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Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Satellitenkommunikationssysteme
und insbesondere auf ein Satellitenkommunikationssystem, das ein
Raum- und terrestrisches Segment zum Rundsenden und ein Raum- und
terrestrisches Segment zur mobilen Kommunikation aufweist.
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Zellulartelefondienste
sind durch die Verwendung von Satellitentechniken auf entfernte
Teile der Erde ausgedehnt worden, wodurch vielen neuen Teilnehmern
ein Zugriff auf verschiedene Fernsprechdienste bereitgestellt ist.
Diese satellitenbasierten Systeme können regional geosynchron (GSO)
oder global nicht-geosynchron (NGSO) sein. IridiumTM und
GlobalstarTM sind zwei Beispiele für globale
NGSO-Systeme und
können
als Globale Mobile Satellitensysteme (GMSS – Global Mobile Satellite System)
bezeichnet werden.
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Direktempfangs-(DTH – Direct
to Home) Dienste liefern Rundsendedienste, wie z. B. Fernsehen,
das normalerweise durch GSO-Satelliten gesendet wird. Im Gegensatz
dazu sind GMSS-Systeme oder Regionale Mobile Satellitensysteme (RMSS – Regional
Mobile Satellite Systems) konzipiert, um effiziente, zellularartige
Kommunikationssysteme zu sein, die Punkt-zu-Punkt-Sprach- und Datenkommunikation
für mobile
und tragbare Benutzer bereitstellen. Um die Anzahl der Teilnehmer
an einem GMSS-System zu maximieren, ist der Datenratendurchsatz
einer Schaltung, die einem Teilnehmer bereitgestellt ist, normalerweise
auf Daten mit relativ niedriger Geschwindigkeit (z. B. 2.400, 4.800
oder 9.600 BPS) begrenzt und verwendet normalerweise auch hochkomprimierte
digitale Sprache. Zeitteilungsmehrfachzugriff-(TDMA – Time Division
Multiple Access) oder Codeteilungsmehrfachzugriff-(CDMA – Code Division
Multiple Access) Techniken werden normalerweise bei diesen Systemen
verwendet, um eine Anzahl von Benutzern auf dem gleichen HF-Kanal
zu positionieren.
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Die
NGSO- und GSO-Satellitensysteme weisen bedeutend unterschiedliche
Betriebscharakteristika auf. Zum Beispiel liegen die Ausbreitungszeitverzögerungen
für GMSS-NGSO-Systeme in der Größenordnung
von etwa 9 ms bis 100 ms, wobei Codier- und Decodieroperationen
bis zu 100 ms zusätzlicher
Verzögerung
beitragen können.
Bei den GSO-Satelliten größerer Höhe beträgt die Ausbreitungsverzögerung 250
ms plus eine Codier- und Decodierverzögerung, die die Verzögerung auf
350 ms oder mehr erhöhen
kann. Außerdem
ist die verfügbare
Bandbreite von MSS-Systemen aufgrund des kleinen Spektrumumfangs,
der für
diesen Zweck zugeteilt worden ist, begrenzt. Rundsendesatellitendienste
sind aber für
kommerzielles Bewegtbildfernsehen und Hochgeschwindigkeitsdaten
optimiert worden und sind gekennzeichnet durch Hochleistungsabwärtsverbindungen,
die unter Verwendung von Schüsseln
mit einem Durchmesser von 18 bis 24 Zoll Dienste liefern können.
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Die
analogen oder digitalen Fernsehsignale können durch mehrere Mittel zu
einer Aufwärtsverbindungsstation
geliefert werden, die als Zuführungsverbindung
bezeichnet wird, die das Signal digitalisiert (und das Signal wahlweise
komprimiert) und dasselbe dann zu dem GSO-Satelliten sendet. Der GSO-Satellit übersetzt
das Signal in eine andere Frequenz, verstärkt das Signal und rundsendet
dasselbe zu einem breiten Dienstbereich, wo es fast simultan durch
viele Empfänger,
die in dem Dienstbereich positioniert sind, empfangen wird. Zusätzlich zu
der oben genannten Ausbreitungsverzögerung von 250 ms kann es während einer
Digital/Analog-Umwandlung des Signals zu einer weiteren Verzögerung kommen.
Das umgewandelte Signal wird dann zu einem herkömmlichen Fernseher oder einem
Hochauflösungsfernseher
(HDTV) geliefert. Im Allgemeinen ist die Bandbreite, die für diese
Rundsendungsdienste verfügbar
ist, groß im
Vergleich zu derjenigen von GMSS.
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Bis
jetzt wurden Satellitenzellular- und Satellitenrundsendungssysteme
parallel entwickelt, wobei jedes für seine eigenen Zwecke optimiert
wurde. Terrestrische Drahtleitungssysteme und drahtlose Systeme,
wie z. B. Zellular- und Personalkommunikationssysteme, werden für eine Sendung
von Sprache und Daten und insbesondere eine Sendung von Personalcomputerdaten
entwickelt und optimiert. Inzwischen schreitet die weite Verbreitung
der Verwendung des Internets fort und Millionen von Teilnehmern
sind momentan online. Das Zusammenführen von Sprach- und Datendiensten
mit dem Internet sowie kommerziellem Fernsehen ist momentan in der Entwicklung.
Tatsächlich
wird erwartet, dass zu dem herkömmlichen
Begriff des „Wähltons" bald eine neue Vorstellung,
die „Webton" genannt wird, hinzukommen
wird.
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Es
wird erwartet, dass zukünftige
MSS-Systeme traditionelle Kommunikationsverfahren kombiniert mit
Fernsehen (z. B. Bildtelefon) verwenden werden und ebenfalls das
Internet oder den Nachfolger desselben verwenden werden. Personalcomputer,
die immer kleiner, leistungsfähiger
und schneller werden, werden mit drahtloser Kommunikation kombiniert
sein, um ein integriertes Kommunikations- und Computersystem bereitzustellen.
Was diese Dienste gemeinsam haben, ist der Teilnehmer und die zunehmende
Verwendung von drahtlosem Fernsprechen, dem Personalcomputer und
dem Internet durch den Teilnehmer.
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Die
Teilnehmer von Mobilkommunikationssystemen bleiben aber momentan
bei der Verwendung des Internets aufgrund der Unfähigkeit
dieser Systeme, dem Teilnehmer eine Hochgeschwindigkeitsdatenschaltung
oder einen -kanal bereitzustellen, zurück. Folglich erfährt der
Teilnehmer lange Verzögerungen
beim Empfangen von Antworten von Eingangsdaten auf Teilnehmeranforderungen.
Teilnehmer an DTH-Systemen liegen aber bei der Verwendung des Internets
für Mobilgeräte und transportable
Benutzer zurück
aufgrund der Unfähigkeit,
eine Aufwärtsverbindung
von dem Benutzer zu dem Rundsendungssatelliten und von da zu der
Sendestation eines Internet-Dienstanbieters (ISP) oder des Fernsehanbieters
bereitzustellen. Folglich kann es sein, dass viele Benutzer momentan
drei oder mehr einzelne Teilnahmen haben, eine für Zellularsprach- und Niedergeschwindigkeitsdaten,
eine für DTH-Fernsehen
und eine für
eine Internetverbindung. Vor dieser Erfindung gab es keine zufriedenstellende
Lösung
für diese
und andere Probleme.
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Die
US 5,708,963 offenbart ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Verwenden von Satelliten für eine Rückwärtskommunikation
bei Direktempfangsteilnahmeinformationssystemen. Die WO 98/18215
offenbart ein Rundsendungssystem mit einem drahtlosen Anforderungskanal.
Die WO 97/50249 offenbart einen interaktiven Umkehrkanal für ein Direktrundsendungssatellitensystem.
Die
US 5,772,042 offenbart
ein Satellitenkommunikationssystem, das eine doppelschichtige Erdumlaufbahnsatellitenkonstellation
mit zwei unterschiedlichen Höhen
aufweist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Kommunikationssystem geschaffen, das folgende Merkmale
aufweist:
ein erstes Satellitensystem, das einen terrestrischen Dienstbereich
mit einem Rundsendungskommunikationsdienst versieht;
ein zweites
Satellitensystem, das zumindest einen Abschnitt des terrestrischen
Dienstbereichs mit einem Zweiweg-Kommunikationsdienst
versieht; und
ein Benutzerendgerät, das ein Sende-/Empfangsgerät zum Anfordern
eines Rundsendungskommunikationsdienstes durch das zweite Satellitensystem
aufweist und ferner einen Empfänger
zum Empfangen des angeforderten Rundsendungskommunikationsdienstes
durch das erste Satellitensystem aufweist, wobei
eine bidirektionale
Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten Satellitensystem und
dem zweiten Satellitensystem vorgesehen ist, und
das erste
Satellitensystem eine Bodensegmentsteuerung zum Verwenden von vorbestimmten
Kriterien umfasst, um den angeforderten Rundsendungskommunikationsdienst
durch Senden des angeforderten Rundsendungskommunikationsdienstes
auf einer Aufwärtsverbindung
zu einem Satelliten des ersten Satellitensystems zum Empfang durch
den Empfänger
oder durch Senden des angeforderten Rundsendungskommunikationsdienstes über die
bidirektionale Verbindung zu dem zweiten Satellitensystem zum Empfang
durch das Sende-/Empfangsgerät
selektiv zu dem Benutzerendgerät
zu leiten.
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Die
Erfindung liefert auch ein Verfahren zum Liefern von Daten zu einem
Benutzerendgerät
in einem satellitenbasierten Kommunikationssystem, das folgende
Schritte aufweist:
Betreiben des Benutzerendgeräts, um dasselbe
unter Verwendung von Anmeldungsprotokollen eines Satellitenkommunikationssystems
mit einer nicht-geosynchronen Umlaufbahn bei dem Kommunikationssystem
anzumelden;
Betreiben des Benutzerendgeräts, um unter Verwendung eines
Dienstanforderungsprotokolls des Satellitenkommunikationssystems
mit einer nicht-geosynchronen Umlaufbahn eine Dienstanforderung
an das Kommunikationssystem zu stellen; und
ansprechend auf
die Dienstanforderung, Herstellen einer Verbindung mit einer Datenquelle,
die mit einem Rundsendungssatellitenkommunikationssystem gekoppelt
ist, wobei das Verfahren ferner folgenden Schritt aufweist:
unter
Verwendung eines vorbestimmten Kriteriums, selektives Liefern von
Daten von der Datenquelle zu dem Benutzerendgerät durch zumindest einen Satelliten
des Satellitenkommuni kationssystems mit einer nicht-geosynchronen
Umlaufbahn oder Liefern von Daten von der Datenquelle zu dem Benutzerendgerät durch
zumindest einen Satelliten des Rundsendungssatellitenkommunikationssystems.
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Ein
Hybridsatellitenkommunikationssystem setzt zumindest zwei satellitenbasierte
Systeme ein, die regional GSO und global NGSO sein können. Wenn
dasselbe gemäß den Lehren
dieser Erfindung kombiniert ist, kann das Hybridsystem mit einer
einzigen Architektur die gesamte globale Gemeinschaft mit vielen
Typen von qualitativ hochwertigen Signalen optimierter Verzögerung versorgen.
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Gemäß den Lehren
dieser Erfindung sind ein oder mehr Rundsendesatelliten in großer Höhe wie z. B.
GSO, mit einem NGSO-Satellitensystem, wie z. B. einem Niedrigerdumlaufbahn-(LEO – Low Earth
Orbit) oder einem Mittelerdumlaufbahn-(MEO – Medium Earth Orbit) System
kombiniert, um effizienten Zugriff auf Internetdienste, interaktives
Fernsehen und andere Dienste für
mobile und stationäre
Benutzer zu liefern.
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Das
Zusammenführen
der Funktionalität
von unterschiedlichen satellitenbasierten Systemen, insbesondere
für mobile
Anwendungen, liefert eine Technik zum Identifizieren von Benutzern
und eine Technik, die es Benutzern ermöglicht, auf verschiedene Netze
zuzugreifen. Ferner wird eine Fähigkeit geliefert,
angemessene Gebühren
für einen
Zugriff auf eine Bandbreite zu verlangen, sowie eine Mehrdienstfähigkeit
mit einer einzigen Teilnahme. Das Satellitenzellularsystem, mit
seinem hochentwickelten Mobil-Roaming-Identifikations-, -Registrierungs- und -Authentifizierungssystem
liefert ein Mittel, es dem Benutzer zu ermöglichen, sogar beim Roaming
auf Rundsendungsdienste zuzugreifen.
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockdiagramm eines
Satellitenkommunikationssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung;
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2 eine GSO- und eine NGSO-Satellitenkonstellation,
die geographisch verteilten terrestrischen Dienstbereichen dienen,
die durch terrestrische Daten- und Sprachkommunikationsnetze miteinander
verbunden sind;
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3 eine perspektivische Ansicht
eines Ausführungsbeispiels
eines Benutzerendgeräts
gemäß einem
Aspekt dieser Erfindung;
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4 ein Ausführungsbeispiel
eines Fahrzeugbenutzerendgeräts
gemäß einem
weiteren Aspekt dieser Erfindung;
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5 ein Blockdiagramm eines
Satellitenkommunikationssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung;
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6A bis 6F jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Systemar
chitektur und Beziehungen zwischen dem NGSO- und dem Rundsendungs-GSO-Satellitensystem
relativ zu einer Rundsendungszuführungsverbindungsstation,
einem Gateway und einem Benutzerendgerätbodensegment;
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7A bis 7H jeweils einen Betriebsmodus des Rundsendungskom
munikationssystems;
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8 ein Blockdiagramm der Rundsendungszuführungsverbindungsstation,
die in den 1 und 5 gezeigt ist; und
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9A bis 9I Logikflussdiagramme, die den Betrieb
des Rundsen dungskommunikationssystems veranschaulichen, wobei die 9A–9D verschiedene
Anmeldungs- und
Authentifizierungsschritte zeigen, 9E eine
Rundsendungsaufbausitzung zeigt, 9F ein
Verfahren, eine Zweiweg-Rundsendungs/Interaktivmodussitzung einzuleiten,
zeigt, 9G den Betrieb
des Systems während
der Zweiweg-Rundsendungs-/Interaktivsitzung
zeigt, 9H den Betrieb
des Systems während
einer Nur-Rundsendung-Sitzung
zeigt und 9I die Schritte
zeigt, die durchgeführt
werden, um eine Rundsendungssitzung zu beenden.
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1 ist ein Blockdiagramm,
das eine allgemeine Architektur für ein erstes Ausführungsbeispiel eines
satellitenbasierten Kommunikationssystems gemäß den Lehren dieser Erfindung
veranschaulicht. Zwei Satellitenkonstellationen sind in dem Diagramm gezeigt,
wobei eine Konstellation in einer größeren Höhe positioniert ist als die
andere. Aus praktischen Gründen
wird das System mit größerer Höhe als eine GSO-Konstellation
bezeichnet, die einen oder mehr Rundsendungssatelliten 1 aufweist.
Die zweite Konstellation wird als eine NGSO-Konstellation 7 bezeichnet,
die NGSO-Satelliten 7A aufweist.
Die Rundsendungskonstellation (Rundfunkkonstellation), die höher ist
als die NGSO-Konstellation 7,
kann geosynchron (GEO), Mittelerdumlaufbahn (MEO) oder in verschiedenen
kreisförmigen
oder elliptischen Umlaufbahnen großer Höhe (HEO – High altitude circular or
Eliptical Orbits) sein und kann Umlaufbahnen wie z. B. Loopus-,
ACE- oder Molnya-Umlaufbahnen oder beliebige andere geeignete Umlaufbahnen
verwenden. Obwohl die Konstellation großer Höhe im folgenden als ein geosynchrones System
bezeichnet wird, sollte man sich dessen bewusst sein, dass die Lehren
dieser Erfindung nicht auf die Verwendung nur eines GSO-Rundsendungssatelliten
beschränkt
sind. Die Konstellation niedrigerer Höhe 7 kann sich in
jedem Satz von Umlaufbahnkonfigurationen befinden, verwendet aber
im Allgemeinen geneigte kreisförmige
Umlaufbahnen oder polare Umlaufbahnen. Es können aber genauso Konstellationen
von Satelliten mit elliptischer Umlaufbahn oder Kombinationen von
elliptischen und kreisförmigen
Umlaufbahnen verwendet werden. Im Allgemeinen muss die Umlaufbahn
der Konstellation niedriger Höhe 7 nicht
geneigt sein, sondern kann statt dessen äquatorial, polar oder jede
andere Konfiguration sein, einschließlich sonnensynchron. Obwohl
in der nachfolgenden Beschreibung die NGSO-Konstellation 7 als eine Niedrigerdumlaufbahn-(LEO-)
Konstellation bezeichnet wird, die eine geneigte kreisförmige Umlaufbahn
von weniger als 2.000 km verwendet, sind somit die Lehren dieser
Erfindung nicht auf die Verwendung nur dieses bestimmten Typs von
NGSO-Konstellation beschränkt, die
z. B. auch eine Mittelerdumlaufbahn (MEO) verwenden kann.
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Geeignete,
aber andere nicht ausschließende
Typen von LEO-Satellitensystemen,
die verwendet werden können,
um die Lehren dieser Erfindung zu implementieren, sind beschrieben
in der U.S.-Patentschrift Nr. 5,619,525, „Closed Loop Power Control
for Low Earth Orbit Satellite Communication System", von R. A. Wiedeman
und M. J. Sites; U.S.-Patentschrift Nr. 5,448,623, „Satellite
Telecommunications System Using Network Coordinating Gateways Operative
with a Terrestrial Communication System", von R. A. Wiedeman und P. A. Monte;
und U.S.-Patentschrift Nr. 5,303,286, „Wireless Telephone/Satellite
Roaming System",
von R. A. Wiedeman.
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Der
zumindest eine GSO-Rundsendungssatellit 1 ist an einem
Ort in einer äquatorialen
Umlaufbahn positioniert und kann mit HF-Energie einen gewünschten
Dienstbereich 2 ausleuchten. Eine Rundsendungszuführungsverbindungsstation
(BFS) 3 ist so angeordnet, dass dieselbe eine Verbindung zu
dem GSO-Rundsendungssatelliten 1 schließen kann. Diese Verbindung
wird hier als eine Rundsendungszuführungsaufwärtsverbindung 4 bezeichnet. Die
BFS 3 kann innerhalb des Dienstbereichs 2 angeordnet
sein oder nicht. Eine Rundsendungszu führungsabwärtsverbindung 5 verbindet
den Satelliten 1 mit einem Benutzerendgerät 6 innerhalb
des Dienstbereichs 2. Die NGSO-Satellitenkonstellation 7 befindet
sich in einer niedrigeren Umlaufbahn als der GSO-Satellit 1 und
kann ein LEO-System sein, wie es oben beschrieben ist.
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Eine
Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsverbindungsstation, die auch als ein
Gateway 8 bezeichnet wird, ist terrestrisch angeordnet,
so dass dieselbe sowohl Verbindungen zu der NGSO-Satellitenkonstellation 7 als
auch zu Benutzerendgeräten 6,
die in dem Dienstbereich 2 angeordnet sind, schließen kann.
Der Gateway 8 stellt Zweiweg-Zuführungsverbindungen 9 zu
den Satelliten 7A der NGSO-Satellitenkonstellation 7 bereit.
Zu jedem gegebenen Zeitpunkt befinden sich normalerweise zwei oder
mehr NGSO-Satelliten 7A im
Sichtfeld des Gateways 8. Deshalb gibt es zumindest einen,
im Allgemeinen aber mehr als einen Satz von Kommunikationsantennen
und -ausrüstung
an dem Gateway 8. Die NGSO-Satellitenkonstellation 7 leitet
Daten auf den Zuführungsverbindungen 9 unter
Verwendung von Zweiweg-Benutzerdienstverbindungen 10 zu
und von dem Benutzerendgerät 6 weiter.
Die Zweiweg-Verbindungen können
durch einen einzigen Satelliten 7A oder vorzugsweise durch
zwei oder mehr der sichtbaren Satelliten 7A vorliegen zum
Ermöglichen
eines Diversity-Kombinierens der Signale in dem Benutzerendgerät 6,
um Blockieren, Schattenwerfen und Verbindungsschwinden zu verhindern. Auf ähnliche
Weise kann die GSO-Rundsendungssatellitenkonstellation
zwei oder mehr Satelliten 1 zum Bereitstellen von Diversity
umfassen. Der Gateway 8 kann mit dem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN – Public
Switched Telephone Network) 11 und von da mit anderen terrestrischen
zellularen oder öffentlichen
Landfunknetzsystemen (PLMNS – Public Land
Mobile Network Systems) 12 oder privaten Netzen 13 verbunden
sein. Der Gateway 8 ist vorzugsweise auch mit der BFS 3 mit
einer terrestrischen Intrasystemdatenverbindung 14 verbunden.
Diese Verbindung kann eigens für
diesen Zweck vorgesehen sein oder kann die Einrichtungen des PSTN 11 verwenden.
Bei einer anderen Konfiguration kommuniziert eine Intrasystemverbindungsstation 15 mit
der BFS 3 über
wahlweise Intrasystem-HF-Verbindungen 16.
Die Verbindungen 16 werden vorzugsweise durch die GSO-Satellitenkonstellation
hergestellt, die NGSO-Konstellation 7 kann aber zu diesem
Zweck verwendet werden, wie es auch ein anderes Satellitensystem,
bei dem es sich um LEO, MEO oder GEO handeln kann, könnte.
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Eine
Gesamtsystemsteuerung und eine Ressourcenzuteilung werden durch
ein Bodenoperationssteuerungszentrum (GOCC) 17 und ein
Satellitenoperationssteuerungszentrum (SOCC) 18 verwaltet.
Diese Zentren können
zentralisiert oder in mehrere regionale Zentren verteilt sein. Der
Gateway 8 und die Rundsendungszuführungsverbindungsstationen 3 sind
mit dem GOCC 17 mit einem Bodendatennetz (GDN) 19 verbunden.
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Die
BFS 3 ist mit einem oder mehr Internet-Dienstanbietern
(ISPs) 20 oder mit anderen Rundsendungs-Dienstanbietern 21 verbunden.
Der ISP 20 wiederum ist mit dem World Wide Web (WWW) des
Internets 50 verbunden und liefert dem Benutzer viele Dienste,
normalerweise durch das PSTN 11.
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Viele
unterschiedliche Dienstbereiche und Sätze der vorhergehenden Ausrüstung können in
einem Netz verbunden sein. 2 zeigt
ein Beispiel eines weltweiten Netzes, wobei die besiedelten Bereiche
der Kontinente z. B. in drei Dienstbereiche A, B und C untergliedert
sind. Andere Implementierungen könnten
den gesamten Oberflächenbereich
der Erde in Dienstbereiche untergliedern, einschließlich der Ozeane.
Im Allgemeinen sind die Dienstbereiche konform zu geopolitischen
Grenzen, die aus Ländern oder
Unterregionen innerhalb von Ländern
gebildet sind. Mehrere Länder
können
mit einem Dienstbereich versorgt werden, oder einzelne Gateways 8 können sich
mehrere Dienstbereiche teilen und dieselben versorgen. Nicht alle
Dienstbereiche weisen unbedingt das Rundsendungsausrüstungssegment auf,
das in 1 gezeigt ist
(z. B. die BFS 3).
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Bei
dem Beispiel von 3 sind
drei Ausrüstungssätze gezeigt,
aber es kann, wie bereits erläutert,
viele Sätze
geben. Satz A und Satz B weisen die gesamte Ausrüstung auf (Gateway 8,
BFS 3, ISP 20), während Satz C nicht die Rundsendungsausrüstung umfasst
(z. B. die BFS 3). Wie bereits erörtert, sind diese verschiedenen
Ausrüstungen
durch das PSTN 11, das GDN 19 und das Internet 50 verbunden.
Ein GOCC 17 ist dem Ausrüstungssatz A zugeordnet gezeigt,
kann aber überall
in dem Netz angeordnet sein.
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Viele
Typen von Benutzerendgeräten 6 sind möglich, die
mit dem System, das um das Prinzip einer Kombination des zellularähnlichen
Betriebs von Zweiweg-Verbindungen kombiniert mit Rundsendungs-Nur-Empfangen-Abwärtsverbindungen
aufgebaut ist, zusammenarbeiten können. 3 zeigt ein Beispiel eines Typs von Benutzerendgerät 6,
der zum Verbinden mit dem Internet 50 verwendbar ist. Bei diesem
Beispiel umfasst das Benutzerendgerät 6 ein Satellitenzellulartelefon
(SCT) 22, das mit einem Computer 23, wie z. B.
einem Laptop, verbunden ist, oder das direkt mit einer Rundsendungsschnittstelleneinheit
(BIU – Broadcast
Interface Unit) 24 verbunden ist. Das SCT 22 umfasst
ein Sende/Empfangsgerät,
das in der Lage ist, HF-Signale zu den Satelliten 7A der
NGSO-Konstellation 7 zu senden und HF-Signale von denselben zu empfangen.
Die BIU 24 stellt einen HF-Empfänger zum Empfangen der Abwärtsverbindungsübertragungen 5 von
dem GSO-Satelliten 1 bereit und stellt ferner eine logische
Schnittfläche
zu der BFS 3 bereit. Die BIU 24 ist mit einer Rundsendungsempfangsantenne 25 ausgestattet, die
bewegbar oder lenkbar sein kann, wobei z. B. eine wahlweise Satellitennavigationseinheit 26 verwendet
wird, um ein Ausrichten der BIU-Antenne zu dem GSO-Satelliten 1 hin
zu unterstützen.
Das Rundsendungszuführungsabwärtsverbindungssignal 5 wird
von der BFS 3 über
den GSO-Satelliten (oder einen Satelliten anderer Höhe) 1 empfangen, während unter
Verwendung des SCT 22 Zweiweg-Verbindungen zwischen dem
Gateway 8 und dem Benutzerendgerät 6 über die
NGSO-Konstellation 7 eingerichtet
werden. Die Zweiweg- Verbindungen
ermöglichen
es, dass das Benutzerendgerät 6 das
Hybridsystem erfasst, und können
auch dazu verwendet werden, Daten durch das NGSO-System zu empfangen,
wenn die Daten nicht von dem GSO-System empfangen werden. Ebenfalls
gezeigt ist ein Videoempfänger 6a,
wie z. B. ein Fernseher, zu dem eine gewünschte Programmierung von dem BSP 21 über die
BFS 3, den Rundsendungssatelliten 1 und die BIU 24 gemäß einem
Aspekt dieser Erfindung gerichtet werden kann.
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Unter
Verwendung von Daten, die in den Anfangsblockinformationen eingebettet
sind oder anderweitig hinten oder vorne daran angehängt sind, bestimmt
die BFS 3, ob dieselbe die Datenpakete oder Dateien durch
die Zweiweg-Verbindungen 9 und 10 über die
Verbindung geringerer Geschwindigkeit und geringerer Verzögerung durch
die NGSO-(z. B. LEO-)Kons- tellation 7 oder statt dessen über die Rundsendungssatellitenverbindungen 4 und 5 mit
ihrer höheren
Geschwindigkeit, aber längeren
Verzögerung
als Antwort leiten soll. Im Allgemeinen werden Übertragungen graphisch intensiver
Daten, Formatierdaten und langer Dateien über die Rundsendungsverbindungen
höherer
Geschwindigkeit 4 und 5 gesendet, während Antworten,
kleine Dateien und kurze Befehle von dem ISP 50, die verzögerungsempfindlich
sind, durch die Zweiweg-Verbindung-NGSO-Verbindungen 9 und 10 gesendet
werden. Da der Ort des Benutzerendgeräts 6 bekannt ist, ist
es möglich,
dass die BFS 3 die unterschiedlichen Verbindungsgeometrien
und -entfernungen berechnet und die tatsächlichen Verzögerungen
bei Nachrichtenlieferungen bestimmt. Falls gewünscht, kann die BFS 3 eine
Nachrichtenlieferung zu dem Benutzercomputer 23 durch ein
internes Puffern oder anderweitiges Verzögern von einer oder mehr Antworten
abstimmen, um sicherzustellen, dass die Daten an dem Computer 23 in
einer erwarteten, logisch richtigen Zeitsequenz ankommen.
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Ein
typisches Beispiel für
den Betrieb eines Typs von Benutzerendgerät 6 wird nun im Zusammenhang
mit einem Anmelden bei dem System geliefert. Der Benutzer nimmt, nachdem
er das Benutzerendgerät 6 ausgepackt
und dasselbe zusammengebaut hat, von seinem ungefähren Ort
Kenntnis. Dieser Ort kann durch die Verwendung einer Navigationshilfe,
wie z. B. GPS oder Loran, einer Karte, durch ein Eingeben einer
Postleitzahl in ein Programm in dem Computer 23, durch
Koppeln oder irgendeine andere Einrichtung erhalten werden. In jedem
Fall erhält
der Benutzer, indem er eine näherungsweise
geometrische Breite und Länge
und ein Wissen oder eine Schätzung,
in welchem Dienstbereich der Benutzer angeordnet ist, verwendet,
von dem Computer 23, oder von einer gedruckten Nachschlagtabelle
in einer Benutzergebrauchsanweisung, oder durch irgendeine andere
geeignete Einrichtung einen näherungsweisen
Azimut- und Höhenwinkel
zu dem GSO-Satelliten 1. Der Benutzer richtet dann die Rundsendungsempfangsantenne 25 entweder
manuell oder automatisch unter Verwendung eingebauter Elektronik
und mechanischer Vorrichtungen, wie z. B. einer Ausrichtvorrichtung,
die in der Satellitennavigationseinheit 26 vorliegt, auf
das Signal von dem GSO-Satelliten 1 aus. Der Satellit 1 kann
ein Signal emittieren, um den Benutzer bei diesem Prozess zu unterstützen. Die
Gesamtprozedur kann eine Technik verwenden, die derjenigen ähnlich ist,
die durch Verbraucher von DTH-Fernsehen verwendet wird, um die Abwärtsverbindung
von einem DTH-Satelliten zu erfassen. Zum Beispiel kann eine Anzeigeleuchte
an der BIU 24 verwendet werden, die schneller oder heller
blinkt, wenn das Signal erfasst ist.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die vorhergehende Prozedur vermieden
werden kann, wenn es sich bei der BIU-Antenne 25 um eine
omnidirektionale oder eine annäherungsweise
omnidirektionale Antenne handelt. In diesem Fall wird aber zusätzliche HF-Leistung
benötigt,
um durch den Rundsendungssatelliten 1 gesendet zu werden.
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In
jedem Fall verriegelt, sobald das Rundsendungssignal erfasst ist,
eine Schaltungsanordnung innerhalb der BIU 24 mit dem Signal
und bestimmt die Identifikation des Satelli ten 1, auf den
die Antenne 25 der BIU 24 ausgerichtet ist oder
mit dem dieselbe verriegelt ist. Die Satelliten-ID wird zu dem Computer 23 weitergeleitet
oder anderweitig an der BIU 24 angezeigt und gibt an, dass
die BIU 24 aktiv und bereit ist. Der Benutzer aktiviert
daraufhin, oder parallel, das SCT 22 zum Anfordern eines
Netzzugriffs. Das SCT 22 erfasst die NGSO-Satellitenkonstellation 7,
bildet eine Dienstanforderung, erfasst die möglichen Gatewaynummern und
sendet die Dienstanforderung. Das NGSO-System (Gateway 8) führt dann
eine Positionslokalisierung des Benutzers durch. Diejenigen Gateways 8,
die die Zugriffsdienstanforderung des Benutzers empfangen, prüfen den
Benutzerort, der entweder durch das SCT 22 (das die wahlweise
Satellitennavigationseinheit 26 verwenden kann) oder durch
Triangulation unter Verwendung bekannter Verfahren geliefert wird.
Falls sich das SCT 22 innerhalb des Dienstbereichs 2 eines
Gateways befindet, beginnt dieser Gateway in jedem Fall den Zugriffsauthentifizierungsprozess,
während
andere Gateways den Benutzer ignorieren.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass ein Netzabstimmgateway eines Typs,
der in der U.S.-Patentschrift Nr. 5,448,623, auf die oben Bezug
genommen wurde, beschrieben ist, ebenfalls verwendet werden kann,
um das Benutzerendgerät 6 einem
bestimmten terrestrischen Gateway 8 (oder sich selbst,
wenn geeignet) zuzuweisen.
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In
jedem Fall fragt der Gateway 8 parallel verschiedene Datenbanken
ab, wobei es eine Identifikations-(ID-)Nummer des SCT 22 verwendet,
die mit der Dienstanforderung (oder durch ein anderes Mittel) gesendet
wurde, um zu bestimmen, ob sich das Benutzerendgerät 6 innerhalb
seines Ausgangsortes befindet oder roamt. Die BIU-Identifikationsnummer
kann ebenfalls verwendet werden. Der Gateway 8 sendet dann
dem Benutzer die Nummer des versorgenden Gateways, Synchronisations-
und Zeitgebungsinformationen, falls nötig, und andere Informationen,
die benötigt
werden, um das NGSO-System
zu erfassen. In der Zwischenzeit werden ein oder mehr Authentifizierungsprozesse
abgeschlossen und die ID-Nummer
und der Ort des SCT 22 und die berechtigten Dienste für das SCT 22 werden
in eine Ausgangsortregister-(HLR-) oder in eine Besucherortregister-(VLR-)Datenbank
von Daten, die von dem GW-HLR oder dem HLR des Benutzers geliefert
werden, eingegeben. Der Gateway 8 bildet dann eine Dienstbereit-Nachricht
und sendet dieselbe zu dem SCT 22 über einen oder mehr Satelliten 7A der
NGSO-Konstellation 7, die wiederum die Ergebnisse auf einem
oder mehr des SCT 22, der BIU 24 oder dem Computer 23 anzeigen
können.
Der Benutzer kann dann zusätzliche
Dienste anfordern, Telefonanrufe durchführen, Faksimile senden oder empfangen
und viele andere Dienste anfordern oder aktivieren, einschließlich einer
Verbindung zu dem Internet 50 mit Zweiweg-Verbindungen geringer
Geschwindigkeit über
ein herkömmliches
Einwählmodem 23A in
dem Computer 23.
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Gemäß einem
Aspekt dieser Erfindung und um dem Benutzer eine schnelle Internetverbindung bei
potentiell geringeren Kosten bereitzustellen und/oder erweiterte
Dienste zu erhalten, kann der Benutzer das Freigeben der Rundsendungszuführungsabwärtsverbindung 5 anfordern.
Um die Rundsendungszuführungsabwärtsverbindung 5 freizugeben,
sendet der Benutzer eine Rundsendung-Freigabenachricht über das
SCT 22 und die Zweiweg-NGSO-Verbindungen 9 und 10 zu
dem Gateway 8. Diese Nachricht kann mit einem speziellen
Signal von dem Tastenfeld des SCT 22 oder mit einer Datennachricht,
die von einer Software des Computers 23 erzeugt wird oder
mit einer von der BIU 24 erzeugten Nachricht gesendet werden.
Nachdem der Gateway 8 die Nachricht, die anfordert, dass der
Rundsendungsdienst freigegeben wird, empfangen hat, geht derselbe
dazu über,
die Anforderung zu verarbeiten. Diese Freigabeprozedur kann erzielt werden
durch ein Erkennen der Dienstanforderung innerhalb des Gateways 8,
oder der Benutzer kann eine Nummer an der BFS 3 wählen und
die Anforderung direkt an die BFS 3 senden. Nimmt man den ersten
Fall an, sendet der Gateway 8, nachdem derselbe verifiziert
hat, dass der Benutzer eine Berechtigung auf weist, um eine Rundsendungsverbindung
zu erhalten, eine Nachricht über
die Intrasystemdatenverbindung 14 (oder die HF-Intrasystemdatenverbindung 16)
zu der BFS 3. Diese Nachricht enthält eine Benutzeridentifikation,
die die ID des SCT 22 und/oder andere Informationen hinsichtlich
des Typs verfügbarer
Ausrüstung
(d. h. Modemgeschwindigkeiten, Typ der BIU 24 usw.) umfasst.
Die ISP-(20)-Identifikation des Benutzers und verfügbare Dienste
können
ebenfalls bereitgestellt werden.
-
Wenn
man nun die Aufbauoperationen an der BFS 3 betrachtet,
wird die Dienstanforderungsnachricht von dem Benutzer empfangen
und verschiedene Prozesse werden durchgeführt. Diese Prozesse können ferner
Berechtigung und/oder Verifizierung von Benutzerpasswörtern (falls
benötigt) umfassen.
Andere Prozesse umfassen die Verifizierung von verfügbaren Ressourcen
an dem Satelliten 1 sowie ein Bestimmen, auf welchen Satellitentransponder
oder welche -frequenz oder welchen -kanal abzustimmen ist sowie
welcher Abschnitt der Bandbreite innerhalb des Transponders, Kanals
oder Frequenzsatzes innerhalb dieses Transponders oder Kanals oder
Frequenzsatzes zu verwenden ist. Bei dieser Stufe kann die BFS 3 auch
eine Authentifizierung des ISP 20 erhalten, falls gewünscht. Die
BFS 3 kann, nach einem Empfang der Identifikation und der Dienstanforderung
des Benutzers, den Teilnehmer entweder in ihrer eigenen Datenbank
oder in einem Benutzerortregister (ULR), bei dem es sich um ein Besucher-
oder Ausgangsortregister (VULR oder HULR) handeln kann, verifizieren,
um zu bestimmen, ob der Benutzer ein berechtigter Teilnehmer dieser Station
ist. Ist der Benutzer dies nicht, dann kann der Teilnehmer ein Teilnehmer
eines von mehreren ISPs sein, die mit der BFS 3 verbunden
sind. Ist das der Fall, kann eine Nachricht gebildet und über eine
terrestrische Leitung oder eine Satellitenverbindung oder eine andere
Einrichtung zu dem ISP 20 des Teilnehmers gesendet werden.
Eine weitere Verifizierung, eine Dienstverfügbarkeitsmeldung oder andere Funktionen
können
durchgeführt
werden, und dann werden (falls nötig)
Nach richten zu der BFS 3 zur Zuweisung von Diensten gesendet.
Schließlich
werden verschiedene Ressourcenzuteilungs- und Bereit-zum-Rundsenden-Freigabenachrichten
gebildet und über
terrestrische oder Satellitenintrasystemverbindungen 14 und/oder 16 zu
dem Gateway 8 zur Lieferung an das Benutzerendgerät 6 zurückgesendet.
-
Der
Gateway 8 sendet dann die geeignete Identifikationsnummer
des Rundsendungssatelliten 1 und andere Synchronisationsinformationen über die Zweiweg-Verbindungen 9 und 10 der
NGSO-Konstellation 7 zu dem SCT 22. Diese Informationen
werden durch das SCT 22 empfangen und nach einer Demodulation
und einem Decodieren werden dieselben zu dem Computer 23 oder
zu der BIU 24 gesendet, der bzw. die wiederum bestimmt,
ob es sich bei dem versorgenden Satelliten 1 um den gleichen
Satelliten handelt wie denjenigen, der automatisch oder manuell
durch den Benutzer mit der BIU 24 vorerfasst wurde. Wenn
die Satelliten-ID mit derjenigen, die nun an der BIU 24 oder
dem Computer 23 gehalten wird, übereinstimmt, signalisiert
das Benutzerendgerät 6 dem
Benutzer hörbar
oder visuell (oder beides), dass das Rundsendungssystem erfasst
worden ist, und dass derselbe sich für eine weitere Berechtigung
bereithalten soll. Ist das nicht der Fall, wird dem Benutzer mitgeteilt,
dass der „falsche" Satellit erfasst
worden ist, und der Benutzer kann dann entweder manuell oder automatisch
die Ausrichtung der Rundsendungsempfangsantenne 25 überarbeiten,
um den richtigen GSO-Satelliten 1 zu erfassen. Alternativ dazu
kann eine Nachricht durch das SCT 22 gesendet werden, um
die Zuweisung eines anderen GSO-Satelliten 1 anzufordern.
Die Software des Computers 23 kann den Benutzer bei der
Neuerfassung des GSO-Satelliten 1 unterstützen. Die
BIU 24 signalisiert dann eine Neuerfassung und teilt dem
Benutzer mit, dass das System bereit ist. Die BIU 24 oder
der Computer 23 bildet eine Bereit-Nachricht und sendet
dieselbe zu dem SCT 22, das die Bereit-Nachricht zu dem
Gateway 8 weiterleitet, was bedeutet, dass das Benutzerendgerät 6 bereit
ist und das Pilot- oder Führungssignal
von der richtigen BFS 3 über den GSO-Satelliten 1 erfasst
hat.
-
Der
Gateway 8 fährt
dann auf ein Empfangen der Freigabenachricht von der BFS 3 hin
mit dem Zweiweg-Dienstaufbau fort. Die Freigabenachricht kann die
folgenden Informationselemente umfassen: ein Freigeben-OK-Signal
und die GSO-Satellitenressourcen
zum Verwenden für
einen Rundsendungsempfang (z. B. Transpondernummer, Kanalnummer, Modulationstyp
(falls nötig)
und jegliche andere Verbindungsinformationen, die benötigt werden,
um die BIU 24 mit dem Rundsendungssatelliten 1 schnittstellenmäßig zu verbinden.
Auf den Empfang von Freigabenachricht(en) durch den Gateway 8 hin
fährt der
Gateway 8 mit dem Rufverbindungs/Internetzugriffsaufbau
fort, wobei die Internetverbindung Standard-TCP/IP oder andere geeignete
Protokolle verwendet.
-
Um
eine Sitzung zu beginnen, führt
der Benutzer entweder durch eine Computerauswahl von einer Tastatur,
einem Mausklick oder einer anderen Einrichtung oder durch eine Befehlsauswahl
von der BIU 24 eine Aktion durch. In jedem Fall wird eine
Sitzung-Beginnen-Dienstanforderung gebildet und zu dem SCT 22 weitergeleitet.
Das SCT 22 leitet dann die Nachricht über die Zweiweg-NGSO-Satellitenverbindungen 9, 10 zu
dem Gateway 8 weiter.
-
Der
Gateway 8 sendet daraufhin Daten zu der BIU 24,
einschließlich
z. B. der Rundsendungssatellitentransponder- und -kanalinformationen zusätzlich zu
jeglichen anderen Verbindungsinformationen, die durch die BIU 24 benötigt werden,
um auf die Rundsendungszuführungsabwärtsverbindung 5 zuzugreifen,
wie z. B. eine TDMA-Zeitschlitzbezeichnung, Synchronisation und
andere Informationen. Dieser Schritt kann erzielt werden, nachdem
Zweiweg-Verbindungen eingerichtet worden sind, oder derselbe kann
vor einem Zweiweg-Verbindungsaufbau
erzielt werden unter Verwendung von Funkruf- und Zugriffskanälen zwischen
dem Gateway 8 und dem Benutzerendgerät 6 über die
NGSO-Konstellation 7. Der Gateway 8 sendet dann
unter Verwendung von Standardvorgängen für das NGSO-System Zweiweg-Verbindungsaufbauinformationen
zu dem SCT 22. Dies kann FDMA-Kanalzuweisung(en), TDMA-Schlitznummer(n),
CDMA-Ausbreitungscode(s), Satelliten-IDs,
Strahlnummern usw. sowie jegliche andere Informationen, die notwendig
sind, um Zweiweg-Verbindungen über
die NGSO-Konstellation 7 aufzubauen, umfassen.
-
Auf
den Empfang des Zweiweg-Signals/der Verbindungszuweisungen und der
Rundsendungsverbindungszuweisungsdaten hin führt das SCT 22 zwei
Aufgaben parallel oder in Reihe durch. Zunächst verschiebt dasselbe seine
Betriebsfrequenzen zu dem zugewiesenen Frequenzsatz für eine Zweiweg-Kommunikation, dann
synchronisiert dasselbe auf und/oder erfasst anderweitig das Dienstabwärtsverbindungssignal 10,
und berichtet dem Gateway 8 über die Zweiweg-Verbindung
einen Erfolg. Zweitens sendet das SCT 22 die Rundsendungsverbindungsinformationen
entweder durch den Computer 23 oder durch eine direkte
Verbindung (in 3 nicht
gezeigt) zu der BIU 24. Die BIU 24 verwendet die
gelieferten Informationen, um das gewünschte Rundsendungszuführungsabwärtsverbindungssignal 5 zu
erfassen. Die BIU 24 signalisiert dann dem Computer 23,
dass die BIU 24 erfasst hat und bereit ist, eine Anschlussfähigkeit
einzurichten. Der Computer 23 oder die BIU 24 formatiert
dann eine Nachricht an das SCT 22, das wiederum das Bereit-zum-Empfangen-Signal über die
NGSO-Konstellation 7 zu dem Gateway 8 weiterleitet.
Dann gehen alle Einheiten in Bereitschaft und warten auf einen Sitzung-Beginnen-Befehl.
-
Auf
ein Empfangen des Sitzung-Beginnen-Befehls hin formatiert der Gateway 8 eine
Nachricht an die BFS 3, die anzeigt, dass das Benutzerendgerät 6 bereit
ist, um fortzufahren. Das Modem 23A des Computers 23 wird
dann mit dem ISP 20 für eine
Zweiweg-Übertragung
bei der für
das Modem ordnungsgemäßen Datenrate
verbunden. Für
diesen Prozess können
mehrere Nachrichtenaustauschvorgänge
nötig sein, wobei
das SCT 22, die Satelliten 7A, der Gateway 8,
die Intrasystemverbindung 14 und die ID der BFS 3,
die mit dem ISP 20 oder anderen Anbietern anderer Informationen
gekoppelt ist, verwendet werden. Die Datenrate für das Modem 23A, die
durch die Zweiweg-Verbindungsdatenrate begrenzt ist, wird dann eingerichtet,
und das Benutzerendgerät 6 ist
bereit, um zu beginnen. Ein wahlweises Bestätigungssignal an den Gateway 8 kann allen
Einheiten anzeigen, die Sitzung durch ein Signalisieren über die
Zweiweg-Verbindungen 10 zu beginnen. Nach einem Empfang
des Sitzung-Beginnen-Befehls durch das SCT 22 und seine
Weiterleitung des Befehls zu dem Computer 23 teilt das
Benutzerendgerät 6 dem
Benutzer entweder hörbar oder
visuell oder beides mit, dass derselbe die Sitzung beginnen kann.
Alle Einheiten gehen dann in Sitzung-Beginnen-Bereitschaft.
-
Indem
derselbe Software auf dem Computer 23 verwendet, um auf
den ISP 20 auf eine normale Weise zuzugreifen, beginnt
der Benutzer eine Internetsitzung, falls der Benutzer nicht bereits
an dem ISP 20 berechtigt worden ist, durch ein Eingeben
eines Satzes von Befehlen, der einen Benutzernamen und ein Passwort
umfassen kann, mit einer Tastatur oder einer externen Eingabevorrichtung
(z. B. einer Maus). Diese Informationen werden digitalisiert und von
dem Computer 23 zu der Zweiweg-Verbindung 10 über das
NGSO-SCT 22, die Satellit(en) 7A und von da zu
dem Gateway 8 gesendet. Auf den Empfang durch den Gateway 8 hin
und nach einer wahlweisen Positionslokalisierungsoperation, um zu
bestimmen, ob sich das Benutzerendgerät immer noch innerhalb des
Dienstbereichs 2 befindet, leitet der Gateway 8 die
Informationen des Benutzers über
die Intrasystemverbindung 14 oder die Intrasystem-HF-Verbindungen 16 zu
der BFS 3 und von da zu dem ISP 20 weiter. Der
ISP 20 authentifiziert den Benutzer, wenn derselbe dies
nicht schon getan hat, und baut die Sitzung durch ein Senden der
Eröffnungsbildschirmdaten
zu der BFS 3 auf.
-
Dann
beginnt die interaktive Benutzersitzung. Entweder kann der Benutzer
Befehle einleiten und/oder Daten senden, oder der ISP 20 kann
von einer internen oder externen Befehlerzeugung Befehle einleiten
und/oder Daten senden. Leitet der Benutzer einen Befehl ein und/oder
sendet Daten, werden dieselben durch die NGSO-Konstellation 7 zu
dem Gateway 8 und von da zu der BFS 3 und von
da zu dem ISP 20 geleitet. Leitet der ISP 20 den
Befehl ein und/oder sendet Daten zu dem Benutzer, werden dieselben
zu der BFS 3 geleitet und von da zu einer Antwortverwaltungseinrichtung
(RM) 3A, um die Entscheidung über das Leiten bzw. Routen
der Nachricht oder Datei zu treffen. Die RM 3A entscheidet
dann, ob die Antwort dringend ist. Wenn ja, wird die Antwort zur Übertragung
zu dem Benutzer über
das NGSO-Netz 7 zu dem Gateway 8 geleitet. Ist
die Antwort nicht dringend, wird dieselbe über die Rundsendungsverbindung 4, 5 zu
dem Benutzer 6 geleitet.
-
Verschiedene
vom Benutzer initiierte Befehle oder Datenleitvorgänge werden
nun erörtert.
Die von dem Benutzer eingeleiteten Befehle werden von der BIU 24 oder
dem Computer 23 oder von irgendeiner anderen Vorrichtung,
die mit der BIU 24 verbunden ist, ausgegeben. Diese Befehle
und/oder Daten werden in eine Nachricht gebildet, paketiert und
für eine Übertragung
vorbereitet. Die Pakete werden in einen Datenstrom integriert und
zur Übertragung
zu dem SCT 22 geleitet. Das SCT 22 leitet die
Nachricht über die
NGSO-Satellitenkonstellation 7 zu
dem Gateway 8 weiter. Der Gateway 8 leitet die
Informationen dann zu der BFS 3 weiter, die dieselben wiederum
zu dem ISP 20 weiterleitet. Im Allgemeinen wird eine Antwort entweder
durch eine externe Netzverbindung (z. B. eine Webseite) oder eine
andere Einrichtung, oder durch eine interne Einrichtung innerhalb
des Netzes des ISP 20 gebildet. In jedem Fall wird die
Antwort entweder durch das externe oder das interne Netz zu der
BFS 3 gesendet. Die Antwort wird an der BFS 3 empfangen
und zu der RM 3A innerhalb der BFS 3 geleitet.
Die Antwortverwaltungseinrichtung 3A trifft unter Verwendung
verschie dener Algorithmen gemäß Schwellenwerten
eine Entscheidung bezüglich der
Leitung der Antwort. Im Allgemeinen werden dringende Antworten über die
NGSO-Konstellation 7 zu dem Benutzer geleitet, und nicht-dringende
Antworten über
die Rundsendungsverbindung 4, 5.
-
Die
Antwortdaten und/oder -dateien, die als dringend gekennzeichnet
sind, werden für
eine Lieferung gekennzeichnet und unverzüglich zu dem Antwortprozessor
des Gateways 8 gesendet. Der Gateway 8 empfängt die
Antwort und leitet den Befehl und/oder die Daten über die
NGSO-Konstellation 7 zu dem SCT 22 weiter. Das
SCT 22 empfängt
die Antwort über
die Zweiweg-Verbindung und liefert dieselbe zu der BIU 24 und/oder
dem Computer 23 für weitere
Aktionen. Die BIU 24 oder der Computer 23 prüft auf einen
Befehl, die Sitzung zu stoppen, und, falls ein solcher vorhanden
ist, leitet der Benutzer, die BIU 24 oder der Computer 23 einen
Sitzung-Stoppen-Befehl
ein. Ist ein Sitzung-Stoppen-Befehl nicht vorhanden, hält sich
das System für
weitere Befehle und/oder Daten bereit.
-
Für den Fall
nicht-dringender Befehle werden die Antwortdaten und/oder -dateien,
die nicht als dringend gekennzeichnet sind, zu einem Prozessor für nicht-dringende
Antworten geleitet, wo die Beschaffenheit der Daten untersucht wird
und verschiedene Parameter der ankommenden Daten geprüft werden,
um zu bestimmen, ob eine Schwelle überschritten ist. Dann wird
eine Entscheidung bezüglich der
Leitung der Antwort getroffen. Kleine Dateien oder Daten, für die eine Übertragung über das
NGSO-System 7 als wünschenswert
erachtet wird, werden gekennzeichnet für eine Übertragung durch die NGSO-Zweiweg-Verbindungen 9, 10.
Die Daten werden dann zu dem Antwortprozessor des Gateways 8 geleitet,
wo der Prozess fortgeführt
wird, wie oben beschrieben. Größere Dateien
oder Daten, für
die eine Übertragung über das
Rundsendungssystem als wünschenswert
erachtet wird, werden für
eine Übertragung
durch die Einweg-Rundsendungsverbindungen 4, 5 gekennzeichnet.
Die Daten werden zu dem BFS-Aufwärtsverbindungsprozessor
gesendet, in den Aufwärtsverbindungsdatenstrom
integriert und dann über
den Rundsendungssatelliten 1 zu der BIU 24 gesendet.
Das Signal wird durch den Empfänger
der BIU 24 empfangen, wo dasselbe zu der Verwendungsausrüstung für eine Aktion
geliefert wird. Die BIU 24 oder der Computer 23 prüft auf den
Befehl, die Sitzung zu stoppen, wie es oben für den Fall eines dringenden
Befehls oder dringender Daten beschrieben ist.
-
Bei
dem Folgenden handelt es sich um ein Beispiel des Betriebs einer
interaktiven Sitzung mit einem ISP 20. Angenommen, diese
interaktive Sitzung ist mit einem ISP 20 und der Eröffnungsbildschirm
ist ausgewählt,
dann löst
der ISP 20 entweder einen gespeicherten Bildschirm in dem
Computer 23 aus oder sendet einen Bildschirm über die
Rundsendungsverbindungen 4 und 5. Der Benutzer
gibt dann eine Zielinternetzugriffsadresse ein und wählt Eingabe
oder zeigt der Software in dem Computer 23 anderweitig
an, dass er eine ausgewählte
www-Seite oder andere Daten empfangen möchte. Diese Anforderung wird über das
SCT 22 unter Verwendung der Zweiweg-Verbindungen 9 und 10 zu
dem Gateway 8 gesendet. Der Gateway 8 leitet die
Anforderung über die
Intrasystemdatenverbindung 14 oder andere Einrichtungen,
die das PSTN 11 umfassen könnten, zu der BFS 3 weiter.
Die BFS 3 wiederum leitet die Anforderung zu dem ISP 20 weiter.
Der ISP 20 formatiert die Datenanforderung auf eine normale
Weise und liefert dieselbe zu dem Internet 50, das die
Anforderung zu dem ausgewählten
Datenserver des Internets 50, der die Adresse aufweist,
die durch den Benutzer angezeigt ist, weiterleitet. Der ausgewählte Internetserver
sendet dann die geeignete Datei über das
Internet 50 zu dem ISP 20, der wiederum, falls nicht
bereits vorhanden, Rundsendung-oder-Zweiweg-Verbindung-Auswahlinformationen
gemäß der Beschaffenheit
der Datei (z. B. Länge,
Anzahl von Dateien, Typen von Dateien usw.) oder andere Informationen
hinzufügen
kann, die es ermöglichen,
dass die BFS 3 eine bevorzugte Leitung für die zurückgesendeten
Daten bestimmt, d. h. eine Leitung entweder über die Rundsendungs-GSO- Verbindungen 4 und 5 oder über die
Zweiweg-NGSO-Verbindungen 9 und 10.
-
Angenommen,
der Benutzer hat angefordert, dass eine große Datei oder ein Satz von
Graphiken zu dem Computer 23 geliefert werden soll, dann
sendet der angefragte Zielserver des Internets 50 die Daten
zu dem ISP 20, wo dieselben verarbeitet und zu der BFS 3 weitergeleitet
werden. Die BFS 3 kann die Rundsendung-oder-Zweiweg-Verbindung-Auswahlinformationen
entfernen und ordnet die von dem Benutzer angeforderten Daten den
zugewiesenen Ressourcen, dem geeigneten Transponder und Kanal des
Satelliten 1 und wahlweise anderen Informationen zu, wie
z. B. einem Empfangen-Zeitschlitz,
einem CDMA-Code oder jeglichen anderen Informationen, die nötig sind,
um zu ermöglichen,
dass die BIU 24 ihr Signal unter den vielen, die gesendet
werden, identifiziert. Die Daten werden dann codiert, moduliert,
aufwärts
umgesetzt und auf der Rundsendungszuführungsaufwärtsverbindung 4 zu
dem GSO-Satelliten 1 gesendet. Diese Übertragung kann bei einer sehr
hohen Datenrate, wie z. B. 400 MBPS, stattfinden. Der GSO-Satellit 1 wiederholt
dieses Signal nach einer Frequenzübersetzung und sendet das Signal
zurück
zur Erde. Die BIU 24 empfängt das Signal unter Verwendung
der Antenne 25, erkennt seine Zuweisungsadresse oder seinen
Code oder ein anderes Mittel der Identifikation und ist dann in
der Lage, die gewünschten
Hochgeschwindigkeitsdatenpakete von dem ankommenden Datenstrom zu
gewinnen. Nach einem Decodieren und Puffern sendet die BIU 24 die
gewünschte
Datei bzw. Dateien zu dem Computer 23, der unter Verwendung
seiner Software die angeforderten Informationen in einer herkömmlichen
Weise anzeigt und/oder speichert.
-
Die
BFS 3 kann so programmiert sein, dass ihre Auswahl von
GSO- oder NGSO-Verbindungen auf z. B. einer festen Dateigröße und/oder
einem festen Dateityp basiert. Zum Beispiel werden alle Dateien,
die größer sind
als eine vorbestimmte Anzahl von Bytes, oder alle Dateien, die Graphiken
enthal ten, immer über
die GSO-Verbindungen höherer
Geschwindigkeit 4 und 5 gesendet. Alternativ dazu
können
die Verbindungsauswahlkriterien der BFS 3 adaptiv gestaltet
sein. Zum Beispiel kann die BFS 3 während Perioden tatsächlichen
hohen Benutzerbedarfs oder vorhergesagten hohen Benutzerbedarfs
für die
NGSO-Konstellation 7 (wobei nicht zu vergessen ist, dass
viele SCTs 22 in dem Dienstbereich 2 vorhanden
sind und einen Nur-Sprache-Dienst benötigen) das Dateigrößenkriterium
nach unten variieren, so dass dieselbe mehr Daten über die
GSO-Verbindungen 4 und 5 sendet. Umgekehrt kann
die BFS 3 während
Perioden niedrigeren NGSO-Systembedarfs das
Dateigrößenkriterium
nach oben variieren, so dass dieselbe mehr Daten über die
NGSO-Verbindungen 9 und 10 sendet. Die Verbindungsauswahlfunktion
der BFS 3 kann auch andere Faktoren berücksichtigen, wie z. B. eine
Verbindungsqualität,
wie sie von extern gelieferten Informationen (z. B. Verbindungsbeeinträchtigungsinformationen
in oder annähernd
in Echtzeit, die sich von Wetterbedingungen in dem Dienstbereich 2 ergeben)
oder von intern abgeleiteten Informationen, wie z. B. Anforderungen
für eine
Neuübertragung,
die von dem Benutzerendgerät 6 empfangen
werden, abgeleitet wird. Wenn sich z. B. aus Daten, die über die
NGSO-Verbindungen 9 und 10 gesendet werden, zahlreiche
Anforderungen von dem Benutzerendgerät 6 für eine Neuübertragung
aufgrund nicht korrigierbarer Fehler ergeben, kann die BFS 3 durch
den Gateway 8 von diesem Zustand informiert werden und
als Antwort darauf beginnen, die GSO-Verbindungen 4 und 5 zu
verwenden. Außerdem
können
Daten, die durch eingebettete Informationen oder direkt durch den
Benutzer als besonders kritisch identifiziert sind, sowohl über die GSO-
als auch die NGSO-Verbindungen gesendet werden, um einen korrekten
Empfang an dem Benutzerendgerät 6 zu
gewährleisten.
Jegliche benötigte Daten-Bestätigung/Negativbestätigung und/oder
ein Quittungsaustausch im Allgemeinen werden über die Zweiweg-NGSO-Verbindungen 9 und 10 gesendet.
-
Die
Zweiweg-NGSO-Verbindungsdaten werden auf eine etwas andere Weise
gehandhabt als die Einweg-GSO-Datenverbindung, die oben beschrieben
ist. Die Daten von dem abgefragten Internetserver werden adressiert
und über
das Internet 50 zu dem ISP 20 gesendet, wo eine
Zweiweg-Lieferung an die Datenadressierung angehängt wird. Alternativ dazu kann
die BFS 3 eine Auswahl einer Zweiweg-Lieferung bereitstellen.
Diese Daten werden wiederum über
die Verbindung zwischen dem ISP 20 und der BFS 3 mit
der Datenrate des Modems 23A des Computers 23 zu
der BFS 3 verarbeitet. Alternativ dazu kann die Datenrate
zwischen dem ISP 20 und der BFS 3 höher sein,
und die BFS 3 puffert dann die Daten lokal und wandelt
zu der ordnungsgemäßen Datenrate
für das
Modem des Computers 23 um. Die BFS 3 leitet dann
die Daten über
die Intrasystemverbindung 14 (oder die Intrasystem-HF-Verbindungen 16)
zu dem Gateway 8, wo dieselben empfangen und, falls nötig, in
das Format, das für
die Über-den-Äther-NGSO-Protokolle spezifiziert
ist, umpaketiert werden. Der Gateway 8 puffert dann den Datenstrom
und beginnt die Übertragung
zu dem Benutzer, durch ein Codieren, Modulieren, Aufwärtsumsetzen,
Verstärken
und anderweitiges Verarbeiten des Signals, über den ausgewählten einen
von vielen Aufwärtsverbindungskanälen oder
-schaltungen. Der Aufwärtskanal
wird durch den NGSO-Satelliten 7A empfangen, in eine Frequenz übersetzt,
verstärkt und
zu dem SCT 22 gesendet. Das SCT 22 leitet die Daten
nach einem Empfangen, Verstärken,
Abwärtsumsetzen,
Demodulieren und Decodieren des Signals zu dem Modem 23A des
Computers 23 weiter. Das Modem 23A extrahiert
die Dateidaten, verarbeitet dieselben und liefert dieselben zu dem
Computer 23 zur Anzeige, Speicherung oder anderen Verwendung.
-
Dieser
Prozess wird fortgesetzt, bis der Benutzer wählt, die Sitzung zu beenden.
Der Benutzer gibt einen „Sitzung-Beenden"-Befehl durch die
Tastatur des Computers 23 (oder eine andere externe Vorrichtung,
wie z. B. eine Maus) ein oder zeigt den Sitzung-Beenden-Befehl durch
die Verwendung des Tastenfelds des SCT 22 an. In jedem
Fall wird das Sitzung-Beenden-Befehlssignal über die NGSO-Zweiweg-Verbindungen 9 und 10 zu
dem Gateway 8 gesendet. Der Gateway 8 signalisiert
den Sitzung-Beenden-Befehl zu der BFS 3, die wiederum dem
ISP 20 signalisiert, die Sitzung zu beenden. Ein Ende-der-Sitzung-Signalisieren
von dem ISP 20 wird dann der BFS 3 und dem Gateway 8 übermittelt,
das die eingerichteten Verbindungen abbaut und die freigewordenen
Ressourcen zur weiteren Verwendung in einen Pool zurückführt. Die
BIU 24 geht in Bereitschaft und das SCT 22 kehrt
zu den Zugriffs- und Funkrufkanälen
zurück
und wartet auf ein weiteres Ereignis.
-
Ein
Beispiel einer Rufverbindung zu der Einheit des Benutzerendgeräts 6 wird
nun in dem Kontext einer Internetrufverbindung zu dem Benutzerendgerät 6 von
einer Vorrichtung, die mit dem Internet 50 verbunden ist,
beschrieben.
-
Wenn
man zunächst
einen Nur-Rundsendung-Modus betrachtet und ferner eine Variation
des oben beschriebenen Verfahrens betrachtet, kann die interaktive
Zweiweg-Verbindung mit dem Internet 50 einen Nur-Rundsendung-Modus
ergeben, wobei die Zweiweg-NGSO-Verbindungen verwendet werden, um
die Rundsendung aufzubauen. In diesem Fall wird ein Rundsendung-Einleiten-Signal
durch den Benutzer erzeugt, die BIU 24 bildet eine Einleiten-Nachricht
und leitet dieselbe nach einem Paketieren der Nachricht zu dem SCT 22 weiter,
wo dieselbe in den Datenstrom eingegliedert wird und über die
NGSO-Satellitenkonstellation 7 zu dem Gateway 8 weitergeleitet
wird. Der Gateway 8 leitet das Einleiten-Signal zu der
BFS 3 weiter, die das Signal wiederum zu dem BSP 21 weiterleitet.
Der BSP 21 erzeugt nach einem Verarbeiten der Anforderung
eine interne (oder externe) Antwort, die zu der BFS 3 weitergeleitet
wird. Die BFS 3 sendet die Antwort zu der Antwortverwaltungseinrichtung 3A.
Wird das Signal von der Antwortverwaltungseinrichtung 3A nicht empfangen
oder ist es fehlerhaft, führt
das System einen Neuversuch für
n Neuversuche durch. Ist dies erfolgreich, werden die Signale wie
zuvor weitergeleitet, wenn nicht, wird ein Beenden- Signal gebildet und zu
dem Gateway 8 weitergeleitet, wo der Gateway 8 ein
Sitzung-Stoppen ausführt.
Ist dies erfolgreich, nimmt die BFS 3 den Nur-Rundsendung-Modus
zur Kenntnis und sendet, falls berechtigt, die Starten-Nachricht
zu dem BFS-Aufwärtsverbindungsprozessor.
Dieser Prozessor bewirkt dann, dass das Eingangssignal von nun an
anstatt durch die RM 3A direkt zu demselben kommt. In jedem
Fall werden die Rundsendungssignale für ein Aufwärtsverbinden vorbereitet und
zu dem Satelliten 1 gesendet. Der Satellit 1 leitet
die Signale zu der BIU 24 weiter, wo die Ergebnisse verwendet
werden. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass die Ergebnisse angezeigt
werden, obwohl viele Verwendungen des abwärtsverbundenen Signals gefunden
werden können.
Hat die Rundsendungssitzung begonnen, wird eine Fakturierungsfunktion
eingeleitet, und ein Signal zu dem Gateway 8 wird verarbeitet,
das anzeigt, dass die Rundsendung begonnen hat. Der Gateway 8 sendet über die Zweiweg-Verbindung
ein Beenden-Signal, entfernt die Zweiweg-Verbindung und setzt das
Zweiweg-System anderweitig in Bereitschaft, wodurch derselbe keine
Systemressourcen der NGSO 7 verwendet. Zu diesem Zeitpunkt
kann der Benutzer die Zweiweg-NGSO-Funktion für eine Fernsprechrufverbindung
oder jeden anderen Zweck verwenden.
-
Wenn
man nun ein Sitzung-Beenden-Verfahren betrachtet, kann das Sitzung-Beenden-Signal von
dem Benutzer, von der BIU 24 oder von dem BSP 21 kommen.
In jedem Fall wird ein Beenden-Befehl
an der BIU 24 gebildet und wird zu dem SCT 22 weitergeleitet,
wo derselbe über
die NGSO-Satellitenkonstellation 7 zu dem Gateway 8 gesendet
wird. Der Gateway 8 empfängt die Anforderung und leitet die
Beenden-Anforderung
zu der BFS 3 weiter. Der Gateway 8 entfernt die
SCT-Ressourcen und gibt dem SCT 22 den Befehl zur Bereitschaft
und stoppt auch die Zweiweg-Fakturierung. Die BFS 3 sendet die
Beenden-Nachricht zu dem ISP 20 oder dem BSP 21,
wie es geeignet ist, der die Benutzerdienstanforderung von der aktiven
Liste löscht
und die Fakturierung stoppt. Die BFS 3 beendet dann ein
Rundsenden zu dem Benutzer und stoppt die Fakturierung. Es kann
viele Variationen dieses Prozesses geben.
-
Eine
Betrachtung der folgenden Beispielübertragung wird vorgenommen.
Es sei angenommen, dass das Benutzerendgerät 6 gemäß dem vorher
beschriebenen Prozess (andere Einrichtungen können ebenfalls verwendet werden)
Zugriff zu dem Netz und zu dem ISP 20 erhalten hat. Alle
Einheiten sind in Bereitschaft. Das Benutzerendgerät 6 kann
manuell betrieben werden oder es kann entfernt positioniert und bedienungsfrei
sein. Der Computer 23 oder ein anderer geeigneter Computer
kann mit einer externen Vorrichtung, wie z. B. einer Vorrichtung,
die von Zeit zu Zeit wesentliche Daten benötigt, verbunden sein. Es sei
z. B. angenommen, dass das Benutzerendgerät 6 eine Zugriffswebseite
an dem ISP-Server 20 des Teilnehmers aufgebaut hat. Als
ein Beispiel wünscht
ein Computerbenutzer mit einem herkömmlichen Einwählmodem
und einer PSTN-Verbindung zu einem ISP, Informationen zu dem Benutzerendgerät 6,
das wie vorhergehend beschrieben mit dem Netz verbunden ist, herunterzuladen.
Es sei ferner angenommen, dass der Teilnehmer eine Zugriffswebseite
an dem ISP-Server des Teilnehmers aufgebaut hat. Die Sitzung beginnt
wie folgt. Der Anrufende gibt die Internetadresse des Teilnehmers
ein, d. h. eines Teilnehmers, der dem Benutzerendgerät 6 zugeordnet
ist. Der Computer und das Modem des Anrufenden senden die Webseitenanforderung
zu dem ISP des Anrufenden. Dieser ISP wiederum verarbeitet eine Nachricht
mit der Anforderung über
das Internet 50 zu dem ISP 20 des Teilnehmers,
wo die Daten vorübergehend
in einem Verzeichnis oder Ordner auf dem Server des Teilnehmers,
das bzw. der für
den Teilnehmer reserviert ist, gespeichert werden. Der ISP 20 prüft dann,
ob der Teilnehmer angeschlossen ist und bereit ist, eine Anfrage
und Informationen zu empfangen. Ist das der Fall, verarbeitet der
ISP 20 eine Dienstanforderung zu der BFS 3. Ist
das nicht der Fall, zeigt der ISP 20 eine Nichtverfügbarkeit
an und kann stattdessen einen Datendownload zu dem Server für eine spätere Lieferung
ermöglichen.
Wenn man für
dieses Beispiel annimmt, dass das Benutzerendgerät 6 des Teilnehmers
mit dem Netz verbunden ist und in Bereitschaft ist, dann bildet
der ISP 20 eine Rufnachricht mit einer Datenverbindungswarnung.
Diese Nachricht wird zusammen mit der Teilnehmer-ID zu der BFS 3 gesendet,
die parallel dazu eine Sitzungsaufbauprozedur beginnt. Diese Prozeduren
können
auf alle Betriebsmodi angewendet werden. Zunächst prüft dieselbe auf Systemressourcenverfügbarkeit
und kann zu diesem Zeitpunkt den Kanal, die Transpondernummer (und
den Modulationstyp, falls notwendig) an den Gateway 8 anhängen. Zweitens
bildet die BFS 3 eine Dienstanforderung und sendet dieselbe
(mit den angehängten
Daten, falls nötig) über die
Intrasystemverbindung 14 zu dem Gateway 8. Der
Gateway 8 empfängt
die Dienstanforderung und angehängte
Daten (falls gesendet), puffert die Informationen und bildet eine
Rufnachricht. Die Rufnachricht umfasst als ein Minimum die Identifikation
des Benutzerendgeräts 6 (die
viele Formen aufweisen kann). Nach einem Codieren, Modulieren und
Aufwärtsumsetzen
der Rufnachricht sendet der Gateway 8 dieselbe über die
NGSO-Satellitenkonstellation 7 zu
dem Benutzerendgerät 6 hin (unter
Verwendung der letzten protokollierten Benutzerposition oder der
Position des Benutzerendgeräts 6 zu
dem Zeitpunkt der letzten Rufverbindung als einer Hilfestellung).
Das Signal wird an dem Satelliten 7A empfangen, verstärkt, in
eine Frequenz übersetzt, weiter
verstärkt
und zu dem Benutzerendgerät 6 hin gesendet.
Das SCT 22 empfängt
die Rufnachricht und antwortet mit einer Bestätigung zurück zu dem Gateway 8.
Der Gateway 8 baut dann eine Zweiweg-Verbindung durch den Satelliten 7A auf,
wie es oben beschrieben ist. Das Aufbauen der Zweiweg-Verbindung
umfasst ein Durchführen
einer Positionslokalisierung für
die Rufverbindung und ein Verifizieren, dass das Benutzerendgerät 6 noch
in dem Dienstbereich 2 angeordnet ist. Eine Erfassung der ausgewählten Kanal-
und Ausbreitungscodes oder Zeitschlitze oder andere Über-den-Äther-Protokolle werden
dann durch das Benutzerendgerät 6 erzielt, worauf
das Benutzerendgerät 6 der
BFS 3 signalisiert, dass das Benutzerendgerät 6 bereit
ist, um fortzufahren. Zu diesem Zeit punkt oder vorher, falls ein paralleler
Rundsendungsaufbau freigegeben ist, baut die BFS 3 eine
Rundsendungsverbindung auf, wie vorher beschrieben, wobei die Zweiweg-Verbindung verwendet
wird, um die ausgewählten
Parameter der BIU 24 dem Benutzerendgerät 6 zu übermitteln. Wenn
alle Einheiten eine Erfassung anzeigen und eine Bereitschaft signalisieren,
signalisiert der ISP 20 des Teilnehmers dem ISP des Anrufenden,
dass der Teilnehmer online und bereit für eine interaktive Sitzung
ist. Dem Anrufenden wird damit mitgeteilt, dass die Sitzung eingeleitet
werden kann, und die Sitzung beginnt dann.
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Angenommen,
dass Text und Befehle gesendet werden, bei denen es erwünscht ist,
dass sie mit einer geringen Latenzzeit (Verzögerung) gehandhabt werden,
dann können
der Text oder die Daten mit einem Dringend-Etikett, oder alternativ
dazu kann eine Auswahl an der BFS 3 getroffen werden, über das
Internet 50 zu dem ISP 20 des Teilnehmers gesendet werden.
Der ISP 20 des Teilnehmers hängt eine Leitungsnachricht
an die Daten an und leitet dieselben zu der BFS 3 weiter.
Der ISP 20 erkennt das Dringend-Etikett, oder eine Auswahl
kann alternativ dazu an der BFS 3 getroffen werden, und
weist an, dass dieselben über
die Intrasystemdatenleitung 14 zu dem Gateway 8 gesendet
werden. Der Gateway 8 wiederum sendet die Daten, wie vorher
beschrieben, über
die Zweiweg-Verbindungen 9 und 10 zu dem SCT 22.
Das abwärts
umgesetzte, demodulierte und decodierte Signal wird dann über das
Modem des Computers zu dem Computer 23 zur Anzeige, Speicherung
oder anderer Verwendung weitergeleitet. Große Dateien oder Datenströme werden
stattdessen erkannt und durch den ISP 20 oder die BFS 3 zu den
Rundsendungsverbindungen 4 und 5 geleitet. Tritt
dies ein, paketiert die BFS 3 die Daten in das Format,
das mit der BIU 24 kompatibel ist, adressiert dieselben,
decodiert dieselben und moduliert die Daten, die dann multiplext
werden unter Verwendung des bekannten Benutzer-TDMA-Schlitzes oder
Ausbreitungscodes oder irgendeiner anderen Einrichtung zum Zuordnen
der Daten zu dem spezifischen Benutzerendgerät 6, zu dem die Daten
gerichtet sind. Die Daten werden dann zu dem Rundsendungssatelliten 1 gesendet
unter Verwendung des ausgewählten
Transponders und Kanals zu dem Benutzerendgerät hin auf der Rundsendungszuführungsaufwärtsverbindung 4.
Der GSO-Satellit 1 empfängt
das Signal, verstärkt
dasselbe, übersetzt
dasselbe in eine Frequenz, verstärkt
dasselbe weiter und sendet dasselbe auf dem ordnungsgemäßen Strahl
in die Richtung des Benutzerendgeräts 6, wie es im Vorhergehenden
beschrieben ist. Die BIU-Antenne 25 empfängt das
Signal und leitet dasselbe zu der BIU 24, die ansprechend
auf seine Adresse und andere identifizierende Charakteristika die
gewünschten
Daten von der Hochgeschwindigkeitsabwärtsverbindung extrahiert. Nach
einer Abwärtsumsetzung,
Demodulierung und Decodierung und anderen Signalverarbeitung, falls
nötig,
werden die Daten zu dem Computer 23 zur Anzeige, Speicherung
oder einer anderen Verwendung geleitet.
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In
dem obigen Beispiel kann der Computer 23 (oder eine andere
Rechenvorrichtung) als ein entfernter Server fungieren, der durch
andere Computerbenutzer irgendwo in der Welt abgefragt werden könnte. Das
Benutzerendgerät 6 ist
bei diesem Modus tatsächlich
ein Einwählserver,
der Systemressourcen nur verwendet, wenn er abgefragt wird, und somit
eine kostengünstiges
Mittel der Datenerfassung ist.
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Es
sollte von der vorhergehenden Anmeldungsbeschreibung und den Beispielen
ersichtlich sein, dass das Benutzerendgerät 6 in einer mobilen Umgebung
wirksam sein kann. Obwohl die Beispiele einen transportablen Ausrüstungssatz
beschrieben haben, liegt somit ein automatischer, an einem Fahrzeug
befestigter Ausrüstungssatz
ebenfalls innerhalb des Bereichs der Lehren dieser Erfindung.
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Zum
Beispiel zeigt 4 eine
Installation innerhalb eines Fahrzeugs 60. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist das SCT 22 in einem Gestell 26 befestigt.
Das SCT 22 ist abnehmbar und kann für Sprachdaten und Daten niedriger
Geschwindigkeit über
die NGSO-Konstellation 7 unabhängig von der Rundsendungsdatenverbindung
verwendet werden. Das Gestell 26 stellt Leistung und ein
Batterieaufladen bereit. Mit dem SCT 22 verbunden ist ein
fahrzeugeigener Computer 33 (bei dem es sich um einen Laptop
handeln kann) oder irgendeine andere Rechenvorrichtung in dem Fahrzeug.
Der fahrzeugeigene Computer 33 ist mit der BIU 24 verbunden,
die mit einer Rundsendungssatellitenverfolgungsantenne 34 ausgerüstet ist,
die die gleiche Funktion durchführt, wie
die vorhergehend beschriebene Rundsendungsantenne 25. Bei
der Verfolgungsantenne 34 kann es sich um ein elektronisch
gelenktes System oder, wie gezeigt, ein mechanisch gelenktes System
handeln. In jedem Fall wird der Antennenstrahl durch einen Verfolgungsmechanismus
zu dem Rundsendungssatelliten 1 hin gerichtet. Die Antenne 34,
die in einer Radarabdeckungsanordnung 29 enthalten ist,
ist zusammengesetzt aus einer Verfolgungsantenne 31, die
aus mehreren Elementen 39 zusammengesetzt sein kann, um
eine hohe Verstärkung
und Effizienz zu erhalten. Die Antenne 34 wird zu dem Satelliten 1 hin
mit einem Azimutantriebsmotor 32 und einem Höhenantriebsmotor 38 ausgerichtet,
die auf Signale ansprechen, die durch eine Satellitenverfolgungsschaltung 37 erzeugt
werden. Die Verfolgungsschaltung 37 leitet Motorantriebssignale
von Eingangsdaten von einem Kompass 30 und/oder von irgendeiner anderen
Fahrzeugausrichteinrichtung oder von einer alternativen Quelle ab,
wie z. B. einem Signal, das durch ein GPS-System 36 oder
irgendeine andere Einrichtung zum Bestimmen geographischer Breite und
Länge bereitgestellt
wird.
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Die
Verwendung des Systems von 4 ist derjenigen ähnlich,
die im Vorhergehenden beschrieben wurde, ist aber modifiziert, um
ein Erfassen des Rundsendungssatelliten 1 zu berücksichtigen.
Der Computer 33 liefert unter Verwendung von Positionsdaten
der geographischen Breite und Länge
und einer Satellitenpositionsnachschlagtabelle der Verfolgungsschaltung 37 grobe
Ausrichtanweisungen. Feinerfassungssuchsignale werden durch den
Computer 33 mit Hilfe des Rundsendungssignals, das durch die
BIU 24 empfangen wird (die auch als eine Verfolgungsrundsendungsschnittstelleneinheit
bezeichnet wird), erzeugt. Ein Suchalgorithmus entweder in dem Fahrzeugcomputer 33 oder
in der Verfolgungsschaltung 37 führt eine Suche durch, um mit dem
GSO-Satelliten 1 zu
verriegeln. Der Rest des Prozesses bleibt so, wie es im Vorhergehenden
beschrieben ist.
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Basierend
auf der vorhergehenden Beschreibung ist zu erkennen, dass Benutzer
von Gateway zu Gateway roamen können
und Internetanschlussfähigkeit
und andere Dienste, wie berechtigt, durch verschiedene Sätze eines
Gateways 8, einer BFS 3 und des ISP 20,
der mit der BFS 3 verbunden ist, erhalten können. Unter
Verwendung des SCT 22 in unterschiedlichen Dienstbereichen
kann der Benutzer Netzzugriff erhalten, wo Roamingvereinbarungen
und eine Ausrüstung
der BFS 3 bestehen. Um zu roamen, baut der Benutzer zunächst einen
Gatewayzugriff für
den lokalen Dienstbereich durch ein Senden einer Dienstanforderung
zu dem Gateway 8 des Dienstbereichs auf. Der Gateway 8 bestimmt
nach einem Prüfen
der Identifikation des Benutzerendgeräts 6, dass der Benutzer
roamt, und verarbeitet von dessen Identifikation eine Nachricht über das
Signalisiersystem des PSTN 11 (wie z. B. SS7-Signalisieren) zu dem
Ausgangsgateway des Benutzers. Der Gateway, zu dem geroamt wurde,
erhält
Berechtigungsinformationen von dem Ausgangsortregister (HLR) des Benutzerendgeräts. Sobald
ein Satellitenzellularbetrieb erhalten worden ist, kann der Benutzer
Sprach- und Datenrufverbindungen über die Zweiweg-Verbindungen 9 und 10 gemäß normalen
Prozeduren für das
NGSO-Konstellationssystem durchführen. Wünscht der
Benutzer, die Rundsendungsverbindungen 4 und 5 freizugeben,
sendet er eine Dienstanforderung, wie es im Vorhergehenden beschrieben
ist. Der versorgende Gateway 8 sendet die Dienstanforderung
zu der mit ihm verbundenen BFS 3. Diese Station kann ihr
eigenes Benutzerortregister aufweisen, das zu zwei Typen gehören kann,
einem Ausgangsbenutzerortregister (HULR) für diejenigen Teilnehmer an
diesem Rundsendungsdienst, die sich innerhalb des lokalen Gatewaydienstbereichs
befinden, und einem Besucherbenutzerortregister (VULR) für diejenigen
Benutzer, die zu dem Dienstbereich roamen. Die Berechtigungsoperation
ist derjenigen des Satellitenzellulartelefonsystems ähnlich.
Besteht eine Roamingvereinbarung zwischen der Ausgangs-BFS 3 und
der BFS, zu der geroamt wurde, wird eine Verbindung hergestellt.
Gleichermaßen kann
jede BFS 3 mit einem oder mehr ISPs 20 verbunden
sein, und ein weiteres Signalisieren wird dazu verwendet, einen
Roamingzugriff zu zumindest einem der ISPs 20 einzurichten,
wenn angenommen wird, dass Roamingvereinbarungen zwischen dem Ausgangs-ISP 20 des
Benutzers und einem oder mehr der lokalen ISPs, zu denen geroamt
wurde und die mit der BFS 3 verbunden sind, bestehen.
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Wie
in 2 gezeigt, kann ein
Benutzerendgerät 6 somit
von einem Dienstbereich A zu einem Dienstbereich B roamen und eine
Anschlussfähigkeit und
verschiedene Dienste, einschließlich
Satellitenzellulartelefon- und Internetzugriff, erhalten. Ein Roamen
zu einem Dienstbereich C würde
einen Sprach- und Datenzugriff und einen Internetzugriff niedriger Geschwindigkeit
liefern, würde
aber nicht die Rundsendungsdatenverbindung höherer Geschwindigkeit liefern,
da der Dienstbereich C keine BFS 3 umfasst.
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Bei
dem SCT kann es sich um ein Doppelmodus-SCT (DMSCT) 40,
wie in 5 gezeigt, handeln.
In dem Telefonmodus kann das DMSCT 40 zwischen dem Satellitenmodus,
wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, und einem terrestrischen
Modus zur Verwendung innerhalb eines Systems eines öffentlichen
Landfunknetzes (PLMN) 41 umschalten. Das PLMN 41 kann
sich innerhalb des Satellitendienstbereichs 2 befinden
oder auch nicht. Das PLMN 41 weist normalerweise verschiedene
Zellstandortbereiche 42 auf, die durch Basisstationssteuerungen
(BSCs) 43 gesteuert werden, die mit einem mobilen Schaltzentrum
(MSC) 44 verbunden sind, das ein VLR 45 und ein
HLR 46 enthält.
Das MSC 44 umfasst auch eine Schaltungsanordnung/Software und
andere Einrichtungen zum Anmelden von Benutzern, Authentifizieren
von Benutzern und zum Freigeben des Zugriffs auf das Netz. Das MSC 44 ist
mit dem PSTN 11 verbunden, das eine Zwischennetzschalteinrichtung,
wie z. B. ein Signalisiersystem sieben (SS7), umfasst. Dieses Signalisiersystem
wird verwendet, um Rufverbindungen zu leiten, und stellt eine Einrichtung
zum Abfragen von Datenbanken von HLR und VLR, die verschiedenen
mobilen Netzen zugeordnet sind, bereit, um ein Roamen und eine Authentifizierung
zu ermöglichen.
Um den Betrieb der Rundsendungsverbindung freizugeben, wird eine Verbindung
zu dem PSTN 11 von der BFS 3 zu dem PSTN 11 hergestellt,
und die BFS 3 umfasst eine Mehrzahl von Einwählmodems
für Verbindungen
zwischen der BFS 3 und dem PLMN 41.
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Der
Betrieb des Rundsendungsmodus sieht bei Verwendung des terrestrischen
Zellularnetzes wie folgt aus. Es sei angenommen, dass sich das Benutzerendgerät 6 in
einem Bereich mit Zellularüberdeckung
befindet und dass dasselbe innerhalb eines Zellstandortbereichs,
der durch das BSC 43 versorgt wird, angeordnet ist. Der
Benutzer schaltet das DMSCT 40 an und wählt entweder manuell oder automatisch
das terrestrische PLMN 41. Das Benutzerendgerät 6 stellt
eine Zweiweg-Zellularverbindung 47 zwischen dem DMSCT 40 und
dem BSC 43 und von da zu dem MSC 44 her. Das Benutzerendgerät 6 wird unter
Verwendung des HLR 46 oder, nach einer Abfrage eines entfernten
HLR, unter Verwendung des VLR 45 bei dem Netz angemeldet.
Nach einer Authentifizierung und anderen Prozessen ist der Benutzer
in der Lage, einen Telefonanruf zu machen und das PSTN 11 anderweitig
zu verwenden.
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Es
sei ferner angenommen, dass der Benutzer Zugriff zu der Rundsendungsdatenverbindung 5 wünscht. Dazu
wählt der
Benutzer eine Telefonnummer, oder eine Software in dem Computer 23 wählt eine
Telefonnummer, die der BFS 3 zugeordnet ist. Dieser Prozess
ist demjenigen einer Einwählmodemverbindung ähnlich,
die heute für
kommerzielle Internet-Dienstanbieter
bereitgestellt wird. Falls der Benutzer roamt und seinen Ort kennt,
kann er die geeignete Nummer in einem Buch oder einem Handbuch nachschlagen.
Alternativ dazu kann er die Postleitzahl oder die Identifikation
der lokalen größeren oder kleineren
Stadt eingeben und den Computer 23 ein Nachschlagen durchführen lassen,
oder der Benutzer kann eine 800-Nummer wählen und von einer bereitgestellten
Liste auswählen,
oder derselbe kann die Nummer durch irgendeine andere geeignete
Einrichtung erhalten. Der Benutzer ermöglicht es, dass das Modem des
Computers 23 die Nummer der BFS 3, die dem Benutzer
am nächsten
ist oder anderweitig ausgewählt
wurde, wählt.
Die BFS 3 antwortet, und eine Verbindung wird unter Verwendung
der Zweiweg-Zellularverbindung 47 zu
einem BSC 43, das den Zellstandortbereich 42 versorgt,
hergestellt. Das BSC 43 verbindet das Benutzerendgerät 6 über das
MSC 44 durch das PSTN 11 und die PSTN/BFS-Verbindung 48 mit
der BFS 3. Die BFS 3 verarbeitet das Signal ähnlich wie
dasjenige, das im Vorhergehenden erörtert ist, und Rufverbindungen können fortgesetzt
werden, wie es im Vorhergehenden erörtert ist, wobei die drahtlose
Zweiweg-Verbindung durch die Zellularsystem-Zweiweg-Verbindung 47 bereitgestellt
wird.
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Nachdem
somit die Gesamtarchitektur und der -betrieb des satellitenbasierten
Rundsendungs-/Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystems dieser Erfindung
beschrieben wurde, wird nun eine detailliertere Beschreibung der
Architektur und des Betriebs mit Bezug auf die 6A–6F, 7A–7H, das Blockdiagramm der
BFS 3 von 8 und
die Logikflussdiagramme von 9A–9I vorgenommen, wobei die 9A–9D verschiedene
Anmeldungs- und Authentifizierungsschritte zeigen, 9E eine Rundsendungsaufbausitzung zeigt, 9F ein Verfahren zum Einleiten
einer Zweiweg-Rundsendungs/Interaktivmodussitzung zeigt, 9G den Betrieb des Systems
während
der Zweiweg-Rundsendungs-/Interaktivsitzung zeigt, 9H den Betrieb des Systems während einer
Nur-Rundsendung-Sitzung
zeigt und 9I die Schritte
zeigt, die durchgeführt
werden, um eine Rundsendungssitzung zu beenden.
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6A zeigt einen Fall 1, bei
dem die Rundsendungs- und Zweiweg-Dienstbereiche (SAs) die gleichen
sind und die Satellitenausleuchtzonen (FPs) unterschiedlich sind.
In diesem Fall liegt ein einziger Strahl zu/von dem Rundsendungssatelliten 1 vor,
die BFS 3 liegt in dem gleichen Strahl wie das Benutzerendgerät 6,
und der Gateway 8 und das Benutzerendgerät 6 sehen
den gleichen NGSO-Satelliten.
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6B zeigt einen Fall 2, bei
dem die Rundsendungs- und Zweiweg-Dienstbereiche unterschiedlich
sind und bei dem die Satellitenausleuchtzonen unterschiedlich sind.
Es liegt ein einziger Strahl zu/von dem Rundsendungssatelliten 1 vor,
die BFS 3 liegt in dem gleichen Strahl wie das Benutzerendgerät 6,
und der Gateway 8 und das Benutzerendgerät 6 sehen
den gleichen NGSO-Satelliten.
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6C zeigt einen Fall 3, bei
dem die Rundsendungs- und Zweiweg-Dienstbereiche unterschiedlich
sind und bei dem die Satellitenausleuchtzonen unterschiedlich sind.
In Fall 3 liegen mehrere Strahlen zu/von dem Rundsendungssatelliten 1 vor, die
BFS 3 liegt in einem anderen Strahl als das Benutzerendgerät 6,
der Gateway 8 und das Benutzerendgerät 6 sehen den gleichen
NGSO-Satelliten, und das SCT 22 und die BIU 24 liegen
in dem überlappten
SA.
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6D zeigt einen Fall 4, bei
dem die Rundsendungs- und Zweiweg-Dienstbereiche unterschiedlich
sind und die Satellitenausleuchtzonen unterschiedlich sind. Es liegen
mehrere Strahlen zu/von dem Rundsendungssatelliten 1 vor,
die BFS 3 liegt in einem anderen Strahl als das Benutzerendgerät 6 (Fall
4a), der Gateway 8 liegt in einem anderen Strahl als das
Benutzerendgerät 6 (Fall
4b), der Gateway 8 und die BFS 3 liegen in anderen
Strahlen als das Benutzerendgerät 6 (Fall
4c), der Gateway 8 und das Benutzerendgerät 6 sehen
den gleichen NGSO-Satelliten, und das SCT 22 und die BIU 24 liegen
in dem nicht-überlappten
Bereich.
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6E zeigt einen Fall 5, bei
dem die Rundsendungs- und Zweiweg-Dienstbereiche unterschiedlich
sind und die Satellitenausleuchtzonen unterschiedlich sind. Es liegen
mehrere Strahlen zu/von dem Rundsendungssatelliten 1 vor.
Der Gateway 8 und/oder die BFS 3 können in
einem anderen Strahl bzw. Strahlen als das Benutzerendgerät 6 liegen,
und der Gateway 8 und das Benutzerendgerät 6 sehen den
gleichen NGSO-Satelliten. Das SCT 22 und die BIU 24 liegen
in einem nicht-überlappten
Bereich, das SCT 22 und die BIU 24 liegen in dem
gleichen Dienstbereich und das SCT 22 und die BIU 24 (tatsächlich zumindest
der Rundsendungsempfänger der
BIU 24) sind entfernt voneinander angeordnet.
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Schließlich zeigt 6F einen Fall 6, bei dem
die Rundsendungs- und Zweiweg-Dienstbereiche unterschiedlich sind
und die Satellitenausleuchtzonen unterschiedlich sind. Es liegen
mehrere Strahlen zu/von dem Rundsendungssatelliten 1 vor.
Der Gateway 8 und/oder die BFS 3 können in
einem anderen Strahl bzw. Strahlen als das Benutzerendgerät 6 liegen,
und der Gateway 8 und das Benutzerendgerät 6 sehen
den gleichen NGSO-Satelliten. Das SCT 22 und die BIU 24 liegen
in dem nicht-überlappten Dienstbereich,
das SCT 22 und die BIU 24 liegen in unterschiedlichen
Dienstbereichen und das SCT 22 und die BIU 24 (wieder
tatsächlich
zumindest der Rundsendungsempfänger
der BIU 24) sind entfernt voneinander angeordnet.
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Nach
dem Beschreiben einer Anzahl von möglichen Systemtopologien wird
nun auf die 7A–7H Bezug genommen, um verschiedene
Betriebsmodi des Systems zu zeigen. Bezug genommen werden sollte
auch auf die Logikflussdiagramme von 9A–9I, insbesondere für den Zweiweg-Rundsendungs/Interaktivsitzungs-
und den Nur-Rundsendung-Betriebsmodus.
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7A zeigt einen Fall eines
Modus 1 einer Nur-Rundsendung-Sitzung,
genauer gesagt einen Sitzungsaufbau und einen Sitzungsbetrieb. Das
System der NGSO 7 wird verwendet, um den Benutzer bei dem
Netz zu registrieren.
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Das
System der NGSO 7 wird auch verwendet, um die Sitzung aufzubauen.
Das System der NGSO 7 berechtigt und weist die BFS 3 bzgl.
der gewünschten
Programmierung und des gewünschten Inhalts
an. Wenn die Sitzung aufgebaut und das Rundsendungssignal erfasst
ist, beginnt die Rundsendungssitzung. Das System der NGSO 7 geht
online, bis demselben mitgeteilt wird, dass die Rundsendungssitzung
abgeschlossen ist. Das System der NGSO 7 führt dann
eine Abmeldungsfunktion durch, übermittelt
einen Sitzung-Abgeschlossen-Status, eine Fakturierung wird durchgeführt, und
dann gehen alle Einheiten in Bereitschaft.
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7B zeigt einen Fall eines
Modus 2 einer Nur-Fernsprech-Sitzung.
Das System der NGSO 7 wird verwendet, um den Benutzer bei
dem Netz zu registrieren und die Sitzung aufzubauen. Das System der
NGSO 7 berechtigt und der Gateway 8 baut dann die
Telefonrufverbindung zu oder von dem PSTN 11 auf. Das System
der NGSO 7 führt
dann eine Abmeldungsfunktion durch, übermittelt einen Sitzung-Abgeschlossen-Status,
eine Fakturierung wird durchgeführt,
und dann gehen alle Einheiten in Bereitschaft.
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7C zeigt einen Fall eines
Modus 3 einer simultanen Fernsprech- und Rundsendungssitzung. Das
System der NGSO 7 wird verwendet, um den Benutzer bei dem
Netz zu registrieren, und wird verwendet, um die Sitzung aufzubauen.
Das System der NGSO 7 berechtigt und weist die BFS 3 bzgl.
der gewünschten
Programmierung und des gewünschten Inhalts
an. Wenn die Sitzung aufgebaut ist und das Rundsendungssignal erfasst
ist, beginnt die Rundsendungssitzung. Während der Rundsendungssitzung
kann das Benutzerendgerät 6 Fernsprechdienste
anfordern. Der Gateway 8 verarbeitet die Fernsprechanforderung
und baut die Rufverbindung auf oder empfängt eine Dienstanforderung.
Der Gateway 8 verarbeitet dann die Rufverbindung, und eine
simultane Telefonsitzung wird begonnen. Die Rundsendungs- und die
Fernsprechsitzung sind unabhängig.
Wenn die Fernsprechsitzung abgeschlossen ist, wird die Rufverbindung
protokolliert und als eine Fernsprechrufverbindung in Rechnung gestellt. Das
System der NGSO 7 geht dann offline, bis demselben mitgeteilt
wird, dass die Rundsendungssitzung abgeschlossen ist. Das System
der NGSO 7 führt
dann eine Abmeldungsfunktion durch, übermittelt einen Sitzung-Abgeschlossen-Status,
eine Rundsendungsfakturierung wird durchgeführt, und dann gehen alle Einheiten
in Bereitschaft.
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7D zeigt einen Fall eines
Modus 4 einer Interaktivrundsendungssitzung. Das System der NGSO 7 wird
verwendet, um den Benutzer bei dem Netz zu registrieren, und wird
auch verwendet, um die Sitzung aufzubauen. Das System der NGSO 7 berechtigt
und weist die BFS 3 bzgl. der gewünschten Programmierung und
des gewünschten
Inhalts an. Wenn die Sitzung aufgebaut und das Rundsendungssignal
erfasst ist, beginnt die Rundsendungssitzung. Das SCT 22 bleibt
mit dem Gateway 8 und der BFS 3 und von da mit
dem BSP 21 oder dem PSTN 11 an der BFS 3 verbunden.
Das Benutzerendgerät 6 sendet
Nachrichten und Befehle zu dem Gateway 8 und von da zu
der BFS 3 und dem BSP 21, und der BSP 21 antwortet
entsprechend auf die Befehle und Nachrichten. Die Rundsendungs-
und die Fernsprechsitzung sind interaktiv mit Anforderungen und
Antworten durch jede. Der BSP 21 oder Daten von einer Verbindung
des PSTN 11 können
der BFS 3 Daten liefern. Informationen und/oder Daten und
Dateien können
so in einer optimalen Weise zu dem SCT 22 oder zu dem Rundsendungsempfänger der
BIU 24 gesendet werden. Die Fernsprechsitzung kann unterbrochen
werden, ohne die Rundsendungsfunktion zu unterbrechen, und umgekehrt
kann die Rundsendungssitzung unterbrochen werden, ohne die Fernsprechsitzung
zu unterbrechen. Wenn die Fernsprechsitzung abgeschlossen ist, wird
die Rufverbindung protokolliert und als eine Fernsprechrufverbindung
in Rechnung gestellt. Das System der NGSO 7 geht dann offline,
bis demselben mitgeteilt wird, dass die Rundsendungssitzung abgeschlossen ist,
woraufhin das System der NGSO 7 eine Abmeldungsfunktion
durchführt,
einen Sitzung-Abgeschlossen-Status übermittelt, eine Rundsendungsfakturierung
durchgeführt
wird, und alle Einheiten dann in Bereitschaft gehen.
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7E zeigt einen Fall eines
Modus 5 einer Halbinteraktivrundsendungssitzung. Das System der NGSO 7 wird
verwendet, um den Benutzer bei dem Netz zu registrieren und die
Sitzung aufzubauen. Das System der NGSO 7 berechtigt und
weist die BFS 3 dann bzgl. der gewünschten Programmierung und des
gewünschten
Inhalts an. Wenn die Sitzung aufgebaut und das Rundsendungssignal
erfasst ist, beginnt die Rundsendungssitzung. Das SCT 22 bleibt mit
dem Gateway 8 und der BFS 3 und von da mit dem
BSP 21 oder dem PSTN 11 der BFS 3 verbunden.
Das Benutzerendgerät 6 sendet
Nachrichten und Befehle zu dem Gateway 8 und dann zu der
BFS 3 und dem BSP 21. Der BSP 21 antwortet über die Rundsendungsverbindung
entsprechend auf die Befehle und Nachrichten. Die Rundsendungs-
und die Fernsprechsitzung sind interaktiv mit Anforderungen und
Antworten durch jede. Wie in dem Fall von Modus 4 (7D) können
der BSP 21 oder Daten von einer Verbindung des PSTN 11 der
BFS 3 Daten liefern. Informationen und/oder Daten in Dateien
werden zu dem Rundsendungsempfänger
der BIU 24 gesendet. Die Fernsprechsitzung kann unterbrochen werden,
ohne die Rundsendungsfunktion zu unterbrechen. Wenn die Fernsprechsitzung
abgeschlossen ist, wird die Rufverbindung protokolliert und als eine
Fernsprechrufverbindung in Rechnung gestellt. Das System der NGSO 7 geht
offline, bis demselben mitgeteilt wird, dass die Rundsendungssitzung
abgeschlossen ist. Das System der NGSO 7 führt dann eine
Abmeldungsfunktion durch, übermittelt
einen Sitzung-Abgeschlossen-Status, eine Rundsendungsfakturierung
wird durchgeführt,
und dann gehen alle Einheiten in Bereitschaft.
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7F zeigt einen Fall eines
Modus 6 einer Mehrfachrundsendungsbetriebssitzung. Die NGSO 7 wird
verwendet, um den Benutzer bei dem Netz zu registrieren und die
Sitzung aufzubauen. Das System der NGSO 7 berechtigt und
weist die BFS 3 bzgl. der gewünschten Programmierung und
des ge wünschten
Inhalts an. Wenn die Sitzung aufgebaut und das Rundsendungssignal
erfasst ist, beginnt die Rundsendungssitzung. Das System der NGSO 7 kann dann
eine oder mehr zusätzliche
Rundsendungssignalverbindungen, die alle unabhängig laufen, aufbauen. Die
Rundsendungsverbindungen können über den
gleichen Satelliten 1 oder unterschiedliche Satelliten
hergestellt werden und können
in dem gleichen oder in unterschiedlichen Dienstbereichen liegen (der
Fall eines gleichen Dienstbereichs ist in 7F gezeigt). Die Rundsendungsverbindungen
müssen nicht
den gleichen Inhalt oder die gleiche Programmierung enthalten. Das
System der NGSO 7 geht dann offline, bis demselben mitgeteilt
wird, dass die Rundsendungssitzung abgeschlossen ist, woraufhin das
System der NGSO 7 eine Abmeldungsfunktion durchführt, einen
Sitzung-Abgeschlossen-Status übermittelt,
eine Fakturierung durchgeführt
wird, und dann alle Einheiten in Bereitschaft gehen.
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7G zeigt einen Fall eines
Modus 7 einer Mehrfachrundsendesteuerungsbetriebssitzung. Das System
der NGSO 7 wird verwendet, um den Benutzer bei dem Netz
zu registrieren und die Sitzung aufzubauen. Das System der NGSO 7 berechtigt
und weist die BFS 3 bzgl. der gewünschten Programmierung und
des gewünschten
Inhalts an. Wenn die Sitzung aufgebaut und das Rundsendungssignal
erfasst ist, beginnt die Rundsendungssitzung. Das System der NGSO 7 kann
dann zusätzliche
Rundsendungssignalverbindungen aufbauen, die alle unabhängig laufen.
Wie es für
Modus 6 der Fall war, können
die Rundsendungsverbindungen über
den gleichen Satelliten 1 oder unterschiedliche Satelliten sein
und können
in dem gleichen oder in unterschiedlichen Dienstbereichen liegen.
Die Rundsendungsverbindungen müssen
außerdem
nicht den gleichen Inhalt oder die gleiche Programmierung aufweisen. Das
System der NGSO 7 bleibt online und steht entweder mit
allen Rundsendungsempfängern
der BIU 24 simultan in Wechselwirkung oder steht mit den Rundsendungsempfängern der
BIU 24 unabhängig einzeln
hintereinander in Wechselwirkung oder steht mit den Rundsendungsempfängern der
BIU 24 in Untergruppen in Wechselwirkung. Das System der NGSO 7 kann
auch offline gehen, während
die Rundsendungsfunktion in Betrieb ist. Falls dasselbe online ist,
kann das System der NGSO 7 jeden beliebigen oder alle Rundsendungsempfänger der
BIU 24 zu jeder Zeit unterbrechen. Das Abmelden jedes Rundsendungsempfängers wird
unabhängig
protokolliert und in Rechnung gestellt. Diese Prozedur wird fortgeführt, bis
alle Rundsendungsempfänger
abgetrennt sind. Das System der NGSO 7 führt dann
eine Abmeldungsfunktion durch, übermittelt
einen Sitzung-Abgeschlossen-Status, eine Fakturierung wird durchgeführt, und
alle Einheiten gehen in Bereitschaft.
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7H zeigt einen Fall eines
Modus 8 einer Fernsprechverbindung zu dem BSP 21. Das System der
NGSO 7 wird verwendet, um den Benutzer bei dem Netz zu
registrieren und die Sitzung aufzubauen. Das System der NGSO 7 berechtigt
zu und fordert einen Zugriff auf das Netz der BFS 3 an.
Die BFS 3 berechtigt zu einem Zugriff auf den BSP 21 oder das
PSTN 11 an der BFS 3. Das SCT 22 stellt
eine Verbindung mit dem BSP 21 oder dem PSTN an der BFS 3 her,
die Sitzung beginnt, und dann geht das SCT 22 offline.
Das System der NGSO 7 führt
dann eine Abmeldungsfunktion durch, übermittelt einen Sitzung-Abgeschlossen-Status,
eine Fakturierung wird durchgeführt,
und dann gehen alle Einheiten in Bereitschaft.
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Mit
Bezugnahme auf 8 enthält die Rundsendungszuführungsverbindungsstation
(BFS) 3 mehrere Module. Basisfunktionen der BFS 3 umfassen
eine Bereitstellung von Schnittstellen zu dem Gateway 8,
zu den ISPs 20 und den BSPs 21 und zu dem NGSO-Bodenoperationensteuerungszentrum (GOCC) 17.
Die BFS 3 liefert auch eine Datenverarbeitung der Aufwärtsverbindungsrundsendungssignale,
liefert ein Aufwärtsverbinden
des Rundsendungssignals und liefert eine Berechtigung und die Einleitung
eines Dienstes.
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Die
Signale von dem Gateway 8 sind mit einer Zweiweg-Datenschnittstelle 501 verbunden.
Diese Signale können
zu und von dem PSTN 11 über eine
PSTN-Verbindungs- und – Signalisiereinheit 502 geleitet
werden und können
Roaminginformationen und -berechtigungen umfassen. Berechtigungssignale
von dem PSTN 11 oder von dem Gateway 8 oder von
dem Dienstanbieter werden über
die Zweiweg-Datenschnittstelle 501 zu einem Dienststeuerungsprozessor 503 geschaltet.
Der Dienststeuerungsprozessor 503 ist durch Zweiweg-Verbindungen zu und
von einem Besucherbenutzerortregister (VULR) 504 und einem
Ausgangsbenutzerortregister (HULR) 505 verbunden. Verwendungsdaten,
Ressourcenidentifikation und – menge,
Benutzerverbindungen sowie andere zugehörige Informationen werden von
der Zweiweg-Datenschnittstelle 501 zu der Rundsendungszuführungsstationsverwaltungseinrichtung 506 geschaltet.
Die Rundsendungszuführungsstationsverwaltungseinrichtung 506 stellt
eine Zweiweg-Verbindung zwischen der BFS 3 und dem GOCC 17 zum
Verwalten der Ressourcen der BFS 3 bereit. Die BFS-Verwaltungseinrichtung 506 nimmt
Einzelrundsendungszugriffsdetails, entweder Rufaufzeichnungen, Sitzungsaufzeichnungen
oder andere ähnliche
Daten, und komprimiert dann die Mehrfachbenutzerinformationsaufzeichnungen,
fasst dieselben zusammen und formatiert dieselben. Diese Systemverwendungsdaten werden
dann einem Router 507 zur Lieferung durch das Bodendatennetz 19 zu
dem GOCC 17 für
ein Netzplanen, eine Trendanalyse und eine allgemeine Ressourcenzuteilung
bereitgestellt. Ankommende Anweisungen von dem GOCC 17 über das
GDN 19 werden an den Router 507 angelegt und zu
einer BFS-Ressourcenverwaltungseinrichtung 508 geliefert.
Die Ressourcenverwaltungseinrichtung 508 liefert detaillierte
Anweisungen zu einer Rundsendungsressourcenkonfigurationseinheit 509, die
eine Frequenzsteuerung 544 eines BFS-HF-Untersystems 510 sowie die
Konfiguration von Schaltern 550, die zum Kontrollieren
der Durchgangs-HF-Ketten 542 verwendet werden, steuert.
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Anmeldungs-
und Dienstberechtigungsinformationen von dem Dienststeuerungsprozessor 503 werden
an die Zweiweg-Datenschnittstelleneinheit 501 zur
Lieferung zu dem Gateway 8 oder zu dem Dienstanbieter 20 oder 21 angelegt.
In dem Fall des Dienstanbieters leitet die Zweiweg-Datenschnittstelle die
Dienstanforderung zu einer BFS-Eingangsbenutzerschnittstelleneinheit
(Inbound User Interface Unit) 520 weiter. Berechtigungen
von dem Dienstanbieter werden an einer BFS-Ausgang-zu-Benutzerschnittstelleneinheit
(Outbound to User Interface Unit) 521 angelegt. Anmeldungs-
und Dienstberechtigungsinformationen werden an einen Berechtigungsprozessor
eines Dienstanbieters (SP) 522 angelegt und nach einer
Berechtigungsverarbeitung zu einer Antwortverwaltungseinrichtung 523 des
Gateways 8, dann zu der Zweiweg-Datenschnittstelle 501 und dem
Dienststeuerungsprozessor 503 gesendet und werden dann
in das HULR 504 und/oder das VULR 505, wie geeignet,
eingegeben.
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Zweiweg-Eingangsdaten
werden durch die Zweiweg-Datenschnittstelle 501 zu
der BFS-Eingangsbenutzerschnittstelleneinheit 520 und dann
zu dem Dienstanbieter geleitet. Der Dienstanbieter verwendet die
Zweiweg-Eingangsdaten
auf verschiedene Weisen gemäß Anweisungen,
Algorithmen und anderen Prozessen. Antworten auf die eingehenden
Daten werden durch den Dienstanbieter gebildet, und Nachrichten,
Daten, Dateien und andere Antworten werden von dem Dienstanbieter
zu der BFS 3 gesendet. Diese Signale werden an der BFS-Ausgang-zu-Benutzerschnittstelleneinheit 521 und,
abhängig
von bedingten Schaltern und/oder Softwareflags, an einer Schaltungsanordnung
angelegt, die die ankommenden Datenströme zu einer der drei Antwortverwaltungseinrichtungen
(531, 532, 533) innerhalb eines Rundsendungsdatenprozessors 530 leitet.
Dringende Nachrichten werden zu der Dringendrundsendungsantwortverwaltungseinrichtung 531 gesendet
und, abhängig
von verfügbaren Ressourcen,
entweder durch einen normalen Weg zu der Antwortverwaltungseinrichtung 523 des
Gateways 8 geleitet, oder, falls der Gateway 8 nicht
verfügbar
ist oder die Verbindungen zu dem Benutzer versperrt oder anderweitig
nicht verfügbar
sind, werden die Nachrichten, Signale oder Dateien zu der Rundsendungsantwortverwaltungseinrichtung 532 gesendet.
Im Allgemeinen werden nicht-dringende Nachrichten, längere Dateien
und lange Nachrichten zu der Rundsendungsantwortverwaltungseinrichtung 532 geleitet.
Wenn Zweiweg-Interaktivverfahren nicht verwendet werden und die
Antworten nur zu dem Rundsendungsmodus geleitet werden sollen, dann
werden die Signale, Nachrichten, Dateien und anderen Daten direkt
zu der Nur-Rundsendung-Datenverwaltungseinrichtung 533 gesendet.
Die Datenströme
von der Rundsendungsantwortverwaltungseinrichtung 532 und/oder
der Nur-Rundsendung-Datenverwaltungseinrichtung 533 werden
an einen Benutzerdatenprozessor 534 zum Formatieren, Paketieren,
Identifizieren und anderen Verarbeiten angelegt. Der Datenstrom
des Benutzers wird dann mit den Datenströmen anderer Benutzer in einer
Basisbandsignalverarbeitungseinheit 535 zusammengeführt. Der
Basisbandsignalprozessor 535 leitet die formatierten, zusammengeführten Daten
zu einem Aufwärtsverbindungsprozessor 536 weiter,
der Rahmung, Zeitgebung, Synchronisation und andere Mehraufwandnachrichtenübermittlung
zu dem Datenstrom von einer Rahmungs-, Zeitgebungs- und Mehraufwandeinheit 537 hinzufügt und dann
mit demselben zusammenführt.
Dieser kombinierte Datenstrom wird dann an einen Modulator 541 in
dem BFS-HF-Untersystem 510 angelegt. Der Modulator 541 bildet
einen Teil von einem einer Mehrzahl der Senderkanäle 542.
Der modulierte Datenstrom wird anschließend an einen Aufwärtsumsetzer 543 angelegt,
der durch die Frequenzsteuerungseinheit 544 gesteuert wird.
Die Signale werden dann durch einen Hochleistungsverstärker (HPA) 545 verstärkt und
zu einem Multiplexer 546 gesendet, wo die Signale mit Signalen
von anderen HF-Senderketten multiplext werden. Die multiplexten
Kanäle
werden dann (falls nötig)
an einen Duplexer 547 angelegt. Schließlich werden die Signale an
eine Antenne 548 angelegt, die das Signal unter Verwendung
der Rundsendungszuführungsaufwärtsverbindung 4 in die
Richtung des Rundsendungssatelliten 1 richtet.
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Nachdem
die Sitzung beendet ist, werden detaillierte Zugriffsaufzeichnungsinformationen
von den Antwortverwaltungseinrichtungen 531–533 zu der
Rundsendungszugriffdetailaufzeichnung (einem Computer) 538 weitergeleitet,
und nach einem Zusammenfassen und Verarbeiten werden die Aufzeichnungen
zu einem Rundsendungsfakturierungssystem 539 weitergeleitet,
wo eine Abrechnung für die
Verwendung des Rundsendungsdienstes durchgeführt wird.
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Obwohl
dieselbe in dem Kontext von derzeit bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben ist, sei darauf hingewiesen, dass eine Anzahl von Modifizierungen
an diesen Ausführungsbeispielen
vorgenommen werden kann, und dass die Erfindung unter Verwendung
anderer Ausführungsbeispiele
praktiziert werden kann. Zum Beispiel kann die BFS 3 direkt
ISP-Dienste anbieten ohne eine Verbindung zu einem getrennten ISP 20.
Auch können
mehr als ein ISP 20 vorliegen und bei einem von diesen
kann es sich um die BFS 3 handeln. Bei einem weiteren Beispiel
können
mehrere Gateways 8 eine einzige BFS 3 gemeinschaftlich
verwenden, und mehrere der BFS 3 können einen einzigen Rundsendungssatelliten 1 gemeinschaftlich
verwenden. Bei einem weiteren Beispiel können Zwischensatellitenverbindungen zwischen
den synchronen GSO-Satelliten großer Höhe 1 bereitgestellt
sein, um die Dienstfähigkeiten des
Systems zu erhöhen.
Bei einem weiteren Beispiel muss der Dienstbereich der BFS 3 nicht
mit dem Dienstbereich des Gateways 8 übereinstimmen, sondern derselbe
kann größer oder
kleiner sein. Auch sind die Lehren dieser Erfindung nicht darauf
beschränkt,
irgendeinen einzigen Rundsendungsdiensttyp bereitzustellen. Obwohl
dieselbe oben hauptsächlich
in dem Kontext eines Bereitstellens eines Hochgeschwindigkeitsinternetzugriffs
unter Verwendung des Rundsendungsdienstes beschrieben ist, können auch
andere Rundsendungsdienste, wie z. B. Fernsehen, bereitgestellt
werden. Außerdem können zwei
oder mehr Frequenzen für
die Rundsendungsverbindung 5 verwendet werden, wie z. B.
Frequenzen in zwei oder mehr des C-Bandes, Ku-Bandes, Ka-Bandes usw. Auf
eine damit in Bezie hung stehende Weise kann die BIU 24 mit
mehr als einer Frequenz und mehr als einem Modulationstyp wirksam
sein.
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Es
sei auch darauf hingewiesen, dass eine Anzahl von Schritten, die
in den 9A–9I veranschaulicht sind,
in einer anderen als der gezeigten Reihenfolge durchgeführt werden
könnten,
während weiterhin
das gewünschte
Ergebnis erhalten wird.