DE69730898T2

DE69730898T2 - Zellulare Satellitenkommunikationsanordnung mit erdgebundenem Stationsuntersystem

Info

Publication number: DE69730898T2
Application number: DE69730898T
Authority: DE
Inventors: William F. Courtney; Christian H. Wiher
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Systems Corp
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2017-05-14
Also published as: DE69730898D1; JPH1098762A; EP0808035A3; EP0808035B1; JP2863515B2; EP0808035A2; US5937352A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei bekannten irdischen Funkzellentelekommunikationssystemen sind die Betriebsmittel, die eine Datenstation (z. B. ein Funktelefon, eine feststehende Datenstation, usw.) befähigen, mit dem System zu kommunizieren, bezüglich des Geländes festgelegt. Üblicherweise ist das Gelände in einzelne Funkzellen 2 (1) aufgeteilt, die in einzelne Standortbereiche 9 gruppiert sind. Anhand eines Beispiels sind die Grenzen der Standortbereiche 9 fett dargestellt. Die Standortbereiche 9 sind in Mobilfunkvermittlungsstellen(MSC)-Gebiete 6 gruppiert. Die MSC-Gebiete 6 bilden gemeinsam das Versorgungsgebiet eines öffentlichen Bodenmobilfunknetzes (PLMN). 8.
Jede Funkzelle wird von einem einzelnen Satz von Funkbetriebsmitteln, einschließlich eines Funkturms, unterstützt. Diese Betriebsmittel sind Teil eines Basisstation-Subsystems (BSS). Die von einer einzelnen Funkzelle verwendeten Betriebsmittel werden von einer Basistransceiverstation (BTS) unterstützt. Der in einer Funkzelle enthaltene irdische Bereich wird deswegen von den Abdeckungsfähigkeiten seines zugeordneten Funkturms vorgeschrieben. Ein Standortbereich ist ein Satz von Funkzellen, die als ein gemeinsamer Zusammenschluss von Funkbetriebsmitteln für bestimmte Funktionen behandelt werden, beispielsweise dem Funkruf einer Datenstation, um ihn bei einem eingehenden Anruf zu benachrichtigen. Das heißt, dass alle Funkzellen in einem Standortbereich die angerufene Datenstation anfunken würden. Indem die Funkzellen zu Standortbereichen gruppiert werden, definiert das System einen größeren irdischen Bereich als den, der von einer einzelnen Funkzelle unterstützt wird. Demnach ist es einer Datenstation möglich, in einem größeren Bereich zu wandern und von dem Funknetzwerk immer noch geortet werden zu können.
Ein Standortbereich wird seinerseits zu einem und nur einem MSC-Gebiet gehören. Ein MSC-Gebiet ist der von einer Mobilfunkvermittlungsstelle (MSC) (z. B. den MSCs 11 oder 21 aus 1) versorgte geographische Bereich und dessen zugeordnetes Besucher-Ortsangabe-Register (VLR) (z. B. VLRs 13 oder 19 aus 1). Die MSCs und VLRs können miteinander verbunden werden. Wenn es nicht wichtig ist, eine funktionelle Unterscheidung zwischen einem MSC und einem VLR zu machen, wird auf das Paar mit MSC/VLR Bezug genommen. Das MSC ist der Knoten, bei dem ein Funknetzwerk sein Funkbetriebsmittelnetzwerk mit einem herkömmlichen auf Bodenleitungen basierenden Netzwerk verbindet. Das MSC kann auch mit einem öffentli chen Fernsprechwählnetz (PSTN) verbunden werden, wobei es in dem Fall als ein Gateway-MSC (GM-MSC) 5 bezeichnet wird.
Wenn eine Datenstation angeschafft wird, wird ihr eine Mobilfunknummer für ein dienstintegriertes Digitalnetz (MSISDN) zugeordnet, d. h. eine Funktelefonnummer, aus dem Nummernbestand, die dem Funknetzdienstleister zugeordnet wurde. Diese Nummer und Teilnehmerdienstinformation wird in eine Datenbank eingegeben, die Heimat-Ortsangabe-Register (HLR) 3 genannt wird. Wenn eine Datenstation eingeschaltet wird, sucht sie den Äther nach einem Rundfunkkanal ab, der Ortsangabenbereichsidentifikations-(LAI)-Information sendet. Jede BTS betreibt einen solchen Rundfunkkanal in ihrer Zelle. Die Datenstation empfängt die LAI-Information und vergleicht sie mit der LAI, die in ihrem Speicher gespeichert ist. Die LAI in dem Speicher der Datenstation kann von dem Anbieter der Datenstation programmiert werden, wenn sie gerade eben angeschafft wurde oder kann die LAI eines Standortbereichs der Datenstation zu dem Zeitpunkt sein, bei dem sie zuletzt ausgeschaltet wurde oder den Versorgungungsbereich verlassen hat. Wenn die Rundruf- und die Speicherresidenten-LAIs zusammenpassen, dann geht die Datenstation in einen Bereitschaftsmodus über und ist bereit, Anrufe auszulösen oder zu beenden.
Wenn die zwei LAIs nicht zusammenpassen, dann muss die Datenstation sich registrieren, da das Netzwerk nicht über den aktuellen Standort der Datenstation unterrichtet ist. Die Datenstation registriert sich durch Signalisieren (durch das BSS) bei dem MSC/VLR, dessen Gebiet den aktuellen Standortbereich der Datenstation enthält. Beispielsweise würde sich die Datenstation 1 in 1 durch Signalisieren bei dem MSC/VLR 11/13 registrieren. Das MSC/VLR 11/13 bemerkt den aktuellen Standortbereich der Datenstation und bestimmt, ob die Datenstation schon in einem vorherigen Standortbereich in dem gleichen MSC-Gebiet 6 bei ihm registriert ist. Wenn dem so ist, dann ändert das MSC/VLR 11/13 die Standortdaten der Datenstation, die Registrierung wird beendet und die Datenstation geht in einen Bereitschaftsmodus über. Dennoch, wenn die Datenstation 1 sich vom Standortbereich 9 zum Standortbereich 4 bewegen würde, müsste die sich die Datenstation 1 mit dem MSC/VLR 21/19 erneut registrieren. Ansonsten werden weder das MSC/VLR 11/13 noch das MSC/VLR 21/19 in der Lage sein, auf die Datenstation 1 zuzugreifen, da dem MSC/VLR 21/19 die notwendige Datenstations- und Standortinformation fehlen wird und da das MSC/VLR 11/13 zu weit entfernt sein wird, um eine HF-Nachrichtenverbindung mit der Datenstation 1 aufrecht zu erhalten. Um eine Registrierung durchzuführen, benachrichtigt das MSC/VLR 21/19 das HLR 3 der Datenstation, dass das MSC/VLR 21/19 die Datenstation versorgt. Das HLR 3 bemerkt diese Information und überprüft, ob die Datenstation 1 vorher mit einem weiteren MSC/VLR registriert war, beispielsweise dem MSC/VLR 11/13. Wenn eine vorherige Registrierung bestand, löscht das HLR diese alte Registrierung und signalisiert dem MSC/VLR 11/13, das die vorherigen Registrierungsinformation besitzt, sich bei der Datenstation abzumelden.
Der Zweck dieses Informationsaustausches ist es, die Leitweglenkung der bei dem Funktelefon terminierten Anrufe (Anrufe bei der Datenstation) zu ermöglichen und in der Lage zu sein, die Datenstation zu identifizieren, wenn sie von dem Funktelefon abstammende Anrufe (Anrufe von der Datenstation) anordnet. Wenn eine solche erneute Registrierung nicht auftreten würde, würden an die Datenstation 1 gerichtete Anrufe verloren gehen, da das Gateway 5 solche Anrufe an das MSC/VLR 11/13 weiterleiten wird, das das letzte bekannte MSC/VLR darstellt, das bei dem HLR 3 für die Datenstation 1 registriert wurde. Die Verwendung der VLR- und HLR-Information in PLMNs wird nachstehend beschrieben.
Anrufe, die bei dem Funktelefon enden, erhalten Zugang zu dem PLMN des Teilnehmeranschlusses über ein GW-MSC. Das Verfahren zum leiten des Anrufs an das GW-MSC kann jede Standardfernsprechtechnikanwendung sein, die auf der MSISDN-Nummer der angerufenen Datenstation basiert. Die GW-MSC überprüft die angerufene MSISDN-Nummer der Datenstation und bestimmt, welches HLR den Teilnehmer versorgt. Basierend auf dieser Information signalisiert die GW-MSC das HLR und fordert Information an, wie der Anruf zu der Datenstation zu lenken ist. Das HLR befragt seine Datenbank und findet das MSC/VLR, das die Datenstation versorgt. Aus diesem Grund musste das MSC/VLR das HLR informieren, dass das MSC/VLR die Datenstation versorgte. Das HLR informiert das VLR, dass ein Anruf für die Datenstation mit der angerufenen MSISDN-Nummer ansteht und das HLR fragt bei der MSC eine Telefonnummer ab, zu der der Anruf geleitet werden kann. Das VLR liefert diese Telefonnummer an das HLR und das HLR reicht sie an die GW-MSC zurück. Die GW-MSC leitet den Anruf zu der MSC. Wenn der Anruf die MSC erreicht, fragt die MSC ihr zugeordnetes VLR ab, um die Identität der anrufenden Datenstation und den Standortbereich zu bestimmen, in dem die Datenstation angefunkt werden sollte. Aus diesem Grund muss die Datenstation das MSC/VLR informieren, so oft deren Standortbereich wechselt. Das VLR antwortet der MSC mit der Identität und LAI der Datenstation. Die MSC fordert das BSS auf, die Datenstation in dem Standortbereich der Datenstation anzufunken. Das BSS sendet diese Funkrufaufforderung an die BTSs, die die Funkzellen in dem Standortbereich der Datenstation abdecken, und diese BTSs senden den Funkruf. Die Datenstation im Bereitschaftsmodus hört den Funkruf und antwortet. Nach einem kurzen Austausch von Signalen ist die End-zu-End-Anrufsverbindung abgeschlossen.
Von dem Funktelefon abstammende Anrufe benötigen nicht so einen aufwendigen Leitweglenkungsmechanismus. Dennoch, als eine Sicherheitsmaßnahme gegen betrügerische Verwendung des PLMN und um die Zuverlässigkeit des Mobilfunkteilnehmers zu erhalten, kann das VLR Information besitzen, die nur ihm und der Datenstation bekannt ist. Diese Information wird als Teil der Registrierungssignalisierung zwischen der Datenstation und dem MSC/VLR aufgebaut und wird in der Datenstation und in dem VLR gespeichert. Wenn ein von dem Funktelefon abstammender Anruf eingeleitet wird, muss diese Information in dem VLR vorhanden sein, damit Betrugsvorbeugungs- und Zuverlässigkeitsmechanismen implementiert werden können.
Es ist zu beachten, dass die Registrierung der Datenstation (anders als die anfängliche Registrierung einer nagelneuen Datenstation) durch die Bewegung der Datenstation von einem Standortbereich zu einem weiteren verursacht wird. Diese Bewegung wird nicht zwischen den Datenstationen koordiniert und tritt demnach zufällig und bei einer relativ niedrigen Häufigkeit auf.
Auch sollte man beachten, dass das Sammeln von Funkzellen zu Standortbereichen ein wichtiger Kompromiss in dem detaillierten Entwurf eines Zellularsystems ist. Große Standortbereiche vermindern die Anzahl von Datenstationsregistrierungen, da die Datenstationen weiter reisen müssen, bevor sie deren aktuellen Standortbereich verlassen. Da das Registrieren Funksignalisierungsbetriebsmittel verbraucht, neigt beim Herabsetzen der Anzahl der Registrierungen, die Kapazität eines PLMN sich um einen gegebenen Umfang von Funksignalisierungsbetriebsmitteln zu erhöhen. Andererseits müssen die Datenstationen über deren ganzen Standortbereich hinweg angefunkt werden, da es einer Datenstation freisteht, sich innerhalb ihres Standortbereiches frei zu bewegen, ohne das Netzwerk über seine Bewegungen zu informieren (durch Registrierung). Sobald ein Standortbereich vergrößert wird, müssen die Datenstationen darin in mehreren Funkzellen angefunkt werden. Da das Anfunken auch Funksignalisierungsbetriebsmittel verbraucht, neigt bei einer Verkleinerung der Größe der Standortbereiche die Kapazität eines PLMN mit einem gegebenen Umfang von Funksignalisierungsbetriebsmitteln zuzunehmen. Demnach ist es wünschenswert, eine annehmbare Größe für Standortbereiche zu finden, sodass ein Minimum von Funksignalisierungsbetriebsmitteln für die gemeinsamen Aufgaben des Registrierens und des Anfunkens verwendet werden.
Der vorhergehende Arbeitsvorgang ist in herkömmlichen irdischen Systemen handhabbar, da eine erneute Registrierung von der Bewegung von einzelnen Datenstationen zwischen den Standortbereichen vorgeschrieben ist. Demnach registrieren sich die Datenstationen erneut einzeln. Das irdische System erfordert niemals gleichzeitige erneute Massenregistrierung einer großen Anzahl von Datenstationen.
Dennoch weisen satellitengestützte Systeme Schwierigkeiten auf, die irdische Systeme nicht betreffen. Die vorgeschlagenen satellitengestützten Telekommunikationssysteme enthalten Datenstationen, Satelliten, Bodenstationen, MSCs/VLRs, GW-MSCs und ein irdisches Netzwerk, das die Bodenstationen, MSCs/VLRs und GW-MSCs miteinander verbindet. Die Satelliten können bestimmte Funktionen durchführen, die der Funktionalität der BTSs verwandt sind und die Bodenstation kann einige Funktionen durchführen, die der Funktionalität des BSS verwandt sind.
Es wurden satellitengestützte Telekommunikationssysteme vorgeschlagen, die Satelliten benutzen, die die Erde in anderen als geostationären Höhen umkreisen. Die Satelliten in diesem System bewegen sich in Bezug auf die Oberfläche der Erde und so ändern sich deren Abdeckungsflächen auf der Erdoberfläche fortlaufend. In Analogie mit den PLMNs verhält es sich so, als ob die Funktürme (die BTSs) sich in fortlaufender Bewegung befänden. Die Funkzellen in Zellularsystemen werden durch die Reichweite der Netzwerkfunkbetriebsmittel definiert und demnach sind die Funkzellen in den satellitengestützten Systemen in fortlaufender Bewegung. Da die Funkzellen in fortlaufender Bewegung sind, sind es die Standortbereiche auch. Da, wie oben gezeigt, eine Datenstation sich erneut registrieren muss, sobald sich deren Standortbereich ändert, würden sich entweder die Datenstationen fortgesetzt registrieren oder die Standortbereiche müssten sehr groß sein.
Ferner kann die Registrierung, die durch Funkzellenbewegung verursacht wird, katastrophale Folgen für den Betrieb satellitengestützter Systeme haben. Der Ursprung der potentiellen Katastrophe ist, dass die Bewegung der Satelliten viele Datenstationen in derselben Art und Weise gleichzeitig oder fast gleichzeitig beeinflusst. Wenn ein Satellit eine Datenstation nicht länger abdeckt, deckt er auch keine weiteren nahegelegenen Datenstationen ab. Die Bodengeschwindigkeit des Abdeckungsfeldes des Satelliten in den vorgeschlagenen satellitengestützten Telekommunikationssystemen beträgt mehrere Kilometer pro Sekunde. Demnach können eine große Anzahl von Datenstationen von einem Satelliten innerhalb von Sekunden nicht mehr abgedeckt werden. Wenn sich all diese Datenstationen bei den Funkbetriebsmitteln bei einem weiteren Satelliten registrieren müssten, würde dieser weitere Satellit mit Re gistrierungssignalisierung überschwemmt werden. Eine fast gleichzeitige Registrierung von Datenstationen in einem festgelegten geographischen Bereich wird als "Massenregistrierungsereignis" bezeichnet. Allermindestens würde die Sendekapazität des Satelliten um den Umfang der Signalisierung abnehmen, die für die Registrierungen erforderlich ist. Noch wahrscheinlicher würden alle vorhandenen Signalisierungskanäle mit Registrierungssignalisierung verstopft werden und keine neuen Anrufe, weder zu oder von den Datenstationen in dem Bereich, könnten während der Registrierung ausgelöst werden.
Um den Begriff der erneuten Massenregistrierung ferner zu veranschaulichen, wird auf 2 Bezug genommen, die veranschaulicht, wie der Wechsel der Satelliten-zu-Datenstation-Verbindungsfähigkeit die erneuten Registrierungen zwischen den Zeiten t₁ und t₂ ansteuern kann. Zur Zeit t₁ bedeckt der Satellit 23 die Datenstationen im Bereich 25. Zur Zeit t₂ bewegt sich der Satellit 23 über Bereich 25 hinaus. Gemäß dem oben genannten Vorgang, wenn sich ein Satellit 23 bewegt, müssen sich Datenstationen im Bereich 25, die von dem Satelliten 23 bei der Bodenstation 27 registriert wurden, erneut mit der Bodenstation 29 registrieren oder gehen dem System verloren.
Darüber hinaus kann ein Massenregistrierungsereignis sogar auftreten, während eine Gruppe von Datenstationen in einem Gebiet unter der Abdeckung eines einzelnen Satelliten bleibt. Damit ein satellitengestütztes Telekommunikationssystem funktioniert, müssen die Satelliten nicht nur mit den Datenstationen sondern auch mit dem Netzwerk in Verbindung bleiben. Die Kontaktknoten für die Satelliten sind Bodenstationen. Beim Umkreisen bricht jeder Satellit von Zeit zu Zeit die Verbindung mit einer Bodenstation ab und stellt erneut eine Verbindung mit weiteren her. Herkömmliche satellitengestützte Telekommunikationssysteme enthalten MSCs/VLRs als wesentliche Bestandteile einer jeden Bodenstation. Ein Satellit muss mit einer Bodenstation in Verbindung stehen, um mit den MSCs/VLRs der Bodenstation in Verbindung zu stehen. Demnach, wenn ein austretender Satellit die Verbindung mit der Bodenstation unterbricht, unterbricht er auch die Verbindung mit den nicht abgedeckten MSCs/VLRs der Bodenstation. Demnach, wenn das System von der Datenstation terminierte Anrufe, die von einem austretenden Satelliten abgedeckt werden, an ein MSC/VLR weiterleitet, das nicht länger von dem Satelliten abgedeckt wird, kann das nicht abgedeckte MSC/VLR nicht länger anrufende Parteien mit den terminierenden Datenstationen in Verbindung setzen. Alle der Datenstationen, die bei einem nicht abgedeckten MSC/VLR registriert sind und unter dem Satelliten in Bereitschaft stehen, haben tatsächlich die Verbindung mit dem Netzwerk verloren. Um die Verbin dung wieder herzustellen, müssen sich alle bei einem weiteren MSC/VLR registrieren, das noch mit dem(n) abdeckenden Satelliten in Verbindung steht. Dieses erneute Massenregistrierungsereignis würde wieder die Signalisierungsbetriebsmittel des Satelliten verstopfen und die Kapazität für neuen Sende-Verkehr entweder stark vermindern oder insgesamt unterdrücken.
3 veranschaulicht, wie eine Satelliten-zu-Bodenstation-Verbindung erneute Registrierungen ansteuern kann. In 3 ist die Datenstation 31 bei dem MSC/VLR 33 der Bodenstation 35 registriert. Während der Satellit 37, der einzige die Datenstation 31 abdeckende Satellit, sich überirdisch bewegt, unterbricht er die Verbindung mit der Bodenstation 35. Zu diesem Zeitpunkt müssen sich die Datenstation 31 und alle auf eine ähnliche Weise registrierten Nachbarn erneut mit der Bodenstation 39 registrieren oder sie gehen dem System wieder verloren.
Es ist nicht praktisch, die Standortbereiche in satellitengestützten Telekommunikationen zu erweitern, sodass die Registrierung nicht von Satellitenbewegungen verursacht wird. Unterschiedliche vorgeschlagene Systeme haben niedrige und mittlere Erdbahnsatelliten, deren Abdeckungsfelder sich entlang der gesamten Erde in weniger als einem Tag bewegen. Erweitern der Standortbereiche auf eine Größe, die die ganze Erde oder sehr große Teile der Erde enthalten, würde den Funkbetriebsmitteln der Satelliten eine unmögliche Funklast aufbürden.
Die EP 0 536 921 A1 offenbart ein integriertes drahtloses/Satelliten-Kommunikationssystem, das mehrere irdische Telefonsysteme wie beispielsweise private, öffentliche oder Funk-Telefonsysteme enthält. Jedes der Telefonsysteme umfasst einen Gateway, wobei jeder Gateway eine Heimat-Benutzer-Datenbank und eine Wanderer-Datenbank unterhält. Jede Benutzerstation des Kommunikationssystems hat einen Heimat-Gateway und ist bei der Heimat-Benutzer-Datenbank dieses Gateways registriert. Eine Benutzerstation, die in dem Versorgungsbereich eines anderen Gateways als dem Heimat-Gateway wandert, ist bei der Wanderer-Datenbank des entsprechenden Gateways registriert und die Heimat-Benutzer-Datenbank des Heimat-Gateways des Benutzers wird aktualisiert, um anzuzeigen, dass die Benutzerstation in dem Versorgungsbereich des weiteren Gateways wandert.
Das Kommunikationssystem gemäß der EP 0 536 921 A1 umfasst ferner eine Konstellation von Satelliten, von denen jeder ein (sich bewegendes) Satellitenversorgungsgebiet versorgt. Die Satelliten ermöglichen es, eine Nachrichtenverbindung mit jedem wandernden Benutzer innerhalb der Satellitenversorgungsgebiete herzustel len. Ein das Netzwerk koordinierender Gateway wird bereitgestellt, der die Nachrichtenverbindungen zwischen den wandernden Benutzerstationen und den Gateways des Telefonsystems handhabt und steuert. Der das Netzwerk koordinierende Gateway unterhält eine Netzwerkdatenbank, die Informationen über jeden Benutzer in dem Bereich des Kommunikationssystems enthält. Wenn der Benutzer dabei ist, das Versorgungsgebiet eines irdischen Telefonsystems zu verlassen, um in ein Satellitenversorgungsgebiet einzutreten, wird eine Benachrichtigung an den das Netzwerk koordinierende Gateway gesendet und die Netzwerkdatenbank wird aktualisiert, um anzuzeigen, dass der Benutzer in dem Satellitenversorgungsgebiet wandert. Zur gleichen Zeit wird die Wanderer-Datenbank des Gateways aktualisiert, in der der Benutzer registriert ist, um anzuzeigen, dass sich der Benutzer in dem Satellitenversorgungsgebiet befindet.
Ein Benutzer, der wandert und sich nicht in einem irdischen Telefonversorgungsgebiet befindet, kann einen Anruf von einem entfernten Standort in der folgenden Art und Weise erhalten. Der Anruf wird zu dem Heimat-Gateway des Benutzers übertragen. Auf der Grundlage der Information in der Heimat-Benutzerdatenbank des Heimat-Gateways wird der Anruf zu einem aktiven Gateway geleitet. Sobald die Wanderer-Datenbank des aktiven Gateways anzeigt, dass der Benutzer in dem Satellitenversorgungsgebiet wandert, wird der Anruf von dem aktiven Gateway über einen Satelliten zu dem Benutzer geleitet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, jede Standortbereichgröße in einem satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystem zu erlauben, wobei die Anzahl von erneuten Registrierungen auf nur jene beschränkt wird, die von der Bewegung von Datenstationen von einem Standortbereich zu einem weiteren benötigt wird (keine erneuten Registrierungen, die von der Satellitenbewegung verursacht wurden). Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Subsystem in einem satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystem gemäß Anspruch 1 bereit. Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein satellitengestütztes Funkzellentelekommunikationssystem bereit, das alle Merkmale des Anspruchs 10 aufweist. Zusätzlich wird ein Verfahren zum Leiten von Anrufen in einem satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystem gemäß Anspruch 11 von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
In Folge der vorliegenden Erfindung ist es Benutzerstationen möglich, mit einem einzelnen Besucher-Standortregister in einem satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystem unabhängig von der Satellitenbewegung registriert zu bleiben, solange die Datenstationen innerhalb einer festgelegten geographischen Zone bleiben. Jede Benutzerdatenstation ist bei einem einzelnen MSC/VLR registriert. Sobald der Benutzer zwischen zwei Zonen durchgeht, registriert sich die Benutzerstation erneut bei der neuen zugehörigen MSC/VLR. Die Bodenstationen und MSC/VLRs sind über eine fest zugeordnete Bodenstationnetzwerkverbindung miteinander verbunden. Diese Bodenstationnetzwerkverbindung ermöglicht es, Nachrichtendaten zwischen MSC/VLRs und Bodenstationen durchzureichen, die in einem komprimierten und/oder codierten Format auftreten können. Jedes MSC/VLR kann über eine terrestrische Netzwerkverbindung mit einem Gateway und einem öffentlichen Fernsprechwählnetz verbunden werden. Die Nachrichtendaten können entlang einer irdischen Netzwerkverbindung in einem dekomprimierten und/oder decodierten Format weitergeleitet werden. Wahlweise können MSC/VLRs sich physikalisch entfernt von den Bodenstationen befinden. Wenn sich die MSC/VLRs und Bodenstationen in einem gemeinsamen physikalischen Einsatzort befinden, kann ein Modemschalter bereitgestellt werden, um die Bodenstation und das MSC/VLR und die Bodenstationnetzwerkverbindung miteinander zu verbinden. Die Bodenstationen und die MSC/VLRs können entlang eines Bodenstationnetzwerks durch Weitverkehrsschnittstellen kommunizieren.
Die vorliegende Erfindung unterstützt ein Konzept, das ein MSC/VLR von einer lokalen Bodenstation und der begrenzten und wechselnden Standortsbereichsabdeckung der Bodenstation trennt. Dafür wird ein MSC/VLR einer geographisch festgelegten Abdeckungszone für eine oder mehrere geographisch festgelegte Standortbereiche zugeordnet, die von vielen Bodenstationen versorgt werden können. Das Bodenstationsnetzwerk stellt eine direkte Nachrichtenverbindung zwischen einem MSC/VLR und mehreren Bodenstationen bereit. Auf diese Art und Weise kann zu jeder Zeit eine Abdeckung für Datenstationen, die bei dem MSC/VLR registriert sind, aufrechterhalten werden, die innerhalb der Zone sind, die dem MSC/VLR zugeordnet ist. Datenstationen, die eine direkte Satellitenverbindung zu deren zugeordnetem MSC/VLR verloren haben, können nach wie vor mit deren zugeordnetem MSC/VLR über eine entfernte Bodenstation kommunizieren, ohne sich erneut zu registrieren. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ferner eine effiziente Verfolgung der Datenstationen, um vorzubeugen, dass Datenstationen dem System verloren gehen. Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung Kompatibilität mit aktuellen handelsüblichen MSCs, VLRs, MSC/VLRs und Gateway-MSCs bereit, so dass deren Entwicklungskosten eine kaufmännisch durchführbare Implementierung erlauben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein bekanntes irdisches Funkzellentelekommunikationssystem.
2 veranschaulicht ein Beispiel einer Satelliten-zu-Datenstation-Verbindungsmöglichkeit.
3 veranschaulicht ein Beispiel einer Satelliten-zu-Bodenstations-Verbindungsmöglichkeit.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform des satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystems, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform des satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystems, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
6 ist eine schematische Darstellung von alternativen Ausführungsformen des satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystems, das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
4 veranschaulicht ein satellitengestütztes Telekommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System enthält mehrere Bodenstationen 47 und 49, die mit Benutzerstationen 1 über Nachrichtenkanäle kommunizieren, die von den Satelliten 41 und 43 unterhalten und weitergeleitet werden. Die Bodenstationen 47 und 49 unterhalten und stellen Nachrichtenverbindungen mit den Bodenstationen her.
Das System in 4 enthält ferner Mobilfunkvermittlungsstellen/Besucher-Standortregister (MSC/VLRs) 51 und 53. Wie nachstehend beschrieben, arbeitet jedes MSC/VLR unabhängig von den Bodenstationen und kann demnach entfernt davon aufbewahrt werden. Um diese strukturelle Unabhängigkeit hervorzuheben, wie in 4 gezeigt, wird das MSC/VLR 51 dargestellt, als befände es sich bei einer Bodenstation 47, während das MSC/VLR 53 dargestellt wird, als befände es sich physikalisch entfernt von den Bodenstationen 47 und 49. Die MSC/VLRs 51 und 53 enthalten Datenstationsidentifikationsinformationen und Datenstationsstandortinformationen für Datenstationen innerhalb Standortbereichen, die jedem MSC/VLR zugeordnet sind. Anhand eines Beispiels kann das MSC/VLR 53 einer Abdeckungszone zugeord net werden, die die Standortbereiche 55, 57 und 59 enthält. Gleichermaßen kann das MSC/VLR 51 einer Abdeckungszone zugeordnet werden, die die Standortbereiche 63 und 64 enthält. Demnach werden Benutzerstationen innerhalb der Standortbereiche 55, 57 und 59 bei dem MSC/VLR 53 registriert. Die Benutzerstationen innerhalb der Standortbereiche 63 und 64 werden bei dem MSC/VLR 51 registriert. Wie in 4 gezeigt, befindet sich die Datenstation innerhalb des Abdeckungsbereichs 61 des Satelliten 45, obwohl die Datenstation 1 bei dem MSC/VLR 53 registriert ist. Demnach unterhält die Datenstation 1 eine Nachrichtenverbindung mit der Bodenstation 47 über den Satelliten 45. Wie nachstehend erklärt, bleibt die Datenstation 1 bei dem MSC/VLR 53 registriert, ohne sich erneut bei dem MSC/VLR 51 zu registrieren.
Das System aus 4 enthält ferner eine Bodenstationsnetrwerkverbindung (ENL) 41, die einen Kommunikationspfad bereitstellt, beispielsweise ein Weitverkehrsnetz zwischen Bodenstation 47, Bodenstation 49, dem MSC/VLR 51 und dem MSC/VLR 53. Eine gesonderte terrestrische Netzwerkverbindung (TNL) 93 wird zwischen den MSC/VLRs 51 und 53 und dem Gateway 5 bereitgestellt. Wie nachstehend erklärt, trägt die TNL 93 Daten zwischen der Benutzerstation 1 und dem PSTN 7 über das zugeordnete MSC/VLR (53 in dem Beispiel aus 4) und dem Gateway 5.
6 veranschaulicht das System aus 4 in umfangreicherem Detail. Die Bodenstation 47 und das MSC/VLR 51 können sich benachbart zueinander bei der gleichen Gerätestelle befinden. Alternativ kann sich das MSC/VLR 53 bei einer gesonderten Gerätestelle 79, entfernt von jeder Bodenstation befinden. Gleichermaßen können sich die Bodenstationen 49 und 81 physikalisch von jedem MSC/VLR entfernt befinden. Die Bodenstationen 47, 49 und 81 und die MSC/VLRs 51 und 53 sind entlang der ENL 41 verbunden. Die ENL 41 kann komprimierte und/oder codierte Kommunikations- und Befehlsdaten zwischen den Bodenstationen und den MSC/VLRs in einer gebündelten Art und Weise übertragen. Die ENL 41 kann konfiguriert werden, jede gewünschte Anzahl von Kanälen zu enthalten und bei jeder gewünschten Übertragungsgeschwindigkeit zu arbeiten. Die TNL kann auch jede gewünschte Übertragungsgeschwindigkeit unterstützen. Die TNL 93 ist mit dem PSTN 7 über ein Gateway 5 verbunden. Demnach kann es wünschenswert sein, die TNL 93 zu konfigurieren, um Nachrichtendaten gemäß einem herkömmlichen Standard zu übertagen, beispielsweise bei 64 Kbps. Wahlweise kann die TNL 93 Nachrichtendaten in einem komprimierten und codierten Format zu und von dem Gateway 5 übertragen.
Unter weiterem Bezug auf 6 werden Transcodergeschwindigkeitsadaptereinheiten (TRAUs) 87 und 89 bei dem MSC/VLR 51 bzw. 53 bereitgestellt. Die TRAU 89 ist mit einer Basisbandsteuerung (BC) 101 verbunden und führt Komprimierung/Codierung mit Nachrichtendaten durch und reicht sie weiter an die BC 101. Die TRAU 87 dekomprimiert und/oder decodiert von der BC 101 empfangene Nachrichtendaten. Die TRAU 87 ist mit der BC 100 verbunden und führt Kompression und/oder Codierung mit Nachrichtendaten durch und übergibt sie an die BC 100. Die TRAU 87 dekomprimiert und/oder decodiert die von der BC 100 empfangenen Nachrichtendaten.
Die BC 100 steuert die Konfiguration des Modemschalters 91 und wählt Schaltkreise (z. B. Kanäle) in den Modulatoren und Demodulatoren 71, 83 und 86 zur Verwendung bei der Kommunikation mit Datenstationen aus. Wahlweise können die Schaltkreise oder Kanäle in den Modulatoren/Demodulatoren 71, 83 und 86 von einem Systembetriebszentrum 104 zugeteilt werden. Einmal zugeteilt, stehen die Schaltkreise oder Kanäle den BCs 100 und 101 und dadurch den MSC/VLRs 51 bzw. 53 zur Verwendung zur Verfügung. Alternativ können Betriebsmittelsteuerungen, in der Nähe von jeder der Bodenstationen 47, 49 und 81, die Schaltkreiszuordnung auf einer Anruf-für-Anruf Grundlage steuern, wie von den BCs 100 und 101 gefordert. Um weitere Diskussionen zu vereinfachen, wird unterstellt, dass die Schaltkreiszuordnungen von Betriebsmittelsteuerungen in der Nähe jeder Bodenstation gesteuert werden.
Der Modemschalter 91 ist mit einer Weitverkehrsnetz-Schnittstelle 92 und mit dem Modulator/Demodulator 71 innerhalb der Bodenstation 47 verbunden. Der Modulator/Demodulator 71 moduliert Nachrichtendaten zu einem HF-Signal, das von der Bodenstation 47 zu der Untermenge von Satelliten 43, 44 und 45 gesendet wird, die mit der Bodenstation 47 in Verbindung stehen. Zusätzlich empfängt und demoduliert der Modulator/Demodulator 71 HF-Signale von derselben Untermenge von Satelliten 43, 44 und 45, um die Nachrichtendaten bereitzustellen, die dem Modemschalter 91 zugeführt werden.
Die Bodenstationen 49 und 81 enthalten auch die Weltverkehrsnetz-Schnittstellen 84 und 85, die Schnittstellen zwischen den Bodenstationen 49 und 81 und der ENL 41 bereitstellen. Die Weltverkehrsnetz-Schnittstellen 84, 85, 90 und 92 können auf der Grundlage herkömmlicher Weitverkehrsnetzstandards kommunizieren und können herkömmliche Protokolle verwenden, um die Nachrichten und Befehlsdaten zwischen den Bodenstationen und den MSC/VLRs zu senden. Die Bodenstationen 49 und 81 enthalten auch die Modemschalter 102 bzw. 103, die die Modulator/Demodulator-Einheiten 83 und 86 mit Anschlüssen in den Weltverkehrsnetz-Schnittstellen 84 bzw. 85 verbinden. Die Modulator/Demodulator-Einheiten 83 und 86 modulieren jeweils von den entsprechenden Modemschaltern 102 und 103 empfangene Nachrichtendaten. Die Modulator/Demodulator-Einheiten 83 und 86 demodulieren auch eingehende Nachrichtendaten, die von der Untermenge der Satelliten 43, 44 und 45 empfangen werden, die mit den entsprechenden Bodenstationen in Verbindung stehen.
Der Modemschalter 91 arbeitet, um wahlweise den Modulator/Demodulator 71 mit einer der ENL 41 und der BC 100 zu verbinden. Der Modemschalter 91 verbindet auch wahlweise die BC 100 mit der ENL 41 oder dem Modulator/Demodulator 71 bei der Bodenstation 47 (wie nachstehend in umfangreicherem Detail erklärt). Der Modemschalter 91 wird von der Betriebsmittelsteuerung bei der Bodenstation 47 gesteuert, um von einer Benutzerstation über die BC und die TRAU empfangenen Nachrichtendaten zu dem MSC/VLR zu leiten, bei dem die Datenstation registriert ist. Demnach, wenn eine Bodenstation 47 einen eingehenden Anruf von einer Benutzerstation empfängt, die bei dem MSC/VLR 51 registriert ist, verbindet der Modemschalter 91 den Modulator/Demodulator 71 und das MSC/VLR 51 über die BC 100 und die TRAU 87. Alternativ, wenn die Bodenstation 47 einen eingehenden Anruf von einer Benutzerstation empfängt, die bei dem MSC/VLR 53 registriert ist, verbindet der Modemschalter 91 den Modulator/Demodulator 71 mit der Weitverkehrsnetz-Schnittstelle 92. Die Weitverkehrsnetz-Schnittstelle 92 reicht die Nachrichtendaten innerhalb eines zugeordneten Kanals an die Weltverkehrs-Schnittstelle 90 weiter, die ihrerseits die Nachrichtendaten über die BC 101 und die TRAU 89 an das MSC/VLR 53 weiterleitet.
Wenn ein komprimiertes und/oder codiertes Format verwendet wird, werden die Nachrichtendaten von der Bodenstation 47 zu dem MSC/VLR 53 in einem komprimierten/codierten Format entlang der ENL 41 weiter gereicht. Die TRAU 89 dekomprimiert und decodiert die von der Weltverkehrsnetz-Schnittstelle 90 über die BC 101 empfangenen Nachrichtendaten und das MSC/VLR 53 vermittelt die dekomprimierten/decodierten Nachrichtendaten an die TNL 93, die die Nachrichtendaten schließlich zu dem Zielanrufer überträgt. Gleichermaßen werden eingehende Anrufe von der PSTN 7 an eine Benutzerstation entlang der TNL 93 in einem dekomprimierten/decodierten Format zu dem MSC/VLR weitergegeben, bei dem die Ziel-Benutzerstation registriert ist. Durch das MSC/VLR 53 eingehende Anrufe werden in der TRAU 89 komprimiert und/oder codiert und durch die BC 101 an die Weitverkehrsnetz-Schnittstelle 90 weitergegeben. Die Betriebsmittelsteuerung bei der Anlagenstelle 79 weist die WAN-Schnittstelle 90 an, die komprimierten/codierten Nachrichtendaten an eine geeignete Bodenstation weiterzugeben, die dem Standortbereich zugeordnet ist, der die Benutzerstation enthält.
Folgend wird ein Beispiel in Verbindung mit den 4 und 6 bereitgestellt. Mit Bezug auf 4 kann ein von dem PSTN 7 an die Datenstation 1 gerichteter Anruf in das Netzwerk über den Gateway 5 eintreten. Der Gateway greift auf das HLR 3 zu, um zu bestimmen, bei welchem MSC/VLR die Datenstation 1 registriert ist. Wie in 4 gezeigt, befindet sich die Datenstation 1 innerhalb des Standortbereichs 55 und ist demnach bei dem MSC/VLR 53 registriert. Das HLR 3 übergibt diese Information an den Gateway 5, der die Nachrichtendaten entlang der TNL 93 an die entfernte MSC/VLR-Anlagenstelle 79 leitet, die das MSC/VLR 53 aufnimmt. Die TRAU 89 komprimiert und/oder codiert die Nachrichtendaten. Um eine Nachrichtenverbindung mit der Benutzerstation herzustellen, kann das MSC/VLR 53 und die BC 101 Befehlsdaten zwischen den WAN-Schnittstellen 90 und 92 übergeben (Bezug 6), um die Bodenstation 47 über den letzten bekannten Standortbereich der Bodenstation 1 (z. B. Standortbereich 55) zu informieren.
Die Betriebsmittelsteuerung bei der Bodenstation 47 verwendet interne geographische Kartierungsinformation, um zu bestimmen, wie auf die Datenstation 1 zugegriffen wird, beispielsweise die Satelliten und Funkstrahlen, die den Standortbereich 55 abdecken. Die geographische Kartierungsinformation kann laufend aktualisiert werden, um Informationen zu enthalten, die die geeignetesten Satelliten, Funkstrahlen und Subbänder betreffen, um eine Abdeckung für das spezielle geographische Gebiet bereitzustellen, das von dem MSC/VLR 53 identifiziert wurde. Die Kartierungsinformation kann auf Satellitenbewegung, Satellitenabdeckung, Satellitenaktivität mit Bodenstationen, Bodenstationsmitbenutzungsplänen, Systemverkehrsteuerungsplänen und Lastausgleichsinformation basieren. Sobald die geeignete geographische Kartierungsinformation bestimmt wurde, sendet der Modulator/Demodulator 71 bei der Bodenstation 47 ein Funkrufsignal an die Datenstation 1 entlang eines oder mehrerer Funkrufkanäle. Anhand eines Beispiels können die Kartierungs- und Funkruf-Prozeduren in Übereinstimmung mit dem System ausgeführt werden, das in US-Patent Nr. 5,619,209 mit dem Titel "User Paging for Mobile Satellite Communications" (Benutzer Funkruf für Funktelefonsatellitenkommunikation) offenbart ist.
Anhand eines Beispiels, wenn der Satellit 45 und die Datenstation 1 wie in 1 angeordnet sind, stellt jede Bodenstation 47 die einzige Bodenstation innerhalb des Sichtfelds des Satelliten 45 dar. Demnach kann die Bodenstation 47 eine Nachrichtenverbindung mit der Datenstation 1 über den Satelliten 45 herstellen und unterhalten. Deswegen weist das MSC/VLR 53 die Bodenstation 47 an, ein Funkrufsignal an den Standortbereich 55 zu senden, das an die Datenstation 1 gerichtet ist. Das Kommando, einen Funkruf auszulösen, wird von dem MSC/VLR über die Weitverkehrsnetz-Schnittstellen 90 und 92 entlang eines zugeordneten Kanals innerhalb der ENL 41 weitergereicht. Der Funkrufbefehl wird durch den Modemschalter 91 zu dem Modulator/Demodulator 71 geleitet, der einen Funkruf sendet. Wenn das Funkrufsignal von der Datenstation 1 bestätigt wird, wird die Bestätigung zwischen dem Modulator/Demodulator 71 und dem MSC/VLR 53 über den Modemschalter 91, die WAN-Schnittstelle 92, die ENL 41, die WAN-Schnittstelle 90, die BC 101 und die TRAU 89 zurückgereicht. Danach, sobald der Anruf hergestellt ist, reicht die TRAU 89 komprimierte/codierte Nachrichtendaten über die BC 101, die WAN-Schnittstellen 90 und 92, den Modemschalter 91 und den Modulator/Demodulator 71 an die Benutzerdatenstation 1 weiter.
Als nächstes wird ein Beispiel bereitgestellt, wobei die Datenstation 1 einen Anruf an einen Anrufer innerhalb des PSTN 7 auslöst. Um einen Anruf einzuleiten, sendet die Datenstation 1 eine Anruf-Anfrage zusammen mit der Identifikationsinformation, die das MSC/VLR bezeichnet, bei dem die Datenstation registriert ist. Mit Bezug auf 4 reicht die Datenstation 1 die Identifikationsinformation für das MSC/VLR 53 innerhalb der Anruf-Anfrage, beispielsweise die MSC/VLR-I. D., Standortbereich-I. D. und dergleichen weiter. Wie in 6 gezeigt, weist die Bodenstation 47 den Modemschalter 91 an, sich mit der WAN-Schnittstelle 92 zu verbinden. Danach wird die Anruf-Anfrageinformation zwischen den WAN-Schnittstellen 92 und 90 an das in der Anruf-Anfrage identifizierte MSC/VLR 53 weitergeleitet. Wahlweise kann das MSC/VLR 53 Befehlsinformation an die Bodenstation 47 zurücksenden, die benötigt werden könnte, um eine Nachrichtenverbindung mit der Benutzerstation 1 herzustellen. Sobald die Nachrichtenverbindung zwischen der Datenstation 1 und der Bodenstation 47 hergestellt ist, werden die Nachrichtendaten zwischen den WAN-Schnittstellen 92 und 90 entlang der ENL 41 in einem komprimierten und codierten Format weitergeleitet. Die Nachrichtendaten werden bei der TRAU 89 dekomprimiert und decodiert und über das MSC/VLR 53 an die TNL 93 und zu dem PSTN 7 weitergereicht.
Als nächstes wird ein Beispiel in Verbindung mit 5 bereitgestellt, in dem die Datenstation 1 sich aus dem Standortbereich 55 bewegt und in den Standortbereich 63 eintritt. Der Standortbereich 63 ist dem MSC/VLR 51 zugeordnet und demnach wird die Datenstation 1 bei dem MSC/VLR 51 erneut registriert. Um die erneute Registrierung durchzuführen, kann das MSC/VLR 51 den neuen geographischen Standort der Datenstation 1 zusammen mit jeder benötigten Datenstationsidentifikationsinformation aufzeichnen. Zusätzlich wird das HLR 3 aktualisiert, um anzuzeigen, dass die Da tenstation 1 jetzt bei dem MSC/VLR 51 registriert ist. Das HLR 3 weist das MSC/VLR 53 an, die Datenstation abzumelden. Folglich, wenn Anrufe an die Datenstation 1 von dem PSTN gerichtet sind, überprüft der Gateway 5 die MSISDN-Nummer der Datenstation 1 und bestimmt aus dem HLR 3, dass die Datenstation jetzt bei dem MSC/VLR 51 registriert ist. Folglich leitet der Gateway 5 den Anruf an das MSC/VLR 51 entlang der TNL 93. Der Anruf wird dann von der TRAU 87 komprimiert und codiert und zu der BC 100 weitergereicht. Die Betriebsmittelsteuerung bei der Bodenstation 47 weist den Modemschalter 91 an, die Kommunikation mit dem Modulator/Demodulator 71 direkt herzustellen, nicht mit der ENL 41, da die gespeicherte Datenstationsinformation anzeigt, dass die Bodenstation 47 und der Satellit 45 verwendet werden muss, um eine Nachrichtenverbindung mit der Datenstation 1 zu ermöglichen. Die Nachrichtendaten werden von der BC 100 zu dem Modulator 71 weitergereicht, der die Nachrichtendaten in ein HF-Signal moduliert, das von der Bodenstation 47 über den Satelliten 45 zu der Benutzerstation 1 gesendet wird. Demnach wird eine Nachrichtenverbindung unterhalten, ohne die ENL 41 zu verwenden.
In Bezug auf Anrufe, die von der Benutzerstation 1 begonnen werden, empfängt die Bodenstation 47 die Anruf-Anfrage von der Datenstation 1. Die Bodenstation 47 erhält von dem Anruf die MSC/VLR-Identifikationsinformation, die das MSC/VLR bezeichnet, bei dem die Bodenstation 1 registriert ist. In dem Beispiel aus 5 ist die Bodenstation 1 bei dem MSC/VLR 51 registriert. Demnach steuert die Betriebsmittelsteuerung bei der Bodenstation 47 den Modemschalter 91, um den Demodulator 71 mit der BC 100 zu verbinden. Abgehende Nachrichtendaten werden dann von dem Demodulator 71 an die BC 100 weitergereicht. Die Daten werden dann wiederum von der TRAU 87 dekomprimiert und decodiert und von dem MSC/VLR 51 an die TNL 93 weitergereicht.
Gemäß dem vorhergehenden Ablauf ermöglicht die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Benutzerdatenstationen bei einem einzelnen MSC/VLR registriert zu bleiben, bis die Benutzerdatenstation eine festgelegte geographische Standortbereichzuordnung des MSC/VLR verlässt. Die bevorzugte Ausführungsform ermöglicht es die erneute Registrierung unabhängig von der Bewegung des Satelliten und unabhängig von der Aufstellung der Bodenstation durchzuführen.
Wahlweise kann die ENL 41 jede gewünschte Übermittlungsgeschwindigkeit unterstützen, beispielsweise jene, die in standardisierten ISDN-Netzwerken (z. B., 64 Kbps) und dergleichen verwendet werden. Wahlweise kann die ENL 41 konfiguriert werden, Daten in einer gebündelten Art und Weise, beispielsweise Zeitmultiplexver fahren zu übertragen, um mehrere Datenkanäle entlang eines einzelnen Netzwerks zu ermöglichen. Wahlweise kann die ENL 41 eine Gesamtübertragungsrate von 64 Kbps unterstützen und konfiguriert werden, acht Kanäle zu unterstützen, wobei jeder Kanal mit 8 Kbps sendet.
Während bestimmte Elemente, Ausführungsformen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da Änderungen von dem Fachmann insbesondere im Licht der vorangehenden Lehren gemacht werden können. Es ist deswegen von den beigefügten Ansprüchen beabsichtigt, solche Änderungen abzudecken sowie jene Merkmale einzubeziehen, die innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung fallen.

Claims

Ein Subsystem für ein satellitengestütztes Funkzellentelekommunikationssystem der Ausführung umfassend zumindest einen Satelliten (43, 45), der eine Satellitenabdeckungsfläche (61) auf der Erde bildet, die sich mit der Bewegung des Satelliten (43, 45) bewegt, wobei das Subsystem umfasst: – eine Vielzahl von zumindest zwei Bodenstationen (47, 49, 81), wobei jede Bodenstation (47, 49, 81) angepasst ist, eine Nachrichtenverbindung mit einer Benutzerstation (1) über einen Satelliten (43, 45) herzustellen; – ein MSC/VLR (51, 53) mit einer Mobilfunkvermittlungsstelle und einem Besucher-Ortsangabe-Register, um Datenstationsinformation für Benutzerstationen (1) zu registrieren, die sich in einer geographisch festgelegten Zone (55, 57, 59; 63, 64) befinden, die ausschließlich dem MSC/VLR (51, 53) zugeordnet ist, wobei das MSC/VLR (51, 53) angepasst ist, Nachrichtendaten an zumindest eine der Bodenstationen (47, 49, 81) zu leiten; und – ein mit dem MSC/VLR (51, 53) verbundenes irdisches Netzwerk, das angepasst ist, Nachrichtendaten zu und von einem öffentlichen Telefonsystem (7) zu übertragen; dadurch gekennzeichnet, dass das MSC/VLR (51, 53) konfiguriert ist, die Datenstationsinformation unabhängig von der Bewegung der Satellitenabdeckungsfläche zu registrieren, dass die Bodenstationen (47, 49, 81) und das MSC/VLR (51, 53) durch ein Bodenstationsnetzwerk (41) verbunden sind, das angepasst ist, Nachrichtendaten untereinander zu übertragen, und dass das MSC/VLR (51, 53) konfiguriert ist, Nachrichtendaten gezielt an jede der Bodenstationen (47, 49, 81) zu leiten, abhängig von Abdeckungsbedingungen der Bodenstationen (47, 49, 81) von dem zumindest einen Satelliten.
Das Subsystem gemäß Anspruch 1, wobei eine erste der Bodenstationen sich innerhalb der Zone (55, 57, 59; 63, 64) befindet, die dem MSC/VLR (51, 53) zugeordnet ist, und eine zweite der Bodenstationen sich außerhalb der Zone (55, 57, 59; 63, 64) befindet, wobei das MSC/VLR (51, 53) konfiguriert ist, Nachrichtendaten gezielt an die erste Bodenstation zu leiten, wenn die erste Bodenstation innerhalb der Satellitenabdeckungsfläche eines Satelliten ist, der eine Benutzerstation (1) abdeckt, die bei dem MSC/VLR (51, 53) registriert ist und mit einer zweiten Bodenstation, wenn die zweite Bodenstation innerhalb der Satellitenabdeckungsfläche eines Satelliten ist, die die Benutzerstation (1) abdeckt.
Das Subsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich das MSC/VLR (51, 53) physikalisch bei einer unterschiedlichen Gerätestelle fern von jeder der Bodenstationen (47, 49, 81) befindet.
Das Subsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei sich das MSC/VLR (51, 53) bei einer einzelnen gemeinsamen Gerätestelle mit einer Bodenstation (47) befindet, wobei ein Modemschalter (91) bereitgestellt ist, um den gemeinsam lokalisierten MSC/VLR (51) und die Bodenstation (47) miteinander zu verbinden, um Nachrichtendaten unabhängig von dem Bodenstationsnetzwerk (41) weiterzuleiten.
Das Subsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bodenstationsnetzwerk (41) die Nachrichtendaten in zumindest einem komprimierten und codierten Format überträgt und wobei das irdische Netzwerk (93) die Nachrichtendaten in zumindest einem dekomprimierten und decodierten Format überträgt.
Das Subsystem gemäß Anspruch 5, wobei das MSC/VLR (51, 53) einen Codeumsetzer (87, 89) enthält, um Anrufe zu codieren und zu decodieren, die zwischen dem Bodenstationsnetzwerk (41) und dem irdischen Netzwerk (93) übertragen werden.
Das Subsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend Weitverkehrsnetzschnittstellen (84, 85, 90, 92) zum untereinander Verbinden der Bodenstationen und des MSC/VLR mit dem Bodenstationsnetzwerk (41).
Das Subsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das MSC/VLR (51, 53) konfiguriert ist, eine mit dem MSC/VLR (51, 53) registrierte Benutzerstation (1) über einen aufrufenden Rundruf aufzurufen, der durch das Bodenstationsnetzwerk (41) an eine Bodenstation (47, 49, 81) versendet wird, die innerhalb der Satellitenabdeckungsfläche eines Satelliten (43, 45) ist, die die Benutzerstation (1) abdeckt.
Das Subsystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Bodenstationen (47, 49, 81) konfiguriert sind eine Anrufsbeginnkanalabfrage weiterzuleiten, die von einer Benutzerstation (1) entlang des Bodenstationsnetzwerks (41) zu einem MSC/VLR (51, 53) gesendet wird, basierend auf einer Kennung, die in der Kanalabfrage enthalten ist.
Ein Satellitengestütztes Funkzellentelekommunikationssystem umfassend: – eine Vielzahl von Satelliten (43, 45) die eine Vielzahl von Satellitenabdeckungsflächen (61) auf der Erde bilden, die sich mit der Bewegung der Satelliten (43, 45) bewegen; – eine Vielzahl von zumindest zwei Bodenstationen (47, 49, 81), wobei jede Bodenstation (47, 49, 81) angepasst ist, eine Nachrichtenverbindung mit einer Benutzerstation (1) über einen Satelliten (43, 45) herzustellen; – eine Vielzahl von zumindest zwei MSC/VLRs (51, 53) mit einer Mobilfunkvermittlungsstelle und einem Besucher-Ortsangabe-Register, um Datenstationsinformation für Benutzerstationen (1) zu registrieren, die sich in einer geographisch festgelegten Zone (55, 57, 59; 63, 64) befinden, die ausschließlich dem entsprechenden MSC/VLR (51, 53) zugeordnet ist, wobei jede MSC/VLR (51, 53) angepasst ist, Nachrichtendaten an zumindest eine der Bodenstationen (47, 49, 81) zu leiten und Nachrichtendaten von zumindest einer der Bodenstationen (47, 49, 81) zu empfangen; und – einen Gateway (5), der zwischen die MSC/VLRs (51, 53) und ein öffentliches Telefonsystem (7) gekoppelt ist und ein Heimat-Ortsangabe-Register (3) hat, das angepasst ist, Routinginformation zu speichern, die ein Besucher-Ortsangaben-Register kennzeichnet, bei dem eine Benutzerstation (1) registriert ist, wobei der Gateway (5) angepasst ist, Nachrichtendaten zwischen dem öffentlichen Telefonsystem (7) und den MSC/VLRs (51, 53) auf Grundlage der Routinginformation zu leiten, die in dem Heimat-Ortsangabe-Register (3) gespeichert ist; dadurch gekennzeichnet, dass die MSC/VLRs (51, 53) konfiguriert sind, die Datenstationsinformation unabhängig von der Satellitenabdeckungsflächenbewegung zu registrieren, dass die Bodenstationen (47, 49, 81) und die MSC/VLRs (51, 53) von einem Bodenstationsnetzwerk (41) verbunden werden, das angepasst ist, Nachrichtendaten untereinander zu übertragen, und dass die MSC/VLRs (51, 53) angepasst sind, an und von jeder der Bodenstationen (47, 49, 81) Nachrichtendaten weiter zu leiten und Nachrichtendaten zu empfangen.
Ein Verfahren zum Routen von Anrufen in einem satellitengestützten Funkzellentelekommunikationssystem der Ausführung umfassend zumindest einen Satelliten (43, 45), der eine Satellitenabdeckungsfläche (61) auf der Erde bildet, die sich mit der Bewegung des Satelliten (43, 45) bewegt, wobei der Satellit eine Kommunikation zwischen Benutzerstationen (1) und MSC/VLRs (51, 53) unterstützt, wobei jede MSC/VLR (51, 53) mit einer Mobilfunkvermittlungsstelle und einem Besucher-Ortsangabe-Register zum Registrieren von Datenstationsinformation für Benutzerstationen (1), die sich in einer geographisch festgelegten Zone (55, 57, 59; 63, 64) befinden, die ausschließlich jedem entsprechenden MSC/VLR (51, 53) zugeordnet ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Registrieren von Datenstationskennungs- und Ortsangabeninformation für eine Benutzerstation (1), die sich in einer ersten Zone (55, 57, 59; 63, 64) mit dem Besucher-Ortsangabe-Register eines ersten MSC/VLR (51, 53) befindet, das der ersten Zone (55, 57, 59; 63, 64) zugeordnet ist; Speichern der Datenstationskennungs- und Ortsangabeinformation von dem Besucher-Ortsangabe-Register des ersten MSC/VLR (51, 53) in einem Heimat-Ortsangabe-Register (3); und – wenn ein Anruf von einem öffentlich geschalteten Telefonnetzwerk (7) erhalten wird, der an die Benutzerstation (1) gerichtet ist, wobei der Anruf an das erste MSC/VLR (51, 53) basierend auf einer Datenstationskennung in dem Anruf und der Datenstationskennung und Ortsangabeninformation gerouted wird, die in dem Heimat-Ortsangabe-Register (3) gespeichert wird; gekennzeichnet durch die Schritte des Auswählens einer aus einer Vielzahl von zumindest zwei Bodenstationen (47, 49, 81) durch den zumindest einen Satelliten (43, 45) abhängig von den Abdeckungsbedingungen der Bodenstationen (47, 49, 81), wobei der erste MSC/VLR (51, 53) und die Bodenstationen (47, 49, 81) von einem Bodenstationsnetzwerk (41) miteinander verbunden sind, wobei jede Bodenstation (47, 49, 81) angepasst ist, eine Satellitennachrichtenverbindung mit der Benutzerstation (1) herzustellen; und Routen des Anrufs von dem ersten MSC/VLR (51, 53) zu der ausgewählten einen der Bodenstationen (47, 49, 81).