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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Telekommunikation im Allgemeinen
und insbesondere auf ein verbessertes VSAT Satelliten-Telekommunikationsverfahren
und -Vorrichtung.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
primäre
Ansatz für
die Entwicklung eines VSAT geostationären Satellitentelekommunikationsnetzwerks
umfasste die Kosten der entfernt aufgestellten Endgeräte (VSAT)
als eine Funktion ihrer Komplexität, der Bandbreiteneffizienz,
wie sie durch das Zugangsschema bestimmt wird, und der Kommunikationsverzögerung als
eine Funktion der Distanz zu dem Satelliten. VSAT Netzwerke weisen
typischerweise zwei grundlegende Netzwerkanordnungen auf, die Stern-Konfiguration
und die Maschen-Anordnung, wobei jede Anordnung herausragende Eigenschaften
bezogen auf die Kosten, die Effizienz und die Verzögerung aufweist.
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In
einem Sternnetzwerk wird jede eingegebene Nachricht von einem VSAT über Satellit
zu einer Hubstation gesendet, welche das Zentrum des Sternnetzwerks
bildet, welche dann die Nachricht an ihren Zielort richtet, gewöhnlicherweise
einen externes Endgerät,
die Hubstationen selber oder ein weiteres VSAT. In einem solchen
Sternnetzwerk wird eine Nachricht, wenn ein VSAT eine Nachricht
zu einem anderen VSAT sendet, zwei Mal über den Satelliten gesendet
und hat bezogen darauf somit zwei "Schritte" überwunden,
einen von dem Quell-VSAT zu dem Satelliten und dann zu dem Hub (erster Schritt)
und einen weiteren von dem Hub zurück zu dem Satelliten und dann
zu dem Ziel-VSAT (zweiter Schritt). Mit jedem Schritt wird eine
zusätzliche
Verzögerung
in die Verbindung eingefügt.
Eine starke Verzögerung
ist im Einzelnen in Sprachtelekommunikationsverbindungen unerwünscht, worin
eine Verzögerung
zwischen zwei VSATs deutlich auffällt.
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In
einer nicht darauf bezogenen früheren
Dokumentation des Standes der Technik nach der Druckschrift
US 5,809,141 betreffend
ein Verfahren und einer Vorrichtung zum Ermöglichen von Gespräche zwischen
zwei Mobilfunkstellen in einem Kommunikationssystem wird ein Kommunikationssystem offenbart,
welches in die Schleifenverzögerungen
reduziert, wenn ein erstes drahtloses Telefon ein zweites drahtloses
Telefon anruft, worin das erste und zweite drahtlose Telefon durch
die gleiche Umsetzerstation bedient wird. Die Umsetzerstation setzt
die Kommunikation von dem ersten zu dem zweiten drahtlosen Telefon
um und von dem zweiten zu dem ersten drahtlosen Telefon, so dass
eine symmetrische Kommunikation vorgesehen ist.
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Der
VSAT in einem Sternnetzwerk ist relativ kostengünstig, hauptsächlich weil
die Hubstation eine große
Satellitenantenne aufweist und leistungsfähige Verstärker, welche es erlauben einfache
und kostengünstige
Hochfrequenz VSAT-Komponenten, wie
z. B. kleine Antennen, kommerzielle LNBs und einfache Sendevorrichtungen
zu verwenden. Die Synchronisation des VSAT ist relativ einfach,
weil alle VSATs auf dem von der Hubstation ausgehenden Träger empfangen,
wodurch Zeitsynchronisations-Markierungen ausgehender Signale oder ähnliche
Verfahren eingesetzt werden können.
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In
einem Maschennetzwerk kann jeder VSAT direkt mit einem anderen VSAT
in dem Netzwerk über
den Satelliten kommunizieren, ohne die Notwendigkeit der Einschaltung
eines Hubs zur Umsetzung der Meldungen zwischen den VSATs, wodurch hierbei
die Verzögerung
nur einen Schritt beträgt.
In einem Maschennetzwerk wird die Hubstation im Allgemeinen zur
Handhabung der Satellitenressourcen eingesetzt, wie zum Beispiel
der Findung der Frequenzen und dem Ausführen von Monitor- und Steuerungsfunktionen.
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Der
VSAT in einem Maschennetzwerk ist im Allgemeinen teurer als ein
VSAT in einem Sternnetzwerk, wegen der vorgenannte Fähigkeit
zur Kommunikation mit anderen VSATs und wegen der Eigenschaft, dass
keine große
Antenne zur Kommunikation des VSATs vorhanden ist, wie bei einem
Hub in einem Sternnetzwerk. VSAT in einem Maschennetzwerk benötigen deshalb
im Allgemeinen aufgrund der symmetrischen Natur des Netzwerks und
des Link-Budget größere Antennen
und leistungsstärkere und
stabile Hochfrequenz-Frontends (z. B. LNBs, SPPAs, und so weiter).
Die Synchronisation eines VSATs ist relativ kompliziert, weil jeder
VSAT die Zeitbasis von der Hub-Burstaussendung erfahren muss, welche
nur spärlich
oder bruchstückhaften
sein kann und deshalb eine zusätzliche
Komplexität
und Kosten für
den VSAT ergibt.
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Das
Hub-zu-VSAT-Teilstück
des Sternnetzwerks ist im Allgemeinen effizienter als die gleiche Verbindung
mit einem Maschennetzwerk, weil diese Verbindung in einem Sternnetzwerk
kontinuierlich ist und so eine Vielzahl simultaner Kommunikationsverbindungen
effektiv durch den Einsatz von Rauschunterdrückungsalgorithmen unterstützt.
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Einige
VSAT Satellitentelekommunikationsnetzwerke sehen eine oder mehrere
Verbindungen zu einem terrestrischen Netzwerk vor, wie z. B. dem öffentlichen
Telefonwählnetzwerk
(PSTN). In einem Sternnetzwerk ist in diese Verbindungsübergabe
normalerweise bei dem Hub lokalisiert und in einem Maschennetzwerk
kann dieses auch bei jedem der VSAT vorhanden sein. Zahlreiche Verbindungen
zu dem PSTN an unterschiedlichen Orten würde Kosten und Zeitverzögerungen
von Anrufen, welche über das
Satellitennetzwerk zu einem terrestrischen Netzwerk getätigt werden
und umgekehrt, vermindern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung weist verbesserte VSAT Satellitentelekommunikationsverfahren
und -Vorrichtungen auf, welche die Vorteile eines Stern- und Maschen-VSAT-Netzwerks
aufweisen, so dass die mittlere Anzahl von Schritten in einem VSAT-zu-VSAT
Verbindung reduziert wird, worin die VSAT jedoch relatives kostengünstig gehalten
werden.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist ein asymmetrisches VSAT Telekommunikationssystem
für den
Einsatz mit einem Satelliten und einem Hub vorgesehen, wobei das
System mindestens ein erstes VSAT Endgerät aufweist und mindestens ein
zweites VSAT Endgerät,
das erste VSAT Endgerät
wird zum Empfang eines zweiten VSAT Endgeräts alleinig über den
Satelliten und den Hub betrieben und das zweite VSAT Endgerät wird zum Empfang
eines ersten VSAT Endgeräts,
ausschließlich über Satellit
und ohne Durchgang über
den Hub betrieben.
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Zusätzlich wird
ein asymmetrisches VSAT Telekommunikationssystem zum Einsatz mit
einem Satelliten und einem Hub vorgesehen, das System weist mindestens
erste und zweite VSAT Endgeräte auf
und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sendepfad von dem ersten
zu dem zweiten VSAT Endgerät kürzer ist,
als der Sendepfad von dem zweiten zu dem ersten VSAT Endgerät.
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Es
ist ebenso ein VSAT Telekommunikationssystem einschließlich eines
Satelliten, eines Hub und einer Vielzahl von VSAT Endgeräten vorgesehen,
die Aussendungen von dem Hub werden im Wesentlichen im Allgemeinen
kontinuierlich geschaltet, während
die Aussendung und von den VSAT Endgeräten im Allgemeinen in Burstform
gestaltet wird, und worin jede der Vielzahl von VSAT Endgeräten mit dem
Hub in einer Sternanordnung für
Managementfunktionen zur Kommunikation mit anderen der Vielzahl
von VSAT Endgeräten
in einer Maschenanordnung für
Nichtmanagementfunktionen betrieben wird.
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Es
ist ebenso in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung vorgesehen, ein asymmetrisches VSAT
Telekommunikationsverfahren zum Einsatz mit einem Satelliten und
einem Hub, das Verfahren weist den Betrieb eines ersten VSAT Endgeräts zum Empfang
eines zweiten VSAT Endgeräts
ausschließlich über den
Satelliten und den Hub auf und dem Betrieb eines zweiten VSAT Endgerät zum Empfang
des ersten VSAT Endgerät
ausschließlich über Satellit
und ohne Durchgang über
den Hub.
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Es
wird zusätzlich
ein asymmetrisches VSAT Telekommunikationsverfahren zum Einsatz
mit einem Satelliten und einem Hub vorgesehen, das Verfahren weist
den Betrieb von mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten
VSAT Endgerät für die 2-Wege
Kommunikation zwischen auf, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendepfad
von dem ersten VSAT Endgerät
zu dem zweiten VSAT Endgerät
kürzer
ist als der Sendepfad von dem zweiten VSAT Endgerät zu dem
ersten VSAT Endgerät.
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Es
wird ebenso einen VSAT Telekommunikationsverfahren zum Einsatz eines
Satelliten, eines Hub einer Vielzahl von VSAT Endgeräten vorgesehen,
die Aussendungen von dem Hub sind im Allgemeinen kontinuierlich,
während
die Aussendungen von den VSAT Endgeräten im Allgemeinen in Burstform
abgehalten wird, das Verfahren wird dadurch gekennzeichnet, dass
jede der Vielzahl von VSAT Endgeräten mit dem Hub in einer Sternanordnung
für Managementfunktionen
kommuniziert und in der Vielzahl von VSAT Endgeräten untereinander in einer Maschenanordnung
für Nichtmanagementfunktionen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird besser verstanden und abschätzbar durch
die Bezugnahme der folgenden ausführlichen Beschreibungen, welche
in Verbindung mit den Zeichnungen und dargestellt ist:
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1 ist
eine vereinfachte zeichnerische Darstellung eines VSAT Satellitentelekommunikationssystems
angeordnet und betrieben in Übereinstimmung
mit der bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine vereinfachte zeichnerische Darstellung eines VSAT Telekommunikationssystems
angeordnet und betrieben in Übereinstimmung mit
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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3 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm von Elementen des Systems aus 1.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nun
wird auf 1 Bezug genommen, welches ein VSAT Satellitentelekommunikationssystem, welches
konstruiert, angeordnet und betrieben wird, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung darstellt, und 3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm
der Elemente des Systems in 1. In den Systemen
nach 1 sind ein oder mehrere VSAT 10 vorgesehen
in Kommunikation mit einem Hub 12 über einen Satelliten 14.
Eines der spezieller angeordneten VSAT 16 ist für die Kommunikation
mit einem Hub 12 vorgesehen. Das VSAT 10 ist typischerweise
angeordnet, wie ein VSAT nach dem Stand der Technik in einem Sternnetzwerk,
worin es einen Burstsender und einen kontinuierlichen Empfänger aufweist,
welches die ausgehende Sendungen von den Hub 12 empfängt, welche
Daten, Sprache, Synchronisationsinformationen, Monitor- und Steuerungsinformationen
etc. aufweisen können.
VSAT 16 ist vorzugsweise zusätzlich so ausgestattet, dass
es einen Burstempfänger
nach dem Stand der Technik aufweist, in einem Maschennetzwerk, welches
es erlaubt Nachrichten von anderen VSATs zu empfangen. VSAT 16 hat
typischerweise eine Antenne 36, welche größer ist
als eine typische VSAT Antenne, jedoch kleiner ist als eine typische
Hubantenne. Hub 12 ist zum Betrieb mit einem kontinuierlichen
Sender und einem oder mehreren Burstempfängern, wie z. B. 5 angeordnet.
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Der
typische Betrieb des Systems nach 1 wird nun
beschrieben. VSAT 10, welches zum Beispiel in einem abgelegenen
Ort 18 angeordnet sein kann, sendet eine Nachricht bestimmt
für VSAT 16 im
Burstmodus zu dem Satelliten 14, der Sendeweg wird durch
den Pfeil 20 aufgezeigt. VSAT 16 kann in einer
Stadt 22 aufgestellt sein, empfängt die Sendung von dem Satelliten 14 in
Burstempfangsverfahren über
den Sendepfad, welche durch einen Pfeil 24 aufgezeigt ist.
VSAT 16 sendet dann eine Rückmeldungsnachricht bestimmt
für VSAT 10 an den
Satelliten 14 über
den Sendepfad, welcher durch den Pfeil 26 gekennzeichnet
ist. Hub 12, welches in einer Stadt 28 aufgestellt
sein kann, empfängt
die Aussendung des Satelliten 14 im Burstempfangsmodus über den
Sendepfad, welcher durch den Pfeil 30 gekennzeichnet ist.
Hub 12 sendet dann die Nachricht, bestimmt für Satellit 14 über den
Sendepfad, wie er mit Pfeil 32 gekennzeichnet ist. VSAT 10 empfängt kann
die Aussendung von dem Satelliten 14 im kontinuierlichen
Empfangsbetrieb über
den Sendepfad gekennzeichnet durch den Pfeil 34. In dieser Weise
werden Aussendungen von dem VSAT 10 auf den VSAT 16 in
einem Schritt entlang des Sendepfades 20 und 24 übertragen,
und die Sendungen von dem VSAT 16 zu dem VSAT 10 überspringen
zwei Schritte entlang des Sendepfades 26, 30, 32 und 34. Bei
der Annahme einer asymmetrischen Aussendung zwischen den VSATs 10 und 16 mit
drei Schritten bedeutet das eine mittlere Verzögerung von 1,5 Schritten pro
Richtung, welches weniger ist als zwei Schritte in einen typischen
Sternnetzwerk.
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Nun
wird Bezug genommen auf 2, welche als eine vereinfachte
zeichnerische Darstellung eines VSAT Satellitentelekommunikationssystem
angeordnet und betrieben in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. In diesem System
nach 2 sind zwei speziell angeordnete VSAT 40 und 42 in
Verbindung miteinander über
den Satelliten 44 dargestellt, wie in einer Maschennetzwerkanordnung
entlang des Sendepfads gekennzeichnet durch die Pfeile 46 und 52.
VSAT 40 und 42 sind vorzugsweise in der gleichen
Weise konfiguriert, wie VSAT 16 (1). VSAT 40 und 42 sind
vorzugsweise in Verbindung mit dem Hub 54, so wie dieses
im Einzelnen zwischen VSAT 40 und Hub 54 entlang
des Sendepfad gekennzeichnet durch die Pfeile 56 bis 62 dargestellt
ist. Hub 54 ist vorzugsweise in der gleichen Art konfiguriert
wie Hub 12 (1). Hub 54 führt vorzugsweise
Hub-zu-VSAT Managementfunktionen aus, wie dieses in Bezug auf ein
Sternnetzwerk bekannt ist. In dieser Weise werden VSATs 40 und 42 und
Hub 54 kollektiv in einer hybriden Stern/Maschennetzwerkanordnung
betrieben.
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Es
ist abschätzbar,
dass in beiden Systemen nach 1 und 2 die
speziell angeordneten VSATs als Zugangswege zur regionalen PSTNs
angeordnet sind. Es ist abschätzbar,
dass zwei speziell angeordnete VSATs eine normale maschenartige Kommunikation
durchführen,
wo einer Aussendung direkt durch den Burst Receiver des anderen über Satellit
aufgenommen werden, mit einem Hub welcher Managementfähigkeiten
bietet, so dass eine "hubabhängige" Maschenanwendung
durchgeführt wird
ohne die Komplexität
eines allein stehenden Maschensystems aufzuweisen.
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Es
kann durch den Fachmann, welcher mit dem Stand der Technik vertraut
ist abgeschätzt
werden, dass die vorliegende Erfindung nicht begrenzt ist auf das
im Einzelnen dargestellt und hierin beschriebene. Vielmehr umfasst
der Kern der vorliegenden Erfindung bei der Kombination und Subkombination
der Merkmale, welche hier ein beschrieben werden, sowohl als auch
die Modifikationenvariation, welche dem Fachmann beim Lesen der
vorangegangen Beschreibung einfallen können und welche nicht Stand
der Technik sind.