DE69328749T2

DE69328749T2 - Dynamische Signalweglenkung

Info

Publication number: DE69328749T2
Application number: DE69328749T
Authority: DE
Inventors: Raymond Joseph Leopold; Theresa Chen Yen Wang
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2013-02-26
Also published as: CA2089823A1; JP3306163B2; ATE193628T1; UA32408C2; DE69328749D1; EP0563572A3; EP0563572B1; EP0563572A2; JPH06104925A; RU2122287C1; US5365520A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationsnetze. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Auswahl von Pfaden zur Nachrichtenübertragung durch ein Netzwerk mit Vermittlungsknoten.
Kommunikationsnetze, wie solche, die zur Telekommunikation, um Computer miteinander zu verbinden, oder Ähnlichem benutzt werden, können eine beliebige Zahl von Knoten beinhalten. Über die Netzwerke können elektronische Nachrichten zwischen zwei Punkten übertragen werden, wobei die Nachrichten innerhalb des Netzwerks von Knoten zu Knoten übertragen werden.
In US-A-5095480 wird ein Lenkungssystem offengelegt, welches viele zwischengeschaltete Lenkungsvorrichtungen oder "Knoten" hat, die das Nachrichtenformat empfangen und es mit der Empfangsstation an einem unbekannten Ort verbinden, indem sie zur Bestimmung der Weglenkung nur die festen, eindeutigen Idendifikationscodes der sendenden und empfangenden Stationen und die Adressen der zwischengeschalteten Lenkungsvorrichtungen benutzen.
Da sich die Anzahl von Knoten in einem Netzwerk erhöht und da sich die Anzahl der Kommunikationspfade, die jedem Netzwerkknoten zur Verfügung stehen, erhöht, erhöht sich in ähnlicher Weise die Anzahl von möglichen Pfaden, die für eine einzige Übertragung von Daten zur Verfügung steht. Daher ergibt sich das Problem, einen geeigneten Pfad durch das Netzwerk auszuwählen. Typischerweise versucht ein Netzwerk den kürzesten Pfad auszuwählen, um Verzögerungen zu minimieren, um eine minimale Menge an Netzwerk-Ressourcen zu verbrauchen und um die Zuverlässigkeit der Nachrichtenübertragung zu maximieren. Gleichzeitig damit muss von dem Netzwerk eine Balance gefunden werden, um Flaschenhälse im Nachrichtenübertragungsverkehr zu vermeiden und die höchstmögliche Wahrscheinlichkeit zu erreichen, dass eine Nachricht zu ihrem gewünschten Ziel übertragen wird.
Üblicherweise wird zunächst vor der tatsächlichen Nachrichtenübertragung ein statischer Zustellungsweg durch das Netzwerk aufgebaut. Mit anderen Worten, es wird ein statischer Zustellungsweg während eines Modus für den Verbindungsaufbau freigeschaltet, was vor dem Beginn der Nachrichtenübertragung stattfindet. Eine gewisse Menge an Netzwerk-Ressourcen wird der Freischaltung des statischen Zustellungswegs während des Verbindungsaufbaus zugeordnet. Wenn der statische Zustellungspfad jedoch freigeschaltet worden ist, bleibt er der anstehenden Gesprächsverbindung zugeordnet, bis die Gesprächsverbindung endet.
Während diese konventionelle Technik der statischen Signalweglenkung die Ansprüche einer statischen Umgebung angemessen erfüllt, scheitert sie, die Ansprüche einer dynamischen Umgebung zu erfüllen. Insbesondere wenn das Netzwerk eine Nachrichtenübertragung zwischen zwei Punkten herstellt, die sich relativ zum Netzwerk bewegen, wird eine dynamische Wegbestimmung gebraucht, die die Bewegung kompensiert. Beispielsweise werden die physikalischen Stellen oder Vermittlungsknoten, die beim Verbindungsaufbau eine vorteilhafte Wahl für die Weglenkung zwischen zwei Punkten darstellen, im Verlauf der Gesprächsverbindung wegen dieser Bewegung zu einer unvorteilhaften Wahl.
Ein Vorzug der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, dass ein Netzwerk bereitgestellt wird, welches die Nachrichtenübertragungssignale dynamisch lenkt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Netzwerk-Ressourcen, die zur Weglenkung der Nachrichtenübertragungssignale benutzt werden, minimiert werden.
Ein weiterer Vorteil ist es, dass die vorliegende Erfindung die Entscheidungen für die Weglenkung an die Netzwerkknoten verteilt.
Ein weiterer Vorteil ist es, dass die vorliegende Erfindung die Verzögerung bei der Übertragung der Datensignale zwischen Eingangs- und Ausgangspunkten im Netzwerk minimiert.
Ein weiterer Vorteil ist es, dass die vorliegende Erfindung die Verkehrsüberlastung bei der Nachrichtenübertragung kompensiert.
Gemäß einem ersten Aspekt wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Lenken von Signalen durch einen Schalter, der als ein Knoten in einer Konstellation von Vermittlungsknoten dient, angegeben, das die Schritte umfasst:
Empfangen eines Datenpaketes, das einen Lenkungscode enthält, wobei das Datenpaket wenigstens einen Teil des Signals darstellt,
Erhalten einer Verbindungskennung als Antwort auf den Lenkungscode, die eine von mehreren, an diesem Schalter benutzbaren Nachrichtenverbindungen spezifiziert, um das Datenpaket von dem Schalter weg zu lenken, und
Senden des Datenpakets weg von dem Schalter über die eine Nachrichtenverbindung,
dadurch gekennzeichnet, dass die Konstellation von Vermittlungsknoten ein System von umlaufenden Satelliten umfasst und dass der Schritt zum Erhalten einer Verbindungskennung das Abfragen einer Vergleichstabelle beinhaltet, die gemäß den Umlaufbahnen der Satelliten erzeugt wird.
Entsprechend einem zweiten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung einen Vermittlungsknoten für Datenpakete zum Lenken eines Signals innerhalb einer Konstellation von Vermittlungsknoten, wobei der Vermittlungsknoten umfasst:
einen Empfänger zum Empfangen eines Datenpaketes, das einen Lenkungscode enthält, wobei das Datenpaket wenigstens einen Teil des Signals darstellt,
eine Vorrichtung, die mit diesem Empfänger verbunden ist, zum Erhalten einer Verbindungskennung als Antwort auf den Lenkungscode, die eine von mehreren, an diesem Schalter benutzbaren Nachrichtenverbindungen spezifiziert, um das Datenpaket von dem Schalter weg zu lenken, und
einen Sender, der mit den Vorrichtungen zum Erhalten verbunden ist, zum Senden des Datenpakets weg von dem Schalter über die eine Nachrichtenverbindung,
dadurch gekennzeichnet, dass die Konstellation von Vermittlungsknoten ein System von umlaufenden Satelliten umfasst und dass der Schritt zum Erhalten einer Verbindungskennung das Abfragen einer Vergleichstabelle beinhaltet, die gemäß den Umlaufbahnen der Satelliten erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung wird durch die Beschreibung von Einzelheiten und die Ansprüche deutlich, wobei Bezug auf die Figuren genommen wird, bei denen sich durch alle Figuren hindurch ähnliche Bezugsziffern auf ähnliche Gegenstände beziehen.
Fig. 1 ist ein Diagramm einer Umgebung, innerhalb derer eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
Fig. 2 ist ein Diagram von Vermittlungsknoten in einem Kommunikationsnetz mit Zuständigkeitsbereichen der Vermittlungsknoten und Nachrichtenübertragungsverbindungen zwischen den Vermittlungsknoten,
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines einzelnen Vermittlungsknotens oder Schalters des Kommunikationsnetzes,
Fig. 4 ist ein Flussdiagramm einer Hintergrundprozedur, die von den Vermittlungsknoten des Kommunikationsnetzes ausgeführt wird,
Fig. 5 ist ein Flussdiagramm einer Schaltprozedur, die von den Vermittlungsknoten des Kommunikationsnetzes ausgeführt wird,
Fig. 6 ist ein Diagramm des Datenformats, das in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Nachrichtenübertragung benutzt wird,
Fig. 7 ist ein Diagramm des Datenformats, das in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Nachrichtenübertragung benutzt wird,
Fig. 8 ist ein Diagramm des Datenformats, das für die Übermittlung des Codes für die Weglenkung benutzt wird,
Fig. 9 ist ein Diagramm des Datenformats, das für die Übermittlung einer Identifizierung eines logischen Kanals (logical channel identification (LCID)) benutzt wird, und
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm einer Endknoten-Prozedur, die von den Vermittlungsknoten des Kommunikationsnetzes ausgeführt wird.
Fig. 1 zeigt ein satellitengestütztes Kommunikationsnetz 10. Das Netzwerk 10 beinhaltet eine Konstellation 11 von Vermittlungsknoten 12, die um die Erde herum verteilt sind. In der bevorzugten Ausführungsfarm sind die Vermittlungsknoten 12 umlaufende Satelliten. Die Satelliten 12 besetzen polare Umlaufbahnen 14 in Erdnähe. Insbesondere benutzt die bevorzugte Ausführungsform des Netzwerkes 10 sieben polare Umlaufbahnen, wobei jede Umlaufbahn elf Satelliten 12 enthält. Fig. 1 zeigt aus Gründen der Übersicht nur einige dieser Satelliten 12.
Die Umlaufbahnen 14 und die Satelliten 12 sind um die Erde verteilt. Jede Umlaufbahn 14 bildet in einer Höhe von etwa 765 km einen Kreis um die Erde. Wegen dieser erdnahen Umlaufbahnen 14 fliegen die Satelliten 12 in Bezug auf die Erde mit 25000 km/h und vollenden einen Umlauf in etwa 100 Minuten. Die Satelliten 12 bleiben innerhalb der Konstellation 12 zueinander stationär, mit der Ausnahme, dass ihre Umlaufbahnen in den Polargebieten aufeinander zulaufen und sich kreuzen.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte, statische, zweidimensionale "Schnappschuß"-Karte der relativen Lage einiger Satelliten (SVs) 12 zueinander. In den Fig. 1-2 bleiben die Satelliten 12 in geradzahligen Bahnebenen 14a typischerweise zu jedem beliebigen Zeitpunkt ungefähr auf derselben geographischen Breite. Genauso bleiben die Satelliten 12 typischerweise für alle ungeraden Ebenen 14b ungefähr auf derselben geographischen Breite. Die Satelliten 12 der ungeraden Ebenen sind jedoch außer Phase mit den Satelliten 12 der geradzahligen Ebenen angeordnet. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt sind die geographischen Breiten der Satelliten in ungeraden Ebenen ungefähr auf halbem Weg zwischen den geographischen Breiten der benachbarten Satelliten 12 in geradzahligen Ebenen.
Es gibt eine Sichtlinie zwischen jedem Satelliten 12 und dem vorderen und dem hinteren Satelliten 12 in der gleichen Ebene 14 und zwischen dem vorderen und dem hinteren Satelliten 12 in den angrenzenden Ebenen. In Fig. 1 gibt es ebenfalls eine Sichtlinie zwischen Satelliten in nicht angrenzenden Bahnebenen 14, wenn die Umlaufbahnen in den Polargebieten aufeinander zulaufen. Die bevorzugte Ausführungsform benutzt Funkübertragung, bevorzugt im Bereich von 20-30 GHz, um die Nachrichtenübertragungsverbindungen 16 zwischen jedem Satelliten 12 und seinen "Nachbar"- Satelliten 12 herzustellen. Auf die Verbindungen 16 wird hier als Querverbindungen Bezug genommen, um sie von den Verbindungen zu unterscheiden, die von Signalen zum Eintritt in die und Ausgang aus der Konstellation 11 benutzt werden. In Fig. 2 werden von jedem Satelliten 12 bis zu sechs bidirektionale Funk- Querverbindungen in Sichtlinie unterstützt. Querverbindungen nach vorn 16a und hinten 16b gibt es zwischen einem Satelliten 12x und den vorausgehenden bzw. nachfolgenden Satelliten 12a und 12b, die in derselben Ebene 14 umlaufen (d. h. Satelliten innerhalb einer Ebene). Querverbindungen nach vorne rechts 16c und hinten rechts 16d gibt es zwischen dem Satelliten 12x und den vorausgehenden bzw. nachfolgenden Satelliten 12c und 12d, die in der rechts angrenzenden Ebene 14 umlaufen (d. h. Satelliten quer zur Ebene). Genauso gibt es Querverbindungen nach vorne links 16e und hinten links 16f zwischen dem Satelliten 12x und den vorausgehenden bzw. nachfolgenden Satelliten 12e und 12f, die in der links angrenzenden Ebene 14 umlaufen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird auf die Satelliten 12a-12f als Nachbarsatelliten zu Satellit 12x Bezug genommen. Insbesondere sind Nachbarsatellitenknoten solche Knoten der Konstellation, an die Nachrichten gesendet werden können und von denen Nachrichten empfangen werden können, ohne dass es erforderlich ist, dass die Nachrichten durch irgend einen anderen Knoten gehen. Diese Definition schließt Knoten ein, die nicht in angrenzenden Bahnebenen liegen, die aber trotzdem wegen der Konvergenz der Bahnebenen 14 in den Polargebieten in einer Sichtlinie liegen. In der Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 1-2 gezeigt ist, darf die Nachrichtenübertragung nur zu Nachbarknoten erfolgen. Jeder Satellit unterstützt einen ähnlichen Satz von Querverbindungen 16 und Nachbarknoten.
Während die Fig. 1-2 und die oben dargelegte Diskussion eine bevorzugte orbitale Geometrie für das Netzwerk 10 beschreiben, ist es für den Fachmann klar, dass die Vermittlungsknoten, die jeder Satellit 12 zur Verfügung stellt, nicht so, wie hier beschrieben, angeordnet sein müssen. Zum Beispiel können solche Knoten auf der Erdoberfläche liegen oder in anderen, als den hier beschriebenen Umlaufbahnen. Genauso kann die genaue Anzahl der Vermittlungsknoten von Netzwerk zu Netzwerk variieren, die Anzahl von Querverbindungen 16, die von jedem Knoten unterstützt wird, kann von Netzwerk zu Netzwerk variieren, und die Zahl der Vermittlungsknoten, mit der jeder einzelne Knoten direkt kommunizieren kann, muss nicht auf Knoten begrenzt sein, die physikalisch in der Nähe liegen.
In Fig. 1 kommunizieren die Satelliten 12 mit. Vorrichtungen am Boden über viele zentrale Vermittlungsstellen 18 (central switching offices (CSOs)), von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist, über einige wenige Bodenkontrollstationen 20 (ground control stations (GCSs)), von denen in Fig. 1 nur eine gezeigt ist, und irgendeine Anzahl, möglicherweise Millionen, von Funk- Teilnehmereinheiten 22, von denen in Fig. 1 eine gezeigt ist. Die Teilnehmereinheiten 22 können sich irgendwo auf der Erdoberfläche befinden. Die CSOs 18 sind bevorzugt unter Beachtung geopolitischer Grenzen auf der Erdoberfläche verteilt. In der bevorzugten Ausführungsform kann jeder Satellit 12 zu jedem beliebigen Zeitpunkt mit bis zu 4 CSOs 18 und über tausend Teilnehmereinheiten 22 kommunizieren. Die GCSs befinden sich bevorzugt in den nördlichen oder südlichen Breiten, wo die Konvergenz der Umlaufbahnen 14 bewirkt, dass eine größere Zahl von Satelliten 12 im Vergleich zu mehr äquatorialen Breiten von einem bestimmten Punkt auf der Erdoberfläche aus gesehen in die direkte Sichtlinie kommen. Bevorzugt werden zwei bis vier GCSs 20 benutzt, so dass alle Satelliten 12 in der Konstellation an irgendeinem Punkt ihrer Umlaufbahnen 14 in direkten Sichtkontakt mit ihren zugeordneten GCSs 20 kommen.
Nichts spricht dagegen, dass die CSOs 18 und GCSs 20 sich an der gleichen Stelle am Boden befinden. Die CSOs 18 haben aber eine andere Funktion als die GCSs 20. Die GCSs 20 führen bevorzugt die Funktionen Telemetrie, Nachführung und Steuerung (telemetry, tracking & control (TT&C)) für die Konstellation der Satelliten 12 aus.
Die CSOs 18 arbeiten bevorzugt als Nachrichtenübertragungsknoten im Netzwerk 10. Verschiedene, bodengebundene Kommunikationssysteme, wie nationale öffentliche Fernsprechwählnetze (nicht gezeigt), haben über die CSOs 18 zum Netzwerk 10 Zugang. Aufgrund der Konfiguration der Konstellation von Satelliten 12 ist zu allen Zeiten von jedem Punkt der Erdoberfläche aus gesehen mindestens einer der Satelliten 12 in Sicht.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann jedes Ende einer Nachrichtenübertragung angesehen werden, als hätte sie einen Endknoten. Die Rolle des Endknotens wird von dem Satelliten 12 in der Konstellation 11 übernommen, der die Nachrichtenübertragung von der Konstellation 11 weg zur Erde hin lenkt. Der Endknoten kann eine Nachrichtenübertragung an eine CSO 18, an eine GCS 20 oder an eine Teilnehmereinheit 22 durchführen.
Dementsprechend kann das Netzwerk 10 über die Konstellation 11 der Satelliten 12 eine bidirektionale Kommunikationsverbindung oder zwei unidirektionale Kommunikationsverbindungen zwischen zwei beliebigen Teilnehmereinheiten 22, zwischen irgendeiner Teilnehmereinheit 22 und irgendeiner CSO 18 oder zwischen zwei beliebigen CSOs 18 herstellen. Diese Kommunikationsverbindungen benutzen aber zur Nachrichtenübertragung von einem Moment zum anderen verschiedene Knoten der Konstellation 11. Die Knoten ändern sich als Ergebnis der Bewegung der Konstellation 11 bezüglich der Erde.
Zusätzlich zu der oben diskutierten Beziehung zwischen den Satelliten 12 und den Querverbindungen 16 zeigt Fig. 2 zwei Muster von Zuständigkeitsbereichen, die sich auf die Satelliten 12 beziehen. Fig. 2 zeigt ein Muster von Kreisen 24, die so angeordnet sind, dass jeder Satellit 12 im Zentrum eines Kreises 24 liegt, so dass jeder Punkt in Fig. 2 innerhalb mindestens eines der Kreise 24 liegt und sich ein minimaler Überlapp zwischen den Kreisen 24 ergibt. Die Kreise 24 zeigen grob die Bereiche gleicher Signalstärke für eine Rundfunkverbindung für jeden zugehörigen Satelliten auf der Erdoberfläche. Dementsprechend definieren die Kreise 24 für jeden Satelliten 12 grob den geographischen Zuständigkeitsbereich auf der Erde. Mit anderen Worten, ein CSO 18, ein GCS 20 oder eine Teilnehmereinheit 22 kann mit einem Satelliten 12 kommunizieren, innerhalb dessen Zuständigkeitsbereich sie liegt. Nachdem sich die Satelliten 12 bewegen, bewegen sich die Kreise 24 in ähnlicher Weise. Dem Fachmann ist klar, dass nichts gegen die Unterteilung der Kreise 24 in kleinere, zellulare Muster spricht, um die geographische Wiederverwendung des jedem Satelliten 12 zugeordneten Frequenzspektrums zu verbessern. Darüber hinaus wird der Fachmann erkennen, dass die von den Kreisen 24 angezeigten Grenzen in der Realität nicht genau definiert sind.
Fig. 2 zeigt zusätzlich ein Muster von Raumbereichen 26. Jeder Raumbereich 26 wird durch ein einzelnes statisches Sechseck dargestellt. Die Raumbereiche 26 sind statisch, da sie sich bezüglich der Erde nicht bewegen. Daher betreten und verlassen die Satelliten 12 und die Kreise 24 wegen der Bewegung der Satelliten 12 die Raumbereiche 26. Fig. 2 zeigt die Raumbereiche 26 als gleich große Sechsecke mit einem Durchmesser, der etwa gleich dem der Kreise 24 ist. Daher erscheint kein wesentlicher Überlapp zwischen den Bereichen 26 und die Bereiche 26 bedecken zusammen die gesamte Oberfläche der Erde. Dem Fachmann ist jedoch klar, dass irgendeine Anzahl von Bereichen 26 definiert werden kann, dass andere Formen gewählt werden können, dass nicht alle Bereiche 26 die gleiche Gestalt oder Größe haben müssen, und dass keine feste geometrische Beziehung zwischen den Bereichen 26 und den Kreisen 24 bestehen muss. Zum Beispiel können sowohl die Raumregionen 26 als auch die Kreise nahe den Polargebieten beide in der Größe abnehmen, um die Konvergenz der Umlaufbahnen zu kompensieren.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind etwa 77 Raumbereiche 26 definiert. Obwohl diese Anzahl eine wünschenswerte eins-zu-eins Zuordnung zu der Anzahl der Satelliten 12 herstellt, ist dies kein kritisches Merkmal. Andererseits kann ein einzelner der 77 möglichen Raumbereiche mit einer sieben-Bit-Zahl spezifiziert werden, was für die Übermittlung weltweiter geographischer Daten eine relativ kleine Datenmenge darstellt. Mit 77 Raumbereichen in ungefähr der gleichen Größe, wie die Kreise 24, passt darüber hinaus jeder Raumbereich 26 in den gemeinsamen Zuständigkeitsbereich eines bestimmten Satelliten 12 und der Nachbarsatelliten zu diesem einen Satelliten 12.
Die kreisförmigen Muster 24 und die Raumbereiche 26 sind nützlich, da sie zwei verschiedene Ausführungsformen zur Weglenkung veranschaulichen, die von der vorliegenden Erfindung betrachtet werden. In beiden Ausführungsformen werden Signale als digitale Datenpakete kodiert, und jedes Paket enthält einen Lenkungscode. Darüber hinaus soll dieser Lenkungscode bevorzugt unter Benutzung einer relativ kleinen Datenmenge, wie etwa 7 oder 8 Bit, übertragen werden. Für jeden Anruf kann die Konstellation 11 (vergleiche Fig. 1) Tausende solcher Datenpakete übertragen. Daher spart der Gebrauch von nur wenigen Lenkungsbits in jedem Datenpaket im Vergleich zu Ausführungen mit ausführlicheren Lenkungscodes Netzwerk-Ressourcen ein.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, auf die weiter unten als Ausführungsform mit Raumbereichen Bezug genommen wird, identifiziert der Lenkungscode den Raumbereich 26, in den die Datenpakete gelenkt werden. In dieser Ausführungsform mit Raumbereichen sind alle Knoten 12 genügend intelligent, um die Datenpakete zu einem Knoten 12 zu lenken, der den identifizierten Raumbereich 26 bedient. Wenn das Datenpaket bei dem angezeigten Knoten oder Satelliten 12 ankommt, werden die Datenpakete entweder von diesem Knoten 12 oder von einem Nachbarknoten 12 auf die Erde geleitet. Die Objekte, die eine Anrufverbindung aufbauen und an dem Anruf teilnehmen, müssen nicht mitbekommen, welcher der Knoten 12 wirklich für die Übermittlung der Datenpakete benutzt wird, oder welche Änderungen im Verlauf des Anrufs in der Identität dieser Knoten 12 erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, auf die weiter unten als Ausführungsform mit physikalischen Knoten Bezug genommen wird, identifiziert der Lenkungscode einen besonderen Vermittlungsknoten oder Satelliten 12, der als der Endknoten für die Datenpakete dient, die bei einem Anruf übermittelt werden. In dieser Ausführungsform mit physikalischen Knoten sind alle Knoten 12 genügend intelligent, um die Datenpakete zu diesem Endknoten zu lenken. Da sich die Knoten 12 gegeneinander nicht bedeutend bewegen, ist nur ein geringeres Maß an Intelligenz verlangt. Nachdem sich der Endknoten im Verlauf des Anrufs ändert, wird andererseits die Änderung in der Identität des Endknotens an die Partei zurück übertragen, von der die Datenpakete stammen. Diese Ausführungsform mit physikalischen Knoten verlässt sich ausschließlich auf die Zuständigkeitsbereiche der Satelliten, die durch die Kreise 24 angezeigt werden, und benutzt nicht die Raumbereiche 26.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm mit einem Vermittlungsknoten, z. B. einem Satelliten 12, der von der Konstellation 11 benutzt wird (vergleiche Fig. 1). In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben alle Knoten 12 eine ähnliche Struktur. Der Knoten 12 beinhaltet eine Anzahl von Sendeempfängern. Zum Beispiel könnte ein Sendeempfänger 28 für jede Querverbindung 16 benutzt werden (vergleiche Fig. 2). Zusätzlich kann der Knoten 12 eine Anzahl von Sendeempfängern 30 für die Erdverbindung beinhalten, wobei jeder Sendeempfänger 30 für die Erdverbindung eine einzelne CSO 18 oder GCS 20 bedient (vergleiche Fig. 1). Der Knoten 12 kann zusätzlich einen Sendeempfänger 32 für die Teilnehmereinheiten umfassen. Der Knoten 12 kommuniziert über den Sendeempfänger 32 mit irgendeiner Zahl von Teilnehmereinheiten 22 (vergleiche Fig. 1), möglicherweise mit Tausenden zu jedem beliebigen Zeitpunkt. Jeder der Sendeempfänger 28-32 ist mit einer entsprechenden Antenne 34-38 verbunden.
Jeder der Sendeempfänger 28-32 kann verschiedene Untereinheiten nach dem Stand der Technik umfassen, wie es in Verbindung mit dem Sendeempfänger für Querverbindungen 28a und dem Sendeempfänger für die Teilnehmereinheiten 32 gezeigt ist. Zum Beispiel kann jeder der Sendeempfänger 28-32 einen Empfänger 40 und einen Sender 42 umfassen. Jeder Empfänger 40 ist mit einem Eingangspuffer 44 verbunden, in dem die Eingangsdaten gespeichert werden, nachdem die Daten am Knoten 12 empfangen und demoduliert wurden. Für den Sendeempfänger 32 der Teilnehmereinheiten kann der Eingangspuffer 44 derart aufgeteilt sein, dass ein einzelner Unterpuffer für jeden der zahllosen Kanäle, die von dem Sendeempfänger 32 bedient werden, zur Verfügung steht. Jeder Sender 42 ist mit einem Ausgangspuffer 46 verbunden, von dem die Daten für die Modulation und Abstrahlung oder Ausstrahlung weg vom Knoten 12 geholt werden. Für den Sendeempfänger 32 der Teilnehmereinheiten kann der Ausgangspuffer 46 derart aufgeteilt sein, dass ein einzelner Unterpuffer für jeden der zahllosen Kanäle, die von dem Sendeempfänger 32 bedient werden, zur Verfügung steht.
Die Sendeempfänger 28-32 sind zusammen mit verschiedenen Speicherkomponenten und einem Zeitgeber 48 mit einem Prozessor 50 verbunden. Der Prozessor 50 kann als Einzelprozessor oder als Multi-Prozessorsystem in einer parallelen Architektur ausgelegt sein. Im allgemeinen koordiniert und steuert der Prozessor 50 die Sendeempfänger 28, so dass der Knoten 12 Daten von den Querverbindungen 16 empfängt, verteilt die erhaltene Information angemessen in die Ausgangspuffer 46 und sendet die Information zurück in die Querverbindungen 16. Dateninformationen werden ebenfalls über die Sendeempfänger 30-32 vom Boden empfangen und zum Boden gesendet. Der Zeitgeber 48 wird benutzt, um den Prozessor 50 und den Knoten 12 von Beschränkungen im Zeitablauf zu synchronisieren, die vom Netzwerk 10 hervorgerufen werden (vergleiche Fig. 1).
Die Speicherkomponenten des Knotens 12 sind so beschaffen, dass sie eine Tabelle 52 zur Identifizierung logischer Kanäle (logical channel identification (LCID)) enthalten. Die Tabelle 52 bringt LCID-Werte, die weiter unten diskutiert werden, mit Adressen des Ausgangspuffers des Sendeempfängers 32 in Verbindung, indem eine eins-zu-eins Zuordnung geschaffen wird. Die in Tabelle 52 beinhalteten Adressen sind direkt dem Kanal zugeordnet, der benutzt wird, um Information zu einer Teilnehmereinheit 22 zu übertragen. Mit anderen Worten wird durch das Schreiben von Daten in den Ausgangspuffer 46 des Sendeempfängers 32 an die Stelle, die von einer Adresse in der LCID-Tabelle 52 spezifiziert wird, ein bestimmter Verkehrskanal ausgewählt, der einer bestimmten Teilnehmereinheit 22 zugeordnet ist.
Die Speicherkomponenten sind weiterhin so beschaffen, dass sie eine Lenkungs-Vergleichstabelle 54 (routing look up table (RLUT)), eine Nachbardienstkarte oder -liste 56, eine Lenkungscodetabelle 57 und anderen Speicher 58 beinhalten. Im allgemeinen enthält die RLUT 57 ein Datenelement für jeden beliebigen Lenkungscode, der in einem Datenpaket am Knoten 12 empfangen werden kann. Das Datenelement, das mit dem Lenkungscode eines Datenpakets in Verbindung gebracht wird, stellt fest, welche Querverbindung 16 (vergleiche Fig. 2) benutzt werden soll, um das Datenpaket weg von Knoten 12 zu seinem beabsichtigten Ziel zu lenken. Alternativ kann das Datenelement den Knoten 12 darüber informieren, dass das Datenpaket sein beabsichtigtes Ziel erreicht hat.
Die Nachbardienstkarte 56 speichert LCID-Werte, die Anrufen zugeordnet sind, für die die Nachbarknoten 12 neue Endknoten sind, sowie Statusdaten, die die Verkehrsleistung der Querverbindungen 16 zu diesen Knoten kennzeichnen, und welche CSOs 18 und GCSs 20 (vergleiche Fig. 1) von diesen Knoten bedient werden. Neue Endknoten sind Knoten, an die Datenpakete in der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung übergeben worden waren. Die RLUT 54 und die Karte 56 werden unten ausführlicher besprochen.
Die Lenkungscodetabelle 57 bringt LCID-Werte, Lenkungscodes und Adressen des Eingangspuffers 44 eines Vielkanal- Sendeempfängers 32 in Verbindung, indem sie eine eins-zu-eins-Zuordnung schafft. Die Adressen, die in Tabelle 57 enthalten sind, sind direkt bestimmten Kanälen zugeordnet, die benutzt werden, um Datenpakete aufwärts zu Knoten 12 zu senden. Der Knoten 12 kann LCID-Werte und Lenkungscodes an die Datenpakete anhängen, bevor er sie zu einem weiteren Objekt im Netzwerk 10 überträgt. Der Lenkungscode und die LCID-Werte werden zu Beginn während des Verbindungsaufbaus bestimmt, bevorzugt durch eine CSO 18 (vergleiche Fig. 1), und werden zu einem Knoten 12 in einer Netzwerk-Steuerungsnachricht gesendet. Gemäß der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung wird der Lenkungscode im Verlauf eines Anrufs wiederholt aktualisiert, gemäß den Netzwerk-Steuerungsnachrichten, die von den Knoten empfangen werden, welche die entgegengesetzten Enden der Anrufe verwalten.
Der andere Speicher 58 beinhaltet Daten, die als Anweisungen für den Prozessor 50 dienen, und die, wenn sie vom Prozessor 50 ausgeführt werden, den Knoten 12 veranlassen, die unten diskutierten Prozeduren auszuführen. Der Speicher 58 enthält ebenfalls andere Variablen, Tabellen und Datenbanken, die aufgrund des Betriebs von Knoten 12 bearbeitet werden.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Hintergrundprozedur 60, die vom Knoten 12 ausgeführt wird, um die Verteilung von Datenpaketen von irgendeinem Eingangspuffer 44 zu einem geeigneten Ausgangspuffer 46 (vergleiche Fig. 3) zu unterstützen. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führen alle Knoten 12 im wesentlichen die gleiche Prozedur aus. Die Hintergrundprozedur 60 kann als kontinuierlich ablaufend betrachtet werden, während die Knoten 12 gleichzeitig mit anderen Aktivitäten beschäftigt sind. Im allgemeinen bestimmt die Prozedur 60, ob bestimmte Erfordernisse aufgetreten sind, und veranlasst eine entsprechende Aktion, nachdem die Erfordernisse entdeckt wurden.
Das Flussdiagramm in Fig. 4 wurde zunächst aus der Perspektive der Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung wie oben diskutiert konstruiert. Viele der in Fig. 4 gezeigten Tasks können für die Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung weggelassen werden. Andererseits sind die wenigen Tasks, die bei der Ausführungsform mit Raumbereichen weggelassen werden können, in Fig. 4 durch Kästen mit Doppellinien gezeigt.
Die Prozedur 60 führt einen Abfrage-Task aus, um zu bestimmen, ob zum Gebrauch im Knoten 12 eine oder mehrere neue RLUTs 54 (vergleiche Fig. 3) erzeugt werden müssen. Die Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung benutzt verschiedene RLUTs 54, um die Bewegung der Knoten 12 über die Raumbereiche 26 (vergleiche Fig. 2) nachzuführen. Dementsprechend werden eine Anzahl von verschiedenen RLUTs 54, zum Beispiel 10- 100 in jeder Umlaufbahn benutzt, und der Satz von RLUTs 54 in jeder Umlaufbahn unterscheidet sich von dem Satz, der in der vorhergehenden Umlaufbahn benutzt wurde. Anstatt eine große Men ge an Speicherplatz für das Abspeichern von RLUTs 54 zu verbrauchen, die nicht benutzt werden, erzeugt die vorliegende Erfindung die RLUTs 54, bevor sie gebraucht werden. RLUTs 54, die nicht mehr gebraucht werden, können im Speicher von Knoten 12 überschrieben werden. Dementsprechend entscheidet der Task 62, ob Bedarf nach Erzeugung einer neuen RLUT 54 besteht.
Der Bedarf nach Erzeugung einer neuen RLUT kann entsprechend einer Vielzahl von Faktoren bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Task 62 bestimmen, dass eine neue RLUT 54 eine vorbestimmte Zeitspanne vorher erzeugt werden muss, bevor die neue Tabelle vom Knoten 12 verwendet wird. Alternativ kann der Task 62 die Erzeugung einer neuen RLUT 54 in eine Warteschlange stellen, bis ein Vorrat an existierenden RLUTs 54 unter eine vorbestimmte Größe fällt. Oder der Task 62 kann entscheiden, dass alle RLUTs 54, die in einer bevorstehenden Umlaufbahn benutzt werden sollen, erzeugt werden, wenn ein Knoten über einem Polargebiet der Erde ist, wo der Nachrichtenverkehr gering ist und der Knoten 12 leicht Prozessorleistung für die Erzeugung von RLUTs 54 erübrigen kann. Diese und andere Erwägungen, die für einen effizienten Betrieb von Knoten 12 relevant sind, verlassen sich auf den Task 62, der bestimmt, wann ein Bedarf zur Erzeugung einer oder mehrerer RLUTs 54 besteht.
Wenn der Task 62 den Bedarf zur Erzeugung einer oder mehrerer RLUTs 54 entdeckt, erzeugt ein Task 64 diese eine oder mehrere RLUTs 54 und sichert sie im Speicher von Knoten 12. Der Task 64 kann sofort nach dem Task 62 ausgeführt werden, oder später in einem getrennten Prozess ausgeführt werden, der von dem Task 62 in eine Warteschlange gestellt wurde. Jede einzelne RLUT 54 bringt einige wenige Bits an Daten mit jedem möglichen Raumbereich 26 (vergleiche Fig. 2) in Verbindung. Die in RLUTs 54 gespeicherten Daten repräsentieren eine Verbindungskennung (link identifier (ID)). Die Verbindungskennung spezifiziert, welche der Querverbindungen 16 (vergleiche Fig. 2) benutzt werden, um ein Datenpaket zu dem durch den Lenkungscode identifizierten Raumbereich zu lenken. Alternativ kann die Verbindungskennung den Knoten 12 darüber informieren, dass das Datenpaket möglicherweise seinen Ziel-Raumbereich erreicht hat und dass viel leicht keine Querverbindung 16 benutzt werden sollte, um das Datenpaket vom Knoten 12 weg zu befördern.
Der genaue Algorithmus, der zum Erzeugen von RLUTs 54 benutzt wird, ist für den Betrieb der vorliegenden Erfindung nicht kritisch. Zum Beispiel kann ein Knoten 12 seine eigene Position und die seiner Nachbarknoten in Konstellation 11 bezüglich aller Raumbereiche 26 (vergleiche Fig. 2) zu einem repräsentativen Zeitpunkt für die zu erzeugenden RLUTs 54 simulieren. Dann kann Knoten 12 für simulierte Datenpakete, die zu allen möglichen Raumbereichen gelenkt werden, den kürzesten oder direktesten Weg von der simulierten Position bestimmen. Alternativ kann Knoten 12 von einer Kontrollstation, wie etwa CGS 20 (vergleiche Fig. 1), die dahin erweitert werden kann, eine oder mehrere RLUTs zu erzeugen, Daten empfangen. Weiterhin spricht nichts dagegen, wenn in die erzeugenden Algorithmen Ausnahmeregeln eingebaut werden. Zum Beispiel können die Algorithmen so beschaffen sein, dass sie eine Lenkung innerhalb einer Ebene etwas mehr als eine Lenkung quer zur Ebene begünstigen oder sogar diese Tendenz dahingehend zu wichten, die Lenkung innerhalb einer Ebene in polaren Breiten, verglichen mit mehr äquatorialen Breiten, verschieden zu begünstigen.
Die Hintergrundprozedur 60 führt einen Task 66 aus, der bestimmt, ob ein Bedarf besteht, von der gegenwärtig benutzten RLUT 54 zu einer neuen RLUT 54 zu wechseln. Bevorzugt wird eine einzige RLUT 54 für eine vorbestimmte Zeitspanne, zum Beispiel eine bis zehn Minuten, aktiviert. Es ist wünschenswert, dass der Task 66 bestimmt, wann diese vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist. Wenn der Task 66 den Bedarf entdeckt, zwischen zwei RLUTs 54 zu wechseln, sichert ein Task 68 eine Variable im Speicher von Knoten 12, was veranlaßt, dass die nächste vorgesehene RLUT 54 die aktivierte RLUT 54 wird.
In der Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung wird eine angemessene RLUT 54 in regelmäßigen Intervallen aktiviert. RLUTs 54 werden im Voraus erzeugt und sind fertig und warten auf ihre Aktivierung, wenn sie gebraucht werden. Ein kontinuierlicher Strom von RLUTs 54 führt die Bewegung von Knoten 12 nach. Die Tasks 62-66 können, müssen aber nicht, in der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung weggelassen werden. Die Ausführungsform mit physikalischen Knoten lenkt Datenpakete zu spezifizierten physikalischen Knoten 12. Die relative Lage der Knoten 12 zueinander bleibt statisch. Daher erfordern die RLUTs 54 im normalen Betrieb in Verbindung mit der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung nur geringfügige Änderungen. In der Ausführungsform mit physikalischen Knoten kann die RLUT 54 zum Beispiel offline erzeugt werden und über eine GCS 20 (vergleiche Fig. 1) zum Knoten 12 übertragen werden.
Die Hintergrundprozedur 60 führt einen Task 70 aus, der bestimmt, ob ein Bedarf besteht, eine Anweisung zur Gesprächsweiterleitung abzuarbeiten. Eine Anweisung zur Gesprächsweiterleitung stellt eine Nachricht von einem Nachbarknoten 12 dar. Die Nachricht informiert einen Knoten 12, dass der Nachbarknoten, der die Nachricht gesendet hat, für einen oder mehrere Anrufe, die von der Anweisung identifiziert wurden, ein Endknoten war. Als Endknoten hat der Nachbarknoten Datenpakete, die mit dem einen oder mehreren Anrufen in Verbindung stehen, zu einer oder mehreren Endeinrichtungen auf oder nahe der Erde, wie Teilnehmereinheiten 22, CSOs 18 oder ähnliche geleitet. Die Anweisung zur Gesprächsweiterleitung informiert den Knoten 12, der die Anweisung empfängt, auch darüber, dass der Nachbarknoten sich aus der Reichweite für die Endeinrichtungen bewegt und dass der Knoten 12, der die Anweisung empfängt, in naher Zukunft als Endknoten für den einen oder mehrere Anrufen dienen wird.
Wenn der Task 70 einen Bedarf entdeckt, eine Anweisung zur Gesprächsweiterleitung abzuarbeiten, führt ein Task 72 angemessene Schritte daraufhin durch. Der Task 72 kann sofort nach dem Task 70 oder später in einem getrennten Prozess, der von dem Task 70 in eine Warteschlange gestellt wurde, ausgeführt werden. Wenn Anrufe, die mit einer Teilnehmereinheit 22 (vergleiche Fig. 1) in Verbindung stehen, weitergeleitet werden, kann der Task 72 eine Wert zur Identifizierung eines logischen Kanals (logical channel identification (LCID)) in der LCID-Tabelle 52 und in der Lenkungscodetabelle 57 (vergleiche Fig. 3) abspeichern. Ein LCID-Wert ist eine Markierung, die jedes Datenpaket in einem Anruf mit sich führt, um eindeutig den Anruf zu identifizieren, um die Teilnehmereinrichtung 22 zu identifizieren, an die das Datenpaket gerichtet ist, und die CSO 18 (vergleiche Fig. 1) zu identifizieren, die eine Verbindung mit dem Anruf hat. Die LCID- Werte werden weiter unten ausführlicher diskutiert. Durch die Abspeicherung von LCID-Werten in der LCID-Tabelle 52 und in der Anruf-Lenkungstabelle 57, weist der Knoten 12 den LCID-Werten Kanäle zu.
Wenn Anrufe weitergeleitet werden, die mit CSOs 18 (vergleiche Fig. 1) in Verbindung stehen, kann der Task 72 die Identität der CSOs in der Nachbardienstkarte 56 abspeichern. Durch die Abspeicherung dieser CSO-IDs in der Karte 56 kann der Knoten 12 große Mengen von Daten zum neuen Endknoten senden, der einen bestimmten Sendeempfänger 30 für die Erdverbindung (vergleiche Fig. 3) zur Kommunikation mit den weitergeleiteten CSOs zuordnen wird.
Die Reaktionen, die von dem Task 72 durchgeführt werden, können zusätzlich noch die Übermittlung einer Nachricht zurück zu dem Nachbarknoten beinhalten, um den Nachbarknoten über die neuen Kanalzuordnungen für die Anrufe der Teilnehmereinheiten 22 (vergleiche Fig. 1), die weitergeleitet wurden, zu informieren. Der Nachbarknoten kann dann die Endeinrichtungen über die neuen Kanalzuordnungen und eine vorgesehene Zeit für die Gesprächsweiterleitung zum neuen Knoten 12 informieren. Die Gesprächsweiterleitung ist für die Lenkung von Datenpaketen sowohl in der Ausführungsform mit Raumbereichen als auch der mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung wichtig, da die weiter unten diskutierten Lenkungsprozeduren die Gesprächsweiterleitungen dadurch kompensieren, dass sie Datenpakete an die Knoten 12 senden, die als Endknoten für Anrufe dienen.
Die Hintergrundprozedur 60 führt einen Task 74 aus, der bestimmt, ob ein Bedarf existiert, eine oder mehrere Nachbardienst-Aktualisierungsnachrichten abzuarbeiten. Nachbardienst- Aktualisierungsnachrichten übermitteln LCID-Werte der Anrufe, für die der Nachbarknoten als neuer Endknoten dient. Die Dienst- Aktualisierungsnachricht kann einen Knoten 12 über die neue Erfassung eines Kanals oder die Freigabe eines vorher aktiven Kanals des Nachbarn informieren. Kanäle können erfasst werden, wenn zum Beispiel ein Anruf kürzlich eine Verbindung aufgebaut oder beendet hat, oder ein Anruf weitergeleitet wurde.
In beiden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Raumbereichen oder physikalischen Knoten übermitteln die Nachbardienst-Aktualisierungsnachrichten Daten über den Verbindungsstatus. Die Daten über den Verbindungsstatus kennzeichnen die Fähigkeit eines Nachbarknotens, Verkehrsdaten, die über eine gemeinsame Querverbindung 16 (vergleiche Fig. 2) empfangen werden, abzuarbeiten. Die Statusdaten können anzeigen, dass eine Querverbindung fehlgeschlagen ist, dass der Nachbarknoten gerade einen außergewöhnlich starken Datenverkehr erfährt und eine verringerte Kapazität zur Abarbeitung von neuem Datenverkehr hat oder dass eine normale Nachrichtenübertragung stattfinden kann. Diese Statusdaten werden in der vorliegenden Erfindung dazu benutzt, um den Verkehr der Datenpakete über die zugeordneten Querverbindungen der Priorität nach zu ordnen. Nachbardienst- Aktualisierungsnachrichten können regelmäßig zwischen Nachbarknoten ausgetauscht werden.
Wenn der Task 74 einen Bedarf entdeckt, eine oder mehrere Nachbardienst-Aktualisierungsnachrichten abzuarbeiten, sichert ein Task 76 den Inhalt der Nachrichten in der Nachbardienstkarte 56 (vergleiche Fig. 3). Der Task 76 kann sofort nach dem Task 74 oder später in einem getrennten Prozess, der von dem Task 74 in eine Warteschlange gestellt wurde, ausgeführt werden. In der Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung werden die LCID-Werte bevorzugt in einer Weise gesichert, die es bei gegebenem LCID-Wert zu einem zukünftigen Zeitpunkt erlaubt, sie schnell zu sichern, aber auch schnell auf sie zuzugreifen. Der Knoten 12 sichert zusätzlich die Statusdaten in Tabelle 56. Natürlich kann der Knoten 12 entdecken, dass eine Querverbindung 16 (vergleiche Fig. 2) von sich aus fehlgeschlagen ist, und kann ohne auf den Empfang einer Nachbardienst- Aktualisierungsnachricht zu warten, diese Information in eine geeignete Statusvariable in Tabelle 56 schreiben.
Die Hintergrundprozedur 60 führt einen Task 78 aus, der bestimmt, ob kürzlich irgendwelche Anrufe am Knoten 12 gestartet oder beendet wurden. Wenn eine solche Änderung im Anrufstatus entdeckt wurde, führt Knoten 12 einen Task aus, der entweder sofort auf Task 78 oder später in einem getrennten Prozess folgt, der von dem Task 78 in eine Warteschlange gestellt wurde. Task 80 formatiert und sendet wie oben beschrieben eine Nachbardienst- Aktualisierungsnachricht. Die Aktualisierungsnachricht wird an alle Nachbarknoten geschickt, um die Nachbarknoten von der Änderung im Anrufstatus zu informieren.
Die Hintergrundprozedur 60 führt einen Task 82 aus, der bestimmt, ob ein Bedarf besteht, einen oder mehrere laufende Anrufe zu einem Nachbarknoten weiterzuleiten. Die genaue Technik, die benutzt wird, um zu bestimmen, wann Anrufe weitergeleitet werden müssen, ist für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung. Beispielsweise kann der Knoten 12 die Entscheidung zur Gesprächsweiterleitung auf Doppler-Merkmalen, Synchronisierungsangelegenheiten, Signalstärken oder Ähnlichem basieren. Dem Fachmann ist klar, dass solche Faktoren benutzt werden können, um anzudeuten, wann das Objekt, mit dem kommuniziert wird, wie etwa eine Teilnehmereinheit 22 (vergleiche Fig. 1), eine Grenzentfernung von Knoten 12 erreicht hat, und schwindet.
Wenn der Task 82 bestimmt, dass eine Gesprächsweiterleitung notwendig ist, wird der Task 84 ausgeführt, der entweder sofort nach Task 82 oder später in einem getrennten Prozess ausgeführt werden kann, der von dem Task 82 in eine Warteschlange gestellt wurde. Der Task 84 formatiert und sendet eine Anweisung zur Gesprächsweiterleitung zu dem Nachbarknoten, der den weitergeleiteten Anruf empfangen hat. Auf Task 84 folgend kann ein Task 86 ausgeführt werden, der die Nachbarknoten von der Änderung im Anrufstatus, die aus der Gesprächsweiterleitung resultiert, informiert.
Ein Task 88, wird in der Ausführungsform mit physikalischen Knoten ausgeführt, kann aber in der Ausführungsform mit Raumbereichen weggelassen werden. Der Task 88 formatiert und sendet eine neue Zielanweisung zum entgegengesetzten Ende des Anrufs, der weitergeleitet wurde. Die neue Zielanweisung wird zu einem Knoten des Netzwerks 10 gesendet, die das entgegengesetzte Ende des Anrufs steuert, wie etwa eine CSO 18, eine GCS 20 oder einen anderen Knoten 12, über den eine Teilnehmereinheit 22 direkt kommuniziert (vergleiche Fig. 1). Dieser Knoten des Netzwerks 10 ist derjenige, von dem die Datenpakete stammen, für die der Knoten 12 der Endknoten war. Die neue Zielanweisung weist diesen Endknoten an, den Lenkungscode zu ändern, den er in die Datenpakete aufnimmt, um die Nachbarknoten zu identifizieren, die den weitergeleiteten Anruf empfangen. Nachdem dieser Endknoten die neue Zielanweisung erhalten hat und auf sie reagiert, beginnt die Konstellation 11 (vergleiche Fig. 1), die Datenpakete des Anrufs zu dem empfangenden Nachbarknoten zu lenken.
Der Knoten 12 empfängt solche neuen Zielanweisungen in bezug auf Datenpakete, die er direkt von einer Teilnehmereinheit 22 empfangen und an einen anderen Knoten der Konstellation 11 übertragen hat (d. h. Datenpakete, die von einer Teilnehmereinheit 22 aus in die Konstellation 11 hereinkommen). Der empfangene neue Lenkungscode wird an einer angemessenen Stelle in der Lenkungscodetabelle 57 (vergleiche Fig. 3) gespeichert. Die angemessene Stelle kann durch Vergleich mit dem Eintrag in Tabelle 57 bestimmt werden, der einen in der Anweisung beinhalteten LCID-Wert enthält. Nach der Aktualisierung von Tabelle 57 hängt der Knoten 12 den neuen Lenkungscode an die Datenpakete des Anrufs an, die von der Teilnehmereinheit 22 empfangen wurden, bevor er sie innerhalb der Konstellation 11 überträgt. CSOs 18 und GCSs 20 können eine ähnliche Prozedur als Antwort auf den Empfang von neuen Zielanweisungen ausführen. Dementsprechend können Anrufdaten, die von einem öffentlichen Fernsprechnetz oder Ähnlichem stammen und die über ein CSO 18 oder eine GCS 20 zur Konstellation 11 übertragen wurden, Änderungen in Lenkungscodes verfolgen.
Nach Task 88 speichert ein Task 90 die Identität des Anrufs und des Nachbarknotens, der den Anruf empfängt, in der Nachbardienstkarte 56 (vergleiche Fig. 3). Durch die Sicherung eines Datensatzes der Anrufweiterleitung kann der Knoten 12, nachdem die Gesprächsweiterleitung aufgetreten ist, Datenpakete zum korrekten Endknoten lenken, sogar dann, wenn die Datenpakete einen veralteten Lenkungscode beinhalten.
Wie in Fig. 4 gezeigt, wiederholt die Programmkontrolle die Hintergrundprozedur 60 kontinuierlich nach der Ausführung ausgewählter Tasks 62-90. Daher wird der Inhalt von RLUT 54, LCID- Tabelle 52 und die Nachbardiensttabelle 56 im Speicher von Knoten 12 auf dem aktuellen Stand gehalten. Natürlich ist es für den Fachmann klar, dass viele der Tasks 62-90 gleichzeitig oder in einer anderen Reihenfolge als in Fig. 4 ausgeführt werden können. Darüber hinaus ist es dem Fachmann klar, dass der Knoten 12 zusätzliche Tasks, die nicht zur Lenkung dienen, in der Hintergrundprozedur 60 ausführen kann.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm einer Schaltprozedur 92, die von einem einzelnen Knoten 12 in Konstellation 11 (vergleiche Fig. 1) ausgeführt wird, um die Lenkung der Nachrichtenübertragung zu unterstützen. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führen alle Knoten 12 im wesentlichen dieselbe Prozedur durch. Ein Task 94, der von der Prozedur 92 ausgeführt wird, erhält ein Datenpaket. Das Datenpaket kann aus irgendeinem der Eingangspuffer 44 (vergleiche Fig. 3) genommen sein. Die Prozedur 94 kann gleichzeitig mehrmals von mehreren Prozessoren ausgeführt werden, die ihre eigenen Eingangspuffer 44 bedienen, oder von einem einzelnen Prozessor, der alle Eingangspuffer 44 bedient. Dementsprechend ist dieses eine Datenpaket, das in Task 94 genommen wird, einfach irgendein Datenpaket, das am Knoten 12 von irgendeiner Quelle, wie etwa einem Nachbarknoten 12, einem CSO 18 (vergleiche Fig. 1), einer Teilnehmereinheit 22 oder Ähnlichem empfangen wird.
Datenpakete, die von Nachbarknoten 12, CSOs 18 oder GCSs 20 (vergleiche Fig. 1) empfangen werden, beinhalten einen Lenkungscode und einen LCID-Wert. Andererseits können Datenpakete, die direkt von Teilnehmereinheiten 22 (vergleiche Fig. 1) über den Eingangspuffer 44 des Vielkanal-Sendeempfängers 32 empfangen werden, nicht über solche Lenkungscodes oder LCID-Werte verfügen. Für solche Datenpakete liest daher ein Task 95 die Adresse des Eingangspuffers 44 des Sendeempfängers 32, von dem das Datenpaket genommen wurde, und greift auf die Lenkungscodetabelle 57 zu, indem er diese Adresse als Kennbegriff benutzt. Der Lenkungscode und LCID-Wert, die in Tabelle 57 in Verbindung mit dieser Adresse gespeichert sind, werden genommen und dem empfangenen Datenpaket hinzugefügt oder angehängt. Nach Task 95 enthalten alle Datenpakete Lenkungscodes und LCID-Werte.
Die vorliegende Erfindung enthält die Übermittlung einer Vielzahl von Datenpaketformaten über die Konstellation 11. Die Fig. 6 und 7 zeigen Diagramme von Datenformaten von zwei erläuternden Beispielen für Datenpakete, die über Konstellation 11 (vergleiche Fig. 1) übermittelt werden. Fig. 6 zeigt zwei unabhängige Datenpakete 96, und Fig. 7 zeigt ein einzelnes Datenpaket 96. Beide Ausführungsformen des Datenpakets 96 in Fig. 6 und Fig. 7 beinhalten einen einzelnen Header 98 und einen einzelnen Lenkungscode 100 für jedes Datenpaket 96. Der Header 98 enthält Daten mit einer Typenkennzeichnung für das Paket 96, einer Länge des Pakets 96 und irgendwelchen weiteren Informationen, die üblicherweise in Headern von Datenpaketen enthalten sind.
Die Typenkennzeichnung kann zum Beispiel anzeigen, dass das Datenpaket 96 Rohdaten oder Sprachdaten enthält. Dem Fachmann ist klar, dass sich Rohdaten und Sprachdaten dadurch voneinander unterscheiden können, dass Datenpakete 96 mit Sprachdaten ein geringeres Maß an Sicherheit in ihrer Übermittlung tolerieren können als Datenpakete 96 mit Rohdaten. Zusätzlich kann die Typenkennzeichnung benutzt werden, um historische Daten zur Lenkung zu befördern. Die Konstellation 11 kann dann Datenpakete 96, die schon Probleme mit der Lenkung hatten, mit höherer Priorität behandeln, als Datenpakete 96, die noch nicht solche Probleme hatten.
Der Lenkungscode 100 ist ein relativ kurzer Code, zum Beispiel 4-12 Bits, bevorzugt 7-8 Bits. Die Konstellation 11 benutzt den Lenkungscode 100 zur schnellen Übermittlung des Datenpakets 96 an den Endknoten für dieses Datenpaket 96. Ein Diagramm mit dem Datenformat des Lenkungscodes 100 ist in Fig. 8 gezeigt. Der Lenkungscode 100 besteht bevorzugt aus zwei Segmenten. Ein Endsegment 101 identifiziert den Endknoten von Konstellation 11. In der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung identifiziert das Segment 101 direkt den Knoten 12, der als Endknoten dienen soll. In der Ausführungsform mit Raumbereichen identifiziert das Segment 101 einen Raumbereich. Ein Segment 103 mit dem Typus der Abwärtsstrecke identifiziert den Kanaltyp, der für die Lenkung des Datenpakets 96 hinunter zur Erde benutzt werden soll. Zum Beispiel kann ein Datenpaket zu einer Teilnehmereinheit 22 (vergleiche Fig. 1) über den Vielkanal-Sendeempfänger 32 (vergleiche den Vielkanal-Sendeempfänger 32 (vergleiche Fig. 3) oder zu einem CSO 18 oder GCS 20 (vergleiche Fig. 1) über einen Sendeempfänger 30 für die Erdverbindung (vergleiche Fig. 3) geleitet werden. Dem Fachmann ist klar, dass der Knoten 12 das Typus- Segment 103 nicht zu Rate ziehen muss, bevor er nicht zuerst bestimmt hat, dass er ein Endknoten für das Datenpaket 96 ist.
Wie in Fig. 6 dargestellt beinhaltet jedes Datenpaket 96 in der Ausführungsform der Fig. 6 ebenfalls eine LCID-Wert 102 und einen einzelnen Satz von Nutzdaten 104. Jeder Knoten 12 kann als Endknoten für Tausende von unabhängigen Nachrichtenübertragungen dienen, die an irgendeine Anzahl von Endeinrichtungen verteilt werden müssen. Jede unabhängige Nachrichtenübertragung wird von irgendeiner Anzahl, oft mehrere tausend, von Datenpaketen 96 übermittelt, und die Datenpakete jeder Nachrichtenübertragung werden am Endknoten in einer relativ beliebigen Reihenfolge empfangen. Der LCID-Wert 102 identifiziert den spezifischen Endknoten, zu dem die Datenpakete 96 gelenkt werden sollten.
Fig. 9 zeigt ein beispielhaftes Diagramm mit dem Datenformat des LCID-Wertes 102. Wie in Fig. 8 gezeigt, kann der LCID-Wert eine Komponente mit einer Sequenznummer 106 und eine Komponente 108 mit einer CSO-ID beinhalten. Die CSO-ID identifiziert eindeutig die CSO 18 (vergleiche Fig. 1), die den LCID-Wert 102 geschaffen hat, und die an der Leitung det Nachrichtenübertragung interessiert ist. Die Sequenznummer 106 identifiziert einen bestimmten Anruf oder eine registrierte Teilnehmereinheit 22, die mit der CSO 18 in Verbindung steht. Jede CSO 18 versichert sich bevorzugt davon, dass sie nicht zur gleichen Zeit zwei identische Sequenzwerte aktiviert. Dementsprechend identifiziert der LCID-Wert 102 eine eindeutige Endeinrichtung, zu der das Datenpaket 96 gesendet werden soll, dadurch dass er eine CSO-ID 108 mit einer Sequenznummer 106 zusammen nimmt.
Wie in Fig. 6 gezeigt, repräsentieren der Header 98, der Lenkungscode 100 und der LCID-Wert 102 die Zusatzdaten, die in jedem Datenpaket 96 enthalten sind. Im allgemeinen werden die Datenpakete 96 durch die Konstellation 11 für andere Zwecke als zum Übertragen von diesen Zusatzdaten übermittelt. Die Zusatzdaten sind primär zu Steuerungszwecken hinzugefügt. Andererseits ist die Übertragung von Nutzdaten der primäre Zweck für die Übermittlung von Datenpaketen 96 durch die Konstellation 11. Die Nutzdaten 104 sind bezüglich ihrer Form nicht beschränkt und können Sprachdaten, Rohdaten von Computern, Videodaten oder Ähnliches repräsentieren.
Die Ausführungsform von Datenpaket 96 in Fig. 7 unterscheidet sich von der Ausführungsform in Fig. 6 dadurch, dass jedes Datenpaket 96 in der Ausführungsform in Fig. 7 irgendeine Anzahl von Unterpaketen 110 beinhalten kann. Jedes Unterpaket 110 kann seinen eigenen Header 112 beinhalten, der die Länge des zugehörigen Unterpakets 110 angibt. Jedes Unterpaket 110 kann seinen eigenen LCID-Wert 102 und Nutzdaten 104 enthalten. Gemäß der Ausführungsform in Fig. 7 kann jedes Datenpaket 96 eine Vielzahl unabhängiger Informationen enthalten, die zu verschiedenen Endeinrichtungen übermittelt werden. Jede dieser vielen Informationen hat ihren eigenen LCID-Wert 102 und Nutzdaten 104. Alle diese Informationen sind jedoch einem gemeinsamen Lenkungscode zugeordnet. Die Knoten 12 in der Konstellation 11, die keine Endknoten sind, arbeiten nur einen einzigen Lenkungscode 100 ab, um eine Vielzahl von unabhängigen Unterpaketen 110 zu lenken.
Wie in Fig. 5 gezeigt, führt, nachdem ein Task 94 ein Datenpaket 96 von einem Eingangspuffer 44 (vergleiche Fig. 3) genommen hat und der Task 95 bei Bedarf einen Lenkungscode und einen LCID-Wert zugefügt hat, ein Task 114 unanhängig davon, ob das Datenpaket 96 gemäß der Ausführungsform in Fig. 6 oder Fig. 7 oder anders formatiert ist, eine Tabellen-Vergleichsoperation in der RLUT 54 (vergleiche Fig. 3) durch, indem auf den Lenkungscode 100 des Datenpakets 96 als Tabellenindex zurückgegriffen wird. Dem Fachmann ist klar, mit welcher Geschwindigkeit eine solche Tabellen-Vergleichsoperation ausgeführt werden kann. Daher erhält der Task 114 schnell eine Verbindungskennung für das Datenpaket 96, das oben durch Task 94 erhalten wurde.
Nach Task 114 bestimmt ein Abfrage-Task, ob das Datenpaket 96 über eine Querverbindung 16 (vergleiche Fig. 2) gelenkt wird, oder ob der Knoten 12, der den Task 116 ausführt, der Endknoten für das Datenpaket 96 sein könnte. Wenn der Knoten 12 der Endknoten ist, wird das Datenpaket 96 entweder direkt über den Sen deempfänger 32 (vergleiche Fig. 3) oder indirekt über einen Sendeempfänger 30 und CSO 18 oder GCS 20 abwärts zu der Endeinrichtung gelenkt, für die das Datenpaket bestimmt ist.
In der Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung wertet Task 116 bevorzugt die Verbindungskennung, die von Task 114 erhalten wurde, für diese Festlegung aus. Andererseits kann der Task 116 in der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung den Lenkungscode 100 selbst auswerten. Wie aus der Diskussion weiter unten ersichtlich werden wird, kann der Task 116 an diesem Punkt nicht mit Sicherheit bestimmen, dass der Knoten 12, der den Task 116 ausführt, für das Datenpaket 96 der Endknoten ist. Wenn der Task 116 bestimmt, dass der Knoten 12 der Endknoten für das Datenpaket 96 sein könnte, verzweigt die Programmsteuerung zu einer Endknoten-Prozedur 118, die unten in Zusammenhang mit Fig. 10 besprochen wird.
Wenn der Task 116 bestimmt, dass der Knoten 12, der den Task 116 ausführt, nicht der Endknoten ist, verifiziert die Prozedur 92 die Verbindungskennung, die vorher in Task 114 erhalten wurde, transportiert in angemessener Weise das Datenpaket 96 ab, und beginnt die Schleife erneut, um ein anderes Datenpaket 96 zu verarbeiten. Insbesondere bestimmt ein Abfrage-Task 120, ob der Pakettyp, der im Header 98 des Datenpakets 96 (vergleiche Fig. 6-J) enthalten ist, mit dem Status der Verbindungskennung kompatibel ist, die vorher in Task 114 erhalten wurde. Die Kompatibilität kann durch eine Vergleichsoperation ermittelt werden. Der Status der Verbindung kann von der Nachbardienstkarte 56 (vergleiche Fig. 3) erhalten werden. Wie oben in Verbindung mit der Hintergrundprozedur 60 besprochen wurde, zeigt dieser Status die Qualität der Querverbindung 16 (vergleiche Fig. 2) an, die von der Verbindungskennung identifiziert wird, zeigt die Fähigkeit des empfangenden Nachbarknotens 12 an, das Datenpaket 96 wegen Verkehrsüberlastung zu verarbeiten, und wird von der Hintergrundprozedur 60 aktuell gehalten. In der großen Mehrheit der Fälle wird das Datenpaket 96 mit dem Status der Querverbindung 16 kompatibel sein, die von der Verbindungskennung identifiziert wird.
Wenn der Task 120 Kompatibilität feststellt, schiebt ein Task 122 das Datenpaket 96 zu dem Ausgangspuffer 44, der dem Sendeempfänger 28 (vergleiche Fig. 3) zugeordnet ist, welcher von der Verbindungskennung angezeigt wird. Das Datenpaket wird dann im Laufe der Zeit automatisch zum entsprechenden Nachbarknoten 12 gesendet. Nach Task 122 springt die Programmsteuerung auf Task 94 zurück und beginnt ein anderes Datenpaket 96 zu verarbeiten.
Andererseits kann der Task 120 in einigen Fällen eine Inkompatibilität entdecken. Die Inkompatibilität kann durch den Ausfall einer Querverbindung 16, von einer übermäßigen Verkehrsbelastung an den Nachbarknoten 12 oder Ähnlichem verursacht sein. Wenn eine Inkompatibilität entdeckt wird, bestimmt ein Abfrage- Task 124, ob eine andere Querverbindung 16 zur Verfügung steht. Wenn zum Beispiel jeder Knoten 12 sechs Querverbindungen 16 (vergleiche Fig. 2) unterstützt, kann jeder der vier oder fünf alternativen Querverbindungen 16 benutzt werden, das Datenpaket 96 abzutransportieren, wenn die bevorzugte Wahl der Querverbindung, die von der Verbindungskennung aus Task 114 angezeigt wird, nicht verfügbar ist. Die Prozedur 92 untersucht in einer Schleife diese alternativen Querverbindungen 16, und Task 124 bestimmt, ob die Schleife abgebrochen wird.
Wenn eine andere Querverbindung 16 verfügbar ist, ändert ein Task 126 die Verbindungskennung auf eine, die der Wahl einer der alternativen Querverbindungen entspricht. Der Task 126 kann bei der Wahl, welche der verbleibenden Querverbindungen bevorzugt werden soll, einen vorgegebenen Algorithmus benutzen. Zum Beispiel kann der Task 126 die Querverbindung 16 wählen, die sich unmittelbar im Uhrzeigersinn zur vorher untersuchten Wahl befindet. Alternativ kann die RLUT 54 (vergleiche Fig. 3) ein Segment 128 beinhalten, das die alternativen Verbindungskennungen in einer bevorzugten Reihenfolge der Priorität auflistet. Zusätzlich und wünschenswert kann Task 126 die Typenkennzeichnung, die im Header 98 enthalten ist, abändern, wenn sie nicht schon früher in der Schleife geändert wurde, um anzuzeigen, dass das Datenpaket umgeleitet wurde.
Nach dem Task 126 springt die Programmsteuerung zurück zu Task 120, um die Kompatibilität der ausgewählten alternativen Querverbindung 16 zu testen. Die Programmsteuerung bleibt in der Schleife mit den Tasks 120, 124 und 126, bis eine kompatible Querverbindung 16 gefunden ist oder bis alle Querverbindungen 16 untersucht und für inkompatibel befunden wurden. Sobald eine kompatible Querverbindung 16 gefunden wurde, schiebt Task 122 das Datenpaket 96 zum Ausgangspuffer 46 (vergleiche Fig. 3) für diese Querverbindung. Wenn keine kompatible Verbindung 16 gefunden wurde, schaltet die Programmsteuerung zu einem Task 130 um. Task 130 verwirft das Datenpaket 96 und die Prozedur 92 springt zurück zu Task 94, um ein anderes Datenpaket zu verarbeiten. Durch das Verwerfen des Datenpakets 96 wird das Datenpaket 96 nicht über Knoten 12 hinaus gesendet und wird sein beabsichtigtes Ziel nicht erreichen. Nachdem das Datenpaket 96 verworfen wird, ist es jedoch wünschenswert, dass der Task 130 eine Statistik über die Anzahl der verworfenen Datenpakete 96 führt. Das Verwerfen eines Datenpaketes 96 ist bevorzugt ein extrem seltenes Vorkommnis und eines, das nur in Verbindung mit Typen von Datenpaketen mit niedrigerer Priorität vorkommt.
Für den Fachmann ist es klar, dass die oben besprochene Lenkungsprozedur zusammen mit der Prozedur 92 Verbindungsausfälle und außergewöhnliche Überlastung des Datenverkehrs kompensiert. Wenn alle Knoten 12 der Konstellation 11 ihre eigene Version der Prozedur 92 ausführen, werden die Datenpakete 96 bei Bedarf automatisch umgeleitet, was Verbindungsausfälle und Überlastung kompensiert.
Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm der Endknoten-Prozedur 118. Wie oben in Verbindung mit dem Task 116 der Prozedur 92 (vergleiche Fig. 5) besprochen, wird die Prozedur 118 ausgeführt, wenn der Task 116 bestimmt, dass der Knoten 12, der die Prozedur 92 ausführt, für das gerade verarbeitete Datenpaket 96 der Endknoten sein könnte. Die Prozedur 118 ermittelt, ob der Knoten 12 tatsächlich der Endknoten für das Datenpaket 96 ist, und transportiert das Datenpaket 96, inklusive aller Unterpakete (vergleiche Fig. 7) darin, in angemessener Weise ab.
Die Prozedur 118 führt einen Task 131 aus, der das Segment 103 mit dem Typus der Abwärtsstrecke des Lenkungscodes 100 erhält und sichert. Der Typus der Abwärtsstrecke spezifiziert, ob das Datenpaket 96 für eine Teilnehmereinheit 22 bestimmt ist, in welchem Fall es über einen Sendeempfänger 32 (vergleiche Fig. 3) übertragen wird, oder für eine CSO 18 oder GCS 20, in welchem Fall es über einen der Sendeempfänger 30 (vergleiche Fig. 3) übertragen wird. Nach dem Task 131 führt die Prozedur 118 einen Task 132 aus, der einen LCID-Wert 102 (vergleiche Fig. 6-8) vom Datenpaket 96 erhält. In Verbindung mit der Ausführungsform des Datenpakets 96 in Fig. 6 ist nur ein LCID-Wert zu holen. In der Ausführungsform des Datenpakets 96 in Fig. 7 jedoch hat jedes Unterpaket 110 seinen eigenen LCID-Wert 102, und der Task 132 erhält einen dieser LCID-Werte 102.
Nach Task 132 wertet ein Abfrage-Task 134 den LCID-Wert 102 aus und bestimmt, ob der Kanal, der von diesem LCID-Wert identifiziert wird, gegenwärtig vom Knoten 12, der die Prozedur 118 ausführt, bedient wird. Wenn der Typus der Abwärtsstrecke, der oben in Task 131 gesichert wurde, anzeigt, dass das Datenpaket 96 zu einer Teilnehmereinheit 22 übertragen werden soll, kann diese Auswertung durch Zugriff auf die LCID-Tabelle 52 (vergleiche Fig. 3) erfolgen, um zu bestimmen, ob der LCID-Wert 102 darin aufgelistet ist. Wenn der LCID-Wert 102 in der Tabelle 52 aufgelistet ist, dann wird der Kanal, der von dem LCID-Wert 102 identifiziert wird, von diesem Knoten 12 bedient. Mit anderen Worten, dieser Knoten 12 ist der Endknoten für das Datenpaket 96 oder Unterpaket 110, mit dem der LCID-Wert in Verbindung steht, und dieser Knoten ist tatsächlich der Endknoten für das Datenpaket 96 oder Unterpaket 110. Wenn andererseits der Typus der Abwärtsstrecke, der oben in Task 131 gesichert wurde, eine Übertragung zu einem CSO 18 oder einer GCS 20 anzeigt, muss Task 134 nur den Teil 108 der CSO-ID (vergleiche Fig. 9) des LCID-Wertes 102 untersuchen. Wenn dieser Knoten 12 der Endknoten für das Datenpaket 96 oder das Unterpaket 110 ist, dann ist der Teil 108 einem der Sendeempfänger 30 (vergleiche Fig. 3) zugeordnet.
Wenn der Kanal oder die Verbindung, die von dem LCID-Wert 102 identifiziert wird, von diesem Knoten bedient wird, schiebt ein Task 136 das Datenpaket 96 oder Unterpaket 110, das mit dem LCID-Wert 102 in Verbindung steht, in den angemessenen Ausgangspuffer 46 eines Sendeempfängers 30 oder 32 (vergleiche Fig. 3).
Das Datenpaket 96 oder das Unterpaket 110 wird dann im Laufe der Zeit automatisch zum angezeigten Ziel gelenkt.
Nach Task 136 bestimmt ein Abfrage-Task 138, ob das Ende des Datenpakets 96 erreicht ist. Der Task 138 ist mehr für die Ausführungsform des Datenpakets 96 in Fig. 7 relevant, da die Ausführungsform in Fig. 6 nur einen LCID-Wert in Verbindung mit jedem Datenpaket 96 zulässt. Wenn das ganze Datenpaket 96 noch nicht abtransportiert wurde, wie es in der Ausführungsform des Datenpakets 96 in Fig. 7 möglich ist, springt die Programmsteuerung zu Task 132 zurück, um den nächsten LCID-Wert 102 des Datenpakets 96 zu verarbeiten. Wenn das ganze Datenpaket abtransportiert wurde, verlässt die Programmsteuerung die Prozedur 118 von Task 138 aus und kehrt zur Prozedur 92 (vergleiche Fig. 5) zurück, in der der Knoten 12 ein weiteres Datenpaket 96 verarbeitet.
Wenn der Task 134 nicht bestimmen kann, dass dieser Knoten 12 den Kanal oder die Verbindung bedient, die durch den LCID-Wert 102 angezeigt wird, wertet ein Task 140 die Nachbardienstkarte 54 aus (vergleiche Fig. 3) und identifiziert, welcher der Nachbarknoten diesen LCID-Wert oder dessen Anteil der CSO-ID bedient. Dieser Knoten 12 könnte nicht der Dienstknoten sein, nachdem ein Anruf zu einem Nachbarknoten weitergeleitet wurde und die Endeinrichtung, die die Datenpakete 96 sendet, noch nicht auf eine neue Zielanweisung geantwortet hat, wie oben im Zusammenhang mit dem Task 88 (vergleiche Fig. 4) besprochen. Alternativ können in der Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung mehrere Knoten 12 einen gemeinsamen Raumbereich 26 (vergleiche Fig. 2) bedienen.
Der Task 140 greift bevorzugt auf die Karte 54 zu, indem er den LCID-Wert 102 oder die CSO-ID 108 als Kennbegriff benutzt. Durch Zugriff auf die Karte 54 bestimmt der Task 140 sehr schnell die Identität des Nachbarknotens, der den LCID-Wert bedient. In Verbindung mit der Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung wird die Nachbardienstkarte 54 durch die Übertragung von Nachbardienst-Aktualisierungsnachrichten aktuell gehalten, wie oben in Verbindung mit der Hintergrundprozedur 60 (vergleiche Fig. 4) besprochen. In Verbindung mit der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung wird die Nachbardienstkarte 54 durch das Aufzeichnen von Daten über Gesprächsweiterleitung aktuell gehalten, wie oben in Verbindung mit dem Task 90 (vergleiche Fig. 4) besprochen.
Nach Task 140 bestimmt ein Abfrage-Task 142, ob ein bedienender Nachbarknoten gefunden wurde. Wenn kein Nachbarknoten gefunden wurde, der den LCID-Wert 102 bedient, verwirft ein Task 144 das Datenpaket 96 oder das Unterpaket 110 und die Programmsteuerung geht zu Task 138 über, um das nächste Datenpaket 96 oder ein Unterpaket 110 zu verarbeiten. Indem das Datenpaket 96 oder das Unterpaket 110 verworfen wird, ist es jedoch vorteilhaft, dass der Task 144 eine Statistik über die verworfenen Datenpakete 96 oder Unterpakete 110 führt.
Wenn der Task 142 bestimmt hat, dass ein bedienender Nachbarknoten gefunden wurde, ändert ein Task 146 den Lenkungscode, um diesen Nachbarknoten anzuzeigen. Der Task 146 ist für die Ausführungsform mit Raumbereichen der vorliegenden Erfindung optional, da der Nachbarknoten mit den Knoten 12, der die Prozedur 118 ausführt, vermutlich den Dienst für einen gemeinsamen Raumbereich 26 teilt (vergleiche Fig. 2), Andererseits wird der Task 146, in der Ausführungsform mit physikalischen Knoten der vorliegenden Erfindung, den Nachbarknoten veranlassen, zu bestimmen, ob er der Endknoten für das Datenpaket 96 oder das Unterpaket 110 ist.
Nach Task 146 schiebt ein Task 148 das Datenpaket 96 oder das Unterpaket 110 in den Ausgangspuffer 46, der mit der Querverbindung 16 (vergleiche Fig. 2) zu dem bedienenden Nachbarknoten in Verbindung steht. Der Task 148 kann vorteilhafterweise ein Unterpaket 110 in ein Datenpaket 96 umformatieren, bevor er es im Ausgangspuffer 46 ablegt. Das Datenpaket 96 wird dann im Laufe der Zeit automatisch zum angemessenen Nachbarknoten gesendet. Nach Task 148 geht die Programmsteuerung zu Task 138 über, um das nächste Datenpaket 96 oder ein Unterpaket 110 zu verarbeiten.
Zusammenfassend lenkt die vorliegende Erfindung dynamisch Nachrichtensignale. Die dynamische Natur der vorliegenden Erfin dung erlaubt es, physikalische Knoten, über die die Nachrichtensignale gelenkt werden, im Laufe eines Anrufs zu wechseln. Eine minimale Menge an Netzwerk-Ressourcen wird für die Lenkung der Nachrichtensignale benötigt. Ein relativ kleiner Lenkungscode ist in jedem Datenpaket, das durch die Konstellation von Knoten gelenkt werden soll, enthalten, und die Lenkung wird, zumindest teilweise, über eine Tabellen-Vergleichsoperation durchgeführt, die nur einen vergleichsweise kleinen Speicherbereich benutzt. Darüber hinaus verteilt die vorliegende Erfindung Lenkungsentscheidungen unter den Netzknoten. Folglich antwortet sie sofort und automatisch auf Überlastung im Datenverkehr und Verbindungsausfälle und korrigiert automatisch nicht korrekte Lenkungsentscheidungen. Weiterhin transportiert die vorliegende Erfindung die Datenpakete sehr schnell weiter, um die Verzögerungen bei der Übermittlung der Nachrichtensignale zwischen Eingangs- und Ausgangspunkten zu minimieren.
Die vorliegende Erfindung wurde oben mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass Änderungen und Modifikationen in diesen bevorzugten Ausführungsformen gemacht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist es für den Fachmann klar, dass die einzelnen hier besprochenen Tasks in einer anderen Reihenfolge, als beschrieben, ablaufen können. Darüber hinaus sind der genaue Zeitablauf, die orbitale Geometrie, die Netzwerktopologie, die Datencodelänge und andere Parameter, die hier besprochen wurden, als veranschaulichende Beispiele gezeigt und sollen nicht so angesehen werden, als ob sie den Umfang der Vorliegenden Erfindung begrenzen. Es ist beabsichtigt, diese und andere Änderungen und Modifikationen, die für den Fachmann offensichtlich sind, in den Umfang der vorliegenden Erfindung mit einzuschließen.

Claims

1. Verfahren zum Lenken von Signalen durch einen Schalter, der als ein Knoten (12) in einer Konstellation (11) von Vermittlungsknoten dient, das die Schritte umfasst:

Empfangen eines Datenpaketes (96), das einen Lenkungscode (100) enthält, wobei das Datenpaket wenigstens einen Teil des Signals darstellt,

Erhalten einer Verbindungskennung (16) als Antwort auf den Lenkungscode, die eine von mehreren, an diesem Schalter benutzbaren Nachrichtenverbindungen spezifiziert, um das Datenpaket von dem Schalter weg zu lenken, und

Senden des Datenpakets weg von dem Schalter über die eine Nachrichtenverbindung,

dadurch gekennzeichnet, dass die Konstellation von Vermittlungsknoten (11) ein System von umlaufenden Satelliten umfasst und dass der Schritt zum Erhalten einer Verbindungskennung (16) die Abfrage einer Vergleichstabelle (54) beinhaltet, die gemäß den Umlaufbahnen der Satelliten erzeugt wird.

2. Verfahren zum Lenken eines Signals nach Anspruch 1, das weiterhin die Schritte umfasst:

Empfangen des Datenpakets über die eine Nachrichtenverbindung an einem zweiten Knoten der Konstellation, wobei der zweite Knoten als Antwort auf den Lenkungscode identifiziert wird,

Bestimmen (116) am zweiten Knoten, ob der zweite Knoten ein Endknoten für das Datenpaket sein könnte, wobei der bestimmende Schritt auf den Lenkungscode reagiert,

Auswerten (134), wenn der bestimmende Schritt bestimmt, dass der zweite Knoten der Endknoten sein könnte, eines Wertes zur Identifizierung eines logischen Kanals (logical channel identification (LCID)), der dem Datenpaket zugeordnet ist, um zu bestimmen, ob ein logischer Kanal, der durch den LCID-Wert identifiziert wird, von diesem Knoten bedient wird, und

Senden (148), wenn der zweite Knoten nicht diesen LCID-Wert bedient, des Datenpaketes weg von dem zweiten Knoten zu einem Nachbarknoten über eine zweite Nachrichtenverbindung, die als Antwort auf den LCID-Wert bestimmt wurde.

3. Vermittlungsknoten aus umlaufenden Satelliten für Datenpakete zum Lenken eines Signals innerhalb einer Konstellation (11) von Vermittlungsknoten (12), wobei der Vermittlungsknoten umfasst:

einen Empfänger (40) zum Empfangen eines Datenpaketes, das einen Lenkungscode (100) enthält, wobei das Datenpaket wenigstens einen Teil des Signals darstellt,

eine Vorrichtung, die mit diesem Empfänger verbunden ist, zum Erhalten einer Verbindungskennung (16) als Antwort auf den Lenkungscode, die eine von mehreren, an diesem Schalter benutzbaren Nachrichtenverbindungen spezifiziert, um das Datenpaket von dem Schalter weg zu lenken, und

einen Sender (42), der mit den Vorrichtungen zum Erhalten verbunden ist, zum Senden des Datenpakets weg von dem Schalter über die eine Nachrichtenverbindung,