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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf ein paketvermitteltes Satellitennachrichtensystem und
insbesondere auf eine hierarchische Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung
für einen
punktstrahlverarbeitenden Satelliten.
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2. Diskussion
der verwandten Technik
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Ein
Paketvermittlungsnetz unterscheidet sich von einem Leitungsvermittlungsnetz
dadurch, dass Letzteres eine physikalische Leitung zwischen kommunizierenden
Benutzern fordert. Demnach ist die Leitung auch dann fest zugeordnet,
wenn keine Information übertragen
wird, bis die Nachrichtenübertragung
zwischen den Benutzern endet. Im Allgemeinen umgeht das Paketvermittlungskonzept
diese uneffiziente Verwendung eines Nachrichtenverbindungsmittels,
indem die Nachrichten in Datenpakete (d.h. Datenzellen) mit Adresseninformation
aufgespalten werden und dann alle Datenpakete unabhängig von
Quelle oder Zielort über
die kritische Leitung übertragen
werden. Die Datenpakete werden geroutet, wenn Information zwischen
den Benutzern weitergeleitet wird.
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Der
asynchrone Transfermodus (ATM) gehört einer Klasse von Paketvermittlungstechnologien an,
die den Datenpaketverkehr mittels einer Adresse routet, die in dem
Paket enthalten ist. Der ATM ist ein schnelles Paket- oder Zellen-Weiterleitungskonzept, das
eine kurze Zelle mit festgelegter Länge verwendet (z.B. 53 Byte),
um Information über
das Netzwerk zu übertragen.
Der ATM ist in dem allgemeinen Breitband ISDN-Standard der ANSI-
und ITU-T-Standardisierungskomitees definiert. Während der ATM bei irdischen
Netzwerksystemen eingesetzt wird, ist er innerhalb der Satellitenkommunikationssysteme
immer noch ein sich entwickelnder Technologiezweig.
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Im
Zusammenhang mit Satellitennachrichtensystemen hat eine auf dem
ATM basierende Satellitenverbindung eine begrenzte Anzahl von Verbindungen
(z.B. Aufwärtsverbindungen
oder Abwärtsverbindungen)
und handhabt dennoch nach wie vor große Mengen von Datenpaketverkehr.
Eine effiziente und gerechte (fair) Technik zum Weiterleiten der Pakete
von dem Router (oder dem Zellenvermittler) zu der Abwärtsverbindung
ist bei einer Satellitenverbindung erforderlich. In diesem Fall
bezieht sich "effizient" auf die Minimierung
der Abwärtsverbindungsbandbreite
die von den verschiedenen Benutzern und Leistungsklassen ungenutzt
bleibt, wobei sich "gerecht" auf eine ungefähr gleiche
Zuteilung von Bandbreite an entsprechend zahlende Benutzer bezieht.
Der kritische Punkt zum Erhöhen
der Effizienz der Satellitenverbindung, ist eine Ablaufsteuerung zur
Weiterleitung der Zellen von dem Zellenvermittler zu dem Abwärtsstrecken-Modulator.
Es gibt etliche einzigartige Eigenheiten eines Satellitensystems, beispielsweise
Sprungstrahlen und verschiedene Codierungsraten, die die Ablaufsteuerung
von bestehenden irdischen Netzwerken unterscheiden.
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EP-A-O
889 605 beschreibt ein System, bei dem ein Mehrfach-Punktstrahl-Satellit Punkt-zu-Punkt-Übertragungen
an eine spezifische Abwärtsstrecke
routen kann und auch derart Rundfunk-Übertragungen routen kann, dass
diese über alle
Abwärtsstrecken
gesendet werden. Diese Anordnung enthält jedoch keine effiziente
und gerechte Ablaufsteuerung zum Steuern der Abwärtsverbindungsmittel.
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Ein
Dokument von Toutain mit dem Titel "Decouplet Generalized Processor Sharing:
A Fair Queuing Principle for Adaptive Multimedia Applications", Infocom '98; 7. jährliche
gemeinsame Konferenz der IEEE-Computer- und Nachrichten-Gesellschaften;
29/03 – 2/04
1998; New York, USA diskutiert die Verwendung einer gerechten Warteschlangentechnik
in Verbindung mit Multimediaanwendungen. Während ein solches Verfahren
für Multimediaanwendungen
nützlich
sein kann, ist erhebliche Arbeit notwendig, um dies an Satellitennachrichten
anzupassen.
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Deswegen
ist es wünschenswert,
ein innovatives hierarchisches Schema zur Ablaufsteuerung des Datenzellendurchsatzes
von dem Zellenvermittler zu dem Abwärtsstrecken-Modulator in einem
Satellitensystem bereitzustellen. Eine Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung die ein solches Schema
ausführt,
wird demnach eine effizientere und gerechtere Ablaufsteuerung von
Abwärtsverbindungsmitteln
bereitstellen, während
sie eine bestimmte Leistungsgüte
sicherstellt. Zusätzlich
ermöglicht
die Ablaufsteuerung auf der Grundlage der Verfügbarkeit von Mitteln und der
Nachfrage verschiedener Kunden Anschaffung und Veräußerung von
Hauptverteiler-Bandbreite in Echtzeit.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung
zum Steuern der Abwärtsstreckenübertragung
von Datenzellen in einem punktstrahlverarbeitenden Satelliten bereitgestellt.
Die Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung
enthält einen
Strahlwähler
zum Auswählen
eines dem Satelliten zugehörigen
Punktstrahls, einer Vielzahl von Hauptverteiler-Wählern zum
Wählen
eines einer Vielzahl von Hauptverteilern, so dass jeder der Hauptverteiler-Wähler einem
der Punktstrahlen zugeordnet ist, und eine Vielzahl von Unterverteiler-Wählern zum Wählen einer
einer Vielzahl von Unterverteiler-Verbindungen, so dass jeder der
Unterverteiler-Wähler einem
der Hauptverteiler zugeordnet ist. Die Abwärtsstrecken-Steuerung leitet
dann zumindest eine Datenzelle von einer ausgewählten Unterverteiler-Verbindung
zu einem Abwärtsstrecken-Modulator,
wobei dadurch die Abwärtsstrecken-Übertragung von
Datenzellen in dem Satelliten gesteuert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
beim Lesen der folgenden ausführlichen
Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offensichtlich,
in denen:
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1 ein
Diagramm ist, das ein typisches Satellitendatenkommunikationssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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2 ein
Blockdiagramm ist, das eine Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das eine Strahlauswahlstufe der Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm ist, das eine bevorzugte Ausführungsform der hierarchischen
Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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5 eine
alternative Darstellung des hierarchischen Ablaufsteuerungsschemas
der vorliegenden Erfindung ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Während die
vorliegende Erfindung hier mit Bezug auf veranschaulichende Ausführungsformen für bestimmte
Anwendungen beschrieben ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht darauf beschränkt
ist. Jene mit durchschnittlichen Fachkenntnissen und Zugang zu den
hier bereitgestellten Lehren, werden zusätzliche Änderungen, Anwendungen und
Ausführungsformen
innerhalb des Schutzbereichs davon erkennen und zusätzliche
Bereiche erkennen, in denen die vorliegende Erfindung von bedeutendem
Nutzwert wäre.
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Ein
typisches Satellitenkommunikationssystem 10 ist in 1 dargestellt.
Das Satellitenkommunikationssystem 10 enthält zumindest
einen Punktstrahl (oder Sprung-Strahl)
verarbeitenden Satelliten 12, der eine virtuelle Leitungsverbindung
zwischen zweien einer Vielzahl von Bodenstationen 14 fertig stellt.
Punktstrahlen stellen eine effiziente Satellitenbetriebsmittelverwendung
bereit. Punktstrahlen stellen eine effiziente Betriebsmittelverwendung
der Satelliten bereit, indem sie jedem Strahl einen unterschiedlichen
geografischen Standort zuordnen. Mit jedem Strahl kann der Satellit 12 Daten
an eine einzelne Bodenstation 14 mittels der Adressierung übermitteln,
die sich in den Datenzellen befindet oder Daten an eine große Anzahl
von Bodenstationen 14 ausstrahlen. Dem Fachmann wird es
offensichtlich erscheinen, dass Strahlentypen und -mengen zwischen
den unterschiedlichen Satellitensystemen variieren.
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Im
Allgemeinen wird Information von einer übermittelnden Bodenstation
an den Satelliten 12 aufwärts gerichtet, der seinerseits
die Information an eine empfangende Bodenstation abwärts richtet.
Für eine
aufwärts
gerichtete Übertragung
wird der Frequenzbereich des Satelliten in schmale Frequenzkanäle aufgeteilt,
so dass jeder Kanal in einem Zeitvielfachzugriffsmodus (TDMA) verwendet
wird, der dem Fachmann bekannt ist. Bei dem Satelliten 12 werden aufwärts gerichtete Übertragungen
demoduliert und decodiert, um die selbstadressierten Datenzellen feststehender
Länge wiederzugewinnen.
Ein Zellenvermittler an Bord des Satelliten 12 ermöglicht es
den Datenzellen unabhängig
an die unterschiedlichen Punktstrahlen geroutet zu werden. Um dieses
zu tun, werden die Datenzellen an Warteschlangen vermittelt, bevor
sie an die geeignete Bodenstation 14 abwärts gerichtet
werden. Auch wird dem Fachmann offensichtlich erscheinen, dass ein
einzelner zeitgemultiplexter (TDM) Datenstrom typischerweise verwendet
wird, um Information an die empfangende Bodenstation abwärts zu richten.
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Eine
Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung 20 wird
verwendet, um Datenzellen von den Warteschlangen eines Zellenvermittlers 22 an
einen Abwärtsstrecken-Modulator 24 weiterzureichen,
wie in 2 gezeigt. Demnach wählt die Abwärtsstrecken- Ablaufsteuerung 20 aus, welche
Datenzellen (in Erwartung einer Abwärtsrichtung) als nächstes verarbeitet
werden. Die Datenzellen werden von der Ablaufsteuerung 20 auf
der Grundlage einer von ihrem Ablaufsteuerungsalgorithmus definierten
Leistungsdisziplin ausgewählt.
Wie in größerem Umfang erklärt werden
wird, basiert der Auswahlprozess auf unterschiedlichen Parametern,
beispielsweise den Leistungsgüte
(QoS)-Garantien, dem Zielort der Zelle, der Wartezeit und dem Codierungsformat.
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Die
Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerungen können als
rahmenbasiert oder vorrangsortiert eingestuft werden. Rahmenbasierte
Ablaufsteuerungen geben den maximalen Umfang des Datenverkehrs pro
Verbindung während
des Rahmens an (beispielsweise eine Zeitscheibenabarbeitung (round-robin) Ablaufsteuerung,
bei der die Sitzungen in einer festgelegten Reihenfolge bedient
werden). Im Gegensatz dazu sortieren vorrangsortierte Ablaufsteuerungen
den Datenverkehr basierend auf einer globalen Variablen. Der Entwurf
vieler solcher vorrangsortierten Ablaufsteuerungen basiert auf verallgemeinerter Prozessor-Mitbenutzung
(GPS) (Generalized Processor Sharing).
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Die
GPS wird als eine ideale Ablaufsteuerungsdisziplin erachtet, da
sie jeder Verbindung zu allen Zeiten einen gewissen Bandbreitenanteil
garantiert. Die Eigenschaft garantierter Bandbreite wird Bandbreitenisolation
genannt. GPS ist mit Bezug auf ein Fluidmodell definiert, bei dem
Datenzellen als unendlich teilbar erachtet werden. Beim Betrieb
stellt eine GPS-Typ-Ablaufsteuerung jeder beschäftigten oder rückgestauten
(backlogged) Verbindung andauernd Bandbreite bereit. Der Begriff "rückgestaut" bedeutet, dass die Verbindung eine
oder mehrere Zellen aufweist, die in dem Vermittler während des
in Betracht stehenden Zeitintervalls gepuffert sind. Zusätzlich wird überschüssige Bandbreite,
die von leerlaufenden Verbindungen verfügbar ist, proportional unter
den rückgestauten
Verbindungen aufgeteilt. In anderen Worten bedient die GPS jede
Verbindung zu jedem Zeitpunkt, mit einer minimalen Rate (rate) die ihrer
reservierten Rate gleich ist.
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Der
eigentliche Datenzellenverkehr ist nicht-fließend und muss deswegen wie
aufeinanderfolgende Datenzellen bedient werden. Jeder Datenzelle
wird bei einer Ankunftszeit ein Bearbeitungstermin zugeteilt. Diese
Bearbeitungstermine werden auch als "virtuelle Zeitstempel" bezeichnet und bilden die
Grundlage für
die GPS-Typ-Ablaufsteuerung.
Die Datenzellen werden nach Unmittelbarkeit eines Termins geordnet,
der auf deren Zeitstempel basiert, und dann in derjenigen Reihenfolge übertragen.
Eine Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung
muss jedoch allen rückgestauten
Verbindungen zur gleichen Zeit die gleiche Leistung bereitstellen.
Um die Leistung zu verfolgen, den sie bereitstellen, verwenden GPS-Typ-Ablaufsteuerungen
das Konzept des Potentials. Das Potential einer Verbindung ist eine nicht-abnehmende
Funktion der Zeit während
eines aktiven Zeitabschnitts des Systems. Entsprechend nimmt das
Potential einer rückgestauten
Verbindung um den Leistungsumfang zu, den sie empfängt. Die Aufgabe
einer "gerechten" GPS-Typ-Ablaufsteuerung
ist es, das Potential jeder rückgestauten
Verbindung innerhalb eines kleinen Zeitintervalls auszugleichen.
Auf diese Art und Weise, verwenden diese GPS-Typ-Ablaufsteuerungen
Paket-Warteschlangenbildung
(PFQ) (Packet Fair Queuing). Beispiele PFQ-basierender Ablaufsteuerungsalgorithmen,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
wurden veröffentlicht
in Anujan Varma und Dimitrios Stiliadis, "Hardware Implementation of Fair Queuing
Algorithms for Asynchronous Transfer Mode Networks", IEEE Communications
Magazine, Dezember 1997, Seiten 54–68.
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Rückkehrend
zu 2 führt
die Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung 20 der
vorliegenden Erfindung ein hierarchisches Ablaufsteuerungsschema
zur Steuerung des Datendurchsatzes von dem Zellenvermittler 22 zu
dem Abwärtsstrecken-Modulator 24 aus.
Eine grundlegende hierarchische Ablaufsteuerungstechnik zur Verwendung
in irdischen Kommunikationsnetzwerken wurde in Jon C. R. Bennett
und Hui Zhang, "Hierarchical
Packet Fair Queuring Algorithms",
Proc. des ACM-SIGCOMM 96, Palo Alto C.A., August 1996, auf den Seiten
143–156
veröffentlicht.
Im Gegensatz dazu enthält
das hierarchische Ablaufsteuerungsschema der vorliegenden Erfindung
eine Strahlauswahlstufe 30, eine Hauptverteiler-Auswahlstufe 32 und
eine oder mehrere Unterverteiler-Benutzer-Auswahlstufen 34 und
eine Codierungsrahmen-Auswahlstufe 36.
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Beim
Betrieb wählt
das hierarchische Ablaufsteuerungsschema zuerst den geeigneten Punktstrahl.
Als nächstes
wählt es
den Hauptverteiler- und Unterverteiler-Benutzer, bevor es dann das
Codierungsformat für
den Abwärtsstrecken-Rahmen
auswählt.
Auf diese Art und Weise verringert das hierarchische Rahmenwerk
die Anzahl der durchgeführten Berechnungen
für aufeinanderfolgende
Stufen. In jeder der Stufen ist die Auswahl in Echtzeit dynamisch im
Gegensatz zu dem gewöhnlichen
Verfahren der feststehenden Tabellen für Vorrangauswahl rekonfigurierbar.
Hinsichtlich der Effizienz, Gerechtigkeit und der Leistungsgütegarantien
ermöglicht
dieser Typ hierarchischer Ablaufsteuerungsschemen eine optimale
Steuerung der Zellen zu dem Abwärtsstrecken-Modulator 24.
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Jede
Stufe verwendet einen PFQ-basierenden Ablaufsteuerungsalgorithmus,
um seine Auswahl zu treffen. Obwohl die Grenzfall-Gerechte-Gewichtete-Paket-Warteschlangenbildung
(WF2Q+) (Worst-case Fairness Weighted Fair
Queuing) oder Anfangsleistungsvermögenbasierte-Gerechte Warteschlangenbildung
(SPFQ) (Star ting Potential-Based Fair Queuing) die gegenwärtig bevorzugten
Ablaufsteuerungsalgorithmen sind, ist dies nicht als Einschränkung der
Erfindung beabsichtigt. Im Gegenteil, auch Gewichtete-Gerechte-Warteschlangenbildung (WFQ)
(Weighted Fair Queuing), Defizit-Zeitscheibenabarbeitung (Deficit
Round-Robin), Selbstgetaktete-Gerechte-Warteschlangenbildung
(SCFQ) (Self-Clock Fair Queuing), Virtuelle-Taktung (Virtual Clock),
Geformte-Virtuelle-Taktung (Shaped Virtual Clock) and Geformte-SPFQ (Shaped-SPFQ)
als Ablaufsteuerungsalgorithmen zur Verwendung in der Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung 20 geeignet
sein. Obwohl es wünschenswert
ist, dass jede Stufe den gleichen PFQ-basierenden Algorithmus ausführt, ist es
vorgesehen, dass unterschiedliche Algorithmen in unterschiedlichen
Stufen verwendet werden könnten.
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Manche
dieser Ablaufsteuerungsalgorithmen (beispielsweise WFQ) ahmen GPS
nach, indem sie einzelne Zellen entsprechend der Zeit anordnen, bei
der sie in einem äquivalenten
GPS-Fluidmodell abgearbeitet werden würden. Um dieses zu tun, verfolgen
diese Ablaufsteuerungsalgorithmen den Zustand des GPS-Fluid-Modells
genau. Es sei angemerkt, dass das GPS-Fluid-Modell hoch-komplex und
demnach schwierig in Hardware auszuführen ist. Obwohl die Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung 20 üblicherweise
in der Hardware ausgeführt
werden muss, aufgrund der hohen Vermittlungsraten, die in Zusammenhang
mit dem ATM-basierenden Zellenvermittler 22 stehen, ist
es vorgesehen, dass die Ablaufsteuerung nach wie vor diese Typen
von Ablaufsteuerungsalgorithmen verwendet.
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Als
erstes wendet die Strahlauswahlstufe 30 einen PFQ-basierten
Algorithmus an, um auszuwählen,
welcher Strahl (d.h. Kanal), der Zellendurchsatz benötigt, zur
Verarbeitung ausgewählt
wird. In 3 werden mehrere Warteschlangen 42 untersucht,
um zu bestimmen, welche für
die Abwärtsstrecke
ausgewählt
wird. In dem gezeigten Beispiel entspricht jede Warteschlange einem
unterschiedlichen Strahl und demnach einem geographischen Gebiet,
das angestrahlt werden soll. Jede Warteschlange 42 enthält einen
Puffer 44 und eine Leistungsdisziplin 46. Manche
der Warteschlangen 42 können
sich im Leerlauf befinden, während
weitere Warteschlangen 42 rückgestaut sind. Ein Wähler 48 verwendet
einen PFQ-basierenden Ablaufsteuerungsalgorithmus, um auszuwählen, welcher
Strahl mit der Abwärtsstrecke verbunden
werden soll. Dem ausgewählten
Strahl wird auf der Nachfrage basierend eine Zugriffszeit auf die
Abwärtsverbindung
zugeordnet (in ganzzahligen Vielfachen der Rahmenzeit der Abwärtsverbindung)
und eine äquivalente
Bandbreite zugeteilt und dann an die nächsten Stufe weitergereicht.
Durch dynamische Ablaufsteuerung des Strahlensprungs, basierend
auf aktuellem Benutzerbedarf, Abonnementpreisen und Leis tungsgüteauflagen,
macht die Strahlauswahlstufe 30 effizienten Gebrauch von
der Bandbreite, die mit der herkömmlichen
Vorgehensweise feststehender Tabellen nicht möglich ist.
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4 veranschaulicht,
wie jede der Stufen miteinander in einer bevorzugten Ausführungsform
in Bezug steht. Nachdem der Strahlenwähler 48 einen Strahl
auswählt,
wird der Hauptverteiler-Kunde des Betriebsmittels in der Hauptverteiler-Auswahlstufe 32 ausgewählt. Erneut
wird die Auswahl von einer Auswahlkomponente 50 gemacht,
die einen PFQ-basierenden Ablaufsteuerungsalgorithmus verwendet.
Die Hauptverteiler-Auswahlstufe 32 ist eng an die Unterverteiler-Auswahlstufe 34 gekoppelt.
In dieser Stufe wird der Unterverteiler des Betriebsmittels von
einer Unterverteiler-Auswahlkomponente 52 ausgewählt. Obwohl 4 nur
eine einzelne Unterverteilerstufe zeigt, ist es vorgesehen, dass
mehr als eine Unterverteiler-Auswahlstufe benötigt werden könnte, um eine
hierarchische Struktur von Unterverteiler-Benutzern zu unterstützen.
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Zusätzlich kann
die Unterverteiler-Auswahlstufe 34 eine Leistungs-Auswahlebene
enthalten, beispielsweise garantierte- oder bestmögliche (Best Effort)-Leistungsqualität. Die Garantierte
Leistung wird bereitgestellt, wenn das Netzwerk jeder Verbindung
ein Leistungsgüteniveau
garantiert (beispielsweise ATM CBR, rt-VBR oder nrt-VBR); wobei größtmögliche Leistung
bereitgestellt wird, wenn das Netzwerk nichts Weiteres als die "best"-mögliche Leistung garantiert
(beispielsweise ABR oder UBR).
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Schließlich wird
die optimale Abwärtsstrecken-Codierungsrate
in der Codierungsrahmen-Auswahlstufe 36 ausgewählt. Bei
dieser Ausführungsform
ist die Codierungsrahmen-Auswahlstufe 36 unabhängig von
weiteren Stufen und demnach wird die Auswahl einer entweder schweren
oder leichten Codierungsrate nach den weiteren Stufen getroffen.
Zumindest zwei Codierungsraten-Warteschlangen 54 werden
verwendet, um Datenzellen zu speichern, die von den weiteren Auswahlstufen
der Ablaufsteuerung 20 empfangen wurden. Ein Codierungsraten-Wähler wählt dann
Zellen aus einer der Warteschlangen 54 aus, die wiederum
an den Abwärtsstrecken-Modulator weitergereicht
werden. Durch dynamische Ablaufsteuerung der Codierungsrahmen-Auswahl,
macht diese Stufe auch effizienten Bandbreitengebrauch, der mit
herkömmlichen
festgelegten Ablaufsteuerungen nicht möglich ist. Wie es dem Fachmann
offensichtlich erscheint, basiert die Codierungsrahmen-Auswahl auf
Durchsatz- und Integritätsanforderungen
für die
ausgewählten
Daten. Obwohl die vorausgehende Diskussion sich lediglich auf entweder
leichtes oder schweres Codie ren bezogen hat, ist es vorgesehen,
dass die vorliegende Erfindung aus mehreren verschiedenen Codierungsraten
auswählen
kann.
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Eine
alternative Sicht des hierarchischen Ablaufsteuerungsschemas ist
in 5 bereitgestellt. In diesem Beispiel ist die Verbindungsbandbreite
zuerst zwischen drei Punktstrahlen 60 aufgeteilt. Die Strahlenauswahlstufe
teilt einzelnen Strahlen Zugriff auf die Abwärtsstrecke als einen prozentualen
Anteil der Zugriffszeit zu. Auf der nächsten Ebene wird jedem Hauptverteiler 62 innerhalb
eines Strahls ferner ein prozentualer Anteil von der Zuteilung des
einzelnen Strahls zugeteilt. Eine ähnliche Zuteilung wird für jeden
Unterverteiler 64 in jeder nachfolgenden Unterverteilerebene
gemacht. In diesem Fall sind es drei Unterverteiler-Ebenen einschließlich einer
Leistungsauswahlebene 66. Schließlich wird jeder der (Unterverteiler-)
Verbindungen 68 ein prozentualer Anteil des Betriebsmittels
zugeteilt. Demnach wird in 5 eine beispielhafte
Aufteilung der Satellitenbetriebsmittel dargestellt.
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Unter
diesem Typ von hierarchischem Ablaufsteuerungsschema haben, wenn
ein erster Unterverteiler (beispielsweise TRW) nicht seine gesamte Bandbreite
verwendet, die weiteren Unterverteiler unter diesem Hauptverteiler
(beispielsweise Hughes und Lockheed) ersten Vorrang, um diese Zugriffsbandbreite
zu erhalten. Nur wenn der Eltern-Hauptverteiler (beispielsweise
Pac-Bell) nicht seine gesamte Zugriffsbandbreite aufbrauchen kann,
wird die verbleibende Bandbreite an einen weiteren Hauptverteiler
(beispielsweise ATT) innerhalb des Strahls verteilt. Auf diese Art
und Weise wird die Bandbreitenzuteilung von dem eigentlichen Benutzerbedarf beeinflusst.
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In
jeder der Stufen ist die Zuteilung von Bandbreite dynamisch in Echtzeit
rekonfigurierbar (beispielsweise jede Stunde). Z.B. kann der Punktstrahl,
dem Kansas City zugeordnet ist, 60% der Bandbreite in dem frühen Tagesabschnitt
zugeteilt werden (Eastern Standard Time). Während der Tag vergeht, nimmt
der Bedarf an Satellitenbetriebsmitteln für die Punktstrahlen zu, die
weiter westlich gelegene geographische Standorte bedienen. Entsprechend
kann die Bandbreitenzuteilung von Kansas City auf 15% abnehmen,
wobei die Zuteilung von Bandbreite für Los Angeles und Phoenix auf
60% bzw. 25% zunimmt. Auf jeden Fall macht die Abwärtsstrecken-Ablaufsteuerung 20 der
vorliegenden Erfindung effizienten Gebrauch von der Bandbreite des
Satelliten, indem sie die Zuteilung innerhalb jeder Stufe während des
Tages rekonfiguriert.
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Das
Vorhergehende offenbart und beschreibt hauptsächlich beispielhaft Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird aus einer solchen
Diskussion und aus den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen leicht
erkennen, dass verschiedene Änderungen,
Abwandlungen und Variantenbildungen damit gemacht werden können, ohne
von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.