AT522277B1

AT522277B1 - Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten

Info

Publication number: AT522277B1
Application number: ATA50262/2019A
Authority: AT
Inventors: Prinz Richard
Original assignee: Frequentis Ag
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2021-11-15
Also published as: US11431405B2; US20200313756A1; AT522277A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zumindest zwei Endgeräten über zumindest ein Flugobjekt (F), - wobei Flugobjekte (F) sich in einem Schwarm bewegen und in einem Raster von Flugbahnen (FB1, ..., FB3) angeordnet sind, - wobei jedes dieser Flugobjekte (F) jeweils mit einem Vorgänger-Flugobjekt, einem Nachfolger und einem Nachbar-Flugobjekt einer rechten und linken Nachbar-Flugbahn in Kommunikationsverbindung stehen, - wobei ein Flugobjekt (F) als Referenz-Flugobjekt festgelegt wird, - wobei jedem der Flugobjekte (F) aufgrund seiner Position relativ zum Referenz- Flugobjekt jeweils eine Position umfassend mehrere Koordinatenwerte innerhalb des Schwarms von Flugobjekten (F) zugewiesen wird, - wobei denjenigen Flugobjekten (F) auf der selben Flugbahn (FB1, ..., FB3) jeweils derselbe Koordinatenwert der ersten Koordinate zugewiesen wird, - wobei denjenigen Flugobjekten (F), die jeweils als zugeordnete Nachbar- Flugobjekte einer linken und einer rechten Nachbar-Flugbahn miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, jeweils derselbe Koordinatenwert der zweiten Koordinate zugewiesen wird, - wobei eine Anzahl von sequentiellen Einzelübertragungen ausschließlich zwischen jeweils zwei Flugobjekten (F) erfolgt, die topologisch benachbart sind und direkt miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, - wobei im Rahmen der Einzelübertragung vom jeweiligen Flugobjekt (F), bei dem sich das zu übertragende Datenpaket befindet, jeweils ein topologisch benachbartes Flugobjekt (F) anhand der aus dem Datenpaket ableitbaren Koordinatenwerte des Empfänger-Flugobjekts (RF) ausgewählt wird und das Datenpaket übermittelt wird.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zumindest zwei Endgeräten über zumindest ein Flugobjekt gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zumindest zwei Endgeräten über zumindest einen Satelliten gemäß Patentanspruch 4.

[0002] Bei derzeit bekannten Kommunikationssystemen, die eine Datenübertragung mittels Flugobjekten ermöglichen, wird eine bidirektionale Telekommunikation zwischen zwei auf der Erde befindlichen Endgeräten über ein Flugobjekt wie z.B. einen Satelliten hergestellt. Dabei wird beispielsweise von einem Satellitentelefon eine Verbindung zu einem beispielsweise geostationären Nachrichtensatelliten aufgebaut, wobei die Datenübermittlung direkt vom Sender über diesen geostationären Satelliten zum Empfänger erfolgt. Dabei kann die Abdeckung in den Polarregionen jedoch stark eingeschränkt sein oder gänzlich fehlen. Alternativ kann eine Datenübertragung vom Sender auch an einen Satelliten erfolgen, welcher die Daten an einen oder mehrere weitere nicht geostationäre Satelliten überträgt, die die Daten retour zur Erde an den Empfänger übermitteln. Zu diesem Zweck kommen Satellitenkonstellationen, d.h. eine Anzahl von aufeinander abgestimmten Satelliten, die mit einem konstanten Abstand zur Erde die Erde in derselben Richtung umkreisen, wie z.B. Walker-Polar-Konstellationen, zum Einsatz. Die zu übermittelnden Daten werden dabei mit einem bekannten Paketvermittlungsverfahren von einem Satelliten zum nächsten innerhalb der Satellitenkonstellation weitergeleitet. Die Zieladresse eines jeweiligen Datenpakets wird dabei beispielsweise mit einem Longest-Prefix-Match-Verfahren auf Grundlage der mit dem jeweiligen Datenpaket übermittelten Zieladresse ermittelt. Da die Übertragungspfade nicht festgelegt sind, kann es jedoch zu einer Überlastung einzelner als Vermittlungsstationen dienender Satelliten kommen.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfaches Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen Flugobjekten bereitzustellen, das eine rasche Weiterleitung der Datenpakte an ein Empfänger-Flugobjekt gewährleistet und gleichzeitig die bekannten Nachteile vermeidet.

[0004] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zumindest zwei Endgeräten über zumindest ein Flugobjekt gemäß Patentanspruch 1.

[0005] Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Flugobjekte sich innerhalb eines vorgegebenen Schwarms von Flugobjekten bewegen, und - der Schwarm von Flugobjekten eine Anzahl von Flugobjekten umfasst, die sich jeweils auf, insbesondere geschlossenen, Flugbahnen bewegen, - wobei die einzelnen Flugobjekte in einem Raster angeordnet sind, der durch eine Anzahl von Flugbahnen gekennzeichnet ist,

- dass sich auf jeder Flugbahn jeweils eine Anzahl von Flugobjekten, insbesondere äquidistant, hintereinander angeordnet bewegt, sodass jedes dieser Flugobjekte der Flugbahn jeweils mit einem Vorgänger-Flugobjekt und einem Nachfolger-Flugobjekt in Kommunikationsverbindung steht,

- dass die einzelnen Flugobjekte auf mehreren Flugbahnen sich so bewegen, dass in einer vorgegebenen Ausrichtung zu einer jeweiligen Flugbahn jeweils ein zugeordnetes Nachbar-Flugobjekt einer in Flugrichtung gesehen rechten Nachbar-Flugbahn und ein zugeordnetes Nachbar-Flugobjekt einer in Flugrichtung gesehen linken Nachbar-Flugbahn angeordnet sind und insbesondere zumindest über einen Teil der Flugbahn mit dem jeweiligen Flugobjekt in Kommunikationsverbindung stehen,

- dass ein Flugobjekt aus dem Schwarm von Flugobjekten als Referenz-Flugobjekt festgelegt wird,

- dass jedem der Flugobjekte aufgrund seiner Position relativ zum Referenz-Flugobjekt jeweils eine, insbesondere zweidimensionale, Position umfassend mehrere, insbesondere zwei, Koordinatenwerte innerhalb des Schwarms von Flugobjekten zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Flugobjekten, die sich auf der selben Flugbahn befinden, jeweils derselbe Koordinatenwert der ersten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Flugobjekten, die jeweils als zugeordnete Nachbar-Flugobjekte einer linken und einer rechten Nachbar-Flugbahn miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, jeweils derselbe Koordinatenwert der zweiten Koordinate zugewiesen wird,

- dass die Koordinatenwerte eines Empfänger-Flugobjekts innerhalb des Schwarms an Flugobjekten aus einem jeweils zu übertragenden Datenpaket ableitbar sind,

- dass für die Übertragung von Daten zwischen einem Sende-Flugobjekt und einem EmpfängerFlugobjekt eine Anzahl von sequentiellen Einzelübertragungen vorgenommen wird,

wobei jede Einzelübertragung innerhalb des Schwarms an Flugobjekten ausschließlich zwischen jeweils zwei Flugobjekten erfolgt, die topologisch benachbart sind und direkt miteinander in Kommunikationsverbindung stehen,

- dass im Rahmen der Einzelübertragung vom jeweiligen Flugobjekt, bei dem sich das zu übertragende Datenpaket befindet, jeweils ein topologisch benachbartes Flugobjekt, insbesondere ein Nachbar-Flugobjekt oder Vorgänger-Flugobjekt oder Nachfolger-Flugobjekt, anhand der aus dem Datenpaket ableitbaren Koordinatenwerte des Empfänger-Flugobjekts ausgewählt wird und das Datenpaket an dieses ausgewählte benachbarte Flugobjekt übermittelt wird.

[0006] Diese Vorgehensweise ermöglicht es, charakteristische Koordinatenwerte bzw. Kennungen an Flugobjekte innerhalb eines Schwarms von Flugobjekten zu vergeben, wobei die Koordinatenwerte eines Empfänger-Flugobjekts aus dem zu übertragenden Datenpaket abgeleitet werden können. Für eine rasche Weiterleitung der Datenpakete reichen somit vorteilhafterweise Informationen über das Layout des Schwarms an Flugobjekten bzw. dessen Dimensionen, die Anzahl an Flugbahnen und die Anzahl an Linien zueinander benachbarter Flugobjekte aus.

[0007] Diese Vorgehensweise ist vorteilhafterweise nicht an ein bestimmtes Umfeld oder einen speziellen Typ von Flugobjekten gebunden und kann in unterschiedlichsten Gebieten mit sich verändernder Netzwerktopologie, bei der die Verhältnisse zwischen benachbarten Elementen unverändert bleiben, eingesetzt werden.

[0008] Eine besonders einfache Datenübermittlung zwischen auf der Erde positionierten Endge-

räten mittels eines Schwarms von Flugobjekten kann erzielt werden, wenn

- zumindest zwei auf der Erde positionierte Endgeräte mit jeweils zumindest einem der Flugobjekte aus dem Schwarm von Flugobjekten in Kommunikationsverbindung gebracht werden, wobei jedem der Endgeräte jeweils eine, insbesondere eindeutige, Kommunikationsadresse zugeordnet wird,

- wobei von einem der Endgeräte als Sender-Endgerät an das jeweils andere Endgerät als Empfänger-Endgerät ein Datenpaket versendet wird, wobei das Datenpaket eine dem EmpfängerEndgerät zugeordnete Kommunikationsadresse enthält,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Endgerät an eines der Flugobjekte als Sender-Flugobjekt übermittelt wird,

- wobei vom Sender-Flugobjekt ein Empfänger-Flugobjekt ermittelt wird, der mit dem Empfänger-Endgerät in Datenkommunikation steht,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Flugobjekt erfindungsgemäß an das Empfänger-Flugobjekt übermittelt wird, und

- wobei das Datenpaket vom Empfänger-Flugobjekt an das Empfänger-Endgerät übermittelt wird.

[0009] Im Fall eines länger andauernden Gesprächs oder einer Datenübertragung, die einen län-

geren Zeitraum beansprucht, kann eine besonders rasche und zuverlässige Ermittlung des Emp-

fänger-Flugobjekts gewährleistet werden, wenn

- die einzelnen Flugobjekte des Schwarms von Flugobjekten in Cluster eingeteilt werden, wobei jeweils eines der Flugobjekte des Clusters als Cluster-Registrierungs-Flugobjekt festgelegt wird,

- wobei einzelne Endgeräte, die mit einem Flugobjekt des Clusters in Datenkommunikation stehen, über dieses Flugobjekt beim Cluster-Registrierungs-Flugobjekt registriert werden,

- wobei für den Fall, dass eine Datenverbindung erfindungsgemäß aufgebaut werden soll,

- von dem Sender-Flugobjekt an die einzelnen Cluster-Registrierungs-Flugobjekte eine Anfrage übermittelt wird, ob das betreffende Empfänger-Endgerät mit einem diesem ClusterRegistrierungs-Flugobjekt zugeordneten Flugobjekt in Datenverbindung steht, und

- vom Cluster-Registrierungs-Flugobjekt aufgrund dieser Anfrage gegebenenfalls die, insbesondere zweidimensionalen, Koordinatenwerte des die Anfrage betreffenden Empfänger-Flugobjekts an das Sender-Flugobjekt rückgemeldet werden, und

- eine Datenverbindung von dem Sender-Flugobjekt zu dem derart rückgemeldeten EmpfängerFlugobjekt aufgebaut wird, um die Datenkommunikation herzustellen.

[0010] Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwi-

schen zumindest zwei Endgeräten über zumindest einen Satelliten,

- wobei die Satelliten sich innerhalb einer vorgegebenen Satellitenkonstellation um die Erde bewegen,

- wobei die Satellitenkonstellation eine Anzahl von Satelliten umfasst, die sich jeweils auf einem nicht geostationären Orbit um die Erde bewegen,

- wobei die einzelnen Satelliten in einem Raster angeordnet sind, der durch eine Anzahl von Orbits gekennzeichnet ist, und

- wobei ein Orbit sich jeweils kreisförmig oder elliptisch um die Erde, insbesondere auf der einen Seite der Erde von einem ersten Pol zu einem diesem gegenüberliegenden zweiten Pol und daran anschließend auf der anderen Seite der Erde vom zweiten Pol zum ersten Pol, erstreckt,

- wobei sich auf jedem Orbit jeweils eine Anzahl von Satelliten, insbesondere äquidistant, hintereinander angeordnet bewegt, sodass jeder dieser Satelliten des Orbits jeweils mit einem orbitalen Vorgängersatelliten und einem orbitalen Nachfolgersatelliten in Kommunikationsverbindung steht,

- wobei die einzelnen Satelliten auf mehreren Orbits sich so bewegen, dass in einer vorgegebenen Ausrichtung zu einem jeweiligen Orbit jeweils ein zugeordneter Nachbarsatellit eines in Flugrichtung gesehen rechten Nachbarorbits und ein zugeordneter Nachbarsatellit eines in Flugrichtung gesehen linken Nachbarorbits angeordnet sind und insbesondere zumindest über einen Teil des Orbits mit dem jeweiligen Satelliten in Kommunikationsverbindung stehen,

- wobei ein Satellit aus der Satellitenkonstellation als Referenzsatellit festgelegt wird,

- wobei jedem der Satelliten aufgrund seiner Position relativ zum Referenzsatelliten jeweils eine, insbesondere zweidimensionale, Position umfassend mehrere, insbesondere zwei, Koordinatenwerte innerhalb der Satellitenkonstellation zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Satelliten, die sich auf dem selben Orbit befinden, jeweils derselbe Koordinatenwert der ersten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Satelliten, die jeweils als zugeordnete Nachbarsatelliten eines linken und eines rechten Nachbarorbits miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, jeweils derselbe Koordinatenwert der zweiten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei die Koordinatenwerte eines Empfänger-Satelliten innerhalb der Satellitenkonstellation aus einem jeweils zu übertragenden Datenpaket ableitbar sind,

- wobei für die Übertragung von Daten zwischen einem Sende-Satelliten und einem EmpfängerSatelliten eine Anzahl von sequentiellen Einzelübertragungen vorgenommen wird,

wobei jede Einzelübertragung innerhalb der Satellitenkonstellation ausschließlich zwischen jeweils zwei Satelliten erfolgt, die topologisch benachbart sind und direkt miteinander in Kommunikationsverbindung stehen,

- wobei im Rahmen der Einzelübertragung vom jeweiligen Satelliten, bei dem sich das zu übertragende Datenpaket befindet, jeweils ein topologisch benachbarter Satellit, insbesondere einen Nachbarsatelliten oder Vorgängersatelliten oder Nachfolgersatelliten, anhand der aus dem Datenpaket ableitbaren Koordinatenwerte des Empfänger-Satelliten ausgewählt wird und das Datenpaket an diesen ausgewählten benachbarten Satelliten übermittelt wird.

[0011] Diese Vorgehensweise ermöglicht es, charakteristische Koordinatenwerte bzw. Kennungen innerhalb der Satellitenkonstellation an einzelne Satelliten zu vergeben. Diese Koordinatenwerte bzw. Kennungen können in satellitenspezifischen bzw. satellitenkonstellationsspezifischen Präfixen für die IP-Adressen der Hosts und Router an Board der Satelliten innerhalb der Satelli-

tenkonstellation verwendet werden. Derart sind die Koordinatenwerte eines Empfänger-Satelliten einfach aus dem zu übertragenden Datenpaket abzuleiten.

[0012] Zur Weiterleitung der Datenpakete reichen somit vorteilhafterweise Informationen über das Layout der Satellitenkonstellation bzw. deren Dimensionen, die Anzahl an Orbits und die Anzahl an Linien zueinander benachbarter Satelliten aus. Auf diese Weise ist vorteilhafterweise eine rasche Weiterleitung der zu übermittelnden Datenpakete von einem Sender-Satelliten in einer Abfolge von Einzelübermittlungen zwischen jeweils benachbarten Satelliten zum EmpfängerSatelliten möglich.

[0013] Eine besonders einfache Datenübermittlung zwischen auf der Erde positionierten Endge-

räten über eine Satellitenkonstellation kann erzielt werden, wenn

- zumindest zwei auf der Erde positionierte Endgeräte mit jeweils zumindest einem der Satelliten aus der Satellitenkonstellation in Kommunikationsverbindung gebracht werden, wobei jedem der Endgeräte jeweils eine, insbesondere eindeutige, Kommunikationsadresse zugeordnet wird,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Endgerät an einen der Satelliten als Sender-Satellit übermittelt wird,

- wobei vom Sender-Satellit ein Empfänger-Satellit ermittelt wird, der mit dem Empfänger-Endgerät in Datenkommunikation steht,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Satelliten erfindungsgemäß an den Empfänger-Satelliten übermittelt wird, und

- wobei das Datenpaket vom Empfänger-Satelliten an das Empfänger-Endgerät übermittelt wird.

[0014] Eine rasche Weiterleitung der zu übermittelnden Daten wird vereinfacht, da die Senderund Empfänger-Endgeräte jeweils über eine Kommunikationsadresse verfügen, die charakteristisch für eine Position auf der Erde ist und beispielsweise keine Koordinatenwerte enthält, wie sie für das Weiterleiten von Datenpaketen zwischen Satelliten verwendet werden.

[0015] Da dem Empfänger-Endgerät, während der Zeit in der es mit der Satellitenkonstellation in Datenkommunikation steht, eine fixe Kommunikationsadresse zugeordnet und mit dem zu übermittelnden Datenpaket weitergeleitet wird, kann vorteilhafterweise zuverlässig derjenige Empfänger-Satellit ermittelt werden, der aktuell mit dem Empfänger-Endgerät in Datenkommunikation steht, sodass aufgrund der Koordinatenwerte, die diesen Empfänger-Satelliten innerhalb der Satellitenkonstellation zugeordnet sind, das Datenpaket rasch an diesen übermittelt werden kann.

[0016] Im Fall eines länger andauernden Gesprächs oder einer Datenübertragung, die einen län-

geren Zeitraum beansprucht, kann eine rasche und zuverlässige Ubermittlung von Datenpaketen

zwischen auf der Erde positionierten Endgeräten mittels Satelliten gewährleistet werden, wenn

- die einzelnen Satelliten in der Satellitenkonstellation in Cluster eingeteilt werden, wobei jeweils einer der Satelliten des Clusters als Cluster-Registrierungssatellit festgelegt wird,

- wobei einzelne Endgeräte, die mit einem Satelliten des Clusters in Datenkommunikation stehen, über diesen Satelliten beim Cluster-Registrierungssatelliten registriert werden,

- von dem Sender-Satelliten an die einzelnen Cluster-Registrierungssatelliten eine Anfrage übermittelt wird, ob das betreffende Empfänger-Endgerät mit einem diesem Cluster-Registrierungssatelliten zugeordneten Satelliten in Datenverbindung steht, und

- vom Cluster-Registrierungssatelliten aufgrund dieser Anfrage gegebenenfalls die, insbesondere zweidimensionalen, Koordinatenwerte des die Anfrage betreffenden EmpfängerSatelliten an den Sender-Satelliten rückgemeldet werden, und

- eine Datenverbindung von dem Sender-Satelliten zu dem derart rückgemeldeten EmpfängerSatelliten aufgebaut wird, um die Datenkommunikation herzustellen.

[0017] Innerhalb eines derartigen Clusters in der Satellitenkonstellation übermitteln die einzelnen Satelliten Informationen darüber, ob aktuell ein Endgerät mit ihnen in Datenkommunikation steht,

an den Cluster-Registrierungssatelliten. Durch eine Anfrage an den Cluster-Registrierungssatelliten können somit besonders rasch die Koordinatenwerte des Empfänger-Satelliten ermittelt werden, der mit dem Empfänger-Endgerät in Datenkommunikation steht.

[0018] Bei den auf der Erde bzw. am Boden positionierten Endgeräten kann es sich um mobile Endgeräte wie z. B. Mobil- oder Satellitentelefone oder auch um stationäre Endgeräte wie beispielsweise Bodenstationen handeln. Derartige mobile oder stationäre Endgeräte können sich dabei durch die Art der Anbindung an einen Satelliten oder ein Flugobjekt unterscheiden. Beispielsweise können mobile Sender- und Empfänger-Endgeräte mittels User-Links an Flugobjekte oder Satelliten angebunden sein, während stationäre Endgeräte wie Bodenstationen über Feeder-Links angebunden sein können. Eine derartige Unterscheidung in der Anbindung ist für die Durchführbarkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch keinesfalls zwingend.

[0019] Grundsätzlich sind beispielsweise folgende Übertragungspfade bei einem erfindungsge-

mäßen Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten möglich:

- Ein oder mehrere mobile Sender-Endgeräte und ein oder mehrere mobile Empfänger-Endgeräte stehen innerhalb der Satellitenkonstellation oder des Schwarms von Flugobjekten mit dem selben oder unterschiedlichen Satelliten bzw. Flugobjekten in Kommunikationsverbindung.

[0020] In diesem Fall werden beispielsweise zu übermittelnde Daten von einem Sender-Endgerät mittels eines Sender-Satelliten, mit dem das Sender-Endgerät in Datenkommunikation steht, an denjenigen Empfänger-Satelliten übermittelt, der mit dem Empfänger-Endgerät in Kommunikationsverbindung steht, und anschließend vom Empfänger-Satelliten an das Empfänger-Endgerät weitergeleitet.

[0021] - Ein oder mehrere mobile Sender-Endgeräte stehen innerhalb der Satellitenkonstellation oder des Schwarms von Flugobjekten mit dem selben oder unterschiedlichen Satelliten bzw. Flugobjekten in Kommunikationsverbindung, während ein oder mehrere stationäre Endgeräte bzw. Bodenstationen in Kommunikationsverbindung mit Satelliten bzw. Flugobjekten und zusätzlich mit einem Endgerät, wie z.B. öffentlichem Internet, stehen, das nicht direkt mit den Satelliten bzw. Flugobjekten verbunden ist.

[0022] In dem Fall werden beispielsweise Daten vom Sender-Endgerät über einen Sender-Satelliten an einen Empfänger-Satelliten, in dessen Abdeckungsbereich sich die Bodenstation befindet und der über seinen Feeder-Link mit der Bodenstation verbunden ist, übermittelt und an die Bodenstation weitergeleitet. Von der Bodenstation werden die Daten anschließend an das weitere Empfänger-Endgerät übermittelt.

[0023] - Ein oder mehrere stationäre Endgeräte bzw. Bodenstationen stehen innerhalb der Satellitenkonstellation oder des Schwarms von Flugobjekten mit dem selben oder unterschiedlichen Satelliten bzw. Flugobjekten in Kommunikationsverbindung und zusätzlich mit einem SenderEndgerät, das nicht direkt mit den Satelliten bzw. Flugobjekten verbunden ist, während ein oder mehrere mobile Empfänger-Endgeräte ebenfalls mit Satelliten bzw. Flugobjekten in Kommunikationsverbindung stehen.

[0024] In dem Fall werden z.B. Daten vom Sender-Endgerät über die Bodenstation an einen Sender-Satelliten, in dessen Abdeckungsbereich sich die Bodenstation befindet, übermittelt. Anschließend werden die Daten an einen Empfänger-Satelliten, der über seinen User-Link mit dem Empfänger-Endgerät verbunden ist, übermittelt und an das Empfänger-Endgerät weitergeleitet.

[0025] - Als weitere Variante können sowohl ein mobiles Sender-Endgerät, als auch ein mobiles Empfänger-Endgerät jeweils mit einer Bodenstation in Kommunikationsverbindung stehen, wobei jeweils nur die Bodenstationen in Kommunikationsverbindung mit den Satelliten der Satellitenkonstellation bzw. den Flugobjekten des Schwarms von Flugobjekten stehen.

[0026] In dem Fall werden beispielsweise Daten vom mobilen Sender-Endgerät über eine erste Bodenstation an einen Sender-Satelliten, in dessen Abdeckungsbereich sich die erste Bodenstation befindet, übermittelt. Anschließend werden die Daten an einen Empfänger-Satelliten, in dessen Abdeckungsbereich sich eine zweite Bodenstation befindet, die in Kommunikationsverbin-

dung mit dem mobilen Empfänger-Endgerät steht, übermittelt. Die Daten werden vom Empfänger-Satelliten, der über seinen Feeder-Link mit der zweiten Bodenstation verbunden ist, an die zweite Bodenstation weitergeleitet und anschließend von dieser an das mobilen Empfänger-Endgerät übermittelt.

[0027] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

[0028] Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben.

[0029] Im Folgenden zeigen:

[0030] Fig. 1 eine schematische Darstellung von Orbits entlang denen eine Anzahl von Satelliten um die Erde kreisen,

[0031] Fig. 2 eine Detailansicht der rasterförmigen Satellitenkonstellation aus Fig. 1,

[0032] Fig. 3 eine schematische Darstellung des Ablaufs der Datenübermittlung in einem Ausschnitt der Satellitenkonstellation aus Fig. 1 und Fig. 2,

[0033] Fig. 4 ein Beispiel für eine Unterteilung der Satellitenkonstellation aus Fig. 1 und Fig. 2 in Cluster.

[0034] Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Schwarms von Flugobjekten, die sich entlang von Flugbahnen bewegen.

[0035] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Satellitenkonstellation, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten verwendet werden kann. Die Satelliten S bewegen sich dabei innerhalb dieser vorgegebenen Satellitenkonstellation um die Erde E, die in Fig. 1 schematisch als Kugel angedeutet ist. Die Satellitenkonstellation umfasst dabei eine Vielzahl von Satelliten S, die sich jeweils auf einem nicht geostationären Orbit O4, ..., Os bzw. Umlaufbahn um die Erde E bewegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden in der Satellitenkonstellation Low Earth Orbiting (LEO) Satellites, d.h. Satelliten, die sich auf niedrigen Erdumlaufbahnen um die Erde bewegen, verwendet.

[0036] Die von einem einzelnen Satelliten S innerhalb einer derartigen Satellitenkonstellation abgedeckte Fläche ist zwar im Vergleich zur Abdeckung eines geostationären Satelliten geringer, die Satellitenkonstellation umfasst jedoch eine große Anzahl von Satelliten S, die sich mit großer Winkelgeschwindigkeit um die Erde bewegen, sodass eine durchgehende flächige Abdeckung auch in den Polarregionen gewährleistet ist.

[0037] Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich mit Satellitenkonstellationen mit unterschiedlichen Orbitstrukturen, deren Topologie der einer Walker-Konstellation ähnelt, verwendet werden. Innerhalb einer derartigen Walker-Konstellation besitzen beispielsweise alle Orbits Os, ..., Os die gleiche Bahnneigung oder Inklination relativ zu einer Referenzebene, wobei beispielsweise die Aquatorebene als Referenzebene verwendet werden kann.

[0038] In den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 bis 4 handelt es sich bei der Satellitenkonstellation um eine derartige Walker-Konstellation. Die Walker-Star-Satellitenkonstellation in den Fig. 1 bis 4 umfasst beispielsweise 50 Satelliten, wobei sich jeweils zehn Satelliten S auf fünf Orbits Os, ..., Os In einer Höhe von etwa 780 km mit einer Geschwindigkeit von etwa 27.000 km und orbitalen Perioden von etwa 100,5 Minuten bewegen. Der Radius des von diesen Satelliten auf der Erde abgedeckten Bereichs beträgt etwa 2.200 km. Ein stationäres oder mobiles Endgerät auf der Erde bleibt somit jeweils einige Minuten lang innerhalb des Gebiets, das von einem einzigen Satelliten abgedeckt wird.

[0039] Innerhalb der Satellitenkonstellation sind die einzelnen Satelliten S in einem Raster angeordnet, das durch eine Anzahl von Orbits O+4, ..., Os bzw. Umlaufbahnen gekennzeichnet ist. Jeder Orbit O+, ..., Os beschreibt dabei eine kreisförmige Umlaufbahn, die sich z.B. auf der einen Seite der Erde von Norden nach Süden und daran anschließend auf der anderen Seite der Erde von

Süden nach Norden erstreckt und derart eine geschlossene kreisförmige Umlaufbahn bildet. Über dem geografischen Südpol SP bzw. dem geografischen Nordpol NP können die Orbits O-+, ..., Os einander sternförmig überschneiden, wie dies in Fig. 2 ersichtlich ist.

[0040] Im Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist schematisch eine Darstellung einer derartigen Satellitenkonstellation mit fünf Orbits O4, ..., Os und sechs Satellitenlinien LOS-, ..., LOSe dargestellt. Im Ausführungsbeispiel in Fig. 2 überkreuzen die Orbits O-+, ..., Os einander im Bereich des Südpols SP und des Nordpols NP sternförmig. Befindet sich ein Satellit S beispielsweise auf dem Orbit O>» westlich bzw. links des Orbits Os, der in Fig. 2 als gerade Linie dargestellt ist, und nähert sich vom geografischen Südpol SP ausgehend dem geografischen Nordpol NP an, so verringert sich der Abstand des Orbits O2 zum Orbit Os bis dieser über dem Nordpol NP den Orbit O3 kreuzt und der Satellit S auf dem Orbit O» östlich bzw. rechts des Orbits O3 seine Bewegung fortsetzt. Anschließend bewegt sich der Satellit S auf dem Orbit O» östlich bzw. rechts des Orbits Os weiter, bis er schließlich den geografischen Südpol SP erreicht, wo der Orbit O2 erneut den Orbit Os kreuzt und der Satellit S anschließend westlich bzw. links des Orbits Os seine Bewegung fortsetzt. Die Satelliten sind dabei auf den einzelnen Orbits O4, ..., Os derart angeordnet, dass sie leicht zeit- und/oder höhenversetzt den Nordpol NP bzw. den Südpol SP überqueren, sodass eine Kollision ausgeschlossen ist.

[0041] Auf jedem der Orbits O4, ..., Os bewegt sich jeweils eine Vielzahl von Satelliten S, die im gezeigten Ausführungsbeispiel äquidistant hintereinander angeordnet sind. Diese äquidistante Anordnung ist jedoch keinesfalls zwingend erforderlich und das erfindungsgemäße Verfahren zur Datenübermittlung ist auch mit einer anderen Satellitenanordnung durchführbar, solange sich eine grundsätzlich rasterförmige Anordnung der Satelliten S ergibt, in der jeder Satellit S seine Position innerhalb des Rasters aus Orbits O-+, ..., Os und Satellitenlinien LOS-+, ..., LOSe, d.h. Koordinatenwerte innerhalb der Satellitenkonstellation beibehält.

[0042] Jeder der Satelliten S eines Orbits O-+, ..., Os steht jeweils mit einem orbitalen Vorgängersatelliten und einem orbitalen Nachfolgersatelliten in Kommunikationsverbindung. Dies bedeutet, dass ein jeweils betrachteter Satellit S jeweils mit dem auf dem betreffenden Orbit O in Flugrichtung betrachtet vor ihm und dem jeweils hinter ihm angeordneten Satelliten in Kommunikationsverbindung steht.

[0043] Die einzelnen Satelliten S bewegen sich auf mehreren Orbits O-+, ..., Os dabei so, dass in einer vorgegebenen Ausrichtung zum jeweils betrachteten Orbit O jedem Satelliten auf den betrachteten Orbit O jeweils ein zugeordneter Nachbarsatellit eines rechten, z. B. östlich zum betrachteten Orbit O angeordneten, Nachbar-Orbits und ein zugeordneter Nachbarsatellit eines linken, z. B. westlich zum betrachteten Orbit O angeordneten, Nachbar-Orbits zugeordnet ist. Ein jeweils benachbarter Satellit S steht dabei über zumindest einen Teil des Orbits O, beispielsweise außerhalb der Polarregionen, mit seinen zugeordneten Nachbarsatelliten in Kommunikationsverbindung.

[0044] Am Seam, d.h. am Rand der Satellitenkonstellation, an dem sich im gezeigten Ausführungsbeispiel die Orbits O; und Os befinden, steht jeder Satellit S zusätzlich zu seinem orbitalen Vorgängersatelliten und seinem orbitalen Nachfolgersatelliten nur mit einem zugeordneten Nachbarsatelliten eines rechten oder linken Nachbar-Orbits in Datenkommunikation.

[0045] Jeder Satellit S, der sich beispielsweise auf dem Orbit O+ bewegt, steht jeweils nur mit den in Flugrichtung jeweils vor ihm und dem jeweils hinter ihm angeordneten Satelliten und einem zugeordneten Nachbarsatelliten des rechten, östlich zum betrachteten Orbit O+; angeordneten, Nachbar-Orbits, in diesem Fall des Orbits O>, in Kommunikationsverbindung. Jeder Satellit S, der sich auf dem Orbit Os bewegt, steht zusätzlich zu seinem orbitalen Vorgängersatelliten und seinem orbitalen Nachfolgersatelliten nur mit einem zugeordneten Nachbarsatelliten des linken, westlich zum betrachteten Orbit Os angeordneten, Nachbar-Orbits, in diesem Fall des Orbits Os, in Kommunikationsverbindung.

[0046] Innerhalb einer Satellitenkonstellation mit Satelliten S in erdnahen Umlaufbahnen stehen die Satelliten S untereinander üblicherweise über Hochfrequenz- oder optischen Intersatelliten-

Links miteinander in Kommunikationsverbindung. Derartige Satelliten S können auch über UserLinks und Feeder-Links, d.h. Sender- und Empfänger-Links für auf der Erde stationierte mobile Endgeräte oder stationäre Endgeräte wie Basisstationen verfügen. Derartige Links unterstützen üblicherweise Netzwerkprotokolle wie beispielsweise IP-Protokolle.

[0047] Bei User- und Feeder-Links handelt es sich jeweils um Sender- und Empfänger-Links, die für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. User-Links werden für mobile Benutzer-Endgeräte, z.B. Satellitentelefone, und Feeder-Links für Datenverbindungen mit stationären Endgeräten wie Bodenstationen eines Satelliten-Betreibers eingesetzt. Bodenstationen gibt es üblicherweise nur an wenigen ausgewählten Orten auf der Erde E. Sie dienen zur Weiterleitung von Daten zwischen der Satellitenkonstellation und z.B. dem terrestrischen Internet und zur Kontrolle und Steuerung der Satelliten S durch den Satelliten-Betreiber. User- und Feeder-Links können alternativ dazu auch als kombinierte Links ausgebildet sein. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur paketweisen Datenübermittlung ist bei beiden Forme der Ausgestaltungen problemlos möglich.

[0048] Wie in Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich ist, sind jedem der Satelliten S aufgrund seiner Position innerhalb des Rasters aus Orbits O+;, ..., Os und Satellitenlinien LOS-+, ..., LOSs Koordinatenwerte innerhalb der Satellitenkonstellation zugewiesen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 3 handelt es sich konkret um zwei Koordinatenwerte, die eine zweidimensionale Position innerhalb der Satellitenkonstellation angeben. Alternativ dazu kann die Positionsinformation auch nur einen Koordinatenwert oder mehr als zwei Koordinatenwerte umfassen.

[0049] Ein Satellit S aus der Satellitenkonstellation wird dabei als Referenzsatellit festgelegt. Im Ausführungsbeispiel ist derjenige Satellit S, der in Fig. 3 im Raster auf dem ersten Orbit O+ und der Satellitenlinie LOS+ angeordnet ist, als Referenzsatellit festgelegt und aufgrund seiner Position in der Satellitenkonstellation ist ihm der Koordinatenwert (1,1) zugewiesen. Denjenigen Satelliten S, die sich auf demselben Orbit O-+4, ..., Os befinden, ist jeweils derselbe Koordinatenwert der ersten Koordinate zugewiesen, während denjenigen Satelliten S, die sich jeweils auf linken bzw. rechten Nachbar-Orbits bewegen und mit einem jeweils betrachteten Satelliten S in Kommunikationsverbindung stehen, derselbe Koordinatenwert der zweiten Koordinate zugewiesen wird.

[0050] Erhält nun ein Sender-Satellit TS ein zu übertragendes Datenpaket, so leitet er die Koordinatenwerte des Empfänger-Satelliten RS innerhalb der Satellitenkonstellation aus der Zieladresse des zu übertragenden Datenpaketes ab. Auf den Routern an Board der Satelliten S sind keine Routen hinterlegt. Stattdessen wird das Datenpaket anhand eines Algorithmus und anhand der extrahierten Zielkoordinaten weitergeleitet.

[0051] Die Weiterleitung der Datenpakete erfolgt dynamisch anhand eines z.B. heuristischen Algorithmus zum Finden eines Pfades in einem ungerichteten Graphen auf einer Sphäre oder einem Teil davon. Dabei sind unterschiedliche Arten von Algorithmen implementierbar wie zum Beispiel das Präferieren von horizontalen oder vertikalen Pfaden auf Grundlage der extrahierten Koordinatenwerte bzw. Zielkoordinaten des jeweiligen Datenpakets. Basisstationen bzw. SenderEndgeräte SE und Empfänger-Endgeräte EE auf der Erde E verfügen über keine derartige Koordinateninformation in deren IP-Adressen.

[0052] Dabei kann beispielsweise jeder Satellit S beginnend beim Sender-Satelliten TS die Manhattan-Distanz, wie z.B. unter https://de.wikipedia.org/wiki/Manhattan-Metrik oder https://en.wikipedia.org/wiki/Taxicab_geometry, jeweils abgerufen am 20.2.2019, beschrieben, zwischen sich selbst und dem Empfänger-Satelliten RS errechnen. Der Sender-Satelliten TS sendet dann das Datenpaket unter Berücksichtigung z.B. der konfigurierten ISL-Präferenz, d.h. z.B. horizontal oder vertikal, und der Verfügbarkeit des präferierten ISL über diesen ISL zum nächsten Satelliten S. Sollte dieser ISL nicht verfügbar sein, wird der laut Manhattan-Distanz nächstbeste ISL gewählt.

[0053] Ist auch dieser nicht verfügbar, wird derjenige ISL gewählt, der dem ersten gewählten gegenüber liegt. Sollte dieser ebenfalls nicht verfügbar sein, wird der ISL der dem zweiten optimalen ISL gegenüber liegt gewählt. In keinem Fall jedoch wird ein Paket auf dem ISL, auf dem es empfangen wurde, weitergeleitet. Im Unterschied zu bekannten Suchalgorithmen wie z.B. A*,

wie unter https://de.wikipedia.org/wiki/A*-Algorithmus, aufgerufen am 20.2.2019, beschrieben, 0der BFS, wie unter https://de.wikipedia.org/wiki/A*-Algorithmus, aufgerufen am 20.2.2019, beschrieben, wird vorteilhafterweise keine Zustandsinformation über die Suche auf einem Satelliten S gespeichert oder zum nächsten Satelliten S übermittelt.

[0054] Für die Übertragung von Daten zwischen dem Sender-Satelliten TS, der das zu übertragende Datenpaket zur Weiterleitung erhalten hat, und dem jeweils betreffenden Empfänger-Satelliten RS wird eine Anzahl von sequenziellen Einzelübertragungen vorgenommen. Für die Weiterleitung der Datenpakete innerhalb der Satellitenkonstellation werden Prinzipien aus dem Software Defined Networking angewandt.

[0055] Dabei wird zwischen den Satelliten S der Satellitenkonstellation keine direkte Positionsinformation beispielsweise über Routingprotokolle ausgetauscht. Den Routern an Board der einzelnen Satelliten S innerhalb der Satellitenkonstellation stehen zur Weiterleitung der Datenpakete nur Informationen über das jeweilige Layout des Satellitennetzwerks zur Verfügung, beispielsweise seine Größe, die Anzahl an Orbits O-+;, ..., Os bzw. die Anzahl an Satellitenlinien LOS-, ..., LOSe. Darüber hinaus ist den Routern an Board der Satelliten S nur der Verfügbarkeits-Status ihrer unmittelbar benachbarten bekannt, da sie mit diesen in direkter Datenverbindung stehen. Fällt ein benachbarter Satellit S oder dessen Interface zu einem Satelliten S aus, erkennt dieser Satellit S implizit den Ausfall dadurch, dass die Datenverbindung auf physikalischer Ebene nicht mehr verfügbar ist. Darüber hinaus werden keine Statusinformationen mit dem ausgefallenen oder anderen Satelliten S ausgetauscht.

[0056] Zur Auswahl des kürzesten Pfads zum Empfänger-Satelliten RS ermittelt der Sender-Satellit TS daher zunächst die Koordinatenwerte des Empfänger-Satelliten RS innerhalb der Satellitenkonstellation und übermittelt das Datenpaket anschließend an einen der topologisch benachbarten Satelliten S, die mit dem Empfänger-Satelliten RS direkt in Kommunikationsverbindung stehen. Eine derartige Datenübertragung wird dabei als Einzelübertragung verstanden.

[0057] "Topologisch benachbart" wird im Zusammenhang mit der Erfindung gleichbedeutend damit verwendet, dass zwischen den betreffenden Satelliten S oder Flugobjekten F zumindest über einen Teilbereich des jeweiligen Orbits O bzw. Flugbahn FB eine Kommunikationsverbindung besteht. Eine derartige permanente Kommunikationsverbindung liegt dabei z. B. zwischen einem Satelliten S und seinem orbitalen Vorgänger- oder Nachfolgersatelliten vor.

[0058] Außerhalb der Polarregionen steht ein jeweiliger Satellit S auch mit seinen zugeordneten Nachbarsatelliten eines rechten Nachbar-Orbits oder eines linken Nachbar-Orbits in Kommunikationsverbindung. Der betreffende benachbarte Satellit S übermittelt das bei ihm einlangende Datenpaket erneut an einen seiner topologisch benachbarten Satelliten usw., bis das Datenpaket schließlich beim Empfänger-Satelliten RS einlangt. Derart wird das Datenpaket in einer Abfolge von derartigen Einzelübertragungen vom Sender-Satelliten TS zum Empfänger-Satelliten RS übermittelt.

[0059] Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zwei Satelliten wird im Folgenden anhand von Fig. 3 beschrieben. Im Ausführungsbeispiel in Fig. 3 erhält der Satellit TS mit den Koordinatenwerten (1,1) ein Datenpaket und ermittelt aus dessen satellitenspezifischem IP-Präfix, dass der Satellit mit den Koordinatenwerten (3,3) der Empfänger-Satellit RS ist. Um nun das Datenpaket auf dem schnellsten Weg vom Satelliten S (1,1) zum Satelliten S (3,3) zu übertragen, wird das Datenpaket in einer Reihe von Einzelübertragungen zunächst zum benachbarten Satelliten S (2,1) auf dem Orbit O» und derselben Satellitenlinie LOS+; übermittelt. Anschließend wird das Datenpaket zum Satelliten S (2,2) auf dem Orbit O> und der Satellitenlinie LOS» dem Satelliten S (3,2) auf dem Orbit Os und der Satellitenlinie LOS» und schließlich zum Empfänger-Satelliten RS (3,3) auf dem Orbit O3 und der Satellitenlinie LOS; übertragen.

[0060] Dabei können die Regeln, nach denen das Datenpaket von einem Sender-Satelliten TS zu einem bestimmten Empfänger-Satelliten RS übermittelt wird, in den jeweiligen Satelliten S erlernt und hinterlegt werden, um für nachfolgende Datenübertragungen, die denselben Empfän-

ger-Satelliten RS betreffen, nicht erneut nach einem Weiterleitungspfad suchen zu müssen. Dies erfolgt solange, bis sich der Weiterleitungspfad ändert, beispielsweise weil die Satelliten S den Nordpol NP oder den Südpol SP überquert und die Orbits O-+, ..., Os einander überkreuzt haben, sodass sich die Positionen zueinander benachbarter Satelliten innerhalb der Satellitenkonstellation verändert hat, so werden die zuvor hinterlegten Regeln verworfen und ein neuer Übertragungspfad zum betreffenden Empfänger-Satelliten RS ermittelt.

[0061] Nähert sich ein Satellit S beispielsweise dem geographischen Nordpol NP oder Südpol SP, so ist eine Kommunikationsverbindung mit seinem zugeordneten Nachbarsatelliten seines rechten, z. B. östlichen, Nachbar-Orbits oder seines linken, z. B. westlichen, Nachbar-Orbits nicht möglich, da die Orbits O-+, ..., Os einander im Bereich der Pole NP, SP überkreuzen. In diesem Fall gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise dennoch ein einfaches topologisches Routing der Datenpakete, indem die Daten zunächst vom betrachteten Satelliten S in Richtung eines Vorgänger-Satelliten oder eines Nachfolger-Satelliten, der sich nicht in Polnähe befindet, übermittelt werden, von wo aus eine Weiterleitung an einen topologisch benachbarten Satelliten auf einem anderen Nachbar-Orbit problemlos möglich ist.

[0062] Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur paketweisen Übermittlung von Daten, bei dem Datenpakete von einem mobilen terrestrischen Endgerät, z.B. einem Satellitentelefon, über Satelliten zu einem anderen mobilen terrestrischen Endgerät übermittelt werden, wird im Folgenden anhand von Fig. 3 beschrieben.

[0063] Verbindet sich beispielsweise ein auf der Erde E positioniertes mobiles Endgerät, z.B. ein Satellitentelefon, mit einem Satelliten S aus der Satellitenkonstellation, in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet, und stellt eine Kommunikationsverbindung mit dem Satelliten S her, wird diesem Endgerät vom Satelliten S jeweils eine eindeutige Kommunikationsadresse zugeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um eine eindeutige IP-Adresse handeln, die dem Endgerät zugeordnet bleibt, auch wenn es sich beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt im Abdeckungsbereich eines anderen Satelliten S befindet.

[0064] Fig. 3 zeigt ein Endgerät als Sender-Endgerät SE, das ein an ein Empfänger-Endgerät EE zu übermittelndes Datenpaket an den Sender-Satelliten TS, in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet, übermittelt. Das Datenpaket enthält dabei eine dem Empfänger-Endgerät EE zugeordnete Kommunikationsadresse und der Sender-Satellit TS ermittelt einen Empfänger-Satelliten RS, der mit dem Empfänger-Endgerät EE, das die betreffende Kommunikationsadresse aufweist, in Datenkommunikation steht.

[0065] Zur Ermittlung des Empfänger-Satelliten RS kann der Sender-Satellit TS als eine Variante beispielsweise eine Anfrage an alle Satelliten S der Satellitenkonstellation stellen, um zu ermitteln, bei welchem Satelliten das Empfänger-Endgerät EE aktuell registriert ist. Auf seine Anfrage erhält der Sender-Satellit TS eine Rückmeldung von jedem Satelliten S der Satellitenkonstellation, ob das betreffende Empfänger-Endgerät EE aktuell bei ihm registriert ist, oder nicht. Dies ist ebenfalls mit einem hohen Datenverkehr zwischen den einzelnen Satelliten der Satellitenkonstellation verbunden.

[0066] Die einzelnen Satelliten S können in der Satellitenkonstellation auch in Cluster C eingeteilt werden, wobei jeweils einer der Satelliten S des Clusters C als Cluster-Registrierungssatellit CREG festgelegt wird. Eine derartige Unterteilung der Satellitenkonstellation in Cluster C ist in Fig. 4 dargestellt. Die in Fig. 4 dargestellte Satellitenkonstellation umfasst sechs Orbits O4, ..., Os und elf Satellitenlinien LOS-+, ..., LOS+4+1. Die Satelliten S der Satellitenkonstellation sind in Fig. 4 durch ihre jeweiligen Koordinatenwerte innerhalb der Satellitenkonstellation angegeben und in sechs Cluster C, die jeweils mehrere Satelliten S umfassen, zusammengefasst. Die zusammengehörigen Satelliten S, die jeweils gemeinsam einen Cluster C bilden, sind in Fig. 4 durch eine einheitliche Schraffierung gekennzeichnet. Der Cluster-Registrierungssatellit CREG jedes Clusters C ist jeweils durch eine doppelte Umrandung gekennzeichnet.

[0067] Die Polarregionen um den geografischen Südpol SP und den geografischen Nordpol NP sind in Fig. 4 schematisch dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass bei einer derartigen Unterteilung

der Satellitenkonstellation in Cluster C eine flächige Abdeckung auch in den Polarregionen gewährleistet ist.

[0068] Stehen einzelne Endgeräte mit einem Satelliten S eines Clusters C in Datenkommunikation, werden diese Endgeräte von Satelliten S vorteilhafterweise nur beim Cluster-Registrierungssatelliten CREG registriert. Dies bedeutet, dass jeder Satellit S Informationen darüber, welche bzw. wie viele Endgeräte aktuell mit ihm in Datenkommunikation stehen, nur an den ClusterRegistrierungssatellit CREG weiterzugeben braucht, was eine deutliche Verringerung des Datenverkehrs zwischen den Satelliten S der Satellitenkonstellation bedingt.

[0069] Die Vorgehensweise bei einer Registrierung z.B. eines Sender-Endgeräts SE, das aktuell noch bei keinem Satelliten S registriert ist, ist wie folgt:

Verbindet sich ein Sender-Endgerät SE beispielsweise mit einem ersten Satelliten S+;, so registriert der erste Satellit Sı das Sender-Endgerät SE am für den ersten Satelliten S; zuständigen Cluster-Registrierungssatelliten CREG. Der Cluster-Registrierungssatellit CREG hat nun Informationen darüber, über welchen Satelliten S das Sender-Endgerät SE zu erreichen ist. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass ein Cluster-Registrierungssatellit CREG eine positive Antwort an einen anfragenden Satelliten S übermitteln kann, sodass anschließend zwischengespeicherte und neue Daten vom Sender-Endgerät SE an das Empfänger-Endgerät EE gesendet werden können. Der Registrierungsprozess für ein Empfänger-Endgerät EE läuft analog dazu ab.

[0070] Bewegt sich ein Satellit S weiter, sodass ein Endgerät, mit dem der Satellit S zuvor in Kommunikationsverbindung stand, sich nun nicht mehr in dessen Abdeckungsbereich befindet, erfolgt eine Übergabe des Endgeräts über die Cluster-Registrierungssatelliten CREG. Diese Vorgehensweise wird im Folgenden näher erläutert.

[0071] Beispielsweise steht ein erstes Endgerät als Sender-Endgerät SE mit einem ersten Satelliten S+ und ein zweites Endgerät als Empfänger-Endgerät EE mit einem zweiten Satelliten S» in Datenkommunikation, und Datenpakete werden vom Sender-Endgerät SE an das EmpfängerEndgerät EE übermittelt. Während dieser Übermittlung von Datenpaketen wechselt das Empfänger-Endgerät EE aus dem Abdeckungsbereich des zweiten Satelliten S» in den Abdeckungsbereich eines dritten Satelliten Ss.

[0072] Verlässt das Empfänger-Endgerät EE den Abdeckungsbereich des zweiten Satelliten S», so wird das Empfänger-Endgerät EE vom Satelliten S» vom für den zweiten Satelliten S» zuständigen Cluster-Registrierungssatelliten CREG deregistriert. Der für den zweiten Satelliten S2 zuständige Cluster-Registrierungssatelliten CREG hat nun keine Information mehr darüber, wo das Empfänger-Endgerät EE zu finden ist und auch alle anderen Cluster-Registrierungssatelliten CREG in der Satellitenkonstellation haben keine Information darüber.

[0073] Der zweite Satellit S» sendet eine Benachrichtigung an alle Satelliten S aller Kommunikationspartner des Empfänger-Endgeräts EE, also im konkreten Fall an den ersten Satelliten S+, da das Sender-Endgerät SE mit dem Empfänger-Endgerät EE über den zweiten Satelliten S» verbunden war, und die Satelliten S löschen daraufhin deren Weiterleitungsinformationen für das Empfänger-Endgerät EE.

[0074] Das Sender-Endgerät SE versucht nun weiter Daten an das Empfänger-Endgerät EE zu senden. Der erste Satellit S+ hat jedoch keine Weiterleitungsinformationen für das EmpfängerEndgerät EE, da diese gelöscht wurden. Der erste Satellit S1 sendet daher eine Anfrage an alle Cluster-Registrierungssatelliten CREG der Satellitenkonstellation, mit welchem Satelliten das Empfänger-Endgerät EE verbunden ist. Während dieser Zeit werden die Daten vom Sender-Endgerät SE an das Empfänger-Endgerät EE beim ersten Satelliten Sı zwischengespeichert. Werden Anfragen an einen Cluster-Registrierungssatelliten CREG von diesem nicht beantwortet, wird die Anfrage an diesen Cluster-Registrierungssatelliten CREG z.B. maximal drei Mal wiederholt.

[0075] Die Cluster-Registrierungssatelliten CREG antworten entweder positiv, d.h. ein Satellit S mit dem das Empfänger-Endgerät EE nun in Kommunikationsverbindung steht, wurde von diesem Cluster-Registrierungssatelliten CREG gefunden, oder negativ, d.h. kein Satellit S, der mit dem Empfänger-Endgerät EE in Kommunikationsverbindung steht, konnte gefunden werden. Ha-

ben alle Cluster-Registrierungssatelliten CREG negativ geantwortet, oder wurden trotz Wiederholung keine Antworten empfangen, werden die zwischengespeicherten Daten vom ersten Satelliten S+ verworfen.

[0076] Die erste positive Antwort eines Cluster-Registrierungssatelliten CREG wird vom ersten Satelliten Sı1 verwendet, um den Empfänger-Satelliten RS zu ermitteln. Im konkreten Beispiel handelt es sich dabei um den dritten Satelliten Ss. Alle weiteren Antworten von Cluster-Registrierungssatelliten CREG, egal ob positiv oder negativ, die nach dieser ersten positiven Antwort beim ersten Satelliten S+ eintreffen, werden von diesem ignoriert. Auch etwaige noch ausständige Wiederholungen werden abgebrochen. Anschließend werden die vom ersten Satelliten S; zwischengespeicherten Daten für das Empfänger-Endgerät EE an den dritten Satelliten Ss als EmpfängerSatellit RS weitergeleitet.

[0077] Sendet ein Satellit S eine Benachrichtigung an alle Satelliten S aller Kommunikationspartner eines Empfänger-Endgeräts EE, dass das Empfänger-Endgerät EE nicht mehr mit ihm in Kommunikationsverbindung steht, wird die Kommunikation zwischen dem Sender-Endgerät SE und dem Empfänger-Endgerät EE unterbrochen, wobei die zu übermittelnden Daten jedoch zwischengespeichert werden.

[0078] Im Regelfall dauert ein derartiger Vorgang nur z.B. einige 100 Millisekunden. Die Wartezeit auf die Antwort der Cluster-Registrierungssatelliten CREG bzw. die Anzahl an Wiederholungen der Anfragen und die Wartezeit zwischen Wiederholungen können dabei so gewählt werden, dass es zu keinem Datenverlust während des Zeitfensters zwischen der Benachrichtigung, dass das Empfänger-Endgerät nicht mehr mit einem bestimmten Satelliten S in Kommunikationsverbindung steht, und einer positiven Antwort eines Cluster-Registrierungssatelliten CREG, kommt.

[0079] Das Verfahren ist symmetrisch, d.h. der beschriebene Vorgang gilt auch für eine Übermittlung von Daten vom Empfänger-Endgerät EE an das Sender-Endgerät SE.

[0080] Soll nun eine Datenübermittlung zwischen zwei Endgeräten über die Satellitenkonstellation erfolgen, kann vom Sender-Satelliten TS im Vergleich zur zuvor beschriebenen Variante einer Anfrage an alle Satelliten S der Satellitenkonstellation besonders einfach der mit dem Empfänger-Endgerät EE in Datenkommunikation stehende Empfänger-Satellit RS ermittelt werden, da der Sender-Satellit TS eine diesbezügliche Anfrage nur an die einzelnen Cluster-Registrierungssatelliten CREG der Satellitenkonstellation übermitteln braucht. Diese Vorgehensweise führt vorteilhafterweise zu einer weiteren Verringerung des Datenverkehrs zwischen den Satelliten S der Satellitenkonstellation.

[0081] Hat ein Cluster-Registrierungssatellit CREG Informationen darüber, dass das EmpfängerEndgerät EE mit einem Satelliten S, der dem Cluster C des Cluster-Registrierungssatelliten CREG zugeordnet ist, in Datenkommunikation steht, so übermittelt der Cluster-Registrierungssatellit CREG die Koordinatenwerte dieses Empfänger-Satelliten RS an den Sender-Satelliten TS. Der Sender-Satellit TS baut anschließend eine Datenverbindung mit dem derartig gemeldeten Empfänger-Satelliten RS auf, um die Datenkommunikation herzustellen.

[0082] Das zu übermittelnde Datenpaket wird dabei, wie zuvor beschrieben, in einer Reihe von Einzelübertragungen, wie dies zuvor bereits beschrieben wurde, an den Empfänger-Satelliten RS übermittelt, von wo aus das Datenpaket an das Empfänger-Endgerät EE auf der Erde E weitergeleitet wird.

[0083] Verlässt ein Endgerät den Abdeckungsbereich eines jeweiligen Satelliten S, so übermittelt dieser eine diesbezügliche Information an den Cluster-Registrierungssatelliten CREG. Der jeweilige Satellit S übermittelt diese Benachrichtigung auch an alle anderen Satelliten S, die ein Empfänger-Endgerät EE bedienen, mit dem das Sender-Endgerät SE in Verbindung stand.

[0084] Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Cluster-Registrierungssatellit CREG in diesem Fall Nachrichten an die anderen Satelliten S, in deren Abdeckungsbereich sich Endgeräte befinden, die aktuell mit dem betreffenden Endgerät in Datenkommunikation stehen, übermitteln. UÜbermittelt der Cluster-Registrierungssatellit CREG diese Information zusätzlich zum betreffen-

den Satelliten S, trägt dies zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit bei.

[0085] Die betreffenden Satelliten S entfernen die hinterlegte Information betreffend den Weiterleitungspfad an dieses Endgerät und stellen eine neue Anfrage an die Cluster-Registrierungssatelliten CREG, mit welchem der Satelliten S der Cluster C das Endgerät aktuell in Datenkommunikation steht.

[0086] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwarms von Flugobjekten F, wie er für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten verwendet werden kann. Im Ausführungsbeispiel in Fig. 5 handelt es sich bei den Flugobjekten F um in einer dynamischen Formation fliegende Höhenplattformen (HAPS - High-altitude platform stations oder High-Altitude Pseudo-Satellites), d.h. unbemannte Flugobjekte, wie diese beispielsweise unter https://en.wikipedia.org/wiki/High-altitude_platform_ station, aufgerufen am 28. 2. 2019, beschrieben sind. Derartige Höhenplattformen können dynamische Formationen bilden, wobei für die Festlegung der Koordinatenwerte für das Routing von Datenpaketen die Schwarmgeometrie verwendet werden kann, wie dies in Fig. 2 und Fig. 3 für das Ausführungsbeispiel mit einer Satellitenkonstellation beschrieben ist.

[0087] Ein derartiger Schwarm von Flugobjekten F kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, in abgelegenen Regionen der Erde eine Netzwerkkonnektivität überhaupt erst bereitzustellen 0der bei einem Krisenereignis wie z.B. einer Naturkatastrophe Netzwerkkonnektivität für Einsatzkräfte am Boden übergangsweise zur Verfügung zu stellen.

[0088] Die Flugobjekte F bewegen sich innerhalb des vorgegebenen Schwarms von Flugobjekten F, wie dies in Fig. 5 ersichtlich ist, jeweils auf z.B. geschlossenen Flugbahnen FB-;, ..., FBs, und sind in einem Raster angeordnet, der durch eine Anzahl von Flugbahnen FB, ..., FB3 und Linien von Flugobjekten LOF-+, ..., LOFs gekennzeichnet ist. In der gleichen Weise, wie dies zuvor für ein Ausführungsbeispiel mit einer Satellitenkonstellation anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert wurde, ist auch in einem Schwarm von Flugobjekten F auf jeder Flugbahn FB-:, ..., FB3 jeweils eine Anzahl von Flugobjekten F äquidistant hintereinander angeordnet. Dabei steht jedes dieser Flugobjekte F jeweils mit einem Vorgänger-Flugobjekt und einem Nachfolger-Flugobjekt in Kommunikationsverbindung.

[0089] Weiters ist den einzelnen Flugobjekten F einer Flugbahn FB-, ..., FB3 Jeweils ein zugeordnetes Nachbar-Flugobjekt einer in Flugrichtung gesehen rechten Nachbar-Flugbahn und ein zugeordnetes Nachbar-Flugobjekt einer in Flugrichtung gesehen linken Nachbar-Flugbahn zugeordnet, mit dem das jeweilige Flugobjekt zumindest über einen Teil der Flugbahn FB, ..., FB3 in Kommunikationsverbindung steht. An den Rändern des Schwarms stehen die betreffenden Flugobjekte F, wie zuvor bereits für die Satellitenkonstellation erläutert, nur mit einem rechten oder linken Nachbar-Flugobjekt in Kommunikationsverbindung.

[0090] Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, sind jedem der Flugobjekte F aufgrund seiner Position innerhalb des Rasters aus Flugbahnen FB}, ..., FB3 und Flugobjektlinien LOF+, ..., LOF3 Koordinatenwerte innerhalb des Schwarms zugewiesen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel in Fig. 5 handelt es sich konkret um zwei Koordinatenwerte, die eine zweidimensionale Position innerhalb des Schwarms angeben. Alternativ dazu kann die tatsächliche Geoposition der einzelnen Flugobjekte F, d.h. die Längen- und Breitangaben deren aktueller Position, verwendet werden.

[0091] Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren können mittels eines derartigen Schwarms von Flugobjekten F Datenpakete zwischen mobilen und/oder stationären Endgeräten über die Flugobjekte F des Schwarms übermittelt werden.

[0092] Im Ausführungsbeispiel in Fig. 5 erhält beispielsweise das Flugobjekt F mit den Koordinatenwerten (1,2) ein Datenpaket von einem mobilen Sender-Endgerät SE und ermittelt aus den zu übermittelnden Daten, dass das Flugobjekt mit den Koordinatenwerten (3,3) das EmpfängerFlugobjekt RF ist. Um nun das Datenpaket auf dem schnellsten Weg vom Flugobjekt (1,2) zum Flugobjekt (3,3) zu übertragen, wird das Datenpaket in einer Reihe von Einzelübertragungen zunächst zum benachbarten Flugobjekt F (1,3) auf derselben Flugbahn FB+ und der benachbarten Flugobjektlinie LOF3 übermittelt. Anschließend wird das Datenpaket zum Flugobjekt F (2,3) auf

der Flugbahn FB; und der Flugobjektlinie LOF3, und schließlich zum Empfänger-Flugobjekt (3,3) auf der Flugbahn FB3 und der Flugobjektlinie LOF3 übertragen.

[0093] In der gleichen Weise, wie dies zuvor für eine Satellitenkonstellation beschrieben wurde, können die Flugobjekte F eines Schwarms auch in Cluster unterteilt werden, wobei jeweils eines der Flugobjekte F des Clusters als Cluster-Registrierungsflugobjekt festgelegt wird. Stehen einzelne Endgeräte mit einem Flugobjekt F des Clusters in Datenkommunikation, werden diese Endgeräte von den Flugobjekten F vorteilhafterweise nur beim Cluster-Registrierungsflugobjekt registriert und Datenübermittlungen bzw. Anfragen bezüglich der Registrierung von Endgeräten können in der zuvor für Satelliten beschriebenen Weise, auch für Flugobjekte erfolgen.

[0094] Alternativ kann es sich bei einem derartigen Scharm von Flugobjekten F beispielsweise auch um einen Drohnenschwarm handeln.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zumindest zwei Endgeräten

über zumindest ein Flugobjekt (F),

- wobei die Flugobjekte (F) sich innerhalb eines vorgegebenen Schwarms von Flugobjekten (F) bewegen,

- wobei der Schwarm von Flugobjekten (F) eine Anzahl von Flugobjekten (F) umfasst, die sich jeweils auf, insbesondere geschlossenen, Flugbahnen (FB, ..., FB3) bewegen,

- wobei die einzelnen Flugobjekte (F) in einem Raster angeordnet sind, der durch eine Anzahl von Flugbahnen (FB-, ..., FB3) gekennzeichnet ist,

- wobei sich auf jeder Flugbahn (FB-:, ..., FB3) jeweils eine Anzahl von Flugobjekten (F), insbesondere äquidistant, hintereinander angeordnet bewegt, sodass jedes dieser Flugobjekte (F) der Flugbahn (FB, ..., FB3) jeweils mit einem Vorgänger-Flugobjekt und einem Nachfolger-Flugobjekt in Kommunikationsverbindung steht,

- wobei die einzelnen Flugobjekte (F) auf mehreren Flugbahnen (FB-, ..., FB3) sich so bewegen, dass in einer vorgegebenen Ausrichtung zu einer jeweiligen Flugbahn (FB-;, ..., FBs3) jeweils ein zugeordnetes Nachbar-Flugobjekt einer in Flugrichtung gesehen rechten Nachbar-Flugbahn und ein zugeordnetes Nachbar-Flugobjekt einer in Flugrichtung gesehen linken Nachbar-Flugbahn angeordnet sind und insbesondere zumindest über einen Teil der Flugbahn (FB-, ..., FB3) mit dem jeweiligen Flugobjekt (F) in Kommunikationsverbindung stehen,

- wobei ein Flugobjekt (F) aus dem Schwarm von Flugobjekten (F) als Referenz-Flugobjekt festgelegt wird,

- wobei jedem der Flugobjekte (F) aufgrund seiner Position relativ zum Referenz-Flugobjekt jeweils eine, insbesondere zweidimensionale, Position umfassend mehrere, insbesondere zwei, Koordinatenwerte innerhalb des Schwarms von Flugobjekten (F) zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Flugobjekten (F), die sich auf der selben Flugbahn (FB, ..., FBs3) befinden, jeweils derselbe Koordinatenwert der ersten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Flugobjekten (F), die jeweils als zugeordnete Nachbar-Flugobjekte einer linken und einer rechten Nachbar-Flugbahn miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, jeweils derselbe Koordinatenwert der zweiten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei die Koordinatenwerte eines Empfänger-Flugobjekts (RF) innerhalb des Schwarms an Flugobjekten (F) aus einem jeweils zu übertragenden Datenpaket ableitbar sind,

- wobei für die Übertragung von Daten zwischen einem Sende-Flugobjekt (TF) und einem Empfänger-Flugobjekt (RF) eine Anzahl von sequentiellen Einzelübertragungen vorgenommen wird,

wobei jede Einzelübertragung innerhalb des Schwarms an Flugobjekten (F) ausschließlich zwischen jeweils zwei Flugobjekten (F) erfolgt, die topologisch benachbart sind und direkt miteinander in Kommunikationsverbindung stehen,

- wobei im Rahmen der Einzelübertragung vom jeweiligen Flugobjekt (F), bei dem sich das zu übertragende Datenpaket befindet, jeweils ein topologisch benachbartes Flugobjekt (F), insbesondere ein Nachbar-Flugobjekt oder Vorgänger-Flugobjekt oder NachfolgerFlugobjekt, anhand der aus dem Datenpaket ableitbaren Koordinatenwerte des Empfänger-Flugobjekts (RF) ausgewählt wird und das Datenpaket an dieses ausgewählte benachbarte Flugobjekt (F) übermittelt wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- zumindest zwei auf der Erde positionierte Endgeräte (SE, EE) mit jeweils zumindest einem der Flugobjekte (F) aus dem Schwarm von Flugobjekten (F) in Kommunikationsverbindung gebracht werden, wobei jedem der Endgeräte (SE, EE) jeweils eine, insbesondere eindeutige, Kommunikationsadresse zugeordnet wird,

- wobei von einem der Endgeräte als Sender-Endgerät (SE) an das jeweils andere Endgerät als Empfänger-Endgerät (EE) ein Datenpaket versendet wird, wobei das Datenpaket eine dem Empfänger-Endgerät (EE) zugeordnete Kommunikationsadresse enthält,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Endgerät (SE) an eines der Flugobjekte (F) als Sender-Flugobjekt (TF) übermittelt wird,

- wobei vom Sender-Flugobjekt (TF) ein Empfänger-Flugobjekt (RF) ermittelt wird, der mit dem Empfänger-Endgerät (EE) in Datenkommunikation steht,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Flugobjekt (TF) entsprechend Anspruch 1 an das Empfänger-Flugobjekt (RF) übermittelt wird, und

- wobei das Datenpaket vom Empfänger-Flugobjekt (RF) an das Empfänger-Endgerät (EE) übermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

- die einzelnen Flugobjekte (F) des Schwarms von Flugobjekten (F) in Cluster eingeteilt werden, wobei jeweils eines der Flugobjekte (F) des Clusters als Cluster-RegistrierungsFlugobjekt festgelegt wird,

- wobei einzelne Endgeräte (SE, EE), die mit einem Flugobjekt (F) des Clusters in Datenkommunikation stehen, über dieses Flugobjekt (F) beim Cluster-Registrierungs-Flugobjekt registriert werden,

- wobei für den Fall, dass eine Datenverbindung nach Anspruch 2 aufgebaut werden soll,

- von dem Sender-Flugobjekt (TF) an die einzelnen Cluster-Registrierungs-Flugobjekte eine Anfrage übermittelt wird, ob das betreffende Empfänger-Endgerät (EE) mit einem diesem Cluster-Registrierungs-Flugobjekt zugeordneten Flugobjekt (F) in Datenverbindung steht, und

- vom Cluster-Registrierungs-Flugobjekt aufgrund dieser Anfrage gegebenenfalls die, insbesondere zweidimensionalen, Koordinatenwerte des die Anfrage betreffenden Empfänger-Flugobjekts (RF) an das Sender-Flugobjekt (TF) rückgemeldet werden, und

- eine Datenverbindung von dem Sender-Flugobjekt (TF) zu dem derart rückgemeldeten Empfänger-Flugobjekt (RF) aufgebaut wird, um die Datenkommunikation herzustellen.

4. Verfahren zur paketweisen Übermittlung von Daten zwischen zumindest zwei Endgeräten

über zumindest einen Satelliten (S),

- wobei die Satelliten (S) sich innerhalb einer vorgegebenen Satellitenkonstellation um die Erde (E) bewegen,

- wobei die Satellitenkonstellation eine Anzahl von Satelliten (S) umfasst, die sich jeweils auf einem nicht geostationären Orbit (O4, ..., Os) um die Erde bewegen,

- wobei die einzelnen Satelliten (S) in einem Raster angeordnet sind, der durch eine Anzahl von Orbits (O4, ..., Os) gekennzeichnet ist, und

- wobei ein Orbit (O-, ..., Os) sich jeweils kreisförmig oder elliptisch um die Erde (E), insbesondere auf der einen Seite der Erde (E) von einem ersten Pol zu einem diesem gegenüberliegenden zweiten Pol und daran anschließend auf der anderen Seite der Erde (E) vom zweiten Pol zum ersten Pol, erstreckt,

- wobei sich auf jedem Orbit (O-+, ..., Os) jeweils eine Anzahl von Satelliten (S), insbesondere äquidistant, hintereinander angeordnet bewegt, sodass jeder dieser Satelliten (S) des Orbits (O4, ..., Os) Jeweils mit einem orbitalen Vorgängersatelliten und einem orbitalen Nachfolgersatelliten in Kommunikationsverbindung steht,

- wobei die einzelnen Satelliten (S) auf mehreren Orbits (O+, ..., Os) sich so bewegen, dass in einer vorgegebenen Ausrichtung zu einem jeweiligen Orbit (O4, ..., Os) Jeweils ein zugeordneter Nachbarsatellit eines in Flugrichtung gesehen rechten Nachbarorbits und ein zugeordneter Nachbarsatellit eines in Flugrichtung gesehen linken Nachbarorbits angeordnet sind und insbesondere zumindest über einen Teil des Orbits (O+, ..., Os) mit dem jeweiligen Satelliten (S) in Kommunikationsverbindung stehen,

- wobei ein Satellit (S) aus der Satellitenkonstellation als Referenzsatellit festgelegt wird,

- wobei jedem der Satelliten (S) aufgrund seiner Position relativ zum Referenzsatelliten jeweils eine, insbesondere zweidimensionale, Position umfassend mehrere, insbesondere zwei, Koordinatenwerte innerhalb der Satellitenkonstellation zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Satelliten (S), die sich auf dem selben Orbit (O4, ..., Os) befinden, jeweils derselbe Koordinatenwert der ersten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei denjenigen Satelliten (S), die jeweils als zugeordnete Nachbarsatelliten eines linken und eines rechten Nachbarorbits miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, jeweils derselbe Koordinatenwert der zweiten Koordinate zugewiesen wird,

- wobei die Koordinatenwerte eines Empfänger-Satelliten (RS) innerhalb der Satellitenkonstellation aus einem jeweils zu übertragenden Datenpaket ableitbar sind,

- wobei für die Ubertragung von Daten zwischen einem Sende-Satelliten (TS) und einem Empfänger-Satelliten (RS) eine Anzahl von sequentiellen Einzelübertragungen vorgenommen wird,

wobei jede Einzelübertragung innerhalb der Satellitenkonstellation ausschließlich zwischen jeweils zwei Satelliten (S) erfolgt, die topologisch benachbart sind und direkt miteinander in Kommunikationsverbindung stehen,

- wobei im Rahmen der Einzelübertragung vom jeweiligen Satelliten (S), bei dem sich das zu übertragende Datenpaket befindet, jeweils ein topologisch benachbarter Satellit (S), insbesondere einen Nachbarsatelliten oder Vorgängersatelliten oder Nachfolgersatelliten, anhand der aus dem Datenpaket ableitbaren Koordinatenwerte des Empfänger-Satelliten (RS) ausgewählt wird und das Datenpaket an diesen ausgewählten benachbarten Satelliten (S) übermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

- zumindest zwei auf der Erde positionierte Endgeräte (SE, EE) mit jeweils zumindest einem der Satelliten (S) aus der Satellitenkonstellation in Kommunikationsverbindung gebracht werden, wobei jedem der Endgeräte jeweils eine, insbesondere eindeutige, Kommunikationsadresse zugeordnet wird,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Endgerät (SE) an einen der Satelliten als SenderSatellit (TS) übermittelt wird,

- wobei vom Sender-Satellit (TS) ein Empfänger-Satellit (RS) ermittelt wird, der mit dem Empfänger-Endgerät (EE) in Datenkommunikation steht,

- wobei das Datenpaket vom Sender-Satelliten (TS) entsprechend Anspruch 1 an den Empfänger-Satelliten (RS) übermittelt wird, und

- wobei das Datenpaket vom Empfänger-Satelliten (RS) an das Empfänger-Endgerät (EE) übermittelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

- die einzelnen Satelliten (S) in der Satellitenkonstellation in Cluster (C) eingeteilt werden, wobei jeweils einer der Satelliten (S) des Clusters (C) als Cluster-Registrierungssatellit (CREG) festgelegt wird,

- wobei einzelne Endgeräte (SE, EE), die mit einem Satelliten (S) des Clusters (C) in Datenkommunikation stehen, über diesen Satelliten beim Cluster-Registrierungssatelliten (CREG) registriert werden,

- wobei für den Fall, dass eine Datenverbindung nach Anspruch 5 aufgebaut werden soll,

- von dem Sender-Satelliten (TS) an die einzelnen Cluster-Registrierungssatelliten (CREG) eine Anfrage übermittelt wird, ob das betreffende Empfänger-Endgerät (EE) mit einem diesem Cluster-Registrierungssatelliten (CREG) zugeordneten Satelliten (S) in Datenverbindung steht, und

- vom Cluster-Registrierungssatelliten (CREG) aufgrund dieser Anfrage gegebenenfalls die, insbesondere zweidimensionalen, Koordinatenwerte des die Anfrage betreffenden Empfänger-Satelliten (RS) an den Sender-Satelliten (TS) rückgemeldet werden, und

- eine Datenverbindung von dem Sender-Satelliten (TS) zu dem derart rückgemeldeten Empfänger-Satelliten (RS) aufgebaut wird, um die Datenkommunikation herzustellen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen