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1. GEBIET DER OFFENBARUNG
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Das Gebiet der Offenbarung ist das der Satellitenkommunikation.
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Genauer gesagt bezieht sich die Offenbarung auf Verfahren zum Speichern und zum Übermitteln von Inhalten (z.B. einem Multimedia-Inhalt, einem Video-Inhalt, usw.) an ein Endgerät über Satellitenkommunikation.
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Die Offenbarung kann auf jedem Gebiet von Interesse sein, in dem solche Inhalte über Satellitenkommunikation an ein Anwenderendgerät geliefert werden müssen. Dies ist zum Beispiel der Fall im Zusammenhang mit Satellitenkonstellationen zur Bereitstellung von Internet für Endanwender.
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2. TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Im Bereich der Telekommunikation ist das Konzept der drahtlosen globalen Abdeckung von größter Bedeutung. Eine echte globale Abdeckung kann jedoch nur durch Satellitensysteme erreicht werden. Bis vor kurzem befanden sich die Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn, und ihre große Höhe erlaubte keine Echtzeitkommunikation wie bei Mobilfunknetzen. Die Entwicklung von LEO- (für „Low Earth Orbit“) -Satellitenkonstellationen scheint diese Grenze zu überwinden. Insbesondere die nächste Grenze für 3GPP (für „3rd Generation Partnership Project“) 5G- und Post-5G-Netze in Richtung einer wirklich allgegenwärtigen Konnektivität ist die Verwendung von LEO-Konstellationen, um die drei 5G-Anwendungsfälle zu unterstützen: Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Massive Machine Type Communications (mMTC) und Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC).
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LEO-Satellitensysteme haben jedoch spezifische Eigenschaften, die ihre Nutzung als Teil eines Internet-Netzes beeinflussen könnten. So weisen LEO-Satellitensysteme beispielsweise noch eine verbleibende Latenzzeit auf, die im Hinblick auf einige Anwendungen hoch sein kann, sowie eine relativ geringe Datenrate. Zudem ist mit einem stetig steigenden Internet-Datenaufkommen zu rechnen. Da die Satelliten einerseits eine begrenzte Datenrate haben und andererseits immer mehr Anwenderterminals sich mit ihnen verbinden, um auf verschiedene im Internet verfügbare Inhalte zuzugreifen, wird folglich ein Engpass entstehen. Mit anderen Worten, eine Begrenzung der effektiven Datenrate, die für die Anwenderendgeräts am Boden zur Verfügung steht, ist unausweichlich und verschlechtert somit das Anwendererlebnis.
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Aus der US-Patentanmeldung
US 02019 027 3802 A1 ist hierzu ein System und ein Verfahren zum Implementieren einer Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen einem mobilen Cache und einem Edge-Cache bekannt. Eine Ausführungsform eines Systems besteht beispielsweise aus: einem ersten mobilen Cache, der auf einem ersten Transportschiff/Fahrzeug bereitgestellt wird, dem ersten mobilen Cache, der Multimedia-Inhalte speichert, die den Passagieren auf dem ersten Transportschiff/Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden; ein erstes Netzwerkgerät mit einer ersten Vielzahl von drahtlosen Netzwerkantennen, die kommunikativ mit dem ersten mobilen Cache gekoppelt sind; einen ersten Edge-Cache, der an einem bestimmten Ort bereitgestellt wird, an dem das erste Transportschiff/Fahrzeug voraussichtlich passieren oder ankommen wird; ein zweites Netzwerkgerät mit einer zweiten Vielzahl von drahtlosen Netzwerkantennen, die kommunikativ mit dem ersten Edge-Cache gekoppelt sind; wobei bei der Ankunft am vorgesehenen Standort jede der ersten Mehrzahl von drahtlosen Netzwerkantennen mit mindestens einer der zweiten Anzahl von drahtlosen Netzwerkantennen gekoppelt ist, um eine Vielzahl gleichzeitiger drahtloser Verbindungen einzurichten, um Multimedia-Inhalte zwischen dem ersten Edge-Cache und dem ersten mobilen Cache auszutauschen.
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Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Verbesserung des Anwendererlebnisses eines Endgeräts, das auf einen auf einem Inhaltsserver verfügbaren Inhalt im Kontext einer begrenzten Bandbreite zugreift, wenn die Kommunikationsverbindung zwischen dem Endgerät und dem Inhaltsserver einen Satelliten einer Satellitenkonstellation, z. B. einer LEO-Konstellation, umfasst.
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3. ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
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Ein besonderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Speichern mindestens eines Datenstücks, das einen Inhalt (z. B. einen Multimedia-Inhalt, einen Video-Inhalt usw.) darstellt, der auf einem Inhaltsserver verfügbar ist, der mit einer Konstellation von Kommunikationssatelliten verbunden ist. Ein solches Verfahren umfasst:
- - Abfangen mindestens einer Anfrage in Bezug auf den Inhalt, die von mindestens einem mit der Konstellation von Kommunikationssatelliten verbundenen Endgerät übertragen wird, wobei die mindestens eine Anfrage an einen Satelliten der Konstellation von Kommunikationssatelliten übertragen wird;
- - Bestimmen, basierend auf der mindestens einen Anfrage, eines Kontexts, wobei der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird;
- - Herunterladen des mindestens einen Datenstücks von dem Inhaltsserver bei der Zeitfensterfunktion des Kontexts; und
- - Speichern des mindestens einen Datenstücks, das vom Inhaltsserver heruntergeladen wurde, in einer Datenspeichervorrichtung zur anschließenden Übermittlung an ein bestimmtes Endgerät auf Anfrage.
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Somit schlägt die vorliegende Offenbarung eine neue und erfinderische Lösung zur Verbesserung des Anwendererlebnisses eines Endgeräts vor, das auf einen Inhalt auf einem Inhaltsserver zugreift, wenn die Kommunikationsverbindung zwischen dem Endgerät und dem Inhaltsserver einen Satelliten einer Satellitenkonstellation (z. B. einer Satellitenkonstellation, die einer globalen Abdeckung für den Internetzugang auf der Erde gewidmet ist) umfasst.
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Insbesondere erlaubt die Überprüfung der Anfragen in Bezug auf einen bestimmten Inhalt die Bestimmung des Kontexts, wobei dieser Inhalt von den Anwendern benötigt wird. Ein solcher Kontext ist z. B. repräsentativ für die Zeit, zu der ein solcher Inhalt normalerweise benötigt wird (z. B. zu welcher Tageszeit für eine tägliche Fernsehsendung usw.), oder an welchem geografischen Ort auf der Erde der Inhalt benötigt wird (z. B. für einen Inhalt in einer bestimmten Sprache, für ein Sportereignis, an dem Nationalmannschaften beteiligt sind, usw.). Ein solcher Kontext ermöglicht es, den Bedarf an den Inhalten vorherzusehen und somit die Inhalte im Datenspeichergerät im Voraus herunterzuladen, z. B. während Zeitfenster, in denen freie Bandbreite vorhanden ist. Eine solche Datenspeichervorrichtung kann z. B. im Satelliten implementiert sein, der die Anfrage empfängt, oder auf der Erde, z. B. in einem Kernnetz, mit dem das Endgerät verbunden ist.
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Dadurch wird eine Sättigung der Kommunikationskanäle zwischen dem jeweiligen Endgerät und dem Satelliten einerseits und zwischen dem Inhaltsserver und dem Satelliten andererseits bei einem späteren Zugriff auf den Inhalt vermieden oder zumindest reduziert. Außerdem wird die Latenzzeit für den Zugriff auf den Inhalt reduziert. Das Anwendererlebnis wird dadurch verbessert.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Kontext Zeitinformationen, die angeben, wann der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird. Das mindestens eine Datenstück wird vom Inhaltsserver zu Zeitfenstern mit verfügbarer Kommunikationsbandbreite in einer Vorwärtskommunikationsverbindung zwischen dem Server und dem Satelliten und/oder in einer Rückwärtskommunikationsverbindung zwischen dem Satelliten und dem mindestens einen Endgerät heruntergeladen, wenn die Zeitinformation repräsentativ dafür ist, dass der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät zu Zeitfenstern mit Sättigung der Vorwärtskommunikationsverbindung und/oder in der Rückwärtskommunikationsverbindung benötigt wird.
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Somit wird die Auslastung der Kommunikationskanäle zeitlich gemittelt.
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In einigen Ausführungsformen wird die Zeitinformation basierend auf einem Zeitpunkt bestimmt, zu dem die mindestens eine Anfrage abgefangen wird.
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So lässt sich die Zeitinformation einfach ermitteln, z. B. durch die Durchführung einer Statistik über den Zeitpunkt des Abfangens der verschiedenen Anfragen, die auf einen bestimmten Inhalt gerichtet sind. Es werden z. B. der Mittelwert und die Standardabweichung ermittelt, um ein Zeitintervall abzuleiten, in dem der Inhalt am wahrscheinlichsten angefordert wird.
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In einigen Ausführungsformen wird entschieden, dass eine Sättigung der Vorwärtskommunikationsverbindung und/oder der Rückwärtskommunikationsverbindung vorliegt, wenn die verbleibende verfügbare Kapazität auf den Kommunikationsverbindungen unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Kontext geografische Informationen, die für einen geografischen Ort repräsentativ sind, an dem der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird. Das mindestens eine Datenstück wird von dem Inhaltsserver zu Zeitfenstern heruntergeladen, bevor der geografische Ort innerhalb eines Abdeckungsbereichs des Satelliten während eines seiner Umläufe liegt.
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Somit wird die Auslastung der Kommunikationskanäle über die vom Satelliten abgedeckten geografischen Orte auf der Erde gemittelt.
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In einigen Ausführungsformen wird die geografische Information basierend auf einem Standort des Satelliten bestimmt, wenn die mindestens eine Anfrage abgefangen wird.
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Auf diese Weise kann die Zeitinformation einfach bestimmt werden, z. B. durch Ausführen einer Statistik über den Standort des Satelliten, wenn die verschiedenen auf einen bestimmten Inhalt gerichteten Anfragen abgefangen werden.
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In einigen Ausführungsformen implementiert die Ermittlung des Kontexts eine künstliche Intelligenz zur Analyse der mindestens einen Anfrage.
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Die künstliche Intelligenz wird z. B. durch ein neuronales Netz (z. B. wie tiefe neuronale Netze, tiefe Glaubensnetze, rekurrente neuronale Netze, gefaltete neuronale Netze usw.) implementiert, das z. B. durch die Implementierung einer tiefen Lernmethode trainiert wird.
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In einigen Ausführungsformen ist der Inhaltsserver in ein Content-Delivery-Netz eingebettet. Die mindestens eine Anfrage erfolgt gemäß dem Internetprotokoll.
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Beispielsweise basiert das Content-Delivery-Netz auf einem 3GPP (für „3rd Generation Partnership Project“) 5G-Kernnetz.
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In einigen Ausführungsformen ist die Konstellation von Kommunikationssatelliten eine Low Earth Orbit-Konstellation. Zum Beispiel eine Konstellation von Satelliten mit einer Höhe zwischen 500 und 2000 km.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übermittlung von mindestens einem Datenstück, das einen Inhalt darstellt, der auf einem Inhaltsserver verfügbar ist, der mit einer Konstellation von Kommunikationssatelliten verbunden ist. Ein solches Verfahren umfasst:
- - Speichern des mindestens einen Datenstücks in einer Datenspeichervorrichtung durch Implementieren eines Verfahrens zum Speichern, wie oben offenbart (in jeder seiner Ausführungsformen);
- - Abfangen einer Anfrage in Bezug auf den Inhalt, die von der gegebenen Endeinrichtung an den Satelliten der Konstellation von Kommunikationssatelliten übertragen wird;
- - Extrahieren des mindestens einen Datenstücks aus der Datenspeichervorrichtung als Reaktion auf das Abfangen der Anfrage; und
- - Übertragen des mindestens einen Datenstücks, das aus der Datenspeichervorrichtung extrahiert wurde, an das gegebene Endgerät.
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Beim Zugriff auf den Inhalt wird somit die Sättigung der Kommunikationskanäle zwischen dem gegebenen Endgerät und dem Satelliten einerseits oder zwischen dem Inhaltsserver und dem Satelliten andererseits vermieden oder zumindest reduziert. Darüber hinaus wird die Latenzzeit für den Zugriff auf den Inhalt reduziert.
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In einigen Ausführungsformen umfasst das Übermittlungsverfahren als Reaktion auf das Abfangen der Anfrage das Implementieren eines Authentifizierungsprotokolls des gegebenen Endgeräts, das eine Authentifizierungsinformation übermittelt. Das Extrahieren des mindestens einen Datenstücks aus der Datenspeichervorrichtung und das Übertragen des mindestens einen aus der Datenspeichervorrichtung extrahierten Datenstücks werden implementiert, wenn die Authentifizierungsinformation eine positive Authentifizierung des gegebenen Endgeräts darstellt.
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Auf diese Weise wird der Zugriff auf die im Datenspeichergerät gespeicherten Daten gesichert.
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In einigen Ausführungsformen ist das Authentifizierungsprotokoll ein Authentifizierungs-, Autorisierungs- und Abrechnungsprotokoll.
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Das Authentifizierungsprotokoll basiert z. B. auf dem RADIUS-Protokoll (für „Remote Authentication Dial-In User Service“) oder auf dem Diameter-Protokoll.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Computerprogrammprodukt, das Programmcodebefehle zur Implementierung des oben erwähnten Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks (in einer seiner verschiedenen Ausführungsformen) und/oder zur Implementierung des oben erwähnten Verfahrens zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks (in einer seiner verschiedenen Ausführungsformen) umfasst, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Prozessor ausgeführt wird.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Speichern mindestens eines Datenstücks. Eine solche Vorrichtung ist für die Implementierung des Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks gemäß der vorliegenden Offenbarung (in einer seiner verschiedenen Ausführungsformen) konfiguriert. Die Merkmale und Vorteile dieser Vorrichtung sind somit die gleichen wie die des oben beschriebenen Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks. Sie werden daher nicht weiter ausgeführt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks. Eine solche Vorrichtung ist zur Durchführung des Verfahrens zur Übermittlung mindestens eines Datenstücks gemäß der vorliegenden Offenbarung (in einer ihrer verschiedenen Ausführungsformen) eingerichtet. Die Merkmale und Vorteile dieser Vorrichtung sind somit die gleichen wie die des oben beschriebenen Verfahrens zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks. Sie werden daher nicht weiter ausgeführt.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die anhand von anschaulichen und nicht erschöpfenden Beispielen gegeben wird, sowie aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:
- - 1 ein Anwenderendgerät veranschaulicht, das mit einem Kommunikationssatelliten verbunden ist und einen auf einem Inhaltsserver verfügbaren Inhalt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung benötigt;
- - 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks veranschaulicht, das den von einem Anwenderendgerät benötigten Inhalt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung repräsentiert;
- - 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks veranschaulicht, das den von einem Anwenderendgerät benötigten Inhalt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung repräsentiert;
- - 4 eine beispielhafte Vorrichtung veranschaulicht, die für die Implementierung des Verfahrens von 2 und/oder des Verfahrens von 3 verwendet werden kann.
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5. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In allen Figuren des vorliegenden Dokuments bezeichnen die gleichen numerischen Bezugszeichen ähnliche Elemente und Schritte.
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Die offenbarte Technik bezieht sich auf ein Verfahren zum Speichern von mindestens einem Datenstück, das einen Inhalt darstellt, der auf einem Inhaltsserver verfügbar ist, der mit einer Konstellation von Kommunikationssatelliten verbunden ist. Insbesondere wird ein Kontext bestimmt, in dem der Inhalt normalerweise von Endgeräten benötigt wird, die mit der Konstellation von Kommunikationssatelliten verbunden sind. Ein solcher Kontext ist z. B. repräsentativ für die Zeit, zu der ein solcher Inhalt üblicherweise benötigt wird (z. B. zu welcher Tageszeit für eine tägliche Fernsehsendung usw.), oder an welchem geografischen Ort auf der Erde der Inhalt benötigt wird (z. B. für einen Inhalt in einer bestimmten Sprache, für ein Sportereignis, an dem Nationalmannschaften beteiligt sind, usw.). Die Bestimmung des Kontexts basiert auf der Anfrage des Inhalts durch die fraglichen Endgeräte. Folglich kann das mindestens eine Datenstück vom Inhaltsserver in einem Datenspeicher im Voraus heruntergeladen werden, z. B. in Zeitfenstern, in denen freie Bandbreite vorhanden ist, damit es anschließend auf Anfrage an ein bestimmtes Endgerät übermittelt. Auf diese Weise wird eine Sättigung der Kommunikationskanäle bei einem späteren Zugriff auf den Inhalt vermieden oder zumindest reduziert.
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In 1 ist ein Endgerät 100 dargestellt, das mit einem Kommunikationssatelliten 110 verbunden ist und einen Inhalt (z. B. einen Multimedia-Inhalt, einen Video-Inhalt usw.) benötigt, der auf einem Inhaltsserver 140 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verfügbar ist.
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Der Satellit 110 ist beispielsweise Teil einer Satellitenkonstellation, die für eine globale Abdeckung für den Internetzugang auf der Erde gewidmet ist, z. B. einer LEO-Satellitenkonstellation, die Satelliten mit einer Höhe zwischen 500 und 2000 km umfasst.
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Das Endgerät 100 (z. B. ein Computer einschließlich eines Modems, das für die Kommunikation mit dem Satelliten 110 konfiguriert ist, ein dediziertes Endgerät für die Kommunikation mit dem Satelliten 110 usw.) ist über eine erste Kommunikationsverbindung 110cI1 zwischen dem Endgerät 100 und dem Satelliten 110 und eine zweite Kommunikationsverbindung 110cl2 zwischen dem Satelliten 110 und einer Bodenstation 120 mit einem Kommunikationsnetz 130 verbunden. Die Bodenstation 120 ist an das Kommunikationsnetz 130 angeschlossen.
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Die erste Kommunikationsverbindung 110cI1 umfasst eine Vorwärtskommunikationsverbindung zur Übertragung von Daten vom Endgerät 100 zum Satelliten 110 und eine Rückwärtskommunikationsverbindung zur Übertragung von Daten vom Satelliten 110 zum Endgerät 100.
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Die zweite Kommunikationsverbindung 110cl2 umfasst eine Vorwärtskommunikationsverbindung zur Übertragung von Daten von der Bodenstation 120 zum Satelliten 110 und eine Rückwärtskommunikationsverbindung zur Übertragung von Daten vom Satelliten 110 zur Bodenstation 120.
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In anderen Ausführungsformen verläuft die Kommunikationsverbindung zwischen dem Endgerät 100 und dem Kommunikationsnetz 130 durch eine Vielzahl von Satelliten der Satellitenkonstellation, bevor sie zur Bodenstation 120 führt.
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Wieder in 1 ist der Inhaltsserver 140 direkt mit dem Kommunikationsnetz 130 verbunden. Zum Beispiel ist der Inhaltsserver 140 in ein Content-Delivery-Netz eingebettet, das auf der Technologie des Kommunikationsnetzes 130 basiert. Zum Beispiel implementiert das Kommunikationsnetz 130 ein SG-Kernnetz.
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Der Satellit 110 umfasst eine Vorrichtung 400, die zum Implementieren des Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks und/oder des Verfahrens zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks gemäß der Offenbarung konfiguriert ist (gemäß einer der unten in Bezug auf die 2 und 3 offenbarten Ausführungsformen).
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In anderen Ausführungsformen ist das Endgerät 100 mit einem ersten Kommunikationsnetz (z. B. einem 5G 3GPP-Netz, einem 3GPP-Netz einer anderen Generation usw.) verbunden, das wiederum mit einer Bodenstation verbunden ist, die die vom Endgerät 100 gesendeten Anfragen an den Satelliten 110 weiterleitet. In dieser Ausführungsform kann die Vorrichtung 400 sowohl im Satelliten 110 als auch in dem ersten Netz, mit dem das Endgerät 100 verbunden ist, implementiert sein.
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In 2 wird nun ein Verfahren zum Speichern von mindestens einem Datenstück, das den von einem Anwenderendgerät benötigten Inhalt repräsentiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Ein solches Verfahren wird von der Vorrichtung 400 ausgeführt, wie oben diskutiert und unten in Bezug auf 4 eingehend beschrieben wird.
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In einem Schritt S200 fängt die Vorrichtung 400 mindestens eine Anfrage für einen Inhalt ab, die von mindestens einem mit der Satellitenkonstellation verbundenen Endgerät übertragen wird.
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Beispielsweise wird eine Anfrage in Bezug auf den Inhalt von dem Endgerät 100 gesendet, und andere Anfragen in Bezug auf denselben Inhalt werden von anderen Endgeräten gesendet, die ebenfalls mit der Satellitenkonstellation verbunden sind.
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Das Abfangen der mindestens einen Anfrage bedeutet hier, dass die fraglichen Anfragen möglicherweise zunächst nicht an die Vorrichtung 400 selbst gesendet werden. Beispielsweise können solche Anfragen einem definierten Protokoll (z. B. dem Internetprotokoll) folgen, das dann einen durch dieses Protokoll definierten Weg im Netz einschlägt. In diesem Fall fängt die Vorrichtung 400 die Anfragen ab, die ursprünglich nicht an die Vorrichtung 400 gesendet werden sollen (z. B. durch Programmierung einer Weiterleitung auf der Ebene eines bestimmten Knotens entlang des Pfades, dem die Anfragen folgen). In anderen Ausführungsformen empfängt die Vorrichtung 400 die mindestens eine Anfrage direkt.
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In der Ausführungsform von 1 wird die mindestens eine Anfrage in Richtung des Netzes 130 gesendet, indem sie die erste 110cI1 und die zweite 110cl2 Kommunikationsverbindung passiert. In diesem Fall fängt die Vorrichtung 400 die mindestens eine Anfrage ab, wenn die mindestens eine Anfrage von dem Satelliten 110 empfangen wird. In anderen, oben in Bezug auf 1 erörterten Ausführungsformen, bei denen die Vorrichtung 400 innerhalb des ersten Kommunikationsnetzes implementiert ist, an das das Endgerät 100 angeschlossen ist, fängt die Vorrichtung 400 die Anfrage ab, wenn sie durch das fragliche erste Kommunikationsnetz läuft.
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Wieder in 2 bestimmt in einem Schritt S210 die Vorrichtung 400, basierend auf der mindestens einen Anfrage, einen Kontext, wobei der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird, das mit der Satellitenkonstellation verbunden ist. Ein solcher Kontext umfasst verschiedene Informationen, die für Parameter repräsentativ sind, die mit der mindestens einen Anfrage in Bezug auf den Inhalt verbunden sind, wie im Folgenden beschrieben.
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In einem Schritt S220 lädt die Vorrichtung 400 das mindestens eine Datenstück vom Inhaltsserver 140 bei der Zeitfensterfunktion des Kontexts herunter.
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In einem Schritt S230 speichert die Vorrichtung 400 das mindestens eine vom Inhaltsserver heruntergeladene Datenstück in einer Datenspeichervorrichtung, um es anschließend auf Anfrage an ein bestimmtes Endgerät zu übermitteln. In einigen Ausführungsformen ist die Datenspeichervorrichtung in der Vorrichtung 400 enthalten, z. B. in dem nichtflüchtigen Speicher 403. In anderen Ausführungsformen ist die Datenspeichervorrichtung nicht in der Vorrichtung 400 enthalten, z. B. in Form eines externen Speichers (Festplatte, Flash-Speicher usw.).
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Kontext eine Zeitinformation, die repräsentativ dafür ist, wann der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird.
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In diesem Fall wird das mindestens eine Datenstück von dem Inhaltsserver 140 zu Zeitfenstern mit verfügbarer Kommunikationsbandbreite in der Vorwärtskommunikationsverbindung der zweiten Kommunikationsverbindung 110cl2 und/oder in einer Rückwärtskommunikationsverbindung der ersten Kommunikationsverbindung 110cI1 heruntergeladen, wenn die Zeitinformation repräsentativ dafür ist, dass der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät zu Zeitfenstern mit Sättigung der fraglichen Vorwärtskommunikationsverbindung und/oder mit Sättigung der fraglichen Rückwärtskommunikationsverbindung benötigt wird. Somit wird die Auslastung der Kommunikationskanäle zeitlich gemittelt.
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In einigen Ausführungsformen wird entschieden, dass eine Sättigung der Vorwärtskommunikationsverbindung und/oder der Rückwärtskommunikationsverbindung vorliegt, wenn die verbleibende verfügbare Kapazität auf den betreffenden Kommunikationsverbindungen unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt (z. B. 20 %, 10 %, 5 % usw.).
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In einigen Ausführungsformen wird die Zeitinformation auf der Grundlage eines Zeitpunkts bestimmt, zu dem die mindestens eine Anfrage durch die Vorrichtung 400 abgefangen wird, z. B. durch Ausführen einer Statistik über den Zeitpunkt des Abfangens der verschiedenen Anfragen in Bezug auf den Inhalt. Zum Beispiel werden der Mittelwert und die Standardabweichung des Zeitpunkts des Abfangens der Anfragen bestimmt, um ein Zeitintervall abzuleiten, in dem der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät am wahrscheinlichsten benötigt wird.
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In einigen Ausführungsformen umfasst der Kontext eine geografische Information, die für einen geografischen Ort steht, an dem der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird. In diesem Fall wird das mindestens eine Datenstück von dem Inhaltsserver in Zeitfenstern heruntergeladen, bevor sich der geografische Ort innerhalb eines Abdeckungsbereichs des Satelliten 110 während einer seiner Umläufe befindet. Somit wird die Auslastung der Kommunikationskanäle über die vom Satelliten abgedeckten geografischen Orte auf der Erde gemittelt.
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In einigen Ausführungsformen wird die geografische Information basierend auf einem Standort des Satelliten 110 (z. B. basierend auf GPS-Daten) bestimmt, wenn die mindestens eine Anfrage abgefangen wird. Beispielsweise werden die geografischen Informationen durch die Durchführung einer Statistik über die fraglichen Standorte bestimmt.
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In einigen Ausführungsformen wird der Kontext durch die Implementierung einer künstlichen Intelligenz zur Analyse der mindestens einen Anfrage bestimmt, wodurch eine hohe Genauigkeit bei der Analyse erreicht wird. In der Tat haben aktuelle Hardwareentwicklungen die Deep-Learning-Technik in die Lage versetzt, auf Kommunikationsinfrastrukturen zu laufen. Auf die gleiche Weise hat die künstliche Intelligenz in verschiedenen industriellen Anwendungen wie der Bildanalyse oder dem Data Mining hervorragende Leistungen gezeigt, was für die Bestimmung des Kontexts im Sinne der vorliegenden Anmeldung besonders relevant ist.
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Die künstliche Intelligenz wird beispielsweise durch ein neuronales Netz implementiert (z. B. ein tiefes neuronales Netz, ein tiefes Glaubensnetz, ein rekurrentes neuronales Netz, ein gefaltetes neuronales Netz usw.), das durch die Implementierung einer maschinellen Lernmethode trainiert wird (z. B. eine tiefe Lernmethode, die überwacht, halbüberwacht oder unbeaufsichtigt sein kann). Folglich kann die künstliche Intelligenz auf der Grundlage von Informationen in Bezug auf die mindestens eine Anfrage die verschiedenen Komponenten des Kontexts bestimmen. Zum Beispiel kann die künstliche Intelligenz den Zeitpunkt verwenden, zu dem die mindestens eine Anfrage von der Vorrichtung 400 abgefangen wird, oder den geografischen Ort, an dem der Inhalt von dem mindestens einen Endgerät benötigt wird, wie oben beschrieben. In anderen Varianten kann die künstliche Intelligenz alternative oder zusätzliche Daten verwenden. Wenn der Satellit 110 beispielsweise eine Ausrüstung umfasst, die es ermöglicht, Bilder von der Erde aufzunehmen, kann die künstliche Intelligenz ein solches Bild analysieren, das zu dem Zeitpunkt aufgenommen wurde, zu dem die Vorrichtung 400 die mindestens eine Anfrage abfängt, und das Land bestimmen, von dem aus die mindestens eine Anfrage übertragen wurde.
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In 3 ist ein Verfahren zum Übermitteln von mindestens einem Datenstück dargestellt, die den von einem Anwenderendgerät benötigten Inhalt repräsentiert, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Insbesondere umfasst das Übermittlungsverfahren eine Phase P200, die die Schritte S200, S210, S220 und S230 des Speicherverfahrens in einer der oben in Bezug auf 2 diskutierten Ausführungsformen umfasst. Ein solches Übermittlungsverfahren wird somit auch von der Vorrichtung 400 (in einigen ihrer Ausführungsformen) durchgeführt.
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In einem Schritt S300 fängt die Vorrichtung 400 eine neue Anfrage in Bezug auf den Inhalt ab, die von einem bestimmten Endgerät, z. B. dem Endgerät 100, an den Satelliten 110 übertragen wird.
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In einem Schritt S310 implementiert die Vorrichtung 400 als Reaktion auf das Abfangen der neuen Anfrage ein Authentifizierungsprotokoll des gegebenen Endgeräts, das eine Authentifizierungsinformation übermittelt. In einigen Ausführungsformen ist das Authentifizierungsprotokoll ein Authentifizierungs-, Autorisierungs- und Abrechnungsprotokoll (z. B. basierend auf dem RADIUS-Protokoll oder auf dem Diameter-Protokoll).
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Wieder 3 extrahiert die Vorrichtung 400 in einem Schritt S320 die mindestens ein Datenstück aus der Datenspeichervorrichtung und überträgt das mindestens einen aus der Datenspeichervorrichtung extrahierten Datenstück in einem Schritt S330 an das gegebene Endgerät, wenn die Authentifizierungsinformationen eine positive Authentifizierung des gegebenen Endgeräts darstellen.
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Auf diese Weise wird beim Zugriff auf den Inhalt die Sättigung der Kommunikationskanäle zwischen dem gegebenen Endgerät und dem Satelliten 110 und/oder (je nachdem, wo sich die Vorrichtung 400 befindet, d.h. im Satelliten 110 wie in der Ausführungsform von 1 oder im ersten Netz, wie oben in Bezug auf 1 beschrieben) zwischen dem Inhaltsserver 140 und dem Satelliten 110 somit vermieden oder zumindest reduziert. Außerdem wird die Latenzzeit für den Zugriff auf den Inhalt reduziert.
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In anderen Ausführungsformen wird der Schritt S310 nicht implementiert und die Schritte S320 und S330 werden direkt als Reaktion auf das Abfangen der neuen Anfrage implementiert. In diesem Fall findet keine Authentifizierung des gegebenen Endgeräts statt, das die neue Anfrage ausführt. Die Latenzzeit wird in diesem Fall also weiter reduziert.
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In 4 werden nun die strukturellen Blöcke der beispielhaften Vorrichtung 400 dargestellt, die zur Implementierung des Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks und/oder des Verfahrens zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks gemäß der Offenbarung (gemäß einer der oben offengelegten Ausführungsformen) verwendet werden können.
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In einer Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung 400 einen nichtflüchtigen Speicher 403 (z. B. einen Festwertspeicher (ROM), eine Festplatte, einen Flash-Speicher usw.), einen flüchtigen Speicher 401 (z. B. einen Arbeitsspeicher oder RAM) und einen Prozessor 402. Der nichtflüchtige Speicher 403 ist ein nicht-transitorisches, computerlesbares Trägermedium. Er speichert ausführbare Programmcodebefehle, die von dem Prozessor 402 ausgeführt werden, um die Implementierung der oben beschriebenen Verfahren (Verfahren zum Speichern mindestens eines Datenstücks und/oder Verfahren zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks) in ihren verschiedenen Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit 2 und 3 offenbart sind, zu ermöglichen.
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Bei der Initialisierung werden die vorgenannten Programmcodebefehle aus dem nichtflüchtigen Speicher 403 in den flüchtigen Speicher 401 übertragen, damit sie von dem Prozessor 402 ausgeführt werden. Der flüchtige Speicher 401 enthält ebenfalls Register zur Speicherung der für diese Ausführung erforderlichen Variablen und Parameter.
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Alle Schritte des Verfahrens zum Speichern mindestens eines Datenstücks und/ oder des Verfahrens zum Übermitteln mindestens eines Datenstücks gemäß der Offenbarung können ebenso gut implementiert werden
- • durch die Ausführung eines Satzes von Programmcodebefehlen, die von einem umprogrammierbaren Rechner, wie z. B. einem PC-artigen Gerät, einem DSP (Digitaler Signalprozessor) oder einem Mikrocontroller, ausgeführt werden. Diese Programmcodebefehle können auf einem nicht-transitorischen, computerlesbaren Trägermedium gespeichert sein, das abnehmbar (z. B. eine CD-ROM, eine DVD-ROM, ein USB-Stick) oder nicht abnehmbar ist; oder
- • durch eine dedizierte Maschine oder Komponente, wie z. B. ein FPGA (Field Programmable Gate Array), ein ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) oder eine andere dedizierte Hardwarekomponente.
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Mit anderen Worten ist die Offenbarung nicht auf eine rein softwarebasierte Implementierung in Form von Computerprogrammbefehlen beschränkt, sondern kann auch in Form von Hardware oder einer beliebigen Form, die einen Hardware- und einen Softwareteil kombiniert, implementiert werden.
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In einigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung 400 in den Satelliten 110 implementiert.
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In einigen Ausführungsformen ist die Vorrichtung 400 in einem Netzknoten (z. B. einem Knoten eines 5G-Netzes) implementiert.
