungen prüfen, die durch verschiedene Datenübertragungsverfahren 140, 142 innerhalb des Funknetzes 138 eines Betreibers implementiert werden. Es ist ebenfalls möglich, Datenverbindungen, wie zum Beispiel 106, 110, 112, die durch die gleichen Datenübertragungsverfahren innerhalb der Funknetze 134, 136 verschiedener Betreiber implementiert werden, zu vergleichen. Weitehin können Datenverbindungen, wie zum Beispiel 106, 110 und 112, die durch verschiedene Datenübertragungsverfahren implementiert werden, innerhalb unterschiedlicher Funknetze 134, 136, 138 verschiedener Betreiber miteinander verglichen werden.

Die Datenübertragungsverbindung zwischen dem Hostrechner 102 und dem Endgerät 118, 120, 122, 124, 126, 128 kann durch festgeschaltete oder drahtlose Verbindungen nach dem Stand der Technik, wie zum Beispiel Bluetooth^® oder ein anderer Nahbereichsempfänger, wie zum Beispiel IrDA-Sender/Empfänger (The Infrared Data Association), über USB (Universal Serial Bus), über einen RS-232-Port oder über einen PCMCIA-Steckplatz (Personal Computer Memory Card International Association) implementiert werden.

Wie in 3 veranschaulicht wird, können die Endgeräte 118, 120, 122, 124 in einem speziellen Gestell 302 angeordnet werden. Das Gestell 302 kann einen Kommunikationsport umfassen, durch den die Datenübertragungsverbindung 300 zum Beispiel unter Nutzung von USB implementiert wird. Die Endgeräte 118, 120, 122, 124 können mechanisch mit dem Gestell 302 verbunden werden, um Transport zu ermöglichen. Die Datenübertragungsverbindung 300 kann zwischen den Endgeräten 118, 120, 122, 124 in dem Gestell zum Beispiel mittels Kabel 304, 306, 308, 310 aufgeteilt werden.

Die Prüfeinrichtung 100 kann weiterhin einen Positioner 104 umfassen, der in dem Ausführungsbeispiel aus 3 ein GPS-Empfänger (Global-Positioning-System-Empfänger) ist. Der Positioner 104 kann auch auf einem anderen Stellverfahren nach dem Stand der Technik beruhen, wie zum Beispiel Positionieren durch das Endgerät 118 und/oder das Funknetz 134. Unter Verwendung des Positioners 104 können die durch die Prüfeinrichtung 100 erhaltenen Messergebnisse einer genauen Zeit und einem genauen Ort zugeordnet werden.

Die durch die Prüfeinrichtung 100 durchgeführte Prüfung kann simultane Datenübertragungen umfassen, und die Übertragungsergebnisse können direkt und/oder statistisch miteinander verglichen werden. Mehrere Prüfreihen können unter Verwendung verschiedener Internetprotokolle (FTP, HTTP, SMTP etc.) durchgeführt werden. Bei den Prüfungen können unter Verwendung der oben genannten Protokolle Socketverbindungen mit dem Server 148, 150 geöffnet werden, der festgeschaltet oder halbfestgeschaltet mit dem Internet 146 ist, und weiterhin mit dem Funknetz 134, 136, 138. Andere Prüfungen, wie zum Beispiel Sprachrufe, können somit parallel zu der Datenübertragungsprüfung durchgeführt werden, jedoch werden an dieser Stelle nur Datenverbindungen besprochen, da die Funktion der Lösung nicht von dem Vorliegen anderer Arten abhängig ist.

Bei der Prüfung können vorgegebene Prüfdateien, deren Größe und Packungsdichte (Redundanz) bekannt sind, von dem Server 148, 150 übertragen werden, jedoch kann die Prüfung auch durchgeführt werden, indem in dem Internet gefundener schwankender Content, wie zum Beispiel WWW-Seiten oder Sende-Audio-/Videodaten (Datenströme), übertragen werden. Die Endgeräte 118, 120, 122, 124, 126, 128, die eine öffentliche IP-Adresse aufweisen, ermöglichen ebenfalls die Übertragung von Prüfdaten (wie zum Beispiel Audiodaten, Bilddaten, Videodaten, Dateien) zwischen zwei Endgeräten.

Die Prüfungen können an einem geographischen Standort durchgeführt werden. Erforderlichenfalls kann die Prüfeinrichtung 100 auch zwischen den Prüfungen oder während der Prüfungen umgesetzt werden. Die Prüfung kann zum Beispiel in Form von Prüffahrten in einer Stadt, in einem Vorort oder auf der Straße durchgeführt werden. Prüffahrten werden normalerweise durchgeführt, indem die Prüfeinrichtung 100 in einem Personenkraftwagen platziert wird, jedoch kann sie auch in öffentlichen Transportmitteln, Lastkraftwagen etc. platziert werden.

Die Prüfeinrichtung 100 kann automatisch arbeiten. Die Prüfeinrichtung 100 kann auch ein halbautomatisches System sein, das zentral ferngesteuert wird (über das Funknetz oder über ein anderes drahtloses Netzwerk) und in ein Fahrzeug oder in einen ortsfesten Standort integriert werden. Die Prüfeinrichtung 100 kann auch im Inneren verwendet werden. Erforderlichenfalls kann die Prüfeinrichtung 100 zum Beispiel zu Fuß um ein Gebäude herum transportiert werden.

Die Prüfung kann durchgeführt werden, um einen von Kunden gemeldeten Fehler festzustellen, um die Kapazität statistisch zu vergleichen oder um statistische Zeitvergleiche durchzuführen, indem die gleichen Prüfungen stets zu der gleichen Zeit (die gleiche Uhrzeit, oder der gleiche Wochentag etc.) durchgeführt werden. Die Prüfeinrichtung 100 besteht aus Endgeräten 118, 120, 122, 124, 126, 128, die mit einem Hostrechner 102 verbunden sind, um zentrale Steuerung von verschiedenen Datenübertragungen durch ein Programm, gleichzeitige Einleitung von Übertragungen, möglichst problemlosen Transport der Prüfeinrichtung sowie Prüfung verschiedener Netze/Verfahren zur gleichen Zeit zu ermöglichen, da die Netzbelastung in Abhängigkeit von Zeit und Ort beachtlich schwankt.

Da das TCP/IP-Protokoll in dem Gebiet der Erfindung sehr gut bekannt ist, wird es an dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben werden; anstelle dessen wird dem Leser gegebenenfalls nahe gelegt, sich selbst mit den Spezifikationen des genannten Protokolls sowie mit den verschiedenen Lehrbüchern, in denen es beschrieben wird, vertraut zu machen. 4 veranschaulicht jedoch den TCP/TP-Protokollstapelspeicher auf der allgemeinen Ebene und vergleicht ihn mit dem siebenschichtigen Protokollstapelspeicher des OSI-Modells (Open Systems Interconnection). Eine Netzwerk-Schnittstellenschicht 400 entspricht den Schichten 1 und 2 in dem OSI-Modell. Die Netzwerk-Schnittstellenschicht 400 umfasst physische Netzwerkverfahren und Protokolle, wie zum Beispiel Ethernet, ATM (Asynchronous Transfer Mode, asynchroner Übertragungsmodus), Token Ring und Frame Relay. Eine Internetschicht 402 entspricht der Schicht 3 des OSI-Modells und umfasst niedere Protokolle, wie zum Beispiel IP, ARP und ICMP. Eine Host-Host-Transportschicht 404 entspricht den Schichten 4 und 5 des OSI-Modells und umfasst TCP und UDP. Eine Anwendungsschicht 406 entspricht der Schicht 6 des OSI-Modells und umfasst höhere Protokolle, wie zum Beispiel FTP, HTTP, SMTO, POP3 und so weiter. Der TCP/IP-Protokollstapelspeicher hat kein Gegenstück zu der Schicht 7 des OSI-Modells. Die in Verbindung mit dem TCP(IP-Protokoll verwendeten Protokolle sind unter anderem die folgenden (RFC = „Request for Comments" = Dokumente, bei denen die Arbeitsgruppen Internet Engineering Task Force (IETF) und Internet Engineering Steering Group (EISG) die betreffenden Protokolle festlegen):

ARP

– Address Resolution Protocol [RFC 826];

BOOTP

– Boot Protocol;

CHARGEN

– Character Generator Protocol [RFC 864];

DAYTIME

– Daytime Protocol [RFC 867];

DHCP

– Dynamic Host Configuration Protocol [RFC 2131, 1534];

DISCARD

– Discard Protocol [RFC 863];

DNS

– Domain Name System [RFC 1065, 1035, 1123, 1886, 2136, 2181];

ECHO

– Echo Protocol [RFC 862];

FTP

– File Transfer Protocol (Datenübertragungsprotokoll) [RFC 959];

HTTP

– Hypertext Transfer Protocol (Hypertextübertragungsprotokoll);

ICMP

-Internet Control Message Protocol [RFC 792];

IP

– Internet Protocol (Internet-Protokoll) [RFC 791, 894, 919, 922, 1042, 1828, 1852; 2401, 2402, 2406]

NetBIOS

– NetBIOS Service Protocols [RFC 1001, 1002],

POP3

– Post Office Protocol, Version 3;

QUOTE

– Quote of the Day Protocol [RFC 865];

SMTP

– Simple Mail Transfer Protocol;

SNMP

– Simple Network Management Protocol (einfaches Netzführungsprotokoll) [RFC 1157];

TCP

– Transmission Control Protocol [RFC 793, 1144, 1323, 2018, 2581];

TFTP

– Trivial File Transfer Protocol [RFC 783];

TELNET

– Telnet Protocol [RFC 854];

UDP

– User Datagram Protocol (User-Datagramm-Protokoll) [RFC 768];

VOIP

– Voice Over IP Protocol.

Weiterhin werden die folgenden Kurzbeschreibungen der verwendeten Begriffe bereitgestellt:

• Datenverbindung: Siehe Socket.
• Dynamische IP-Adresse: eine IP-Adresse, die der Computer bei Verwendung des DHCP-Protokolls oder des BOOTP-Protokolls erhält und die sich normalerweise (jedoch nicht mit Notwendigkeit) ändert, wenn der Computer gestartet wird.
• Nichtöffentliche IP-Adresse: eine IP-Adresse, die in dem Internet nicht angezeigt wird, die nur intern in einem lokalen Netzwerk festgelegt wird.
• IP-Adresse: eine 32-Bit-Netzwerkadresse gemäß dem IP-Protokoll.
• Hostrechner: ein Laptopcomputer, ein Tischcomputer oder ein integrierter Computer [RFC1 122, 1123] mit TCP/IP-Unterstützung und wenigstens einem aktiven Socket.
• Öffentliche IP-Adresse: eine IP-Adresse, die allen mit dem Internet verbundenen Computern angezeigt wird.
• Server: ein beliebiger Computer, der wenigstens eine öffentliche IP-Adresse aufweist und TCP/IP-Dienste an das Internet über wenigstens einen Port bereitstellt.
• Port: ein Port nach TCP/IP-Protokoll (1-65535), zu dem eine Socketverbindung aufgebaut wird.
• Endgerät: ein Funknetz-Endgerät, das für Datenverbindung fähig ist, einem Computer als Socket angezeigt wird.
• Leitwegtabelle: eine Sammlung von Leitwegen zum Leiten von IP-Verkehr zu verschiedenen Netzwerkschnittstellen.
• Statische IP-Adresse: eine IP-Adresse, die dauerhaft für einen Computer festgelegt wird und die sich nicht ändert, insofern sie nicht geändert wird.
• Computer: ein Laptopcomputer, ein Tischcomputer oder ein integrierter Computer, der Mobilstationen und PDA-Computer (elektronische Assistenten) sowie sonstige Geräte umfasst und mit einem Mikroprozessor und Programmen ausgerüstet ist. Netzwerkschnittstelle – eine Netzwerkkarte, eine Mobilstation, eine drahtlose Netzwerkkarte, ein Modem oder ein beliebiges anderes Gerät, das eine TCP/IP-Verbindung von und zu einem Hostrechner ermöglicht.
• Netzwerkmaske: eine 32-Bit-Maske einer IP-Adresse, zum Beispiel zum Festlegen von Unternetzwerken; wird auch bei der Wegewahl genutzt, um nach dem besten Leitweg zu der Zieladresse zu suchen.
• Socket: eine Socketverbindung, die durch ein TCP- oder ein UDP-Protokoll von dem Computer zu einem anderen Computer aufgebaut wird; besteht aus einer IP-Adresse und einer Portnummer.
• Gateway: ein Ziel, an das ein Paket gesendet wird; das Gateway führt wiederholten Leitwegvergleich durch und führt die Übertragung des Paketes fort.

5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Prüfeinrichtung 100. Das eigentliche Prüfprogramm 500 läuft auf dem Hostrechner 102. Das Prüfprogramm 500 baut TCP/IP-Datenübertragungsverbindungen unter Verwendung einer Protokollbibliothek 502 auf. Die Protokollbibliothek 502 nutzt den TCP/IP-Protokollstapelspeicher zum Aufbau von Datenübertragungsverbindungen. Der TCP/IP-Protokollstapelspeicher 504 umfasst eine Leitwegtabelle 506 und eine Schnittstelle 508. Gemäß dem allgemeinen Funktionsprinzip des Protokollstapelspeichers bauen gleichrangige Schichten Verbindungen untereinander auf, von denen 5 eine Internetverbindung 510, eine Socketverbindung 512 und eine Anwendungsverbindung 514 zwischen der Prüfeinrichtung 100 und dem Server 148 veranschaulicht.

Als nächstes wird der Aufbau von Leitwegen unter Bezugnahme auf 7 beschrieben werden.

Der Zweck besteht somit darin, zwei oder mehr Datenübertragungen unter Verwendung der Prüfeinrichtung 100 miteinander zu vergleichen, so dass die Übertragungen voneinander unabhängig sind. Eine Prüfdatei wird über eine erste Verbindung übertragen. Unterpakete der Datei können nicht über andere Verbindungen wandern, und um sicherzustellen, dass die Übertragungsgeschwindigkeit und andere Parameter korrekt sind, können Pakete anderer Verbindungen nicht über diese Verbindung wandern.

Wenn ein Socket geöffnet wird, baut das Betriebssystem des Hostrechners 102 einige Standardleitwege in der Leitwegtabelle auf, um eine Verbindung zu dem Domainnamenserver (DNS) und zu den Servern 148, 150, die mit dem Internet oder mit anderen Endgeräten verbunden sind, aufzubauen.

7 veranschaulicht ein Beispiel der Leitwegtabelle 700, wenn eine Datenverbindung geöffnet hat. Eine Zeile bezeichnet einen Leitweg und ein jeder Leitweg besteht aus einer Ziel-IP-Adresse, einer Netzwerkmaske, einem Gateway und einer Schnittstelle. Wenn ein auf dem Hostrechner 100 laufendes Programm mit einem Server 148, 150, der mit dem Funknetz verbunden ist, in Kontakt tritt, geht das IP-System des Hostrechners 102 die Leitwege in der Leitwegtabelle 506 einzeln nacheinander durch, wählt das beste Socket aus und platziert sein Paket in der Übertragungswarteschlange. In dem Beispiel ist 10.105.136.163 die IP-Zieladresse des Sockets WAN (Weitverkehrsnetz), die für das Netzwerk sichtbar ist, und 127.0.0.1 ist ein lokaler Hostrechner, das heißt eine lokale Adresse, mittels derer Programme, die auf dem Hostrechner 102 laufen, Socketverbindungen untereinander aufbauen können.

In dem Leitwegvergleichsvorgang führt das System eine logische UND-Verknüpfung zwischen der Leitweg-Netzwerkmaske und der Zieladresse des abgehenden Paketes durch. Das Ergebnis dieser Operation wird mit der Leitweg-Zieladresse verglichen, und die Operation wird an einem jeden Leitweg wiederholt. Der Leitweg, der ausgewählt wird, ist derjenige, dessen Vergleich die beste Kongruenz ergibt, wenn die Bits der maskierten Adresse und der Zieladresse von links nach rechts verglichen werden. Wenn alle Leitwege gleich zu sein scheinen, wird das Paket an ein Standardgateway gesendet. Nachdem der Leitweg ausgewählt worden ist, wird das Paket an die abgehende Warteschlange des Leitweg-Sockets übertragen.

In 7 bezeichnet die Verweisziffer 702 ein Beispiel von Maskierung, wenn die Server-IP-Adresse 80.223.161.25 ist, wenn die Netzwerkmaske 255.255.224.0 ist (die Adresse wird links in Dezimalformat und rechts in Binärformat gezeigt). Die resultierende Adresse 80.223.160.0 stellt eine Teilmenge von Internetadressen von der Adresse 80.223.160.0 bis zu der Adresse 80.223.191.255 dar (insgesamt 8192 Adressen). Je größer die Anzahl gleicher Bits ist, die von Anfang an gefunden werden, umso kongruenter ist die Paket-Zieladresse mit der Leitweg-Zieladresse.

Wenn danach weitere Verbindungen (eine paketvermittelte oder leitungsvermittelte Wählverbindung oder ein anderes Socket) zu dem Internet geöffnet werden, werden entsprechende Leitwege für sie in der Leitwegtabelle gebildet, wobei jedoch als Ausnahme das Standardgateway gleich bleibt. In diesem Fall werden Vergleiche auf die gleiche Art und Weise wie in dem Fall einer Verbindung an dem abgehenden Paket durchgeführt, jedoch enthält die Tabelle zwei oder mehr gleichermaßen gute Verbindungen, in welchem Fall das Standardgateway genutzt wird und alle Pakete dorthin geleitet werden. Die Situation wäre auch dann die gleiche, wenn die Ziele aus separaten Servern an unterschiedlichen IP-Adressen bestünden, da ein jedes Socket überall in dem Internet Zugang bietet, das heißt die Sockets sind gegenseitig gleich in Bezug auf die Wegewahl. Das Internet wurde als fehlertolerant ausgelegt und mit automatischer Wegewahl versehen, und daher lässt es die Festlegung von Leitwegen, entlang derer Pakete transportiert werden, nicht zu.

Da der Zweck darin besteht, die Übertragungsgeschwindigkeit einer jeden Verbindung (und andere Dienstqualitätsparameter) separat zu messen, das heißt des über die Luftschnittstelle eines jeden Betreibers empfangenen Bandes, sind die Ergebnisse vollkommen fehlerhaft.

Das Problem kann nicht umgangen werden, da ein jedes abgehendes Paket von dem Prüfprogramm 500 letztendlich in dem TCP/IP-Protokollstapelspeicher 504 enden wird und somit als dem Rest der Pakete gleich erscheinen wird; mit anderen Worten enthält das System nach dem Stand der Technik keinen Mechanismus, um Pakete in korrekte Sockets zu sortieren.

Lösungen nach dem Stand der Technik basieren auf dem Umstand, dass es in dem Fall eines Paketes keine Probleme gibt, da es nur ein Socket gibt, zu dem die Pakete wandern können. Indem ein vollständiger Hostrechner für ein jedes Endgerät eingerichtet wird, können mehrere Verbindungen gleichzeitig und unabhängig voneinander geprüft werden. Eine Lösung dieser Art kann auf der Verwendung mehrerer Laptopcomputer beruhen, von denen ein jeder mit nur einem Datenverbindungs-Endgerät verbunden ist, oder aber die Lösung kann ein Gerät sein, das mehrere integrierte Computer beinhaltet; jedoch ist die grundlegende Topologie bei allen diesen Lösungen gleich: ein Endgerät pro Hostrechner. Natürlich können die Computer über ein lokales Netzwerk (LAN) (das heißt auch über das Ethernet oder über ein anderes Sekundärsocket) lokal untereinander kommunizieren, was die Datenprüfung nicht stört, da die Pakete nicht zu externen Verbindungen anderer Computer wandern können, außer wenn ein Computer speziell als Router oder als Brücke konfiguriert ist.

Die oben genannten Lösungen sind kostenintensiv und in der Nutzung unbequem, da die gegenseitige Kontrolle und Steuerung von Messungen entweder die Verwendung mehrerer Computer oder von speziellen Prüfprogrammen zur Steuerung der Computer, die die eigentlichen Messungen durchführen, erfordert. Selbst danach ist es schwierig, die Messergebnisse gleichzeitig auf dem gleichen Bildschirm zum Zwecke des Vergleiches zu erhalten.

Diese Anwendung beschreibt eine Softwarelösung, die ein Leitwegsystem auf eine solche Weise nutzt, dass die von dem System hinzugefügten Leitwege aus der Leitwegtabelle entfernt und durch einen Leitweg für ein jedes Socket ersetzt werden, wobei der Leitweg bis zu einer bestimmten Ziel-IP-Adresse eindeutig ist.

Die Lösung umfasst eine zweckgebundene Ziel-IP-Adresse für ein jedes Endgerät. Dies kann zum Beispiel implementiert werden, indem mehrere Netzwerkkarten in dem Server 148 installiert werden und indem einer jeden Karte eine zweckgebundene öffentliche IP-Adresse zugewiesen wird, wobei die Adresse natürlich für eine jede Karte unterschiedlich ist. Alternativ dazu legt der Internet-Dienstanbieter, in dessen Netzwerk sich der Server 150 befindet, öffentliche IP-Adressen-Pseudonyme für die öffentlichen IP-Adressen des Servers in seinem Leitwegsystem fest. Die Pseudonyme werden nur zu den öffentlichen Adressen des Servers 150 geleitet. Der Server 148, 150 weist somit in beiden Fällen mehrere öffentliche IP-Adressen auf.

Die Prüfsoftware 500, die auf dem Hostrechner 102 läuft, wählt eine der öffentlichen Adressen des Servers für ein jedes Endgerät aus. Wenn eine Verbindung öffnet, kann die Prüfsoftware 500 die gemeinsamen Leitwege, die in der Leitwegtabelle 506 erscheinen, entfernen und einen Leitweg setzen, der festlegt, dass die an die Zieladressen adressierten Pakete nur einen Leitweg aus dem Hostrechner 102 heraus haben. Dieser Leitweg ist insbesondere die Datenverbindung des Endgerätes, mit dem die Ziel-IP-Adresse verbunden worden ist (diese Verbindung kann softwareintern sein und muss keine starke Verbindung sein: nur eine Ziel-IP-Adresse wird für ein Endgerät ausgewählt, so dass ein jedes eine separate Zieladresse aufweist).

In 7 bezeichnet die Verweisziffer 704 ein Beispiel eines eindeutigen Leitweges (auch als Host-Leitweg bekannt). Wenn eine öffentliche IP-Adresse des Servers 80.223.161.25 ist und wenn eine Verbindung damit aufgebaut wird, ergibt das Maskieren das Ergebnis, das mit der Verweisziffer 706 bezeichnet wird. Demzufolge erhält man genau die gleiche Adresse wie vor dem Maskieren. Wenn die Zieladresse des Paketes mit der Leitweg-Zieladresse nach dem Maskieren verglichen wird, wird festgestellt werden, dass es sich dabei um genau die gleiche Adresse handelt, das heißt um eine vollständig kongruente Adresse, und demzufolge ist der fragliche Leitweg der bestmögliche. Nun wird die von dem Endgerät empfangene IP-Adresse als das Leitweg-Gateway gesetzt, und die an diese IP-Adresse des Servers gesendeten Pakete werden unweigerlich zu dem gleichen und nur zu einem Endgerät/Socket geleitet.

Wenn weitere Verbindungen geöffnet werden und wenn an diesen die gleiche Verfahrensweise durchgeführt wird, wird dies zu einer Leitwegtabelle 506 führen, in der die abgehenden Leitwege nur einen möglichen Leitweg für eine jede IP-Adresse des Servers beinhalten, und demzufolge bleiben alle Verbindungen über die Luftschnittstelle separat.

In 7 bezeichnet die Verweisziffer 708 ein Beispiel, bei dem zwei Verbindungen mit den IP-Adressen 10.105.136.163 und 10.105.146.249 geöffnet worden sind und eine unterschiedliche öffentliche IP-Adresse des Servers für beide gesetzt worden ist. Die beiden öffentlichen IP-Adressen des Servers sind 80.223.161.25 und 80.223.160.29.

Der Hostrechner 102 kann somit konfiguriert werden, um dynamisch einen zweckgebundenen, eindeutigen Leitweg für eine jede Datenverbindung aufzubauen, indem ein zweckgebundenes Socket, eine Netzwerkmaske und ein Gateway für jede unterschiedliche IP-Adresse in der Leitwegtabelle festgelegt wird.

Wenn die Prüfsoftware 500 Prüfdateien übertragen möchte, um die Kapazität der Luftschnittstellen festzustellen, baut sie zuerst eine TCP/IP-Verbindung zu der ersten Adresse und danach zu der zweiten Adresse auf, und nachdem die Verbindungen offen sind, beginnt sie, eine Datei über beide Verbindungen zu übertragen (dieses Beispiel behandelt das FTP-Protokoll, jedoch funktionieren andere Protokolle auf die gleiche Art und Weise) (das heißt, sie überträgt zwei Dateien, das heißt eine Datei über eine jede Verbindung). Die gesetzten Leitwege leiten sodann die Pakete in beiden Richtungen zu den richtigen Sockets.

Wenn zum Beispiel die Netzwerke des gleichen Betreibers, die das gleiche Verfahren nutzen, durch zwei Endgeräte geprüft werden, vereinen sich die Datenströme praktisch unmittelbar hinter der Luftschnittstelle (sie wandern durch die gleichen Router oder durch eine andere ähnliche Netzwerk-Infrastruktur), da die Situation danach jedoch für beide Verbindungen genau die gleiche ist, wird der einzige Unterschied in der Luftschnittstelle erzeugt, deren Kapazität von Anfang an zu messen war. Bei der Prüfung der Netzwerke verschiedener Betreiber vereinen sich die Datenströme erst in dem Internet 146, jedoch weist das Funknetz-Backbone verschiedener Betreiber eine so gute Kapazität auf, dass die Datenströme keine der Verbindungen wesentlich beeinflussen, um die Zuverlässigkeit der Messergebnisse zu verringern. Die Prüfeinrichtung 100 kann somit mehrere simultane Datenverbindungen 106, 108, 110, 112, 114, 116 von dem gleichen Hostrechner 102 prüfen, ohne dass die Datenverbindungen einander stören und ohne dass mehr als ein Server hierfür erforderlich ist (mehrere separate Server können jedoch verwendet werden).

Im Folgenden wird ein Verfahren der Überprüfung von Funknetzverbindungen unter Bezugnahme auf 6 beschrieben werden. Das Verfahren beginnt in 600 mit dem Einschalten der notwendigen Gerätetechnik und dem Beginn der Prüfung.

Zuerst werden in 602 simultane Datenverbindungen gemäß dem TCP/IP-Protokoll beziehungsweise dem UDP/IP-Protokoll unter Verwendung der Funknetz-Endgeräte von dem Hostrechner zu wenigstens einem Server, der mit dem Funknetz verbunden ist, aufgebaut. Dies wird implementiert, indem in 604 eine jede Datenverbindung von dem Hostrechner zu einer gegenseitig unterschiedlichen IP-Adresse des Servers aufgebaut wird und indem ein zweckgebundener, eindeutiger Leitweg für eine jede Datenverbindung in 606 dynamisch aufgebaut wird, wodurch die Datenverbindungen zu unterschiedlichen IP-Adressen entlang unterschiedlicher Leitwege über unterschiedliche Endgeräte und ihre Luftschnittstellen wandern. Danach kann in 608 eine jede aufgebaute Datenverbindung separat gemessen werden. Die Prüfung wird fortgesetzt, bis eine Beendigung der Prüfung gewünscht wird oder bis vorgegebene Prüfungen durchgeführt worden sind, wonach das Verfahren in 610 endet.

In einem Ausführungsbeispiel wird ein zweckgebundener, eindeutiger Leitweg in 606 für eine jede Datenverbindung dynamisch aufgebaut, indem ein zweckgebundenes Socket, eine Netzwerkmaske und ein Gateway für eine jede unterschiedliche IP-Adresse in der Leitwegtabelle festgelegt werden.

In einem Ausführungsbeispiel werden die Datenverbindungen in 602 als Wählverbindungen aufgebaut.

In einem Ausführungsbeispiel umfassen die durch das Endgerät aufzubauenden Datenverbindungen wenigstens eines der Folgenden: Datenverbindungen eines Betreibers, die durch das gleiche Datenübertragungsverfahren implementiert werden, Datenverbindungen eines Betreibers, die durch unterschiedliche Datenübertragungsverfahren implementiert werden, Datenverbindungen unterschiedlicher Betreiber, die durch die gleichen Datenübertragungsverfahren implementiert werden, Datenverbindungen unterschiedlicher Betreiber, die durch unterschiedliche Datenübertragungsverfahren implementiert werden.

Die oben beschriebene Prüfeinrichtung 100 kann zum Implementieren des Verfahrens verwendet werden, jedoch können auch andere Arten von Geräten und Einrichtungen geeignet sein, das Verfahren durchzuführen. Das Verfahren kann auch abgeändert werden, indem die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Prüfeinrichtung 100 eingesetzt werden.

Das Verfahren kann als ein Computerprogramm-Produkt implementiert werden, das auf einem Hostrechner installiert wird und das einen Computervorgang zum Prüfen von Funknetz-Datenverbindungen verschlüsselt. Der betreffende Computervorgang ist ähnlich dem oben beschriebenen Verfahren. Das Computerprogramm-Produkt kann auf einem Computerprogramm-Verteilermedium gespeichert werden. Das Computerprogramm-Verteilermedium kann von dem Hostrechner gelesen werden. Das Verteilermedium kann ein beliebiges Medium des Standes der Technik zum Verteilen eines Computerprogramms von dem Hersteller/Verkäufer an den Endverbraucher sein. Zum Beispiel kann das Verteilermedium ein Medium sein, das von einem Datenverarbeitungsgerät gelesen werden kann, ein Programmspeichermedium oder ein Speichermedium, ein Speicher, der von einem Datenverarbeitungsgerät gelesen werden kann, oder ein Softwareverteilerpaket, oder aber ein Signal, das von einem Datenverarbeitungsgerät ausgewertet werden kann, ein Telekommunikationssignal oder ein komprimiertes Softwarepaket.

Wenngleich die Erfindung oben unter Bezugnahme auf das Beispiel gemäß der anhängenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist deutlich geworden, dass die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, sondern innerhalb des Erfindungsbereiches der anhängenden Patentansprüche auf verschiedene Weise abgeändert werden kann.