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Dokumentenidentifikation DE69732008T2 29.12.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000836289
Titel Übergabe einer Verbindung in einer nicht-geostationären Satelliten-Konstellation
Anmelder France Telecom, Paris, FR
Erfinder Maral, Gerard, 31120 Goyrans, FR;
Restrepo, Joaquin, 56006 Medellin, CO
Vertreter Kohler Schmid Möbus, 72764 Reutlingen
DE-Aktenzeichen 69732008
Vertragsstaaten DE, GB, IT
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 03.10.1997
EP-Aktenzeichen 974023285
EP-Offenlegungsdatum 15.04.1998
EP date of grant 22.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.12.2005
IPC-Hauptklasse H04B 7/185

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen nicht-geostationäre Satellitenkonstellationen in Fernmeldesystemen mit an die Satelliten gebundenen Zellen.

Mehrere Projekte für Konstellationen nicht-geostationärer Satelliten schlagen vor, Fenmeldedienste vom Leitungstyp, wie etwa Fernsprechen, Telefax und Datenübertragung, mobilen Teilnehmern anzubieten. Bei diesen Projekten handelt es sich insbesondere um die Projekte IRIDIUM (Handelsmarke) der amerikanischen Firma MOTOROLA, das Projekt GLOBALSTAR (Handelsmarke) der amerikanischen Firma LORAL SPACE SYSTEMS, das von der Firma INMARSAT vorgeschlagene Projekt ICO und das Projekt ODYSSEY (Handelsmarke) der amerikanischen Firma TRW.

In diesen Konstellationen sind die Satelliten mit Mehrstrahlantennen ausgestattet. Jeder Strahl definiert auf der Oberfläche der Erde einen Umriss, der ein Versorgungsgebiet begrenzt, das „Zelle" genannt wird. Bei Abwesenheit besonderer zeitlich veränderlicher Ausrichtungsvorrichtungen der Antennen bewahren die Strahlen und also die zugehörigen Zellen eine feste Stellung relativ zum Körper des Satelliten. Dieses Konzept trägt daher den Namen Satellitensystem mit an den Satelliten gebundener Zelle („satellite-fixed cell" auf Englisch). Aufgrund der Bewegung der Satelliten verschieben sich die Zellen auf der Erdoberfläche und die laufenden Verbindungen müssen die Zelle wechseln, wenn die Dauer der Kommunikation die Durchlaufzeit der Zelle über dem Teilnehmer überschreitet. Dieser Zellenwechsel wird Übergabe der Verbindung von Strahl zu Strahl genannt („beam handover" auf Englisch). Gegebenenfalls müssen die Verbindungen von einem Satelliten an den folgenden übergeben werden („satellite handover").

Bei diesen Übergaben kann es passieren, dass die Zelle oder der Satellit, der die laufende Verbindung übernimmt, über keinen freien Kanal verfügt und die Kommunikation dadurch unterbrochen wird („forced call termination" auf Englisch). Die mit Mobiltelephonen ausgerüsteten Teilnehmer, die zur Zeit durch die terrestrischen zellularen Netze versorgt werden, haben dasselbe Problem, jedoch aufgrund der Mobilität der Teilnehmer. Für die ortsfesten Teilnehmer terrestrischer zellularer Netze, die für die gesamte Dauer der Kommunikation in derselben Zelle bleiben, gibt es keine Übergabe der Verbindung von einer Zelle zur anderen, also keine Unterbrechung der Verbindung. Angesichts dessen, dass die Konstellationen nicht-geostationärer Satelliten eine Erweiterung des terrestrischen zellularen Dienstes zum Ziel haben, wäre wünschenswert, eine Dienstgüte bieten zu können, die der der terrestrischen zellularen Netze gleichkommt. Außerdem könnten diese Konstellationen gegebenenfalls den ortsfesten Teilnehmern Kommunikationsdienste bieten. Um den ortsfesten Teilnehmern eine Güte zu bieten, die der der terrestrischen Systeme oder der Systeme mit geostationären Satelliten gleichkommt, muss für diese ortsfesten Teilnehmer jede Unterbrechung der Kommunikation durch Übergabe der Verbindung von einer Zelle zur anderen aufgrund der Satellitenbewegung vermieden werden.

Die bis jetzt erwogenen Konstellationen nicht-geostationärer Satelliten sind dafür vorgesehen, den beweglichen Teilnehmern Fernmeldedienste anzubieten, und werden den ortsfesten Teilnehmern Dienste anbieten können, jedoch ohne Garantie der erfolgreichen Übergabe von Verbindungen von Strahl zu Strahl oder von Satellit zu Satellit für die ortsfesten oder beweglichen Teilnehmer. Dies bedeutet, dass die Dienstgüte, die den ortsfesten Teilnehmern in diesen Konstellationen geboten wird, geringer ist, als die, die von anderen Fernmeldsystemen, wie Richtfunk-, Lichtleiter-, geostationären Satellitensystemen, geboten wird. Dieser Nachteil macht diese Konstellationen zu einer für ortsfeste Teilnehmer wenig interessanten Alternative.

Nach der europäischen Patentanmeldung EP-0637142 wird in einem Zellennetz, das durch eine Konstellation nicht-geostationärer Satelliten für mobile Teilnehmerendeinrichtungen versorgt wird, das Verbindungen über die Satelliten und terrestrische Stationen herstellt, die mit dem öffentlichen Telephonnetz verbunden sind, die Position jeder beweglichen Teilnehmerendeinrichtung laufend lokalisiert, beispielsweise durch GPS, und eine Bahn entsprechend einem Zeitraum vorhergesagt, der der Länge einer Liste von satelliteninternen und satellitenexternen Zellen entspricht, die die bewegliche Teilnehmerendeinrichtung durchqueren könnte, wobei die Liste in Abhängigkeit von der mittleren Dauer einer Verbindung erstellt wird. Diese Patentanmeldung beschreibt eine Übergabe der laufenden Verbindungen von einer Zelle zur anderen, die in herkömmlicher Weise erfolgt, wenn die Leistung des empfangenen Signals in der laufenden Zelle einen festgelegten Schwellenwert erreicht, oder auf Anweisung des Netzes, wenn die bewegliche Teilnehmerendeinrichtung die Grenze der laufenden Zelle erreicht, oder wenn es möglich wäre, dass die Verbindung verlorengeht.

Ein Verfahren zur Sicherstellung der Kontinuität der Teilnehmerverbindungen bei den Übergaben von Verbindungen von Strahl zu Strahl oder Satellit zu Satellit in Systemen mit Konstellationen nicht-geostationärer Satelliten besteht darin, bei der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus durch einen Teilnehmer einen Kanal in jeder der Zellen zu reservieren, die dieser Teilnehmer während der Kommunikation durchqueren wird. Aber außer der Tatsache, dass es schwierig ist, die exakte Dauer einer Kommunikation und also die Anzahl betroffener Zellen vorherzusehen, führt dieses Verfahren zu einer unnützen Überdimensionierung der Kapazität des Satelliten.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, den oben genannten Nachteilen Abhilfe zu schaffen und die erfolgreiche Übergabe der Teilnehmerverbindungen in einer Konstellation nicht-geostationärer Satelliten für Zeiträume sicherzustellen, die vorher von jedem dieser Teilnehmer festgelegt wurden, während genau die erforderliche Anzahl an Kanälen während der Minimalzeit in den Zellen reserviert wird, die die Teilnehmer durchqueren.

Zu diesem Zweck ist ein Verfahren zur Übergabe von Teilnehmerverbindungen in einem Mobiltelephonsystem mit nicht-geostationärer Satelliten-Konstellation mit an die Satelliten gebundenen Zellen wie nach Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Infolge der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus, während sich der gegebene Teilnehmer zunächst in der ersten Zelle der vorbestimmten Gruppe befindet, erfolgt also eine Reservierung des Nachrichtenkanals in dieser Zelle, sowie gegebenenfalls in benachbarten Zellen der vorbestimmten Gruppe, die der ersten Zelle nahe liegen, wenn mindestens ein Nachrichtenkanal in jeder dieser Zellen verfügbar ist. Danach erfolgt eine Anforderung der Reservierung des Nachrichtenkanals in jeder der anderen Zellen der vorbestimmten Gruppe, die von der ersten Zelle weiter entfernt sind, nur, wenn sich der Teilnehmer im entsprechenden festgelegten Abstand von seinem Übergabepunkt in diese Zelle befindet. Das erfindungsgemäße Verfahren minimiert die Zeit, während der die Nachrichtenkanäle reserviert sind.

Wenn keine Verweigerung der Verbindungsherstellung für den gegebenen Teilnehmer eintritt, sind außerdem die der oben genannten Anmeldung des Verbindungsaufbaus folgenden Übergaben einer Verbindung sichergestellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf die beweglichen Teilnehmer anwendbar, insoweit ihre Geschwindigkeit hinreichend gering ist gegenüber der Verschiebungsgeschwindigkeit der Zellen relativ zur Erdoberfläche. Diese Bedingung ist für die betrachteten Konstellationen nicht-geostationärer Satelliten erfüllt. Die Verschiebungsgeschwindigkeit der Zellen relativ zur Erdoberfläche beträgt nämlich 7 km/s für Konstellationen auf niedrigen Umlaufbahnen, d. h. in 500 bis 2000 km Höhe, und 1 bis 2 km/s für Konstellationen mit mittleren Umlaufbahnen von 10000 bis 20000 km Höhe. Die Mehrheit der beweglichen Teilnehmer, wie Fußgänger, Erd- und Wasserfahrzeuge und Unterschallgeschwindigkeitsflugschiffe, sind also von diesem Verfahren betroffen.

Erfindungsgemäß betrifft die genannte Zahl von Teilnehmern mit laufender Verbindung vorzugsweise nur Teilnehmer, deren vorbestimmte Gruppen benachbarter Zellen die genannte jede Zelle einschließen. In diesem Fall ist die genannte Zahl von Teilnehmern mit laufender Verbindung immer kleiner oder gleich der Kapazität an Nachrichtenkanälen der genannten jeden Zelle. Die hier betroffenen Teilnehmer sind entweder Teilnehmer, die später der genannten jeden Zelle zugewiesen werden können, die noch keine Kanalreservierung in dieser Zelle angefordert haben, oder Teilnehmer, die noch nicht dieser Zelle zugewiesen wurden, aber eine Kanalreservierung in dieser angefordert haben, oder Teilnehmer, die bereits einen Kanal der genannten jeden Zelle benutzen.

In einer Variante des Verfahrens wird, wenn bei der genannten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus durch die gegebene Teilnehmerendeinrichtung der erste Abstand zwischen dem gegebenen Teilnehmer und dem vorbestimmten Übergabepunkt in die genannte jede Zelle größer ist, als der genannte vorbestimmte Abstand, die Reservierung eines Nachrichtenkanals nur angefordert, wenn eine Anzahl von Teilnehmern in laufenden Verbindungen, die sich in einer Zone befinden, die durch Translation der genannten jeden Zelle in der vorbestimmten Richtung um den ersten Abstand erhalten wird, geringer ist, als die Kapazität an Nachrichtenkanälen der genannten jeden Zelle, und wenn die vorbestimmten Gruppen von Zellen, denen die genannten Teilnehmer in laufenden Verbindungen in der genannten Zone gegebenenfalls zugewiesen werden, vorzugsweise die genannte jede Zelle enthalten.

Die vorbestimmte Gruppe benachbarter Zellen kann einerseits derart aufgebaut sein, dass der gegebene Teilnehmer in die genannte jede Zelle, wenn die genannte jede Zelle eine andere Zelle ist, als die genannte erste Zelle der genannten vorbestimmten Gruppe, erst übergeben wird, nachdem sie solange wie möglich einer vorangehenden Zelle zugeordnet geblieben ist, und andererseits derart, dass wenn sich der genannte gegebene Teilnehmer beim Verlassen einer Zelle der genannten vorbestimmten Gruppe gleichzeitig in mehreren Zellen des genannten Fernmeldesystems befindet, die Zelle unter den genannten mehreren Zellen, der der Teilnehmer zugeordnet wird, diejenige ist, in der die Verweildauer des gegebenen Teilnehmers am längsten ist. Auf diese Weise wird die Zahl an für den gegebenen Teilnehmer vorgenommenen Übergaben während einer Kommunikation nach seiner Anmeldung eines Verbindungsaufbaus minimiert.

Typischerweise hängt die Anzahl an Zellen, die in der vorbestimmten Gruppe von Zellen enthalten sind, von einer vorher beispielsweise durch den gegebenen Teilnehmer festgelegten Dauer ab, während derer das Verfahren für den gegebenen Teilnehmer nach jeder Anmeldung eines Verbindungsaufbaus durch die Endeinrichtung des gegebenen Teilnehmers angewandt wird.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren außerdem einen Schritt, in dem zunächst in jeder der Zellen des genannten Fernmeldesystems mindestens eine Überlappungszone mit einer anderen Zelle des genannten Fernmeldesystems unterdrückt wird.

Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind die Zellen identisch, rechteckig und in der vorbestimmten Richtung angereiht, und die genannten zweiten Schritte werden gestrichen.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die entsprechenden beigefügten Zeichnungen deutlicher werden. Es zeigen:

1 zwei Satelliten einer Konstellation nicht-geostationärer Satelliten, die in dieselbe Umlaufbahn versetzt sind, und an diese Satelliten gebundene Zellen,

2 einen Algorithmus der Verbindungsübergabe nach der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

3A und 3B Zellen, die von einem Teilnehmer während einer Kommunikation durchquert werden können, bzw. Zellen, denen der Teilnehmer während dieser Kommunikation gegebenenfalls zugewiesen werden kann,

4 ein Diagramm von Zonen, die durch Verschiebung einer dem Teilnehmer zugewiesenen Zelle erhalten wurden, die im Algorithmus der 2 verwendet werden,

5 ein Diagramm zur Bestimmung einer maximalen Strecke in einer Zelle, der im Algorithmus der 2 verwendet wird,

6A und 6B jeweils ein Diagramm zweier Konfigurationen der Stellung des Teilnehmers relativ zu einer zugewiesenen Zelle,

7 ein Diagramm zur Verkleinerung einer Zelle nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

8 ein Diagramm von Zonen, die durch Verschiebung einer dem Teilnehmer zugewiesenen, nach der zweiten Ausführungsform verkleinerten Zelle erhalten wurden,

9 identische rechteckige Zellen, die in einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden

10 einen Algorithmus der Verbindungsübergabe nach der dritten Ausführungsform der Erfindung, und

11 an Satelliten, die sich in unterschiedliche Richtungen bewegen, gebundene Zellen.

Wie in 1 dargestellt, durchlaufen Satelliten S1 und S2 um die Erde dieselbe niedrige oder mittlere Umlaufbahn OR mit einer bekannten Relativgeschwindigkeit VS relativ zur Erdoberfläche. Die Satelliten S1 und S2 gehören zu einer Konstellation nicht-geostationärer Satelliten, die typischerweise mehrere Umlaufbahnen und mehrere Satelliten je Umlaufbahn umfasst. Im Projekt IRIDIUM (Handelsmarke) der amerikanischen Firma MOTOROLA beispielsweise besteht die Konstellation nicht-geostationärer Satelliten aus 66 Satelliten, die auf 6 Bahnebenen in einer Höhe von 787 km verteilt sind.

Mehrere Antennenstrahlen F1, F2 jedes Satelliten S1, S2 definieren an der Erdoberfläche jeweils Umrisslinien, die Versorgungsgebiete begrenzen, die Zellen CL1, CL2 genannt werden. Die Zellen CL1, CL2 sind an die Satelliten S1, S2 gebunden und verschieben sich also auf der Erdoberfläche. Die Umrisse der Zellen CL1, CL2 entsprechen konstanten Werten eines den Antennen des Satelliten S1, S2 zugeordneten radioelektrischen Parameters, beispielsweise des Strahlungsgewinns. Der Satellit S1, S2 versorgt eine Gesamtversorgungszone ZC1, ZC2, die aus der Vereinigung der Zellen CL1, CL2 gebildet wird.

Bodenstationen ST1 und ST2, die relativ zur Erde ortsfest sind, senden und empfangen Fernmeldesignale, um zwischen terrestrischen Netzen, wie etwa dem Telephonwählnetz RTC oder einem terrestrischen Mobiltelephonnetz RTM, und den Satelliten S1 und S2 der Konstellation nicht-geostationärer Satelliten Informationen auszutauschen. Wenn also ein gegebener ortsfester oder beweglicher Teilnehmer UG(i), der sich in der Gesamtversorgungszone ZC1 des Satelliten S1 befindet und zwar in einer Zelle CL1, über eine Endeinrichtung verfügt, die in der Lage ist, Funksignale zu senden und zu empfangen, beispielsweise mit einem Teilnehmer UGd des Telephonwählnetzes RTC eine Verbindung herstellen möchte, wird eine Anmeldung eines Verbindungsaufbaus von der Endeinrichtung des ortsfesten oder beweglichen Teilnehmers UG(i) über einen aufsteigenden Signalisierungskanal eines Strahles F1 zum Satelliten S1 gesendet und dann zu einer Bodenstation ST1 weitergesendet, die mit dem Telephonwählnetz RTC verbunden ist, um zum verlangten ortsfesten Teilnehmer UGd übermittelt zu werden. Während einer der oben genannten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus folgenden Kommunikation zwischen den Endeinrichtungen der Teilnehmer UG(i) und UGd streichen nacheinander sich an der Erdoberfläche verschiebende Zellen CL1, CL2 über den Teilnehmer UG(i), wenn die Dauer der Kommunikation die Verweildauer des Teilnehmers UG(i) in einer Zelle überschreitet. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt die Übergabe dieser laufenden Verbindung von einer Zelle zur folgenden ohne deren Unterbrechung sicher.

In der folgenden Beschreibung werden alle Bewegungen in einem Bezugssystem RS betrachtet, das relativ zu den Satelliten fest steht. Im Bezugssystem RS stehen die Satelliten fest und verschiebt sich der Teilnehmer UG(i), dessen Geschwindigkeit relativ zur Erdoberfläche vernachlässigt wird, auf einer geradlinigen Bahn T(i), die in 3A gezeigt wird, in einer Richtung, die der Verschiebungsrichtung der Satelliten relativ zur Erdoberfläche entgegengesetzt ist. Die geradlinige Bahn T(i) hängt von den Geschwindigkeiten der Satelliten und der Erdrotation ab, sowie von der Anfangsposition X0(i) des Teilnehmers UG(i) bei einer Anmeldung des Verbindungsaufbaus, die von dessen Endeinrichtung ausgeführt wird. Diese Anfangsposition X0(i) wird als bekannt vorausgesetzt.

Zur Vereinfachung werden hierunter nur die Strecken betrachtet, die von einem Teilnehmer UG(i) in den Zellen zurückgelegt werden, anstelle der Verweildauern in diesen Zellen. Die Zeit-Strecken-Umrechnung erfolgt nach: X(i) = Vst, worin X(i) die vom Teilnehmer UG(i) während der Zeit t zurückgelegte Strecke ist und VS die oben genannte Relativgeschwindigkeit der Satelliten an der Erdoberfläche.

Erfindungsgemäß hat der Teilnehmer UG(i) sich zunächst auf einen Dienst „mit garantierten Übergaben" ATG abonniert, der hierunter beschrieben wird. Zu diesem Zweck hat der Teilnehmer UG(i) eine vorbestimmte maximale Verbindungsdauer &tgr;(i) festgelegt, während derer für ihn der ATG-Dienst für jede Verbindung mit einem anderen Teilnehmer angewandt wird. Der Zeitraum &tgr;(i), vorbestimmte maximale Dauer garantierter Übergaben genannt, entspricht nach der obigen Zeit-Strecke-Umrechnung einer festgelegten Maximalstrecke garantierter Übergaben L&tgr;(i) = VS&tgr;(i). Wenn die Dauer einer Kommunikation des Teilnehmers UG(i) die Maximaldauer &tgr;(i) überschreitet, profitiert der Teilnehmer UG(i) während der übrigen Kommunikationsdauer nicht mehr vom ATG-Dienst.

2 ist ein Algorithmus des erfindungsgemäßen Verfahrens, das für einen Teilnehmer angewandt wird, der den ATG-Dienst abonniert hat, hierunter „ATG-Teilnehmer" genannt. Der Algorithmus ist teilweise in eine Steuerbodenstation SC oder in einen Satelliten der Konstellation eingesetzt und teilweise in die Endeinrichtung des ATG-Teilnehmers.

Der Algorithmus umfasst insbesondere nach einer ersten Ausführungsform einen Anfangsschritt E1, einen Schritt der Anforderung einer Kanalreservierung E4 und einen Kanalreservierungsschritt E7, Testschritte E5 und E9 und einen Endschritt in Form einer Annahme der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus E13 oder einer Verweigerung der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus E6 oder E10.

Der Schritt E1, der auf eine Anmeldung eines Verbindungsaufbaus folgt, die von der Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i) in einem Schritt E0 gesendet wurde, besteht darin, zunächst die Zellen zu bestimmen, denen der Teilnehmer UG(i) während einer auf die oben genannte Anmeldung eines Verbindungsaufbaus folgenden Kommunikation zugewiesen wird. Die Zellen weisen nämlich Überlappungszonen zwischeneinander auf, in denen die Teilnehmer in einem gegebenen Punkt ihrer Bahn mehreren verschiedenen Zellen zugewiesen werden können, d. h. in denen die Teilnehmer Nachrichtenkanäle mehrerer Zellen verwenden können. Der Schritt E1 hat die Aufgabe, den Teilnehmer UG(i) zunächst einer Gruppe von nacheinander von seiner Bahn T(i) durchquerten Zellen zuzuordnen, wobei die Anzahl auszuführender Übergaben des Teilnehmers von einer Zelle zur nächsten minimiert wird. Der Schritt E1 wird hierunter unter Bezug auf 3A im Einzelnen beschrieben.

3A zeigt beispielsweise die Umrisse benachbarter Zellen C1 bis C5, die an einen oder mehrere Satelliten derselben Umlaufbahn gebunden sind, und die Bahn T(i) des Teilnehmers UG(i) durch die Zellen C1 bis C5. Diese Zellen haben typischerweise unterschiedliche Formen und Größen und weisen zwischeneinander Überlappungszonen auf, die in 3A schraffiert dargestellt sind. Die Zuweisung des Teilnehmers UG(i) zu den Zellen wird nach drei Kriterien CR1, CR2 und CR3 ausgewählt.

Das erste Kriterium CR1 bewirkt, dass der Teilnehmer, wenn er einer gegebenen Zelle zugeordnet ist, solange wie möglich dieser gegebenen Zelle zugeordnet bleibt und einer folgenden Zelle erst zugewiesen wird, d. h. einen Kanal der folgenden Zelle erst zu benutzen beginnt, wenn der Teilnehmer die Grenze der genannten gegebenen Zelle erreicht hat. So bleibt in 3A der Teilnehmer UG(i), der an einem Punkt X0(i) eine Anmeldung eines Verbindungsaufbaus vornimmt, dieser Zelle bis zu einem Übergabepunkt P1 zugeordnet, der sich am Schnittpunkt der Bahn T(i) mit dem Umriss der Zelle C1 befindet.

Nach dem zweiten Kriterium CR2 wird der Teilnehmer, wenn er beim Austritt aus einer Zelle in eine Überlappungszone mehrerer Zellen eintritt, der Zelle zugewiesen, in der er die größte Strecke durchlaufen kann, d. h. in der die Durchlaufzeit des Teilnehmers am längsten ist. Im dargestellten Beispiel tritt der Teilnehmer UG(i), sobald er die Zelle C1 verlassen hat, in eine Überlappungszone zwischen den Zellen C2 und C3 ein. Der Teilnehmer wird dann an die Zelle C2 übergeben und nicht in die Zelle C3, und bleibt der Zelle C2 bis zu einem Übergabepunkt P2 zugeordnet, der der Schnittpunkt der Bahn T(i) mit dem Umriss der Zelle C2 ist. Dieses zweite Kriterium CR2 wird auch bei der Auswahl der ersten zugewiesenen Zelle angewandt, wenn der Punkt X0(i) sich in einer Überlappungszone befindet.

Nach dem dritten Kriterium CR3 wird der Teilnehmer UG(i), wenn er in einem Punkt der Bahn T(i) mehreren sich überlappenden Zellen zugeordnet werden kann und die Strecken, die er in diesen sich überlappenden Zellen zurücklegen kann, gleich sind, wie durch die Zellen C4 und C5 am Ausgang der Zelle C2 in 3A dargestellt ist, der Zelle unter den genannten sich überlappenden Zellen zugewiesen, der die größte Kapazität an Nachrichtenkanälen zugeordnet ist, unabhängig von den Zuständen, frei oder besetzt, dieser Kanäle.

Dieses Zuweisungsverfahren wird bis zu einem Grenzpunkt PL(i) der Bahn T(i) fortgesetzt, der sich im Abstand L&tgr;(i) von X0(i) befindet. In der Praxis jedoch überlappen sich die Zellen meistens nur paarweise. In diesem Fall wird das zweite Kriterium nur zur Bestimmung der ersten zugewiesenen Zelle angewandt.

3B zeigt nur die Zellen, denen der Teilnehmer nacheinander auf der Bahn T(i) zugewiesen wird, die in der folgenden Beschreibung mit C[1] bis C[J] bezeichnet werden, wobei die letzte Zelle C[J] den oben genannten Punkt PL(i) enthält. J ist eine ganze Zahl, die vom vorbestimmten Abstand L&tgr;(i) abhängt und also vom vorher festgelegten Zeitraum &tgr;(i), und gibt die Maximalzahl an Zellen an, für die das erfindungsgemäße Verfahren für den Teilnehmer UG(i) angewandt wird.

Um den Ablauf des erfindungsgemäßen Algorithmus besser zu verstehen, werden die folgenden Bezeichnungen definiert, von denen einige in den 3B, 4 und 5 gezeigt werden:

  • – Xh(i)[j – 1, j]: vorbestimmter Übergabepunkt der Verbindung des Teilnehmers UG(i) von der Zelle C[j – 1] an die Zelle C[j], auch Punkt der Übergabe des Teilnehmers UG(i) in die Zelle C[j] genannt. Dieser Punkt wird im Schritt E1 bestimmt.

    Für die erste Zelle C[1], der der Teilnehmer UG(i) zugewiesen wird, ist der Übergabepunkt Xh(i)[0, 1] gleich X0(i).

    Ein Übergabepunkt Xh(i)[J, J + 1] an eine auf die Zelle C[J] folgende Zelle, wird außerdem nach dem Kriterium CR1 bestimmt.
  • – D(i)[j]: Abstand, der bei Anmeldung des Verbindungsaufbaus den Teilnehmer UG(i) vom Übergabepunkt Xh(i)[j – 1, j] an die Zelle C[j] trennt, wie in 4 dargestellt. Dieser Abstand ist gleich Xh(i)[j – 1, j] – X0(i), wenn der Teilnehmer UG(i) zum Zeitpunkt der Anmeldung des Verbindungsaufbaus sich außerhalb der Zelle C[j] befindet, und gleich 0, wenn sich der Teilnehmer zu diesem Zeitpunkt bereits auf dem Umriss oder im Inneren der Zelle C[j] befindet.
  • – L(i)[j]: Länge der Strecke des Teilnehmers UG(i) in der Zelle C[j] auf der Bahn T(i), wie in 4 gezeigt. Diese Länge beträgt Xh(i)[j, j + 1] – Xh(i)[j – 1, j].
  • – Dmax[j]: Maximaldistanz, die ein Teilnehmer in der Zelle C[j] zurücklegen kann. Diese in 5 gezeigte Strecke ist gleich der Maximallänge der Zelle C[j] parallel zur Bahn T(i) und wird zunächst durch Berechnung der Maximallänge von K Segmenten S1 bis SK parallel zur Bahn T(i) bestimmt, die in der Zelle C[j] enthalten sind und vom Umriss der Zelle C[j] begrenzt werden.
  • – Z0(i)[j]: Zone, die durch Translation der Zelle C[j] um die Strecke D(i)[j] in einer Richtung erhalten wird, die der der Bahn T(i) entgegengesetzt ist, d. h. in Richtung der Verschiebung der Satelliten relativ zur Erde. Diese Zone mit ihrem Umriss schließt den Punkt X0(i) ein.
  • – Zn(i)[j]: in 4 dargestellte Zone, die durch Translation der Zelle C[j] in einer Richtung, die der der Bahn T(i) entgegengesetzt ist, um die Strecke
    erhalten wird, worin n et N ganze Zahlen sind mit n ≤ N. Diese Zone schließt den Punkt X0(i) ein.
  • – ZN(i)[j]: Zone, die durch Translation der Zelle C[j] in einer Richtung, die der der Bahn T(i) entgegengesetzt ist, um die Strecke D(i)[j] + L(i)[j] = D(i)[j + 1] erhalten wird. Der Teilnehmer UG(i) im Punkt X0(i) befindet sich bei Anmeldung des Verbindungsaufbaus am Ausgang dieser Zone, auf ihrem Umriss.
  • – NATG(i){Zn(i)[j]}: Anzahl ATG-Teilnehmer, die in der Zone Zn(i)[j] anwesend und in laufender Kommunikation sind, worin n = 0 bis N, und für ihre Durchquerung der Zelle C[j] zum Zeitpunkt der Anmeldung des Verbindungsaufbaus des Teilnehmers UG(i) auf den ATG-Dienst Anspruch haben.
  • – CC[j]: Kapazität an Nachrichtenkanälen der Zelle C[j], d. h. Anzahl der dieser Zelle zugewiesenen Kanäle, wenn diese Kapazität konstant ist. Wenn diese Kapazität zeitlich veränderlich ist, beispielsweise wenn die Konstellation ein System mit dynamischer Kanalzuweisung ist, bezeichnet CC[j] die maximale Kapazität, die der Zelle C[j] zugewiesen werden kann. Die Zahl NATG(i){Zn(i)[j]} ist immer kleiner oder gleich CC[j].
  • – W[j]: als FIFO-Warteschlange konfigurierter Pufferspeicher, der Anforderungen von Kanalreservierungen der ATG-Teilnehmer für die Zelle C[j] aufnimmt.

Für jede durch j = 1 bis J bestimmte Zelle C[j] (Schritt E2, siehe 2), die der Teilnehmer UG(i) während seiner Kommunikation durchqueren könnte, wird der Abstand D(i)[j], der den Teilnehmer UG(i) zum Zeitpunkt der Anmeldung des Verbindungsaufbaus von seinem Übergabepunkt Xh(i)[j – 1, j] in der Zelle C[j] trennt, im Testschritt E3 mit Dmax[j] verglichen. Wenn der Teilnehmer UG(i) sich zu diesem Zeitpunkt in einem Abstand von seinem Übergabepunkt in die Zelle C[j] befindet, der größer oder gleich Dmax[j] ist, wie in 6A dargestellt, dann geht der Algorithmus gleichzeitig zu Schritt E4 und zu Schritt E8 über. Wenn der Teilnehmer sich im Schritt E4 nicht im Abstand Dmax[j] von seinem Übergabepunkt Xh(i)[j – 1, j] in die Zelle C[j] befindet, wartet die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i), bis er dort angekommen ist, um eine Anforderung einer Kanalreservierung in dieser Zelle vorzunehmen. Die Positionsinformation wird der Endeinrichtung von der Steuerbodenstation SC in Form einer Signalisierungsnachricht zugesandt, die in einem Signalisierungskanal eines aufsteigenden Strahls der Steuerbodenstation SC oder einer Relaisstation, die diese Nachricht von der Steuerbodenstation SC erhält, zum Satelliten im Sichtbereich des Teilnehmers UG(i) übermittelt und vom Satelliten zur Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i) in einem Signalisierungskanal eines absteigenden Strahles. Die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i) wartet also die oben genannte Signalisierungsnachricht ab, um seine Anforderung einer Kanalreservierung vorzunehmen. In einer Variante führt die Steuerstation SC die Anforderung der Kanalreservierung in der Zelle C[j] für die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i) aus.

Unter diesen Umständen haben zum Zeitpunkt, wo der Teilnehmer UG(i) in die Zelle C[j] übergeben wird, d. h. den Übergabepunkt Xh(i)[j – 1, j] erreicht, alle Teilnehmer, ATG- oder nicht-ATG-Teilnehmer, die bei der Anforderung der Kanalreservierung des Teilnehmers UG(i) in der Zelle C[j] in laufender Kommunikation waren, die Zelle C[j] verlassen und sind also nicht mehr der Zelle C[j] zugewiesen.

Die Anforderung der Kanalreservierung wird im als Warteschlange W[j] konfigurierten Pufferspeicher abgelegt, der zur Zelle C[j] gehört. Wenn der Speicher W[j] bei Eintrag der Anforderung der Reservierung des Teilnehmers UG(i) in diesen leer ist, und wenn es mindestens einen freien Kanal gibt, d. h. einen nicht besetzten und nicht reservierten Kanal, der der Zelle C[j] zugewiesen ist, wird dieser freie Kanal für die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i) reserviert und mit der Verbindung des Teilnehmers besetzt, wenn der Teilnehmer UG(i) seinen Übergabepunkt Xh(i)[j – 1, j] in die Zelle C[j] erreicht hat.

Der Speicher W[j] enthält nur Kanalreservierungen der Zelle C[j], die von ATG-Teilnehmerendeinrichtungen gesendet wurden, die den ATG-Dienst für die Übergabe in die Zelle C[j] in Anspruch nehmen. Wie bereits gesagt, kann jeder ATG-Teilnehmer UG(i) nämlich nur während einer vorbestimmten Dauer &tgr;(i) auf den ATG-Dienst Anspruch haben, die einer vorbestimmten Strecke L&tgr;(i) entspricht und also einer bestimmten Zellenzahl J auf der Bahn T(i). Über die vorbestimmte Strecke L&tgr;(i) hinaus sind die Übergaben des Teilnehmers oder seiner Verbindungen von einer Zelle in die andere nicht mehr durch das erfindungsgemäße Verfahren garantiert. Die Endeinrichtung muss dann in herkömmlicher Weise eine Anforderung einer Kanalzuweisung in jeder Zelle jedesmal aussenden, wenn beispielsweise die Stärke des Signals, das er in der Zelle empfängt, der er zugewiesen ist, unter einen festgelegten Schwellenwert sinkt.

Die Anforderungen von Kanalreservierungen durch ATG-Teilnehmer haben Vorrang gegenüber jeder Anmeldung eines Verbindungsaufbaus. So ist bei jeder Anmeldung eines Verbindungsaufbaus durch einen beliebigen Teilnehmer in der Zelle C[j] für deren Annahme erforderlich, dass ein freier, d. h. nicht besetzter und nicht reservierter Kanal in der Zelle existiert und dass der Speicher W[j] leer ist. Außerdem wird, sobald ein Kanal in der Zelle C[j] frei wird und wenn der Speicher W[j] mindestens eine Reservierungsanforderung enthält, dieser Kanal reserviert und der Teilnehmerendeinrichtung zugewiesen, die der ersten Reservierungsanforderung im Speicher W[j] entspricht, wenn sie ihren Übergabepunkt in die Zelle C[j] erreicht hat.

Wenn in Schritt E3 der Abstand D(i)[j] kleiner ist, als Dmax[j], wie in 6B dargestellt, wird in Schritt E5 geprüft, ob in der Zelle C[j] ein freier Nachrichtenkanal existiert. Wenn kein Kanal in dieser Zelle frei ist, stoppt der Algorithmus in Schritt E6. Die Anmeldung eines Verbindungsaufbaus des Teilnehmers UG(i) wird dann abgewiesen und alle Kanalreservierungen und Anforderungen von Kanalreservierungen, die den Teilnehmer UG(i) betreffen, die in den der Zelle C[j] auf der Bahn T(i) vorangehenden Zellen C[1] bis C[j – 1] erfolgt sind, werden annulliert. Wenn im Schritt E5 mindestens ein freier Kanal in der Zelle C[j] existiert, erfolgt in Schritt E7 sofort eine Reservierung dieses Kanals durch/für die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i). Der Algorithmus geht dann zum Schritt E8 über.

Die Schritte E8 bis E11 stellen eine iterative Testschleife dar. In jeder Zone Zn(i)[j] (n = 0 bis N), die, wie bereits angegeben, durch Translation der Zelle C[j] erhalten wurde und den Punkt X0(i) enthält, wird in Schritt E9 die Zahl NATG(i){Zn(i)[j]} von ATG-Teilnehmern, die bereits in laufenden Verbindungen sind und den ATG-Dienst für die Zelle C[j] in Anspruch nehmen, mit der Kapazität an Nachrichtenkanälen CC[j] der Zelle C[j] verglichen.

Wenn im Schritt E9 die oben genannte Anzahl an ATG-Teilnehmern gleich der Kapazität CC[j] der Zelle C[j] ist, stoppt der Algorithmus in Schritt E10, wird die Anmeldung eines Verbindungsaufbaus des Teilnehmers UG(i) abgewiesen und alle den Teilnehmer UG(i) betreffenden Anforderungen von Kanalreservierungen und erfolgten Kanalreservierungen für die Zellen C[1] bis C[j] werden annulliert.

Wenn die Zahl NATG(i){Zn(i)[j]} kleiner ist, als die Kapazität CC[j] der Zelle C[j], und in Schritt E11 die ganze Zahl n kleiner ist, als N, wird die ganze Zahl n inkrementiert, um den Schritt E9 auf die Zone Zn+1(i)[j] anzuwenden und dann iterativ bis zur Zone ZN(i)[j], wenn das Ergebnis der Schritte E9 immer positif ist.

Wenn in Schritt E10 kein Abbruch des Algorithmus eintritt, wird der Zyklus der Schritte E2 bis E11 in Schritt E12 für eine folgende Zelle C[j + 1] erneut begonnen. Wenn für die Zelle C[J], die letzte Zelle, für die der Teilnehmer UG(i) Anspruch auf den ATG-Dienst hat, die Bedingung des Schrittes E9 erfüllt wird, wird die Anmeldung des Verbindungsaufbaus des Teilnehmers UG(i) in Schritt E13 angenommen. Zu diesem Zeitpunkt ist nämlich sicher, dass weder die Verbindung des Teilnehmers UG(i), noch die Verbindungen der anderen, bereits angenommenen ATG-Teilnehmer bei der Übergabe des Teilnehmers UG(i) von einer Zelle zur nächsten während der vorbestimmten Dauer &tgr;(i) unterbrochen wird, da in jeder Zelle, in die der Teilnehmer UG(i) übergeben wird, die Gesamtzahl an ATG-Teilnehmern in laufenden Verbindungen in dieser Zelle in keinem Fall die Kapazität dieser Zelle überschreitet.

Vorzugsweise werden in dem Fall, dass die Bedingung des Schrittes E3 für die Übergabe des Teilnehmers UG(i) in eine Zelle C[j] erfüllt wird, d. h., wenn D(i)[j] ≥ Dmax[j], die Schritte E4 und E8 nur ausgeführt, wenn in einem Schritt E34 die Zahl der ATG-Teilnehmer NATG(i){Z0(i)[j]}, die zum Zeitpunkt der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus durch die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i) in der Zone Z0(i)[j] in laufenden Verbindungen sind und für ihre Übergabe in die Zelle C[j] auf den ATG-Dienst Anspruch haben, kleiner ist, als die Kapazität CC[j] der Zelle C[j]. Wenn die Zahl NATG(i){Z0(i)[j]} gleich CC[j] ist, wird der Algorithmus in Schritt E34' gestoppt, die Anmeldung des Verbindungsaufbaus des Teilnehmers UG(i) abgewiesen und alle für den Teilnehmer UG(i) vorher erfolgten Anforderungen von Kanalreservierungen und Kanalreservierungen werden annulliert.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung reduziert ein vorbereitender Schritt Eprel die Oberfläche der Zellen, die an die Satelliten der Konstellation gebunden sind, die zunächst durch Umrisslinien begrenzt sind, die einem konstanten radioelektrischen Parameter entsprechen, wie bereits angegeben.

Die 7 zeigt, wie die Oberfläche einer beliebigen Zelle CL reduziert wird. Für jeden Teilnehmer einer Vielzahl fiktiver Teilnehmer, die sich auf parallelen Bahnen T1 bis TQ im mit den Satelliten verbundenen Bezugssystem RS verschieben und mindestens die Zelle CL vollständig durchqueren, werden die drei oben definierten Kriterien CR1, CR2 und CR3 angewandt, um diesen Teilnehmer nacheinander Zellen in derselben Weise zuzuweisen, wie sie bereits unter Bezug auf die 3A zum Schritt E1 des Algorithmus beschrieben wurde. Die Bahnen T1 bis TQ werden einerseits derart gewählt, dass die gesamte Zelle CL abgetastet wird, und andererseits derart, dass ihre jeweiligen Anfangspunkte X1 bis XQ außerhalb einer Überlappungszone liegen. Wenn in jeder Überlappungszone Cha bis Chd zwischen der Zelle CL und benachbarten Zellen CLa bis CLd festgestellt wird, dass kein fiktiver Teilnehmer, der sich auf seiner Bahn in dieser Zone befindet, nach den drei oben genannten Kriterien der Zelle CL zugewiesen wird, wird die Überlappungszone in der Zelle CL unterdrückt. Im gezeigten Beispiel werden die Überlappungszonen Cha und Chb unterdrückt, da alle fiktiven Teilnehmer, die diese Zonen durchqueren, infolge des ersten Kriteriums CR1 erst in die Zelle CL übergeben werden, nachdem sie die Grenze der Zellen CLa und CLb erreicht haben. Die Zonen Cha und Chb werden ausschließlich den Zellen CLa bzw. CLb zugeordnet. Genauso wird die Zone Chd ausschließlich der Zelle CL zugeordnet. Dagegen wird die Zone Chc als Überlappungszone in den Zellen CL und CLc behalten.

Alle Schritte E1 bis E13, E34 und E34' des Algorithmus der 2 werden in derselben Weise ausgeführt, wie in der ersten Ausführungsform. Die dem Teilnehmer UG(i) entsprechenden Zellen C[1] bis C[J] sind nach dieser zweiten Ausführungsform Zellen, deren Oberfläche zunächst reduziert wurde, wie in 8 dargestellt, in der zur Vereinfachung dieselben Bezeichnungen verwendet werden, wie in den 3B bis 6B. Der vorbestimmte Abstand Dmax[j], der der reduzierten Zelle C[j] zugeordnet ist, wird vorher in derselben Weise, wie oben unter Bezug auf 5 beschrieben wurde, durch die Berechnung der längsten möglichen Strecke eines Teilnehmers in dieser Zelle bestimmt.

Im Schritt E1 jedoch, wenn sich der Teilnehmer UG(i) bei Anmeldung des Verbindungsaufbaus in einer Überlappungszone mehrerer Zellen befindet, wie beispielsweise in der in 7 dargestellten Überlappungszone Chc, wird die erste Zelle, der er zugewiesen wird, nicht nach dem oben genannten Kriterium CR2 bestimmt, sondern ist die unter den genannten mehreren Zellen, die als erste von der Bahn T(i) erreicht wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass in allen unterdrückten Zonen einer Zelle kein ATG-Teilnehmer, der in einer dieser Zonen anwesend sein kann, dieser Zelle zugewiesen wird.

In den Schritten E9 und E34 des Algorithmus der 2 werden die Zahlen der ATG-Teilnehmer NATG(i){Zn(i)[j]} (n = 0 bis N) in Zonen Zn(i)[j] reduzierter Größe bestimmt, was die Rechenzeit verringert und vor Allem zu vermeiden erlaubt, in jeder Zone Zn(i)[j] ATG-Teilnehmer zu berücksichtigen, die der entsprechenden Zelle C[j] nicht gleichzeitig mit dem Teilnehmer UG(i) zugewiesen werden. Die Wahrscheinlichkeit der Abweisung der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus in den Schritten E10 und E34' wird dadurch gegenüber der ersten Ausführungsform der Erfindung verringert.

Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind alle an die Satelliten gebundenen Zellen identisch, haben dieselbe rechteckige Form und dieselbe Kapazität an Nachrichtenkanälen CC. Die rechteckigen Zellen stoßen außerdem aneinander und sind in Richtung der Satellitenbewegung relativ zur Erdoberfläche aneinandergereiht, d. h. zwei Seiten der Zellen sind zu dieser Bewegungsrichtung parallel. 9 stellt diesen besonderen Fall dar, in dem der Teilnehmer UG(i) in jeder der rechteckigen Zellen auf seiner Bahn T(i) dieselbe Strecke durchläuft, d. h. die Verweildauer ist in jeder Zelle dieselbe. Die vorbestimmte Maximalstrecke, hier mit Dmax bezeichnet, ist für alle rechteckigen Zellen dieselbe und gleich der Länge der Seiten des Rechteckes, die zur Bahn T(i) parallel sind.

Wie 10 zeigt, in der zur Vereinfachung dieselben Bezeichnungen verwendet werden, wie in den 2 bis 8, ist der Algorithmus nach dieser dritten Ausführungsform gegenüber dem Algorithmus nach der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform vereinfacht.

Im Schritt E1a der Zuweisung des Teilnehmers UG(i) zu Zellen sind die Zellen C[1] bis C[J], denen der Teilnehmer zugewiesen wird, die J ersten rechteckigen Zellen, die mindestens teilweise von der Bahn T(i) durchquert werden, wobei die ganze Zahl J, wie oben beschrieben, von der vom Teilnehmer UG(i) vorher definierten Dauer &tgr;(i) abhängt. Die drei in der ersten Ausführungsform verwendeten Kriterien CR1 bis CR3 werden in dieser dritten Ausführungsform nicht angewandt. Der Testschritt E34 mit dem zugehörigen Schritt der Abweisung der Anmeldung eines Verbindungsaufbaus E34' und die Schritte E8 bis E11 werden in der dritten Ausführungsform weggelassen.

In jeder der beiden ersten rechteckigen Zellen C[1] und C[2], die von der Bahn T(i) des Teilnehmers UG(i) durchquert werden (Schritte E2a und E3a), wobei die Zelle C[1] den Anfangspunkt X0(i) enthält, prüft der Schritt E5a, ob es mindestens einen freien Nachrichtenkanal gibt. Wenn in einer dieser Zellen kein Kanal frei ist, wird die Anmeldung eines Verbindungsaufbaus im Schritt E6a in derselben Weise abgewiesen, wie in Schritt E6. Wenn in Schritt E5a ein freier Kanal existiert, erfolgt in Schritt E7a eine Reservierung dieses Kanals durch/für die Endeinrichtung des Teilnehmers UG(i). Wenn die Bedingung des Schrittes E5a für die beiden Zellen C[1] und C[2] erfüllt ist, wird die Anmeldung eines Verbindungsaufbaus in Schritt E13a angenommen.

Für jede C[j] der folgenden Zellen, mit 3 ≤ j ≤ N wartet der Teilnehmer UG(i), bis er sich im Abstand Dmax der Zelle C[j], d. h. vom Eintrittspunkt Xh(i)[j – 1, j] in die Zelle C[j], befindet, um in Schritt E4a eine Anforderung einer Kanalreservierung auszuführen. So wird bei jeder Übergabe des Teilnehmers UG(i) in die Zelle C[j] eine Anforderung einer Kanalreservierung in der folgenden Zelle C[j + 1] gesendet.

Die obige Beschreibung erfolgte für an Satelliten gebundene Zellen, die sich in derselben Umlaufbahn befinden. Die vorliegende Erfindung ist auch in dem Fall anwendbar, wo der Teilnehmer UG(i) Zellen durchquert, die an Satelliten mit unterschiedlichen, parallelen oder sich schneidenden und beispielsweise in Projektion auf die Erdoberfläche den Äquator schneidenden Umlaufbahnen gebunden sind.

11 zeigt beispielsweise zwei Zellen C1a und C2a, die an einen oder zwei Satelliten gebunden sind, die sich auf einer Umlaufbahn Oa bewegen, und zwei Zellen C1b, C2b, die an ein oder zwei Satelliten gebunden sind, die sich in der zu der der Zellen C1a und C2a entgegengesetzten Richtung auf einer Umlaufbahn Ob neben der Umlaufbahn Oa bewegen. Für einen beliebigen Teilnehmer UG, der sich anfangs bei einer von seiner Endeinrichtung ausgeführten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus im Punkt X1a in der Zelle C1a befindet, wird eine fiktive Bahn TR definiert. Die nach den drei Kriterien CR1 bis CR3 bestimmte Bahn TR umfasst einen ersten geradlinigen Abschnitt X1aX2a in einer Richtung, die der Richtung der Relativbewegung der Satelliten auf der Bahn Oa relativ zur Erdoberfläche entgegengesetzt ist, dessen Endpunkt X2a auf dem Umriss der Zelle C2a liegt. Ein zweiter geradliniger Abschnitt X2aX1b der Bahn TR ist in eine Richtung gerichtet, die der Richtung der Relativbewegung der Satelliten auf der Bahn Ob relativ zur Erdoberfläche entgegengesetzt ist.

Der Algorithmus der 2 wird wie oben beschrieben auf den Teilnehmer UG angewandt. Alle Abstände werden jedoch längs seiner zusammengesetzten Bahn TR genommen und die Translationen von Zellen erfolgen ebenfalls längs der Bahn TR. So ist die Länge der Bahn TR, die gleich ist der Summe der Längen der Abschnitte X1aX2a und X2aX1b, die vorbestimmte Maximallänge, die vorher vom Teilnehmer UG definiert wurde. Der Abstand beispielsweise zwischen dem Teilnehmer UG bei seiner Anmeldung des Verbindungsaufbaus und seinem Übergabepunkt in die Zelle C1b, bezeichnet mit X2b, ist gleich der Summe der Längen der Abschnitte X1aX2a und X2aX2b.


Anspruch[de]
  1. Verfahren der Übergabe von Teilnehmerverbindungen (UG(i)) in einem Mobiltelephonsystem mit nicht-geostationärer Satelliten-Konstellation mit an die Satelliten gebundenen Zellen, wobei sich die genannten Zellen (CL1, CL2), denen jeweils Nachrichtenkanäle zugeordnet sind, relativ zur Erdoberfläche in einer vorbestimmten Richtung verschieben, wobei die Geschwindigkeit der Teilnehmer relativ zur Erdoberfläche gegenüber der Verschiebungsgeschwindigkeit der Zellen vernachlässigt wird und die Teilnehmer bei ihrer jeweiligen Anmeldung eines Verbindungsaufbaus, die von der Teilnehmerendeinrichtung gesendet wird, bekannte Positionen (X0(i)) haben,

    dadurch gekennzeichnet, dass es für einen gegebenen Teilnehmer (UG(i)) nach einer Anmeldung eines Verbindungsaufbaus, die von der Endeinrichtung des gegebenen Teilnehmers gesendet wurde und nach einer Bestimmung jeder (C[j]) der Nachbarzellen (C[1] bis C[J]), denen der genannte Teilnehmer (UG(i)) eventuell nacheinander zugeordnet wird und die eine vorbestimmte Gruppe bilden, wobei sich der gegebene Teilnehmer bei der genannten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus in einer ersten Zelle (C[1]) der genannten vorbestimmten Gruppe befindet, umfasst:

    – erste Schritte, in denen, wenn ein erster Abstand (D(i)[j]) zwischen dem genannten gegebenen Teilnehmer und einem vorbestimmten Übergabepunkt (Xh(i)[j – 1, j]) in der genannten jeden Zelle (C[j]) bei der genannten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus, wobei der genannte erste Abstand gleich Null ist, wenn die genannte jede Zelle die genannte erste Zelle der genannten vorbestimmten Gruppe ist, größer ist (E3), als ein vorbestimmter Abstand (Dmax[j]), der einer maximalen Länge der genannten jeden Zelle (C[j]) parallel zur genannten vorbestimmten Richtung gleich ist, eine Reservierung eines Nachrichtenkanals, der der genannten jeden Zelle (C[j]) zugeordnet ist, für die/von der genannten Endeinrichtung (C[j]) angemeldet wird (E4), wenn der genannte gegebene Teilnehmer ((UG(i)) sich im Wesentlichen im genannten vorbestimmten Abstand vom genannten vorbestimmten Übergabepunkt (Xh(i)[j – 1, j]) befindet, und

    wenn der genannte erste Abstand (D(i)[j]) geringer ist, als der genannte vorbestimmte Abstand (Dmax[j]), (i) die genannte Anmeldung eines Verbindungsaufbaus abgewiesen wird (E6), wenn kein der genannten jeden Zelle (C[j]) zugeordneter Nachrichtenkanal frei ist, und (ii) anderenfalls ein Nachrichtenkanal für die/von der genannten Endeinrichtung reserviert wird (E7),

    – zweite Schritte, in denen die genannte Anmeldung eines Verbindungsaufbaus abgewiesen wird (E10) und alle Kanalreservierungen und Kanalreservierungen, die den Teilnehmer betreffen, annulliert werden, wenn eine Anzahl von Teilnehmern (NATG(i)(Zn(i)[j])) in laufenden Verbindungen, die sich in einer der Zonen (Zn(i)[j]) befinden, die durch Translation der genannten jeden Zelle (C[j]) in der genannten vorbestimmten Richtung um einen Abstand erhalten werden, der zwischen dem genannten ersten Abstand (D(i)[j]) und einem zweiten Abstand (D(i)[j + 1]) liegt, einer Kapazität an Nachrichtenkanälen (CC[j]) der genannten jeden Zelle mindestens gleich ist (E9), wobei der genannte zweite Abstand (D(i)[j + 1]) derjenige zwischen dem genannten gegebenen Teilnehmer und einem vorbestimmten Übergabepunkt (Xh(i)[j, j + 1]) des genannten gegebenen Teilnehmers (UG(i)) in einer zugeordneten Zelle (C[j + 1]) ist, die bei der genannten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus auf die genannte jede Zelle (C[j]) folgt.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, nach dem die genannte Reservierung eines Nachrichtenkanals, wenn bei der genannten Anmeldung eines Verbindungsaufbaus der genannte erste Abstand (D(i)[j]) größer ist, als der genannte vorbestimmte Abstand (Dmax[j]), nur angemeldet wird, wenn eine Anzahl von Teilnehmern (NATG(i){Z0(i)[j]}) in laufenden Verbindungen, die sich in einer Zone befinden, die durch Translation der genannten jeden Zelle (C[j]) in der genannten vorbestimmten Richtung um den genannten ersten Abstand (D(i)[j]) erhalten wird, geringer ist, als die Kapazität an Nachrichtenkanälen (CC[j]) der genannten jeden Zelle (C[j]) und wenn die vorbestimmten Gruppen von Zellen, denen die genannten Teilnehmer in laufenden Verbindungen in der genannten Zone eventuell zugewiesen werden, vorzugsweise die genannte jede Zelle enthalten.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, nach dem die genannte vorbestimmte Gruppe von Nachbarzellen (C(1) bis C[J]) derart aufgebaut ist, dass der genannte gegebene Teilnehmer (UG(i)) an die genannte jede Zelle (C[j]) nur übergeben wird, wenn die genannte jede Zelle eine andere Zelle ist, als die genannte erste Zelle der genannten vorbestimmten Gruppe, nachdem sie solange wie möglich einer vorangehenden Zelle (C[j – 1]) zugeordnet geblieben ist.
  4. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 3, nach dem die genannte vorbestimmte Gruppe von Nachbarzellen (C[1] bis C[J]) derart aufgebaut ist, dass wenn sich der genannte gegebene Teilnehmer beim Verlassen einer Zelle der genannten vorbestimmten Gruppe gleichzeitig in mehreren Zellen des genannten Fernmeldesystems befindet, die Zelle unter den genannten mehreren Zellen, der der Teilnehmer zugeordnet wird, diejenige ist, in der die Verweildauer des gegebenen Teilnehmers am längsten ist.
  5. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 4, einen Schritt (Eprel) umfassend, in dem zunächst in jeder der Zellen des genannten Fernmeldesystems mindestens eine Überlappungszone mit einer anderen Zelle des genannten Fernmeldesystems unterdrückt wird.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 1, in dem die genannte Anzahl von Teilnehmern in laufenden Verbindungen (NATG(i){Zh(i)[j]}) nur Teilnehmer betrifft, deren vorbestimmte Gruppen von Nachbarzellen die genannte jede Zelle (C[j]) enthalten.
  7. Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 1 bis 6, nach dem die Anzahl von Zellen, die in der genannten vorbestimmten Gruppe von Nachbarzellen (C[1] bis C[J]) enthalten sind, von einer vorher bestimmten maximalen Verbindungsdauer (&tgr;(i)) abhängt, während derer das genannte Verfahren für den genannten gegebenen Teilnehmer (UG(i)) für jede Anmeldung eines Verbindungsaufbaus, die von der Endeinrichtung des gegebenen Teilnehmers ausgesandt wird, angewandt wird.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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