DE69216595T2

DE69216595T2 - Zellulares Kommunikationssystem beruhend auf Satelliten mittlerer Höhe

Info

Publication number: DE69216595T2
Application number: DE69216595T
Authority: DE
Inventors: Peter H Cress; Michael Horstein; Roger J Rusch
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1992-05-28
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2012-09-23
Also published as: EP0752762A3; DE69216595D1; EP0575678B1; JP2706600B2; DE69216595T4; DE9218851U1; EP0575678A1; EP0752762A2; JPH06120878A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf zellulare Telekommunikationssysteme und besonders auf satellitenbasierte zellulare Telekommunikationssysteme mit den Merkmalen des oberbegriffs des Anspruchs 1. Ein solches System ist in der Bewerbung der TRW Inc. bei der Federal Communication Commission der USA für die Erlaubnis, ein Kommunikationssystem "Odyssey (SM)" zu errichten, vom 31. Mai 1991, beschrieben.
Die Verwendung mobiler zellularer Telefone hat sich in den vielen Großstädten, in denen zellulare Telekommunikationssysteme installiert wurden, stark vermehrt. Zellulare Telekommunikationssysteme stellen sowohl Sprachkommunikation zwischen einem Benutzer eines mobilen Telefons und Benutzern fester Telefone oder anderen Benutzern mobiler Telefone als auch Datenkommunikation für mobile Faxgeräte und mit einem Modem ausgestattete Computer bereit. Ein typisches zellulares Telekommunikationssystem enthält ein Gitter von Versorgungsbereichen oder Zellen, wobei jede Zelle eine Basisstation besitzt, die sich nahe ihres Zentrums befindet. Ein in einer bestimmten Zelle befindlicher Benutzer eines mobilen Telefons wird durch die Übertragung von Radiofrequenz (rf) mit niedriger Leistung mit der Basisstation der Zelle verbunden. Jede Basisstation ist über Telefonleitungen mit einer Gatewaystation verbunden, die über Telefonleitungen mit einem Nah- und Fern-Telefonnetz verbunden ist.
Die heute verwendeten zellularen Telekommunikationssysteme sind im allgemeinen landgestützte Systeme, die in Großstädten installiert wurden. Kleine Städte und ländliche Bereiche können die Installation und den Betrieb eines dieser verhältnismäßig teuren Systeme wirtschaftlich nicht recht fertigen. Um für diese Gebiete eine zellulare Telefonversorgung bereitzustellen, wurden satellitenbasierte zellulare Telekommunikationssysteme vorgeschlagen, die eine weltweite zellularen Telefonversorgung bieten würden. Diese vorgeschlagenen zellularen Telefonsysteme enthalten typischerweise eine große Konstellation aus Telekommunikations satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn mit einer Höhe von annähernd 740 und 1.850 km (400 und 1.000 nautischen Meilen), die sich gerade unterhalb des Van Allen Strahlungsgürtels befindet. In diesen geringen Höhen sind etwa 50 bis 80 Satelliten erforderlich, um eine hinreichende Abdeckung der gesamten Erde bereitzustellen. Dies führt zu einem extrem teuren und komplexen System mit einer großen Anzahl von sich rasch ändernden Kreuzverbindungen und einer großen Anzahl von Übergaben von Strahl zu Strahl und von Satellit zu Satellit. Folglich bestand der Bedarffür ein weniger teures und komplexes satellitenbasiertes zellulares Telekommunikationssystem. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese Anforderung eindeutig.
AIAA 92-2060 "Odyssey, A Constellation For Personal Commu nications" von Roger J. Rasch et al. 14th AIAA Internationale Communication Satellite Systems Conference and Exhibit, 22. - 26. März 1992, Washington, D.C. beschreibt auf S. 4, linke Sp., 1.Abs., daß zu jeder Zeit die meisten der Satelliten in diesen Bereichen eine einfache Abdeckung bereitstellen. Zusätzliche Satelliten werden für den Übergang verwendet, bevor ein Satellit zu dem nächsten zugewiesenen Bereich sich weiterbewegt. Der Verkehr baut sich in dem näherkommenden Satellit auf, während der Verkehr in den sich entfernenden Satelliten abbaut. Auf S.5, linke Sp., 3.Abs., ist erwähnt, daß bei einer Anfrage zur Leitungsbereitstellung ein Benutzerendgerät Anfragen an sich über ihm befindliche Satelliten aussendet. Der Benutzer wird dann dem Strahl zugewiesen, der das stärkste Signal zu der Basisstation bereitstellt.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Verringerung der Wahrscheinlichkeit von Ausfällen.
Um dieses Problem zu lösen ist das vorstehend beschriebene System durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung enthält einige Eigenschaften, die im wesentlichen die Übergaben von Strahl zu Strahl und von Satellit zu Satellit beseitigen und somit die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen stark verringern. Eine dieser wichtigen Eigenschaften ist eine Zuordnung jedes Satelliten zu einer Reihe von festen Versorgungsbereichen (statt eines sich fortlaufend verändernden abgedeckten Bereichs) während des Umlaufs jedes Satelliten. Die Ausleuchtzone der Satellitenantennen bleibt während der gesamten Zeit, in welcher der Versorgungsbereich für den Satelliten sichtbar ist, auf einen gegebenen zugeordneten Versorgungsbereich zentriert. Dies führt zu einem im wesentlichen festen Strahlmuster und beseitigt somit praktisch die Übergaben von Strahl zu Strahl. Eine weitere dieser wichtigen Eigenschaften ist eine Bereitstellung von Überlappung der Abdeckung jedes Versorgungsbereichs durch zwei aufeinanderfolgende Satelliten während des Übergangs der Versorgung von einem Satelliten auf einen anderen. Alle Anrufe, die während des Überlappungsintervalls getätigt werden, werden dem ankommenden Satelliten zugewiesen. Deshalb erfahren nur Anrufe, die vor dem Überlappungsintervall getätigt wurden und sich über das Überlappungsintervall hinaus erstrecken, eine Übergabe von Satellit zu Satellit, wenn der sich entfernende Satellit auf seinen neuen Versorgungsbereich ausgerichtet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Konstellation aus neun Satelliten jederzeit eine vollständige weltweite Abdeckung der Erde durch wenigstens einen Satelliten mit einem minimalen Elevationswinkel von 10º bereit. Die Konstellation enthält drei geneigte kreisförmige Umlaufebenen, die mit ansteigenden Knoten in 120º Intervallen um den Äquator in gleichmäßigem Abstand um die Erde herum angeordnet sind. In jeder Umlaufbahn befinden sich drei Satelliten, die in einer Höhe von 10.360 km (5.600 nautischen Meilen) in Intervallen von 120º angeordnet sind. Jede Umlaufebene ist gegenüber der Äquatorialebene in einem Winkel von 55º geneigt. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt eine Konstellation aus zwölf Satelliten jederzeit eine weltweite Abdeckung der Erde durch wenigstens zwei Satelliten mit einem minimalen Elevationswinkel von 10º bereit. Die Konstellation enthält drei geneigte kreisförmige Umlaufebenen mit denselben Eigenschaften wie die Konstellation aus neun Satelliten, außer daß sich in jeder Umlaufbahn vier Satelliten befinden, die in Intervallen von 90º gleichmäßig angeordnet sind.
Aus dem vorangehenden wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der satellitenbasierten zellularen Telekommunikationssysteme darstellt. Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlicheren Be schreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, welche die Prinzipien der Erfindung durch Beispiele darstellen, ersichtlich.

KURZE BESCKREIEUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines satellitenbasierten zellularen Telekommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer Kon- stellation aus Telekommunikationssatelliten, die eine weltweite einfache Abdeckung der Erde bereitstellt; und
Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer Konstellation aus Telekommunikationssatelliten, die eine weltweite doppelte Abdeckung der Erde bereitstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Wie in den Zeichnungen zum Zweck der Darstellung gezeigt ist, wird die vorliegende Erfindung von einem satellitenbasierten zellularen Telekommunikationssystem verkörpert, das eine Konstellation von Telekommunikationssatelliten in einer mittleren Erdumlaufbahn verwendet, um mit einer minimalen Anzahl von Satelliten mehrstrahlige Radiofrequenz-(rf)- Kommunikationsverbindungen für eine weltweite zellulare Telefonversorgung bereitzustellen. Die Telekommunikationssatelliten werden in einer Vielzahl von geneigten Umlaufbahnen um die Erde in einer Höhe von zwischen annähernd 10.360 km und 18.500 km (5.600 und 10.000 nautischen Meilen) angeordnet. Die Eigenschaften der Umlaufbahnen die die Anzahl der Umlaufbahnen, die Neigung jeder Umlaufbahn, die Anzahl der Satelliten in jeder Umlaufbahn und die Höhe der Satelliten umfassen, sind so angepaßt, daß der von den Satelliten abgedeckte Bereich und ihre zugehörigen Sichtlinien- Elevationswinkel maximiert werden, während die Zeitverzögerungen bei der Ausbreitung, die Anzahl der Übergaben von Strahl zu Strahl und von Satellit zu Satellit und die gesamte Anzahl von Satelliten minimiert werden. Die vorliegende Erfindung enthält auch einige zusätzliche Eigenschaften, die im wesentlichen die Übergaben von Strahl zu Strahl und von Satellit zu Satellit beseitigen und so die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen stark verringern.
Figur 1 zeigt ein satellitenbasiertes zellulares Telekommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Das zellulare Telekommunikationssystem enthält eine Konstellation aus Telekommunikationssatelliten 10 in einer mittleren Erdumlaufbahn, eine Gatewaystation 12, die sich in jedem von den Satelliten versorgten Bereich befindet und eine Vielzahl von mobilen zellularen Telefonen 14, die sich im Versorgungsbereich des Satelliten 10 befinden. Die mobilen zellularen Telefone 14 können auch mobile Faxgeräte und mit einem Modem ausgestattete Computer enthalten. Der Telekommunikationssatellit 10 stellt unter Verwendung von zwei mehrstrahligen Antennen 16, 18 eine mehrstrahlige rf-Kommunikationsverbindung mit den mobilen zellularen Telefonen 14 und unter Verwendung von zwei Antennen 20, 22 eine rf-Kommunikationsverbindung mit der Gatewaystation 12 bereit. Die mehrstrahlige Antenne 16 empfängt rf-Signale von den mobilen zellularen Telefonen 14 im Frequenzband F&sub1;. Dann verstärkt, verschiebt und sendet der Satellit 10 unter Verwendung der Antenne 20 die rf-Signale im Frequenzband F&sub2; hinunter zur Gatewaystation 12. Die Gatewaystation 12 ist über Telefonleitungen mit einem Nah- und Fern-Telefonnetz 24 verbunden, das Verbindungen zu einem festen Telefon 26 bereitstellt. Von der Gatewaystation 12 werden die rf-Signale im Frequenzband F&sub3; zurück zum Telekommunikationssatelliten 10 gesendet und unter Verwendung der Antenne 22 empfangen. Dann verstärkt, verschiebt und sendet der Satellit 10 unter Verwendung der mehrstrahligen Antenne 18 die rf-Signale im Frequenzband F&sub4; zurück hinunter zu den mobilen Telefonen 14.
Zwischen den verschiedenen Benutzern des zellularen Telekommunikationssystems der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Arten von Verbindungen möglich. Ein Benutzer eines mobilen Telefons kann mit einem anderen Benutzer eines mobilen Telefons im selben Versorgungsbereich des Satelliten 10 oder im Versorgungsbereich eines anderen Satelliten 10 oder mit einem Benutzer eines festen Telefons, der sich irgendwo auf der Welt befindet, kommunizieren. Falls mit einem anderen Benutzer eines mobilen Telefons im selben Versorgungsbereich kommuniziert wird, werden die rf-Signale vom mobilen zellularen Telefon 14 nach oben zum Satelliten 10 gesendet und dann hinunter zur Gatewaystation 12, dann zurück hinauf zum Satelliten 10 und dann hinunter zum anderen mobilen zellularen Telefon 14 und umgekehrt. Diese Art der Kommunikation erfordert einen doppelten "Sprung", der die Zeitverzögerung bei der Ausbreitung verdoppelt. Falls mit einem anderen Benutzer eines mobilen Telefons in einem unterschiedlichen Versorgungsbere ich kommuniziert wird, werden die rf-Signale vom mobilen zellularen Telefon 14 hinauf zum Satelliten 10 gesendet, dann hinunter zur Gatewaystation 12, dann, wie erforderlich, durch das Nah- und Fernnetz 24 zu der Gatewaystation 12, die für den anderen Versorgungsbereich zuständig ist, dann hinauf zum Satelliten 10, der für den anderen Versorgungsbereich zuständig ist und dann hinunter zum anderen mobilen zellularen Telefon 14 und umgekehrt. Diese Art der Kommunikation erfordert ebenfalls einen doppelten Sprung. Falls mit einem Benutzer eines festen Telefons kommuniziert wird, werden die rf- Signale vom mobilen zellularen Telefon 14 hinauf zum Satel liten 10 gesendet, dann hinunter zur Gatewaystation 12 und dann, wie erforderlich, durch das Nah- und Fernnetz 24 zum festen Telefon 26 und umgekehrt. Diese Art der Kommunikation erfordert nur einen einfachen Sprung.
In eine alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt der Satellit 10 die Funktion der Gatewaystation 12 zur Kommunikation zwischen Benutzern von mobilen Telefonen aus, die sich im selben Versorgungsbereich befinden, und es ist somit nur ein einfacher Sprung erforderlich. Bei dieser Art von Verbindung werden die rf-Signale vom mobilen zellularen Telefon 14 hinauf zum Satelliten 10 gesendet, der Satellit 10 führt dann eine Signalverarbeitung der rf-Signale durch, um eine nötige Umschaltung zwischen mehreren Strahlen bereitzustellen und dann werden die rf-Signale zurück hinunter zum anderen mobilen zellularen Telefon 14 gesendet und umgekehrt.
Die Zeitverzögerung bei der Ausbreitung hängt von der Höhe des Telekommunikationssatelliten 10 und dem Ort der mobilen zellularen Telefone 14 im Versorgungsbereich ab. Bei einer Höhe zwischen 10.360 km und 18.500 km (5.600 und 10.000 nautischen Meilen) ist die Zeitverzögerung vom Satelliten 10 zum Boden und umgekehrt in der vorliegenden Erfindung auf 60 Ins begrenzt. Deshalb ist die Zeitverzögerung bei einem einzelnen Sprung auf 120 ms beschränkt. Bei einer Höhe von 10.360 km (5.600 nautischen Meilen) beträgt die Zeitverzögerung bei einem einfachen Sprung zwischen zwei mobilen zellularen Telefonen 14, die sich direkt unter dem Satelliten 10 befinden, 69 ms, während die Zeitverzögerung für einen einfachen Sprung zwischen zwei mobilen zellularen Telefonen 14, die unter dem minimalen Elevationswinkel von 100 voneinander entfernt sind, 96 ms beträgt.
Das Verhältnis zwischen der Ausbreitungszeit von Station zu Station und der Satellitenhöhe für einen einfachen Sprung von einer Station auf dem Boden hinauf zum Satelliten und zurück hinunter zur Station bei maximaler Entfernung, die auftritt, wenn der Satellit sich bei der minimalen Elevation von 10º befindet, kann folgendermaßen gezeigt werden:
Die mobilen zellularen Telefone 14 und die Gatewaystation 12 sind jederzeit bei einem Elevationswinkel von wenigstens 10º in Sichtweite des Satelliten 10. Wenn sich der Satellit 10 aus der Sichtweite des mobilen zellularen Telefons 14 in einem bestimmten Versorgungsbereich bewegt, kommt ein anderer Satellit 10 aus der Konstellation in Sicht. Jeder Satellit 10 besitzt eine verhältnismäßig schmale Antennenausleuchtzone, die bedeutend kleiner als der gesamte Sichtbereich des Satelliten ist. Dies gilt, da es verursacht durch Leistungs- und Komplexitätszwänge nicht praktikabel ist, den gesamten Sichtbereich zu versorgen.
Der tatsächlich vom Satelliten 10 abgedeckte Versorgungsbereich wird durch die zusammengesetzte Abdeckung der mehrstrahligen Antennen 16, 18 mit 19 Strahlen für eine zusammengesetzte Ausleuchtzonenabdeckung von etwa 23º bestimmt. Zur mehrstrahligen Antenne kann ein weiterer Ring von Einspeisungen hinzugefügt werden, um 37 Strahlen für eine zusammengesetzte Ausleuchtzonenabdeckung von etwa 35º bereitzustellen. Jeder Strahl besitzt ein Sichtfeld (FOV) von etwa 5º und kann mit einem 1/2 W mobilen zellularen Telefon 14 mit einer ungerichteten Antenne arbeiten.
Die vorliegende Erfindung enthält auch einige zusätzliche Eigenschaften, die im wesentlichen Übergaben von Strahl zu Strahl und von Satellit zu Satellit beseitigen und so die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen stark verringern. Eine dieser wichtigen Eigenschaften ist eine Zuordnung jedes Satelliten zu einer Reihe von festen Versorgungsbereichen während des Umlaufs jedes Satelliten. Die Ausleuchtzone der Antennen 16, 18 des Satelliten bleibt auf den zugewiesenen Versorgungsbereich zentriert, der für den Satelliten sichtbar ist, die Antennen 20, 22 sind kardanisch so aufgehängt, daß sie auf die richtige Gatewaystation weisen. Das resultierende beinahe feste Antennenstrahlmuster beseitigt praktisch Übergaben von Strahl zu Strahl. Die Antennenausleuchtzone bleibt entweder durch Einstellen der Lage des Raumfahrzeugs 10 oder durch Rotieren der kardanisch aufgehängten Antennen auf den Versorgungsbereich zentriert.
Eine weitere wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist eine Vorkehrung für die Überlappung bei der Abdekkung jedes Versorgungsbereichs durch zwei aufeinanderfolgende Satelliten während des Übergangs der Versorgung von einem Satelliten auf einen anderen. Alle Anrufe, die während des Überlappungsintervalls getätigt werden, werden dem ankommenden Satelliten zugewiesen. Deshalb erfahren nur Anrufe, die vor dem überlappungsintervall getätigt wurden oder sich über das Überlappungsintervall hinaus erstrecken, Übergaben von Satellit zu Satellit, wenn der sich entfernende Satellit auf seinen neuen Versorgungsbereich ausgerichtet wird.
In den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung hat die Konstellation von Telekommunikationssatelliten 10 drei geneigte Umlaufebenen, die mit ihren ansteigenden Knoten in Intervallen von 1200 um den Äquator gleichmäßig um die Erde herum angeordnet sind. Die Satelliten 10 werden in einer mittleren Erdumlaufbahn mit einer Höhe zwischen 10.360 km und 18.500 (5.600 und 10.000 nautischen Meilen) angeordnet. Dieser Höhenbereich liegt über dem Van Allen Strahlungsgürtel, aber wesentlich unter der Höhe für die geosynchrone Umlaufbahn. Dies bietet gute Sichtbarkeit bei einer minimalen Anzahl von Satelliten ohne übermäßige Leistungsanforderungen. Um Schattenbildung zu vermeiden, ist von jedem mobilen zellularen Telefon 14 und der Gatewaystation 12 aus jederzeit wenigstens einer der Telekommunikationssatelliten 10 unter einem Elevationswinkel von wenigstens 10º sichtbar.
Figur 2 zeigt eine Konstellation von neun Satelliten, die jederzeit eine weltweite Abdeckung der Erde mit einem mmi malen Elevationswinkel von 100 durch wenigstens einen Satelliten 10 bereitstellt. Die neun Satelliten sind in drei kreisförmigen Umlaufebenen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; angeordnet, wobei die drei Satelliten 30a-30c sich in der Umlaufebene P&sub1; befinden, die drei Satelliten 32a-32c sich in der Umlaufebene P&sub2; befinden und die drei Satelliten 34a-34c sich in der Umlaufebene P&sub3; befinden. Die Satelliten sind in einer Höhe von 10.360 km (5.600 nautischen Meilen) in jeder Umlaufebene in Intervallen von 120º gleichmäßig verteilt. Jede Umlaufebene ist gegenüber der Äquatorialebene um einen Winkel von 55º geneigt. Der relative Phasenwinkel zwischen Satelliten in verschiedenen Umlaufebenen ist 80º. Deshalb kommt wenigstens ein zusätzlicher Satellit über einem Elevationswinkel von 10º in Sicht, bevor ein Satellit in der Konstellation aus der Sicht eines Benutzers verschwindet.
Figur 3 zeigt eine Konstellation aus zwölf Satelliten, die jederzeit eine weltweite Abdeckung der Erde mit einem minimalen Elevationswinkel von 10º durch wenigstens zwei Satelliten 10 bereitstellt. Die zwölf Satelliten sind in drei kreisförmigen Umlaufebenen P&sub1;, P&sub2;, P&sub3; angeordnet, wobei die vier Satelliten 30a-30d sich in der Umlaufebene P&sub1; befinden, die vier Satelliten 32a-32d sich in der Umlaufebene P&sub2; befinden und die vier Satelliten 34a-34d sich in der Umlaufebene P&sub3; befinden. Die Satelliten sind in einer Höhe von 10.360 km (5.600 nautischen Meilen) in jeder Umlaufebene in Intervallen von 90º gleichmäßig verteilt. Jede Umlaufebene ist gegenüber der Äquatorialebene um einen Winkel von 55º geneigt. Der relative Phasenwinkel zwischen Satelliten in verschiedenen Umlaufebenen ist 90º. Abdeckung weltweit
Die Konstellationen, die einfache Abdedkung durch die Satelliten bereitstellen, können zuerst gebildet werden und die Abdeckung kann dann später durch Hinzufügen von nur drei Satelliten erweitert werden, um doppelte Abdeckung bereitzustellen. Umgekehrt erlauben die Konstellationen, die doppelte Abdeckung bereitstellen, den Ausfall eines Satelliten in jeder Umlaufebene ohne Verlust der vollen Versorgung. Die Position der übrigen Satelliten in der Umlaufebene kann so eingestellt werden, daß sie einfache Abdeckung liefern, bis der Satellit repariert oder ersetzt wird.
Aus dem vorhergehenden wird klar, daß die vorliegende Erfindung einen bedeuten4en Fortschritt im Bereich der satellitenbasierten zellularen Telekommunikationssysteme darstellt. Obwohl einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, wird ersichtlich sein, daß andere Anpassungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen. Folglich soll die Erfindung außer durch die folgenden Patentansprüche nicht beschränkt werden.

Claims

1. Zellulares Telekommunikationssystem mit: p- wenigstens einer handgehaltenen mobilen zellularen Tele fonstation (14) mit einer omnidirektionalen Antenne zum Senden/Empfangen von Funksignalen;

- wenigstens einer Gatewaystation (12); wobei die mobile zellulare Telefonstation (14) und die Gatewaystation (12) in einer vorbestimmten Region der Erde voneinander beabstandet sind;

- wobei eine Satellitenanordnung (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;; 30a-30c, 32a- 32c, 34a-34c) im Weltraum über der Erde angeordnet ist um eine Funksignalfrequenz-Umsetzungskommunikationsverbindung (16, 18) zwischen der mobilen zellularen Telefonstation (14) und der Ga tewaystation (12) bereitzustellen;

- wobei die Satellitenanordnung folgendes aufweist: eine Vielzahl von Telekommunikationssatelliten (30a-30c, 32a- 32c, 34a-34c)

wobei jeder der Satelliten Funksignal-Sende/Empfangseinrich tungen mit mehrfachen Funksignalausgangsstrahlen (16, 18) umfaßt, wodurch ein Kommunikationspfad zwischen der mobilen zellularen Telefonstation (14) und der Gatewaystation (12) herstellbar ist,

wobei die Satelliten voneinander beabstandet sind und sich in einer Vielzahl von Orbitalbahnen (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;), die unter einem vorbestimmten Winkel relativ zur Äquatorialebene der Erde in einer Höhe von zwischen annähernd 10.360 km (5.600 nmi) und 18.500 km (10.000 nmi) geneigt ist;

wobei die Eigenschaften dieser Orbitalbahnen (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;), die die Anzahl der Orbitalbahnen, die Inklination jeder Orbitalbahn, die Anzahl von Satelliten (30a-30c, 32a-32c, 34a-34c) in jeder Orbitalbahn und die Höhe der Satelliten umfassen, so gestaltet sind, daß die Überdeckungsregion der Satelliten und ihre zugehörigen Sichtlinien-Elevationswinkel maximiert sind, während die Übertragungszeitverzögerungen, die Anzahl der Strahl-auf-Strahl- und Satelliten-auf-Satelliten-Übergaben, sowie die gesamte Anzahl der Satelliten minimiert ist, und wobei die Anzahl der Strahl-auf-strahl-Übergaben weiter verringert ist, in dem jedem Satelliten ein fester Versorgungsbereich zugeordnet wird, und die Antennen-Ausleuchtzone des Satelliten auf den Versorgungsbereich während der Zeit, in der der Versorgungsbereich für den Satelliten sichtbar ist, zentriert bleibt; und wobei ein Bereich einer Überdeckungsregion eines sich ent fernenden Satelliten mit einem Bereich einer Überdeckungsregion eines ankommenden Satelliten überlappt, dadurch gekennzeichnet, daß Anrufe von oder für einen Benutzer der sich innerhalb der Überdeckunqs-Überlappungsregion befindet, dem ankommenden Satelliten zugewiesen werden.

2. Das zellulare Kommunikationssystem nach Anspruch 1, in dem die Ausrichtung der Satelliten (30a-30c, 32a-32c, 34a-34c) eingestellt wird, um die Antennenausrichtung auf den Versorgungsbereich zentriert zu halten.

3. Das zellulare Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem die Antenne (16, 18) schwenkbar gelagert ist und die Antenne gedreht wird um die Antennenausrichtung auf den Versorgungsbereich zentriert zu halten.

4. Das zellulare Kommunikationssystem nach Anspruch 1, in dem die Orbitalbahnen (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;) annähernd kreisförmig sind.

5. Das zellulare Kommunikationssystem nach Anspruch 1, in dem die Erhebungswinkel stets wenigstens 100 betragen.

6. Das zellulare Kommunikationssystem nach Anspruch 1, in dem die Sende-/Empfangseinrichtungen mehrfache Funksignalausgangsstrahlen für eine zusammengesetzte Bodenüberdeckung von etwa 35º haben.