DE19752876A1

DE19752876A1 - Kommunikationssysteme mit hybrider Satellitenanordnung und Verfahren zum effizienten Aufrufen und Steuern

Info

Publication number: DE19752876A1
Application number: DE19752876A
Authority: DE
Inventors: Keith A Olds
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1998-07-02
Also published as: CA2222238A1; CN1190297A; US5887257A; KR19980063765A; GB2320163A; NL1007685A1; ITRM970695A1; JPH10285100A; FR2756992A1; GB9722726D0; IL121906A0; FR2756992B1; CN1108669C; RU97121430A; IT1296120B1; BR9705489A; TW444450B; GB2320163B

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationssy steme und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen Satelliten in Kommunikationssyste men.

Hintergrund der Erfindung

Das Verbinden einer Anordnung von Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn (Low Earth Orbit = LEO) mit einer Anordnung von geostationären (GEO-)Satelliten für ein globales Kommunikationssy stem ergibt deutliche Vorteile. Für viele Systeme nach dem Stand der Technik wird eine einzelne Anordnung vorgeschlagen und für einige werden zwei oder mehr Anordnungen vorgeschlagen.

In einem Kommunikationssystem mit Satelliten gibt es allgemein zwei Arten von Aufrufdaten zur Unterstützung und Steuerung der vom System den Teilnehmern angebotenen Dienste. Der bandinterne Aufruf wird im Steuerkanal übertragen, und er gehört eng zum Dienstkanal. Die zugeordneten Steuerkanäle teilen mit den Dienstkanälen allge mein dieselben physikalischen Betriebsmittel; daher haben die Kanäle normalerweise eine sehr niedrige Datenübertragungsrate, damit die Betriebsmittel für Dienstkanäle nicht teurer werden und die Einnahmen des System nicht abnehmen. Bandexterne Aufrufe werden über andere physikalische Betriebsmittel als die, von den Dienstka nälen verwendeten, gesendet. Diese Aufrufkanäle können unter anderem Aufrufdaten übertragen, die zu einer aktiven Dienstsitzung gehören.

Hybrid-Systeme nach dem Stand der Technik haben Grenzen, weil diese Systeme nach dem Stand der Technik nicht alle Vorteile der Stärken und Schwächen der jeweiligen Anordnungsart ausschöpfen. Die GEO-Satelliten sind durch ihre feste Position eingeschränkt. Am Äquator ergeben GEO-Satelliten eine bessere Abdeckung allerdings in Verbindung mit einer größeren Verzögerung. Einzelne LEO-Satelliten erreichen wegen ihrer verhältnismäßig niedrigen Höhe nur eine begrenzte Abdeckung. LEO-Anordnungen ergeben außer am Äquator eine besser Abdeckung und sie verzögern weniger.

Was gebraucht wird, ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, womit diese Beschränkungen überwunden werden und der Aufbau von effizienteren und billigeren Kommunikationssystemen mit Satelliten ermöglicht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Teilnehmerausrüstung ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Systemsteuerzentrale ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Kommunikationssystems mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Systemsteuerzentrale bei einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Teilnehmerausrüstung bei einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm eines GEO-Satelliten gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines ersten Satelliten in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm eines LEO-Satelliten gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und die

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines zweiten Satelliten in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Verfahren und die Systeme der vorliegenden Erfindung über winden diese Beschränkungen und erlauben den Bau von effizienteren und kostengünstigeren Kommunikationssystemen mit Satelliten. Das Verfahren und das Gerät der vorliegenden Erfindungen machen sich die Stärken einer jeden Anordnungsart zunutze und sie vermeiden viele der Schwächen jeder einzelnen Anordnungsart. Eine hybride Anordnung dieser Art erfordert jedoch die Koordination der Dienste und eine Steuerung der Anordnung, um diese Vorteile zu erreichen.

Das Verfahren und das Gerät der vorliegenden Erfindung schafft ein hybrides Satellitensystem, das eine effiziente Steuerung und ein Untersystem zum Aufrufen hat, das die vom System angebotenen Dienste effizient verwaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das hybride Satellitensystem eine GEO-Anordnung und eine LEO-Anordnung. Zum Beispiel werden die verzögerungsempfindlichen Dienste über die LEO-Anordnung weiterge leitet, die eine geringe Ausbreitungsverzögerung hat, und verzöge rungsunempfindliche Dienste und Aufrufe werden über die GEO-Satelliten weitergeleitet, wegen ihrer Stabilität und ihrer in allgemeinen großen Kapazität.

Das Verfahren und das Gerät der vorliegenden Erfindung hat noch weitere Vorteile. Ein Vorteil ist der, daß es keine Verbindun gen zwischen den LEO- und den GEO-Satelliten gibt. Die Koordination zwischen den zwei Anordnungen wird ohne eine direkte Verbindung zwischen den Satelliten hergestellt. Ein zweiter Vorteil ist, daß es stufenweise ausgebaut werden kann, was die finanzielle Lei stungsfähigkeit des Systems verbessert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung wird zu Anfang stets über den Pfad mit der höheren Verzöge rung, der normalerweise eine GEO-Anordnung ist, akquiriert und aufgerufen. Außerdem werden die Dienste zwischen den beiden Anord nungen entsprechend ihrer Empfindlichkeit bei Verzögerungen aufge teilt. Zum Beispiel werden verzögerungsempfindliche Dienste von der LEO-Anordnung übernommen und verzögerungsunempfindliche Dienste werden von der GEO-Anordnung übernommen. Außerdem werden die zwei Anordnungen von einer Systemsteuerzentrale (SSZ) koordiniert und gesteuert. Bei alternativen Ausführungsformen können für Dienste bestimmte Anordnung wegen einer besseren Abschwächungsgrenzleistung oder einer besseren Verbindungsleistung über bevölkerten Gebieten gewählt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung ist die Systemsteuerzentrale (SSZ) in drei Teile geteilt: das Netzsteuersystem (NSS), das Steuersystem für die GEO-Anordnung (GSS) und das Steuersystem für die LEO-Anordnung (LSS). Das GSS und das LSS führen herkömmliche Verwaltungsfunktionen für die Satelli ten der zwei Satellitenanordnungen aus. Das NSS betreibt das Netz, und es liefert die Dienste. Die meisten Funktionen des NSS sind gewöhnliche Steuerfunktionen zur Verwaltung des Netzes und der Dienste.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung führt die SSZ eine spezielles Verfahren zum Leiten des Aufrufs und der Dienste durch das Netz aus. Wie bereits erwähnt, werden fast alle Aufrufe über die GEO-Anordnung gesendet, weswegen wert volle LEO-Betriebsmittel für Dienste aufgespart werden, die Erträge einbringen. Die LEO-Betriebsmittel sind wertvoller, weil sie verzögerungsempfindliche Dienste unterstützen, und die Betriebsmit telkanäle müssen daher verfügbar bleiben, um diese Dienste bei Bedarf zu unterstützen. Der NSS-Teil der SSZ stellt außerdem sicher, daß die Dienste über die LEO- und die GEO-Anordnung richtig weitergeleitet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung werden LEO-Betriebsmittel höher bewertet. Weil die LEO-Betriebsmittel höherer bewertet werden, werden die Steuerkanäle des Systems von der GEO-Anordnung unterstützt. Dadurch werden nicht nur die weniger zeitkritischen GEO-Betriebsmittel verwendet, sondern so haben die Steuerkanäle außerdem eine stabilere Umgebung. Die Teilnehmerausrüstung (TA) verwendet die Steuerkanäle, um auf das Netz zuzugreifen. Das System verwendet die Steuerkanäle, um eine TA zu alarmieren, von der ein Dienst verlangt wird. Die relative Stabilität der GEO-Satelliten im Vergleich zu den LEO-Satelliten ist ein deutlicher Vorteil. Weil man davon ausgehen kann, daß die Position der GEO-Satelliten stabil ist, können die TA einfach Richtantennen verwenden, sie können die Verzögerung der Übertragung zum Satelliten einfach und genau vorhersagen, und sie müssen nicht gegen große Dopplerverschiebungen der Satellitenfrequenz kämpfen. Die TA muß mit allen diesen Schwierigkeiten zurechtkommen, wenn sie über die LEO-Satelliten auf das System zugreift.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Die Anordnungen können sich zum Beispiel in der Anzahl der Satelliten und/oder in der Höhe, in der sich die Satelliten befinden, unterscheiden. Bei einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Kommunikationssystem 100 mit einer hybriden Satellitenanordnung eine Anordnung von GEO-Satelliten 110, eine Anordnung 120 von LEO- Satelliten, eine Systemsteuerzentrale (SSZ) 140 und eine Teilneh merausrüstung (TA) 150. Die SSZ 140 hat drei wesentliche Untersy steme: das NSS, das LSS und das GSS. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform wird die SSZ 140 als einzelne Einheit dargestellt. Den Fachleuten ist klar, daß die von der SSZ 140 durchgeführten Ar beitsschritte auf andere Einheiten verteilt sein können. Die Satelliten einer jeden Anordnung sind über ein Netz von Verbindun gen zwischen den Satelliten (Inter-Satellite Links = ISL) zusammen geschaltet; die zwei Anordnungen sind jedoch nicht über ISL verbun den. Die erste Art von Satelliten 110 sind über die ISL 115 zusam mengeschaltet, und sie sind in der Umlaufbahn 117 über der Erdober fläche 130. Die zweite Art von Satelliten 120 sind über die ISL 125 zusammengeschaltet, und sie sind in der Umlaufbahn 127 gezeigt.

Beide Anordnungen sind über die Zwei-Weg-Teilnehmerverbin dungen zwischen Erde und Weltraum mit der TA 150 und über Zwei-Weg- Steuerverbindungen zwischen Erde und Weltraum mit der SSZ 140 verbunden. Die Teilnehmerverbindungen 145 stellen Dienstkanäle zwischen der TA 150 und den Satelliten 120 der LEO-Anordnung bereit. Die Teilnehmerverbindungen 155 von der TA 150 zu den Satelliten 110 der GEO-Anordnung stellen Dienstkanäle und Steuerka näle bereit. Die Steuerverbindungen 135 stellen Dienstkanäle zwischen den Teilnehmerausrüstungen 150 und den Satelliten 120 der LEO-Anordnung bereit. Die Steuerverbindungen 105 von den Teilneh merausrüstungen 150 zu den Satelliten 110 in der GEO-Anordnung stellen Dienstkanäle und Steuerkanäle bereit. Die ISL stellen ein Netz zum Übertragen von Diensten und Steuerdaten überall auf die Erde oder in den Anordnungen bereit.

Das Kommunikationssystem 100 mit einer hybriden Satellitenan ordnung kann spezielle Klassen von Teilnehmerausrüstungen enthal ten, wobei für die vorliegende Erfindung keine speziellen Klassen von Teilnehmerausrüstungen gebraucht werden. Eine spezielle Klasse von Teilnehmerausrüstungen könnte zum Beispiel ein Gateway sein, das das Zusammenschalten mit einem öffentlichen Telefonnetz (PSTN) ermöglicht, wobei für die vorliegende Erfindung die besonderen Eigenschaften der Gateway-Teilnehmerausrüstungen jedoch nicht wichtig sind. Teilnehmerausrüstungen können stationär oder beweg lich sein. Da bewegliche Teilnehmerausrüstungen im System zugelas sen sind, kann die NSS zur Verwaltung der Beweglichkeit Software enthalten, die bei einen beweglichen Funkkommunikationssystem nötig ist.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer Teilnehmerausrüstung ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Teilnehmerausrüstung (TA) 150 umfaßt einen Sendeempfänger, der die GEO-Antenne 202, die GEO-Sende-Empfangsweiche 204, den GEO-Empfänger 206, den Schalter 210 zur Auswahl der Sende-Empfangsweichen, das LEO-Antennensystem 212, die LEO-Sende-Empfangsweiche 214, den LEO-Empfänger 216, den Schalter 218 zum Auswählen der Empfänger und den Sender 222 umfaßt. Die TA umfaßt außerdem: einen Prozessor, der den Schalter 220 zum Auswählen der Prozessoren, den Aufrufprozessor 230, den Dienstprozessor 234, den Steuerprozessor 232 und die Benutzerschnittstelle 236 umfaßt. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Teilnehmerausrüstungen mit mindestens zwei Kanälen benötigt. Die TA 150 enthält z. B. zwei Antennensysteme: eine GEO-Antenne mit fester GEO-Antenne mit hoher Verstärkung und ein gesteuertes LEO-Antennen-Untersystem mit zwei Strahlkeulen.

Die GEO-Antenne 202 wird für den Nachrichtenaustausch mit den Satelliten 110 (Fig. 1) verwendet, und sie ist mit der GEO-Sende-Empfangsweiche 204 gekoppelt. Die GEO-Sende-Empfangsweiche 204 hat einen getrennten einzelnen Funktionsanschluß für die Übertragungs funktion, einen getrennten, einzelnen Funktionsanschluß für die Empfangsfunktion und einen Anschluß mit doppelter Funktion für die Antennenfunktion. Der GEO-Empfänger 206 führt die notwendige Umwandlung des Signals durch, um Daten an die Prozessoren zu liefern. Der GEO-Empfänger 206 ist ständig mit dem Aufrufprozessor 230 verbunden. Der Aufrufprozessor 230 verarbeitet Daten, die zum Bereitstellen der Aufrufdienste verarbeitet werden.

Das LEO-Antennensystem 212 wird zum Nachrichtenaustausch mit den Satelliten 120 ( Fig. 1) verwendet und es ist mit der LEO-Sende-Empfangsweiche 214 gekoppelt. Die LEO-Sende-Empfangsweiche 214 ist eine Vorrichtung mit drei Anschlüssen, die verwendet werden, um die Sende- und Emfangsfunktionen sowohl zu trennen als auch zu kombinieren. Ein Anschluß an der LEO-Sende-Empfangsweiche 214 ist mit dem LEO-Antennensystem 212 verbunden. Ein zweiter Anschluß ist mit dem Schalter 210 verbunden und ein dritter An schluß ist mit dem LEO-Empfänger 216 verbunden. Der Schalter 210 verbindet den Sender 222 mit der einen oder der anderen Sende- Empfangsweiche. Der Schalter 210 ist außerdem mit den Steuerprozes sor 232 gekoppelt, der entscheidet, wann der Schalter 210 schaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein einziger Sender verwendet, und der Sender 222 wird zwischen der GEO-Sende- Empfangsweiche 204 und der LEO-Sende-Empfangsweiche 214 umgeschal tet. In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die LEO- und die GEO-Übertragungsfrequenzen dicht beieinander, und für beide Anord nungen arbeitet eine einzige HF-Stufe und ein Leistungsverstärker.

Der Sender 222 ist außerdem mit dem Schalter 220 gekoppelt, der verwendet wird, um entweder den Aufrufprozessor 230 oder den Dienstprozessor 234 auszuwählen. Der Schalter 220 wird verwendet, um auszuwählen, welche Art von Signalen gesendet werden sollen. In einem Fall werden Signale mit Dienstinformationen ausgewählt, und im anderen Fall werden Signale mit Aufrufinformationen ausgewählt.

Der Schalter 218 hat zwei Eingangsanschlüsse, die mit dem GEO-Empfänger 206 und dem LEO-Empfänger 216 verbunden sind. Der Schal ter 218 hat einen einzigen Ausgangsanschluß, der mit dem Dienstpro zessor 234 verbunden ist. Der Dienstprozessor 234 wird verwendet, um Dienstinformationen entweder vom GEO-Empfänger 206 oder dem LEO-Empfänger 216 zu verarbeiten. Der Steuerprozessor 232 wird verwen det, um den Schaltzustand des Schalters 218 zu steuern. Der Steuer prozessor 232 ist mit dem Aufrufprozessor 230 und mit dem Dienst prozessor 234 gekoppelt. Die Anwenderschnittstelle 236 ist mit dem Dienstprozessor 234 gekoppelt.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer Systemsteuerzentrale ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Systemsteuerzentrale 140 umfaßt: die GEO-Antenne 302, die GEO-Sende-Empfangsweiche 304, den GEO-Empfänger 306, den Schalter 310 zum Auswählen der Sende-Empfangsweiche, das LEO-Antennensystem 312, die LEO-Sende-Empfangsweiche 314, den LEO-Empfänger 316, den Schalter 318 zum Auswählen der Empfänger, den Sender 322, den Schalter 320 zum Auswählen der Prozessoren, den Aufrufprozessor 330, den Dienstprozessor 334 und den Steuerprozessor 332. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine SSZ mit mindestens zwei Kanälen benötigt. Die SSZ 140 enthält zum Beispiel zwei Antennensysteme. Das erste kann ein GEO-Antennen-Untersystem mit mindestens zwei festen GEO-Antenne mit hoher Verstärkung sein, und das zweite kann eine LEO-Antenne mit niedri gerer Verstärkung mit gesteuerter Strahlkeule sein. Die GEO-Antenne 302 wird für den Nachrichtenaustausch mit den Satelliten 110 (Fig. 1) verwendet, und sie ist mit der GEO-Sende-Empfangsweiche 304 gekoppelt. Die GEO-Sende-Empfangsweiche 304 hat einen getrennten einzelnen Funktionsanschluß für die Sendefunktion, einen getrennten einzelnen Funktionsanschluß für die Empfangsfunktion und einen Anschluß mit doppelter Funktion für die Antennenfunktion. Der GEO-Empfänger 306 liefert die notwendige Signalumwandlung, um Daten an die Prozessoren zu liefern. Der GEO-Empfänger 306 ist mit dem Aufrufprozessor 330 gekoppelt. Der Aufrufprozessor 330 verarbeitet Daten, die zum Liefern der Aufrufdienste verwendet werden.

Das LEO-Antennensystem 312 wird zum Nachrichtenaustausch mit den Satelliten 120 (Fig. 1) verwendet, und es ist mit der LEO-Sende-Empfangsweiche 314 gekoppelt. Die LEO-Sende-Empfangsweiche 314 ist eine Vorrichtung mit drei Anschlüssen, die verwendet wird, um die Sende- und Empfangsfunktionen sowohl zu trennen als auch zu kombinieren. Ein Anschluß an der LEO-Sende-Empfangsweiche 314 ist mit dem LEO-Antennensystem 312 verbunden. Ein zweiter Anschluß ist mit dem Schalter 310 verbunden und ein dritter Anschluß ist mit dem LEO-Empfänger 316 verbunden. Der Schalter 310 wird verwendet, um den Sender 322 mit einer der Sende-Empfangsweichen zu verbinden. Der Schalter 310 ist außerdem mit dem Steuerprozessor 332 gekop pelt, der bestimmt, wann der Schalter 310 schaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein einziger Sender verwendet, und der Sender 322 wird zwischen der GEO-Sende-Empfangsweiche 304 und der LEO-Sende-Empfangsweiche 314 umgeschaltet. In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die LEO- und die GEO-Sendefrequenzen dicht beieinander, so daß für beiden Anordnungen eine einzige HF-Stufe und ein Leistungsverstärker arbeiten kann.

Der Sender 322 ist außerdem mit dem Schalter 320 gekoppelt, der verwendet wird, um entweder den Aufrufprozessor 330 oder den Dienstprozessor 334 auszuwählen. Der Schalter 320 wird verwendet, um auszuwählen, welche Art von Signalen gesendet werden sollen. In einem Fall werden Signale mit Dienstinformationen ausgewählt, und in einem anderen Fall werden Signale mit Aufrufinformationen ausgewählt.

Der Schalter 318 hat zwei Eingangsanschlüsse, die mit dem GEO-Empfänger 306 und dem LEO-Empfänger 316 verbunden sind. Der Schal ter 318 hat einen einzigen Ausgangsanschluß, der mit dem Dienstpro zessor 334 verbunden ist. Der Dienstprozessor 334 verarbeitet Dienstinformationen entweder vom GEO-Empfänger 306 oder vom LEO-Empfänger 316. Der Steuerprozessor 332 steuert den Schaltzustand des Schalters 318. Der Steuerprozessor 332 ist mit dem Aufrufpro zessor 330 und mit dem Dienstprozessor 334 gekoppelt.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Kommunikationssystems mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 400 beginnt mit Schritt 402. Im Schritt 404 wird ein GEO-Satellit verwendet, um einer Teilnehmerausrüstung einen Steuer kanal für die anfänglichen Akquisitions- und Aufrufdienste bereit zustellen. In Schritt 406 fordert eine Teilnehmerausrüstung auf dem im vorangegangenen über den GEO-Satelliten bereitgestellten Steuer kanal Dienste an.

In Schritt 408 wählt die Systemsteuerzentrale aus, ob für ei nen Kommunikationskanal für die verlangten Dienste mindestens ein GEO-Satellit oder eine Anzahl von LEO-Satelliten verwendet werden sollen.

In Schritt 410 wird für verzögerungsunempfindliche Dienste zwischen zwei Teilnehmerausrüstungen ein erster Kommunikationskanal bereitgestellt, der mindestens einen GEO-Satelliten verwendet, wenn die Teilnehmerausrüstung den Kommunikationskanal für verzögerungs unempfindliche Dienste angefordert hat.

In Schritt 412 wird für verzögerungsempfindliche Dienste zwi schen zwei Teilnehmerausrüstungen ein zweiter Kommunikationskanal bereitgestellt, der eine Anzahl von LEO-Satelliten verwendet, wenn die Teilnehmerausrüstung den Kommunikationskanal für verzögerungs empfindliche Dienste verlangt hat.

Ein Beispielssystem kann folgendermaßen beschrieben werden. Eine TA überwacht die Kanäle der Abwärtsverbindungen eines örtliche GEO-Satelliten. Örtlich heißt ein GEO-Satellit, wenn er im Blick feld der GEO-Antenne einer TA ist. Eine Absender-TA sendet eine Nachricht auf einem Kanal mit wahlfreiem Zugriff. Ein Kanal mit wahlfreiem Zugriff kann beispielsweise ein Protokoll verwenden, mit dem die TA Verbindungen mit einem Satelliten einzurichten kann, ohne vorher zusammen mit anderen Teilnehmerausrüstungen oder mit anderen Satelliten abzusenden. Ein Kanal mit wahlfreiem Zugriff ist einer von vielen Kanälen, die zwischen einem GEO-Satelliten und einer TA eingerichtet werden können.

Als nächstes empfängt ein GEO-Satellit eine Nachricht und ver arbeitet sie. Der GEO-Satellit kann erkennen, ob die Nachricht richtig verarbeitet wurde. Wenn die Nachricht nicht richtig verar beitet wurden, dann würde in dem Beispiel der Betrieb enden.

Wenn die Nachricht richtig verarbeitet wurde, kann der örtli che GEO-Satellit eine Bestätigungsnachricht an die Absender-TA zurück schicken und die Nachricht an das Netzsteuersystemteil der SSZ weitergeben.

Wenn die Systemsteuerzentrale die weitergegebene Nachricht empfängt, kann sie die Nachricht verarbeiten, um den Inhalt der Nachricht zu bestimmen. Wenn die ausgehende TA kein berechtigter Teilnehmer ist, wird eine Nachricht über den örtlichen GEO-Satelliten an die Absender-TA zurückgesendet, und die Verarbeitung endet. Zum Beispiel kann die Nachricht darüber informieren, daß der Zugriff verweigert wird.

Wenn bestätigt wurde, daß die Absender-TA ein berechtigter Teilnehmer ist, ortet die SSZ die Empfänger-TA und sendet eine Suchanfrage an den für die Empfänger-TA örtlichen GEO-Satelliten. Die Suchanfrage wird über die GEO-Satelliten und über die Verbin dungen zwischen den Satelliten gesendet, wenn sich die Empfänger-TA nicht im Blickfeld des für die Absender-TA örtlichen GEO-Satelliten befindet.

Als nächstes empfängt die Empfänger-TA die Suchanfrage und antwortet auf die Suchanfrage. Zum Beispiel kann die Empfänger-TA mit einer Nachricht antworten, daß sie nicht verfügbar ist, oder daß sie bereit ist. Die Empfänger-TA kann eine Nachricht mit einer Antwort an den für die Empfänger-TA örtlichen GEO-Satelliten senden. Die Antwort wird über den örtlichen GEO-Satelliten, die GEO-Satelliten und die Verbindungen zwischen den Satelliten zur Systemsteuerzentrale geschickt, wenn die Empfänger-TA nicht im Blickfeld der Systemsteuerzentrale oder nicht im Blickfeld des für die Absender-TA örtlichen GEO-Satelliten ist.

In dem Beispiel kann die Systemsteuerzentrale als nächstes be stimmen, ob die verlangten Dienste bei Verzögerungen empfindlich sind. Wenn die verlangten Dienste bei Verzögerungen nicht empfind lich sind, dann werden die verlangten Dienste von den GEO-Satel liten und den Verbindungen zwischen den Satelliten bereitgestellt, und im Beispiel endet der Ablauf.

Wenn festgestellt wird, daß die verlangten Dienste bei Verzö gerungen empfindlich sind, bestimmt die Systemsteuerzentrale, welcher Leo-Satellit am besten verwendet wird, und sie wählt aus, welche Kanäle am besten verwendet werden. Außerdem bestimmt die SSZ, welche Weiterleitung am geschicktesten verwendet wird. Die SSZ sendet außerdem Informationen an die LEO-Satelliten. Diese Informa tionen können zum Beispiel Informationen darüber enthalten, wie die LEO-Satelliten weiterleiten sollen.

Als nächstes kann die Systemsteuerzentrale Nachrichten sowohl an die Absender- als auch an die Empfänger-TA senden. Diese Nach richten enthalten Informationen, welcher LEO-Satellit benutzt werden soll und welcher Kanal benutzt werden soll. Sowohl die Empfänger-TA als auch die Absender-TA können Nachrichtenverbindun gen zu den LEO-Satelliten einrichten. Die Informationen werden dann zwischen der Absender-TA und der Empfänger-TA über LEO-Satelliten und je nach Bedarf über die Verbindungen zwischen den Satelliten ausgetauscht.

Wenn eine der Teilnehmerausrüstungen feststellt, daß sich der LEO-Satellit, der für den Kanal verwendet wird, aus dem Blickfeld bewegt, dann verlangt sie eine Weitergabe an einen anderen LEO-Satelliten. Die TA kann eine Weitergabe-Nachricht an die SSZ senden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Nachricht über die LEO-Satelliten gesendet werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Weitergabe-Nachricht über die GEO-Satelliten gesendet werden.

Als nächstes empfängt die Systemsteuerzentrale die Weitergabe-Nachricht und bestimmt, welcher neuen LEO-Satellit verwendet werden soll und welcher neuen Kanal verwendet werden soll. Dann schickt die Systemsteuerzentrale Nachrichten an beide Teilnehmerausrüstun gen, um die Teilnehmerausrüstungen über die Änderungen zu informie ren. Die Systemsteuerzentrale muß die TA, die die Weitergabe verlangt, über den zu verwendenden neuen Satelliten und den Kanal informieren. Außerdem informiert die Systemsteuerzentrale die andere TA über die Änderungen beim Weiterleiten.

Der Beispielsbetrieb geht damit weiter, daß Dienste die bei Verzögerungen empfindlich sind, solange aufrecht erhalten werden, bis ein Abschluß verlangt wird. Die Systemsteuerzentrale kann entweder von der Absender-TA oder von der Empfänger-TA eine Ab schlußnachricht empfangen. Die Systemsteuerzentrale kann entschei den, daß Abschlußnachrichten an die Teilnehmerausrüstungen gesendet werden müssen. Zum Beispiel kann die Absender-TA eine Abschlußnach richt senden, wenn alle Informationen, die sie an die Empfänger-TA senden wollte, gesendet wurden. Außerdem kann die Empfänger TA entscheiden, daß sie nicht länger Informationen mit der Absender-TA austauschen muß, und sie sendet eine Abschlußnachricht an die Systemsteuerzentrale. Außerdem kann die Systemsteuerzentrale die Entscheidung treffen, daß eine Abschlußnachricht gesendet werden muß, wenn es ein Problem im Netz gibt. Der Ablauf im Beispielsbe trieb kann mit einer Abschlußnachricht beendet werden.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Systemsteuerzentrale in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 500 beginnt in Schritt 502. In Schritt 504 empfängt die Systemsteuerzentrale von einer Absender-Teilnehmerausrüstung eine Anforderung zum Einrichten eines Kommunikationskanals zwischen der Absender-Teilnehmer ausrüstung und einer Empfänger-Teilnehmerausrüstung. In Schritt 506 bestimmt die Systemsteuerzentrale, ob die Nachfrage verzögerungs empfindliche Dienste verlangt.

Wenn die Antwort in Schritt 506 "Nein" ist, verzweigt das Ver fahren zum Schritt 510, in dem die Systemsteuerzentrale einen Kommunikationskanal für verzögerungsunempfindliche Dienste mit einer Anzahl von GEO-Satelliten zwischen der Absender-Teilnehmer ausrüstung und der Empfänger-Teilnehmerausrüstung bereitstellt.

Wenn die Antwort in Schritt 506 "Ja" ist, verzweigt das Ver fahren 500 zum Schritt 520, in dem die Systemsteuerzentrale einen Kommunikationskanal für verzögerungsempfindliche Dienste zwischen der Absender-Teilnehmerausrüstung und der Empfänger-Teilnehmeraus rüstung mit mindestens einem LEO-Satelliten bereitstellt.

Außerdem verwendet die Systemsteuerzentrale mindestens einen der GEO-Satelliten, um der Absender- und der Empfänger-Teilnehmer ausrüstung einen Steuerkanal für die anfänglichen Akquisitions- und Aufrufdienste bereitzustellen. Die Systemsteuerzentrale überwacht außerdem den Steuerkanal und den Kommunikationskanal.

In einem Beispielssystem könnte der Betrieb wie folgt ablau fen. Die Systemsteuerzentrale überwacht die Kanäle für Abwärtsver bindungen von einem örtlichen GEO-Satelliten. Ein örtlicher GEO-Satellit befindet sich innerhalb des Blickfeldes einer GEO-Antenne der Systemsteuerzentrale. Eine Absender-TA kann über einen Kanal mit wahlfreiem Zugriff eine Nachricht an die Systemsteuerzentrale senden.

Als nächstes kann die Systemsteuerzentrale die Nachricht vom GEO-Satelliten empfangen und sie verarbeiten. Die Systemsteuerzen trale kann feststellen, ob die Absender-TA ein berechtigter Teil nehmer ist. Wenn die Absender-TA kein berechtigter Teilnehmer ist, dann wird eine Nachricht über den örtlichen GEO-Satelliten an die Absender-TA zurückgeschickt. Beispielsweise kann diese Nachricht mitteilen, daß der Zugriff verweigert wird.

Wenn die Absender-TA bestätigt, daß der Teilnehmer berechtigt ist, ortet die Systemsteuerzentrale die Empfänger-TA und bestimmt, ob sie erreichbar ist. Zum Beispiel kann die SSZ eine Datei mit den aktiven Verbindungen überprüfen, um zu bestimmen, ob die Empfänger- TA besetzt ist. Wenn die Empfänger-TA besetzt ist, dann kann an die Absender-TA über den örtlichen GEO-Satelliten eine Besetzt-Nachricht geschickt werden. Wenn die Empfänger-TA nicht besetzt ist, sendet die SSZ eine Nachricht zum Aufbau des Anrufs über den für die Empfänger-TA örtlichen GEO-Satelliten an die Empfänger-TA. Dann kann die Systemsteuerzentrale die Nachricht zum Aufbau des Anrufs über die GEO-Satelliten und über die Verbindungen zwischen den Satelliten an die Empfänger-TA senden.

Die Systemsteuerzentrale kann dann die Antwort auf die Nach richt zum Aufbau des Anrufs über die GEO-Satelliten von der Empfän ger-TA empfangen. Zum Beispiel kann eine Empfänger-TA mit einer Nachricht antworten, daß sie nicht verfügbar ist oder daß sie bereit ist. Die Antwort kann vom örtlichen GEO-Satelliten über die GEO-Satelliten und die Verbindungen zwischen den Satelliten an die Systemsteuerzentrale geschickt werden, wenn sich die Empfänger-TA nicht im Blickfeld der Systemsteuerzentrale befindet oder sie sich nicht im Blickfeld des für die Absender-TA örtlichen GEO-Satelliten befindet. Wenn von der Empfänger-TA eine Nachricht empfangen wird, daß sie nicht verfügbar ist, oder wenn keine Nachricht empfangen wird, sendet die SSZ die Nachricht über die Nichtverfügbarkeit an die Absender-TA, und die Sitzung endet.

Wenn die Nachricht "Bereit" empfangen wird, geht der Betrieb in dem Beispiel weiter. Dann kann die Systemsteuerzentrale bestim men, ob die verlangten Dienste empfindlich bei Verzögerungen sind. Wenn die verlangten Dienste nicht empfindlich bei Verzögerungen sind, stellt die Systemsteuerzentrale die verlangten Dienste über die GEO-Satelliten und die Verbindungen zwischen den Satelliten bereit, und der Beispielbetrieb kann enden.

Wenn festgestellt wird, daß die verlangten Dienste verzöge rungsempfindlich sind, kann die Systemsteuerzentrale bestimmen, welche LEO-Satelliten am besten verwendet werden, und sie wählt aus, welche Kanäle am besten verwendet werden. Außerdem kann die Systemsteuerzentrale das geschickteste Weiterleiten festlegen und die Information an die LEO-Satelliten senden. Zum Beispiel kann diese Information Informationen über das Weiterleiten enthalten, die von den LEO-Satelliten verwendet werden.

Als nächstes kann die Systemsteuerzentrale Nachrichten sowohl an die Absender- als auch an die Empfänger-TA schicken. Diese Nachrichten enthalten Informationen, welche LEO-Satelliten und welche Kanäle verwendet werden sollen. Die Systemsteuerzentrale kann die Empfänger-TA, die Absender-TA, die LEO-Satelliten und die Nachrichtenverbindungen zwischen den LEO-Satelliten überwachen, während die Information zwischen der Absender-TA und der Empfänger- TA ausgetauscht wird.

Wenn die Systemsteuerzentrale von einer der Teilnehmerausrü stungen eine Anforderung zum Weitergeben empfängt, kann die System steuerzentrale bestimmen, welcher neue LEO-Satellit und welcher Kanal verwendet werden soll. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Nachricht über die LEO-Satelliten geschickt werden. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Nachricht zur Anforderung einer Weitergabe über die GEO-Satelliten geschickt werden. Dann kann die Systemsteuerzentrale Nachrichten an beide Teilnehmerausrüstungen schicken, um die Teilnehmerausrüstungen über die Änderungen zu informieren. Die Systemsteuerzentrale muß die TA, die die Weiterga be verlangte, informieren, welcher neue Satellit und welcher Kanal verwendet werden soll. Die Systemsteuerzentrale informiert außerdem die andere TA über die Änderungen beim Weiterleiten.

Wenn die verzögerungsempfindlichen Dienste aufrecht erhalten werden, fährt die Systemsteuerzentrale fort, die Teilnehmerausrü stungen und die Satelliten zu überwachen. Die Systemsteuerzentrale kann eine Abschlußnachricht sowohl von der Absender-TA als auch von der Empfänger-TA empfangen. Die Systemsteuerzentrale kann außerdem entscheiden, ob Abschlußnachrichten an die Teilnehmerausrüstungen geschickt werden müssen. Zum Beispiel kann die Absender-TA eine Abschlußnachricht senden, wenn die gesamte Information, die sie an die Empfänger-TA schicken wollte, geschickt wurde. Außerdem kann die Empfänger-TA entscheiden, daß sie keine weiteren Informationen mit der Absender-TA austauschen muß, und sie sendet an die System steuerzentrale eine Abschlußnachricht. Außerdem kann die System steuerzentrale dafür verantwortlich sein, zu entscheiden, daß eine Abschlußnachricht gesendet wird, weil es ein Problem im Netz gibt.

Wenn eine Abschlußnachricht geschickt wurde, kann die System steuerzentrale die Teilnehmerausrüstungen aus der Datei der aktiven Verbindungen entfernen, den Anruf registrieren, die benötigten Abrechnungsinformationen bestimmen und die benutzten Betriebsmittel freigeben. Eine Abschlußnachricht kann verwendet werden, um den Betrieb im Beispielsystem zu beenden.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Teilnehmerausrüstung in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 600 beginnt in Schritt 602. Im Schritt 604 sendet eine Absender-Teilnehmer ausrüstung eine Anforderung nach einem Kommunikationskanal zwischen der Absender-Teilnehmerausrüstung und einer Empfänger-Teilnehmer ausrüstung. Die Anforderung kann nach einem verzögerungsunempfind lichen Dienst oder nach einem verzögerungsempfindlichen Dienst sein. Im Schritt 606 empfängt die Teilnehmerausrüstung die Aufbau informationen zum Einrichten des Kommunikationskanals. Der Kommunikationskanal in Schritt 608 ist für verzögerungsunempfindliche Dienste, weswegen sich die Teilnehmerausrüstung unter Verwendung der Aufbauinformationen mit einem GEO-Satelliten verständigt. Der Kommunikationskanal in Schritt 610 ist für verzögerungsempfindliche Dienste, weswegen die Teilnehmerausrüstung sich unter Verwendung der Aufbauinformationen mit einem LEO-Satelliten verständigt. Das Verfahren 600 endet im Schritt 620.

Außerdem wird mindestens ein GEO-Satellit verwendet, um der Absender- und der Empfänger-Teilnehmerausrüstung einen Steuerkanal für die anfänglichen Akquisitions- und Aufrufdienste bereitzustel len. Außerdem kann die Teilnehmerausrüstung den Steuerkanal und den Kommunikationskanal überwachen.

Die Teilnehmerausrüstung kann auf verschiedene Weisen betrie ben werden, wenn sie in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung verwendet wird. Einige von diesen Betriebsverfahren werden im folgenden beschrieben. Die Teilneh merausrüstungen 150 können die Kanäle der Abwärtsverbindungen von einem örtlichen GEO-Satelliten überwachen. Ein örtlicher GEO-Satellit befindet sich im Blickfeld der GEO-Antenne 202 (Fig. 2) der TA 150 (Fig. 1) . Eine TA kann entscheiden, daß sie einen Kommunikationskanal zu einer anderen Teilnehmerausrüstung einrich ten muß. Diese Absender-TA sendet über einen Kanal mit wahlfreiem Zugriff eine Nachricht. Ein Kanal mit wahlfreiem Zugriff ist einer von vielen Kanälen, die zwischen einem GEO-Satelliten und einer TA eingerichtet werden können. Die Nachricht enthält Informationen über die Art des verlangten Dienstes und die Kennung der Empfänger-TA.

Die Absender-TA kann von der SSZ eine Bestätigung empfangen, und sie kann auf eine Antwort mit weiteren Informationen von der SSZ warten. Während die TA wartet, ortet die SSZ die Empfänger-TA und stellt fest, ob sie besetzt ist oder nicht, und sie bereitet sie für den Empfang weiterer Informationen vor.

Die Absender-TA kann eine Nachricht empfangen. In diesem Fall kann die Nachricht eine Antwort auf eine Anforderung, eine Nach richtenverbindung zu einer Empfänger-TA einzurichten, enthalten, oder die Nachricht kann Informationen über das Einrichten einer Nachrichtenverbindung zu einem bestimmten Satelliten enthalten. Die Nachricht kann außerdem von einer Empfänger-TA kommen. In diesem Fall kann die Nachricht eine Suchanfrage enthalten, die von einer Absender-TA geschickt wurde, oder die Nachricht kann Informationen über das Einrichten einer Nachrichtenverbindung zu einem bestimmten Satelliten enthalten.

Die TA kann einen Kommunikationskanal zu einem bestimmten Sa telliten einrichten, der für sie von der SSZ festgelegt wurde. Sowohl die Absender- als auch die Empfänger-TA handeln, wie sie angewiesen wurden. Wenn die SSZ die Teilnehmerausrüstungen angewie sen hat, Nachrichtenverbindungen mit LEO-Satelliten aufzubauen, dann wird von der Absender-TA die Teilnehmerverbindung 145 (Fig. 1) und von der Empfänger-TA eine weitere Teilnehmerverbindung 145 eingerichtet. Wenn die SSZ die Teilnehmerausrüstungen angewiesen hat, Nachrichtenverbindungen mit GEO-Satelliten einzurichten, dann wird von der Absender-TA die Teilnehmerverbindung 155 (Fig. 1) eingerichtet und von der Empfänger-TA wird eine andere Teilnehmer verbindung 155 eingerichtet.

Nachdem sowohl die Empfänger-TA als auch die Absender-TA Nach richtenverbindungen mit dem richtigen Satelliten eingerichtet haben, können zwischen der Absender-TA und der Empfänger-TA Infor mationen ausgetauscht werden. Wenn die Information bei Verzögerung empfindlich ist, dann wird die Information, wie verlangt, über LEO-Satelliten und über Verbindungen zwischen den Satelliten ausge tauscht. Wenn die Information bei Verzögerung nicht empfindlich ist, dann wird die Information, wie verlangt, über GEO-Satelliten und über Verbindungen zwischen den Satelliten ausgetauscht.

Sowohl die Absender-TA als auch die Empfänger-TA können LEO-Satelliten überwachen, um sicherzustellen, daß die Teilnehmerver bindungen 145 wegen den Bewegungen zwischen den Satelliten und den Teilnehmerausrüstungen nicht unterbrochen werden. Wenn eine der Teilnehmerausrüstungen feststellt, daß der LEO-Satellit, den sie für den Kanal verwendet, sich aus dem Sichtfeld bewegt, dann folgert die TA, daß eine Weitergabe an einen anderen LEO-Satelliten angezeigt ist. Die TA sendet eine Weitergabe-Nachricht an die SSZ. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Nachricht über die LEO-Satelliten gesendet. In einer alternativen Ausführungsform kann die Nachricht mit der Anforderung einer Weitergabe über die GEO-Satelliten gesendet werden.

Die TA kann auf die Antwort der Systemsteuerzentrale mit den Weitergabe-Informationen, die angeben, welcher neue LEO-Satellit, welcher neue Kanal verwendet werden sollen, warten. Beide Teilneh merausrüstungen können Nachrichten empfangen, um sie über die für die Weitergabe nötigen Änderungen zu informieren. Die Systemsteuer zentrale muß die TA, die die Weitergabe verlangte, informieren, welcher neue Satellit und welcher Kanal verwendet werden soll. Die Systemsteuerzentrale informiert außerdem die andere TA über die Änderungen bei der Weiterleitung. Die TA kann, wie verlangt, eine neue Verbindung einrichten und die Betriebsmittel der alten Verbin dung freigeben.

Die Dienste können solange aufrecht erhalten werden, bis eine Abschlußanforderung ausgegeben wird. Die Daten des Kommunikations dienstes werden zwischen der Absender-TA und einer Empfänger-TA ausgetauscht. Zum Beispiel kann bei einer Datenübertragung eine Empfänger-TA angewiesen werden, keine Daten zu senden.

Es kann entweder die Absender-TA oder die Empfänger-TA ent scheiden, ob Abschlußnachrichten an die SSZ gesendet werden sollen. Zum Beispiel kann die Absender-TA eine Abschlußnachricht senden, wenn sie alle Informationen, die sie an die Empfänger-TA senden wollte, gesendet hat. Ebenso kann die Empfänger-TA entscheiden, daß sie mit der Absender-TA keine weiteren Informationen austauschen muß, und sie sendet eine Abschlußnachricht an die Systemsteuerzen trale.

Die TA kann eine Abschlußnachricht an die SSZ senden. Dann gibt die SSZ die verwendeten Betriebsmittel frei, und sie entfernt die Teilnehmerausrüstungen aus der Datei der aktiven Verbindungen.

Fig. 7 zeigt ein Blockdigramm eines GEO-Satelliten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der GEO-Satellit umfaßt: einen oberen Steuerkanal 702, einen oberen Teil nehmerkanal 704, einen oberen Kanal 706 für Verbindungen zwischen den Satelliten (Inter-Satellite Links ISL) und den Prozessor 710. Der obere Steuerkanal 702 dient dem Nachrichtenaustausch mit einer Systemsteuerzentrale, wenn eine Systemsteuerzentrale lokal zur Verfügung steht. Der obere Teilnehmerkanal 704 dient dem Bereit stellen eines Steuerkanals zum Austausch von Nachrichten mit einer Teilnehmerausrüstung für anfängliche Akquisitions- und Aufrufdien ste und zum Austausch von Nachrichten mit der Teilnehmerausrüstung für verzögerungsunempfindliche Dienste. Der obere Kanal 706 für Verbindungen zwischen den Satelliten (ISL) dient dem Einrichten und Überwachen einer Verbindung zwischen Satelliten zu einem anderen GEO-Satelliten, wenn der andere GEO-Satellit frei ist.

Der Prozessor 710 verarbeitet Nachrichten, die auf einer Ver bindung empfangen wurden, er bestimmt, ob die Nachrichten Informa tionen über das Weiterleiten enthalten, und sendet einige der Nachrichten erneut, und er führt Tätigkeiten durch, die die Infor mationen verwenden, die in den Nachrichten enthalten sind, die nicht erneut gesendet werden.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines GEO-Satelliten in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 800 beginnt mit Schritt 802. In Schritt 804 stellt ein GEO-Satellit eine Steuerver bindung 105 (Fig. 1) zur SSZ 140 (Fig. 1) bereit, und der GEO-Satellit stellt eine Teilnehmerverbindung 155 (Fig. 1) zur TA 150 (Fig. 1) bereit.

In Schritt 806 empfängt der GEO-Satellit von einer Teilneh merausrüstung eine Anforderung zum Aufbau eines Anrufs. In Schritt 808 sendet der GEO-Satellit die Anforderung an eine Systemsteuer zentrale. In Schritt 810 richtet der GEO-Satellit, wenn er dazu von einer Systemsteuerzentrale angewiesen wurde, einen Kommunikations kanal zu der Teilnehmerausrüstung ein, und er überwacht ihn. Die Systemsteuerzentrale hat Informationen geliefert, um einen Kommuni kationskanal für verzögerungsunempfindliche Dienste bereitzustel len.

Der GEO-Satellit richtet eine Steuerverbindung zu einer Sy stemsteuerzentrale ein, wenn die Systemsteuerzentrale örtlich verfügbar ist, und er überwacht sie. Die Steuerverbindung zur Systemsteuerzentrale wird verwendet, um eine erste Art von Nach richten erneut zur Systemsteuerzentrale zu senden und eine zweite Art von Nachrichten von der Systemsteuerzentrale zu empfangen. Außerdem richtet der GEO-Satellit eine Teilnehmerverbindung zu einer Teilnehmerausrüstung ein, wenn die Teilnehmerausrüstung örtlich verfügbar ist, und er überwacht sie. Die Teilnehmerverbin dung zur Teilnehmerausrüstung wird verwendet, um die erste Art von Nachricht von der Teilnehmerausrüstung zu empfangen und die zweite Art von Nachrichten an die Teilnehmerausrüstung erneut zu senden. Zum Beispiel können die erste Art von Nachrichten Anforderungsnach richten, Bestätigungsnachrichten oder Informationsnachrichten sein. Die zweite Art von Nachrichten können Steuernachrichten oder Aufbaunachrichten sein.

Zum Beispiel kann der GEO-Satellit Nachrichten von einer Ab sender-TA empfangen, die über einen Kanal mit wahlfreiem Zugriff gesendet wurden. Ein Kanal mit wahlfreiem Zugriff ist einer der vielen Kanäle, die zwischen dem GEO-Satelliten und einer TA einge richtet werden können. Ein GEO-Satellit kann eine Bestätigungsnach richt an die Absender-TA schicken. Der GEO-Satellit kann die Nachricht an die SSZ weitergeben.

Ein zweiter GEO-Satellit, der für eine Empfänger-TA örtlich ist, kann eine Nachricht von der SSZ empfangen. Der zweite örtliche GEO-Satellit kann von der Empfänger-TA eine Antwortnachricht empfangen. Die Antwort kann "Nicht verfügbar" oder "Bereit" sein. Der zweite örtliche GEO-Satellit kann eine Bestätigungsnachricht an die Empfänger-TA senden und die Antwortnachricht an die SZ weiter geben.

Außerdem können örtliche GEO-Satelliten Informationen darüber empfangen, wie die Nachrichtenkanäle aufgebaut werden sollen. Wenn die Dienste bei Verzögerung nicht empfindlich sind, können die GEO- Satelliten die Kommunikationsdienste bereitstellen.

Wenn die Dienste bei Verzögerung empfindlich sind, kann die SSZ Informationen an beide örtlichen GEO-Satelliten schicken. Ein örtlicher GEO-Satellit sendet eine Nachricht an die Absender-TA. Diese Nachricht enthält Informationen, welcher Satellit verwendet werden soll, welcher Kanal verwendet werden soll und das zu verwen dende Weiterleiten. Der zweite GEO-Satellit, der örtlich für die Empfänger-TA ist, sendet eine Nachricht an die Empfänger-TA. Diese Nachricht enthält Informationen, welcher Satellit verwendet werden soll, welcher Kanal verwendet werden soll und das zu verwendende Weiterleiten.

Der GEO-Satellit kann die Steuerverbindung überwachen, wobei die Systemsteuerzentrale bestimmen soll, ob eine Weitergabenach richt gesendet wurde. In einer alternativen Ausführungsform kann die Weitergabenachricht über die GEO-Satelliten geschickt werden. Bei der Durchführung einer Weitergabe, empfängt die Systemsteuer zentrale die Anforderung zum Weitergeben und bestimmt, welcher neue LEO-Satellit verwendet werden soll und welcher neue Kanal verwendet werden soll. Die GEO-Satelliten werden von der SSZ verwendet, um Nachrichten an beide Teilnehmerausrüstungen zu senden, damit die Teilnehmerausrüstungen über die Änderungen informiert werden. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Information zur die Weiter gabe über die LEO-Satelliten geschickt werden. Die Systemsteuerzen trale muß die TA, die die Weitergabe verlangte, informieren, welcher neue Satellit verwendet werden soll. Die Systemsteuerzen trale informiert außerdem die andere TA über die Änderungen beim Weiterleiten.

Der Fachmann wird erkennen, daß andere Verfahren zum Weiterge ben verfügbar sind, um die Teilnehmerausrüstungen in einem LEO-Satellitensystem zu betreiben. Zum Beispiel könnte die SSZ beim Aufbau der ersten Verbindung alle Weitergaben und die Zeiten der Weitergaben berechnen. Die vorliegende Erfindung ist in der Lage mit einer Vielzahl von Weitergabe-Verfahren zu arbeiten, und für die vorliegende Erfindung wird kein spezielles Weitergabe-Verfahren benötigt.

Der GEO-Satellit kann außerdem den Kanal zur Systemsteuerzen trale überwachen, um zu bestimmen, ob eine Abschlußnachricht gesendet wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Abschlußnachricht über die GEO-Satelliten geschickt. In einer alternativen Ausführungsform kann die Abschlußnachricht über die LEO-Satelliten geschickt werden. Beim Durchführen des Abschlusses empfängt die Systemsteuerzentrale die Abschlußnachricht, oder sie bestimmt, daß es notwendig wird, die Kommunikationsdienste zu beenden. Die GEO-Satelliten werden von der SSZ verwendet, um Abschlußnachrichten an beide Teilnehmerausrüstungen zu schicken. Die GEO-Satelliten können außerdem Wartungsaufgaben ausführen. Zum Beispiel können diese Wartungsaufgaben das Überwachen des Betriebs an Bord und der Güte der Verbindung sein.

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm eines LEO-Satelliten gemäß ei ner bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der LEO-Satellit umfaßt: einen niedrigen Steuerkanal 902, einen niedri gen Teilnehmerkanal 904, einen niedrigen Kanal 906 für Verbindungen zwischen den Satelliten (ISL) und einen Prozessor 910. Der niedrige Steuerkanal 902 dient dem Nachrichtenaustausch mit einer System steuerzentrale, wenn eine Systemsteuerzentrale örtlich verfügbar ist. Der niedrige Teilnehmerkanal 904 dient den Nachrichtenaus tausch mit einer Teilnehmerausrüstung für verzögerungsempfindliche Dienste, wenn von der Systemsteuererzentrale dazu angewiesen wurde. Der Kanal 906 für niedrige Verbindungen zwischen Satelliten (ISL) dient dem Einrichten und Überwachen einer Verbindung zwischen Satelliten zu einem anderen LEO-Satelliten, wenn der andere LEO- Satellit verfügbar ist.

Der Prozessor 910 verarbeitet Nachrichten, die auf einer der Verbindungen empfangen wurden, er bestimmt, ob die Nachrichten Informationen zum Weiterleiten enthalten, sendet einige der Nach richten erneut und führt Tätigkeiten durch, bei denen er die Informationen verwendet, die in den Nachrichten enthalten waren, die nicht erneut gesendet wurden.

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines LEO-Satelliten in einem Kommunikationssystem mit einer hybriden Satellitenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 1000 beginnt mit Schritt 1002. In Schritt 1004 liefert der örtliche LEO-Satellit eine Steuerverbindung zu einer Systemsteuerzentrale. Ein LEO-Satellit ist örtlich, wenn er sich im Blickfeld der LEO-Antenne 312 (Fig. 3) der Systemsteuerzentrale 140 (Fig. 1) befindet.

In Schritt 1006 empfängt ein örtlicher LEO-Satellit von der Systemsteuerzentrale eine Nachricht, eine Teilnehmerverbindung mit einer bestimmten TA einzurichten. In Schritt 1008 richtet die Absender-TA eine Teilnehmerverbindung 145 mit dem LEO-Satelliten ein, der für die Absender-TA örtlich ist. Die Absender-TA richtet eine Teilnehmerverbindung 145 zu dem LEO-Satelliten ein, der örtlich ist für die Empfänger-TA. Das Verfahren 1000 endet in Schritt 1020.

Ein LEO-Satellit kann von der SSZ die Nachricht erhalten, die Teilnehmerverbindung weiterzugeben. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform verwendet der LEO-Satellit eine Strategie, die neue Teilnehmerverbindung vor der Unterbrechung einzurichten. Dies bedeutet, daß die neue Teilnehmerverbindung eingerichtet wird, bevor die alte Teilnehmerverbindung unterbrochen ist. Wenn die alte Verbindung beendet wurde, werden die Betriebsmittel zur Verwendung beim Einrichten anderer Nachrichtenkanäle wiederhergestellt.

Ein LEO-Satellit kann von der SSZ eine Nachricht zum Beenden einer Teilnehmerverbindung empfangen. Wenn die Teilnehmerverbindung beendet wird, werden die Ressourcen zur Verwendung beim Einrichten anderer Nachrichtenkanäle wiederhergestellt.

Ein LEO-Satellit kann Wartungsaufgaben übernehmen. Zum Bei spiel können diese Wartungsaufgaben das Überwachen des Betriebs an Bord und der Verbindungsgüte beinhalten.

Eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es keinen direkten Nachrichtenaustausch zwischen den zwei Satellitenanordnungen gibt. Nur die Teilnehmerausrüstung und die Systemsteuerzentrale müssen von den zwei Satellitenanordnungen Satelliten wissen. Es sollte außerdem klar sein, daß es für die Verfahren und die Systeme der vorliegenden Erfindung nicht erfor derlich ist, daß die zwei Satellitenanordnungen dieselben Frequenz bänder verwenden. Der Betrieb mit zwei unterschiedlichen Frequenz bändern bedeutet eine geringeren Einwirkung auf die Teilnehmeraus rüstung. Der Betrieb mit weit getrennten Frequenzbändern verein facht die Koordination der Funkfrequenzen zwischen den zwei Satel litenanordnungen.

Beim Verfahren und System der vorliegenden Erfindung kann das Kommunikationssystem mit hybrider Satellitenanordnung in zwei Stufen aufgebaut werden. Die GEO-Satelliten und die Systemsteuer zentrale können zum Beispiel aufgebaut und in Betrieb genommen werden, bevor die LEO-Satelliten in Betrieb sind. Wenn die LEO- Satelliten verfügbar werden, kann die Software angepaßt werden und die verzögerungsempfindlichen Dienste können den LEO-Satelliten übertragen werden.

Mit den Verfahren und den Systemen der vorliegenden Erfindung können außerdem zwei Systeme verbunden werden, die ursprünglich gebaut wurden, um unabhängig von einander zu arbeiten. Das Verwen den der Aufruf- und Steuerauslegung der vorliegenden Erfindung erlaubt das Verschmelzen der beiden System, falls an der Software der Weltraumfahrzeuge die entsprechenden Änderungen gemacht werden können.

Bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die ISL nicht unbedingt notwendig. Ein alternatives System kann mit Transponder-Satelliten entwickelt werden, falls passende Bodenstationen und irdische Zusammenschaltungen bereitgestellt werden. Da das LEO-Satellitensystem eine extensive globale Infra struktur erfordern würde, um eine angemessene Verbindungsleistung bereitzustellen, wären GEO-Transponder-Satelliten und LEO-Satelliten mit ISL eine wahrscheinlichere alternative Ausführung.

Die vorliegende Erfindung wurde in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Fachleute werden jedoch erkennen, daß Änderungen und Modifikationen in dieser bevorzugten Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfin dung abzuweichen. Während eine bevorzugte Ausführungsform in Bezug auf die Verwendung von bestimmten Umlaufbahnen beschrieben wurde, können auch andere Beschreibungen oder Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel könnte eine LEO-Anordnung in sehr niedriger Umlaufbahn mit einer LEO-Anordnung in größerer Höhe oder mit einer Anordnung in mittlerer Erdumlaufbahn (MEO) verwendet werden. Damit ist gemeint, daß diese und andere Änderungen und Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich sind, im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationssystems (100) mit hybrider Satellitenanordnung, gekennzeichnet durch die Schrit te:
Verwenden eines ersten Satelliten (11) zum Bereitstellen eines Steuerkanals für anfängliche Akquisitions- und Aufrufdienste für die Teilnehmerausrüstung (150),
Verwenden der Teilnehmerausrüstung (150) für Anforderungsdien ste über den Steuerkanal,
Verwenden einer Systemsteuerzentrale (140) zum Auswählen, ob die ersten Satelliten (110) oder eine Anzahl zweiter Satelliten (120) zum Bereitstellen eines Kommunikationskanals auf der Grundla ge der angeforderten Dienste verwendet werden sollen,
Bereitstellen eines ersten Kommunikationskanals für verzöge rungsunempfindliche Dienste zwischen zwei der Teilnehmerausrüstun gen unter Verwendung von mindestens einem der ersten Satelliten (110), wenn die Teilnehmerausrüstung (15) den Kommunikationskanal für verzögerungsunempfindliche Dienste verlangt, und
Bereitstellen eines zweiten Kommunikationskanals für verzöge rungsempfindliche Dienste zwischen zwei der Teilnehmerausrüstungen unter Verwendung einer Anzahl zweiter Satelliten (120), wenn die Teilnehmerausrüstung (150) den Kommunikationskanal für verzöge rungsempfindliche Dienste verlangt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Satellit ein geostationärer Satellit ist und die zweiten Satelliten Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Satellit ein geostationärer Satellit ist und die zweiten Satelliten Satelliten in mittlerer Erdumlaufbahn sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Satellit ein Satellit in mittlerer Erdumlaufbahn ist und die zweiten Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn sind.

5. Kommunikationssystem (100) mit hybrider Satellitenanord nung, gekennzeichnet durch:
mehrere Teilnehmerausrüstungen (150), wobei jede verzögerungs empfindliche Dienste oder verzögerungsunempfindliche Dienste verlangen kann,
eine Systemsteuerzentrale (140), die von der Teilnehmerausrü stung (150) eine Anforderung von Diensten empfangen kann und bestimmen kann, ob die verzögerungsempfindlichen Dienste verlangt werden,
eine Anzahl erster Satelliten (110), die sich in einer ersten Anordnung befinden, die einen Kommunikationskanal für die Teilneh merausrüstung (150) bereitstellen können, von der die Anforderung nach verzögerungsunempfindlichen Diensten kommt, und
eine Anzahl zweiter Satelliten (120), die sich in einer zwei ten Anordnung befinden, die einen Kommunikationskanal für die Teilnehmerausrüstung (150) bereitstellen können, von der eine Anforderung nach verzögerungsempfindlichen Diensten kommt.

6. System nach Anspruch 5, in dem die ersten Satelliten geostationäre Satelliten sind und sich die zweiten Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn befinden.

7. System nach Anspruch 5, in dem die ersten Satelliten geostationäre Satelliten sind und sich die zweiten Satelliten in einer mittleren Erdumlaufbahn befinden.

8. System nach Anspruch 5, in dem sich die ersten Satelliten in einer mittleren Erdumlaufbahn befinden und sich die zweiten Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn befinden.