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Dokumentenidentifikation DE102005007549A1 24.08.2006
Titel Verfahren und System zum Aufbau einer Datenverbindung für die satellitengestützte Übermittlung von Informationen in einem Notrufsystem vorzugsweise für die Verwendung im Uplink
Anmelder Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Köln, DE
Erfinder Steingass, Alexander, 82205 Gilching, DE;
Bischl, Hermann, 94501 Aldersbach, DE;
Scalise, Sandro, 81245 München, DE
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Anmeldedatum 18.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005007549
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse H04B 7/15(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04B 7/26(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   G01S 5/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einem Kommunikationssystem (1) mit einem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) sowie einer durch einen Satelliten (30) gebildeten zentralen Einrichtung zum Empfangen von von dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zu übermittelnden Informationen werden im Rahmen einer Initialisierungsprozedur dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) Daten hinsichtlich eines vorgegebenen Empfangszeitpunkts (tE) für die Informationen und/oder einer vorgegebenen Empfangsfrequenz (fE) übermittelt, wobei das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) auf Basis von ergänzenden Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) und des Satelliten (30) einen geeigneten Zeitpunkt (ts2) für die Übermittlung der Informationen und/oder eine geeignete Sendefrequenz (fs2) ermittelt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, welches insbesondere für die satellitengestützte Übermittlung von Informationen in einem Notrufsystem vorgesehen ist, wobei die Erfindung den Aufbau einer Datenverbindung zwischen einem Kommunikationsgerät sowie einer durch einen Satelliten gebildeten zentralen Einrichtung zum Empfangen von Informationen betrifft. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbau einer Datenverbindung für die satellitengestützte Übermittlung von Informationen zur Nutzung in einem globalen Notrufsystem.

Die Übermittlung von Informationen, insbesondere von Textinformationen im Rahmen des Short Message Service (SMS) hat als Bestandteil der weltweit eingesetzten Kommunikationsverfahren in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Mittlerweile hat sich die Weiterleitung von SMS-Nachrichten zu einer bedeutenden Einnahmequelle für die Betreiber von Mobilfunknetzen entwickelt. Der Grund hierfür liegt darin, dass trotz des beschränkten Umfangs im Rahmen der SMS-Nachrichten unterschiedlichste Informationen in einfacher und schneller Weise an einen Empfänger übermittelt werden können.

Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten derartiger SMS-Nachrichten legen es auch nahe, diese Art der Informationsübermittlung in den Bereichen des Notrufs zu nutzen. Da Mobilfunktelefone weit verbreitet sind, wäre es durchaus überlegenswert, im Falle eines Unfalls oder anderweitigen Notfalls über eine SMS-Nachricht Hilfe anzufordern.

Der Realisierung eines Notrufsystems auf Basis von SMS-Nachrichten oder allgemein von Textinformationen stand allerdings bislang entgegen, dass eine sichere Datenübertragung nicht gewährleistet war. Trotz der weiten Verbreitung von Mobilfunknetzen existieren nach wie vor Gegenden, in denen ein Verbindungsaufbau über herkömmliche Mobilfunktelefone nicht ohne weiteres möglich ist. Letztendlich würde dementsprechend ein derartiges Notrufsystem keine umfassende Sicherheit bieten.

Die Problematik der noch nicht weltweit ausgebauten Informationsnetze im Rahmen des Mobilfunks könnte dadurch umgangen werden, dass als Empfangseinheiten für Notrufmeldungen Satelliten eingesetzt werden, welche bereits in einer geringen Anzahl eine globale Abdeckung sicherstellen. Ein Verbindungsaufbau zwischen den Kommunikationsgeräten der Teilnehmer des Notrufsystems und den Satelliten bringt allerdings besondere Probleme mit sich, welche bei der Realisierung eines derartigen Systems zu berücksichtigen sind. Die verhältnismäßig geringe Anzahl an Satelliten hat nämlich auf der anderen Seite zur Folge, dass viele Teilnehmer des Systems möglicherweise gleichzeitig versuchen könnten, Notrufinformationen an einen Satelliten zu übermitteln. Eine weitere Problematik besteht darin, dass die von einem Verbraucher genutzten Endgeräte zur Kommunikation mit den Satelliten derart gestaltet sein sollten, dass sie kostengünstig herstellbar und dementsprechend auch für eine Vielzahl von Personen nutzbar sind. Insbesondere sollte die Notwendigkeit der Nutzung von speziell ausgestalteten Endgeräten mit hohen Sendeleistungen, wie sie beispielsweise bei heutzutage eingesetzten Satellitentelefonen eingesetzt werden, vermieden werden. Statt dessen wäre die Nutzung von Geräten wünschenswert, welche weitestgehend auf Geräten basieren, welche bereits in der allgemeinen Mobilfunktechnologie genutzt werden. Die Sendeleistungen derartiger Geräte liegen üblicherweise im Bereich von nur wenigen Watt. Bei derart niedrigen Sendeleistungen besteht allerdings wiederum die Gefahr, dass bei dem gleichzeitigen Versuch mehrerer Teilnehmer, Informationen an einen Satelliten zu übermitteln, sich die Signale überlappen oder überlagern, so dass letztendlich der Satellit keines der eintreffenden Signale mit ausreichender Genauigkeit entschlüsseln kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit anzugeben, auch bei der Nutzung verhältnismäßig geringer Sendeleistungen eine zuverlässige und fehlerfreie Übermittlung von Informationen, insbesondere von Textinformationen von einem Kommunikationsgerät an einen Satelliten sicherzustellen.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist ein spezielles Verfahren zum Aufbau einer Datenverbindung, bei dem im Rahmen einer Initialisierungsprozedur dem Kommunikationsgerät zunächst Informationen hinsichtlich eines geeigneten Empfangszeitpunkts für die zu übermittelnden Informationen und/oder einer geeigneten Empfangsfrequenz übermittelt werden, wobei dann das Kommunikationsgerät auf Basis von ergänzenden Informationen, welche die Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts und/oder des Satelliten betreffen, einen geeigneten Zeitpunkt für die Übermittlung der Informationen und/oder eine geeignete Sendefrequenz ermittelt.

Erfindungsgemäß wird dementsprechend ein Kommunikationssystem mit einem Kommunikationsgerät sowie einer durch einen Satelliten gebildeten Einrichtung zum Empfangen von von dem Kommunikationsgerät zu übermittelnden Informationen vorgeschlagen, wobei im Rahmen einer Initialisierungsprozedur dem Kommunikationsgerät Daten hinsichtlich eines vorgegebenen Empfangszeitpunkts für die Informationen an dem Satelliten und/oder einer vorgegebenen Empfangsfrequenz übermittelt werden und wobei das Kommunikationsgerät anschließend auf Basis von ergänzenden Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts und des Satelliten einen geeigneten Zeitpunkt für die Übermittlung der Informationen und/oder eine geeignete Sendefrequenz ermittelt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist also vorgesehen, dass die Daten derart von dem Kommunikationsgerät an den Satelliten übermittelt werden, dass sie dort in einem zuvor festgelegten Zeitraum und damit kollisionsfrei im Hinblick auf von anderen Geräten übermittelte Informationen sowie mit einer speziell vorgegebenen Empfangsfrequenz eintreffen. Hierdurch wird die Kapazität des Systems hinsichtlich der Anzahl der erfolgreich übermittelbaren Textinformationen deutlich erhöht, da die Anzahl an Signalkollisionen reduziert wird. Durch die Vermeidung der Kollisionen wird ferner auch erreicht, dass auch Signale mit verhältnismäßig geringen Sendeleistungen noch sicher und fehlerfrei – da ungestört – am Satelliten empfangen werden können. Notrufinformationen können damit sicher und fehlerfrei an den Satelliten übermittelt werden. Insbesondere kann selbst bei einer Sendeleistung von lediglich wenigen Watt eine fehlerfreie Datenübertragung sichergestellt werden, so dass die Anforderungen an ein global zur Verfügung stehendes Notrufsystem erfüllt werden.

Im Rahmen der Initialisierungsprozedur ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Kommunikationsgerät zunächst eine Anfrage an den Satelliten übermittelt und in Antwort auf diese Anfrage von dem Satelliten bzw. einer Zentrale des Notrufsystems Informationen hinsichtlich eines dem Kommunikationsgerät zugewiesenen Empfangszeitpunkts und/oder einer vorgegebenen Empfangsfrequenz übermittelt werden. Die bei der Bestimmung eines geeigneten Zeitpunkts für die Übermittlung der Informationen bzw. einer geeigneten Sendefrequenz zu berücksichtigenden ergänzenden Informationen können beispielsweise über einen Navigationsempfänger erhalten werden, der ebenfalls Bestandteil des Kommunikationsgeräts sein oder diesem in geeigneter Weise zugeordnet sein kann.

Die Anpassung der Sendefrequenz ist bereits insofern erforderlich, als aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Kommunikationsgerät und dem Satelliten eine Dopplerverschiebung des Signals auftreten kann, welche durch eine geeignete Anpassung der Sendefrequenz wiederum ausgeglichen wird. Auf der anderen Seite kann allerdings zur Erhöhung des Datenverkehrs auch vorgesehen sein, dass der Satellit mehrere Frequenzbänder zur Verfügung stellt, auf denen er gleichzeitig Daten empfangen kann. In diesem Fall sollten die unterschiedlichen Frequenzbänder oder Subcarrier möglichst gleichmäßig ausgelastet sein, um eine parallele Übermittlung von Notrufinformationen sicherzustellen. Auch in diesem Fall muss die Sendefrequenz des Kommunikationsgeräts dann entsprechend dem ihm zugewiesenen Subcarrier in geeigneter Weise angepasst werden. Die Anpassung des Sendezeitpunkts wiederum berücksichtigt die Laufzeit des Signals und stellt sicher, dass die Informationen auch tatsächlich im vorgegebenen Zeitraum und damit überschneidungsfrei mit anderen Signalen am Satelliten eintreffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufbau der Datenverbindung findet nicht nur eine Übermittlung von Informationen von dem Kommunikationsgerät zu dem Satelliten, sondern auch in entgegengesetzter Richtung statt. Zum einen müssen nämlich die erforderlichen Informationen hinsichtlich der Empfangsfrequenz und des Empfangszeitraums von dem Satelliten an das Kommunikationsgerät übermittelt werden, zum anderen ist eine Bestätigung des Empfangs der Notrufinformation durch eine zentrale Leitstelle des Notrufsystems wünschenswert.

Bei der Übermittlung von Informationen von dem Satelliten an den Empfänger ist selbstverständlich eine Anpassung der Sendefrequenz sowie des Sendezeitpunkts durch den Satelliten, wie dies bei der Übermittlung von Informationen von dem Kommunikationsgerät zu dem Satelliten hin vorgesehen ist, nicht möglich. Zwar weist das von dem Satelliten an das Kommunikationsgerät übermittelte Signal eine höhere Leistung auf, trotz allem sollten zusätzliche Maßnahmen vorgesehen sein, die einen optimalen und sicheren Empfang der Satellitensignale ermöglichen.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend vorgesehen, dass das Kommunikationsgerät getrennt von den eigentlich zu empfangenden Daten ergänzende Informationen erhält, auf deren Basis das Gerät sein Verhalten zum Empfangen der Satellitensignale abstimmt. Im Sinne dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird somit mit Hilfe eines Hilfssystems das Empfangsverhalten des Kommunikationsgerät optimiert, um einen zuverlässigen Datenempfang sicherzustellen. Bei diesen ergänzenden Informationen kann es sich insbesondere wiederum um die Navigationsinformationen im Hinblick auf die Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts und/oder des Satelliten handeln. Mit Hilfe dieser ergänzenden Informationen kann dann beispielsweise das Kommunikationsgerät die Frequenz des eintreffenden Satellitensignals besser abschätzen und sein Empfangsverhalten darauf abstimmen. Auch eine verbesserte Schätzung der Phase des Satellitensignals, welche für einen zuverlässigen Empfang unerlässlich ist, wird hierdurch gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Kommunikationssystem weist vorzugsweise mehrere Satelliten auf, welche einen Datenaustausch in verschiedenen Frequenzbereichen ermöglichen. Vorzugsweise ist in diesem Fall vorgesehen, dass das Kommunikationsgerät Daten mit der Frequenz desjenigen Satelliten übermittelt, der aufgrund seiner aktuellen Position eine bestmögliche Datenverbindung bietet. Auch in diesem Fall ist somit die Nutzung der ergänzenden Navigationsinformationen von Vorteil. In besonders vorteilhafter Weise kann dementsprechend vorgesehen sein, dass die Satelliten eines Navigationssystems (beispielsweise des bereits bestehenden GPS-Systems oder des in Planung befindlichen Galileo-Systems) gleichzeitig auch zur Realisierung des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems eingesetzt werden, also neben dem Sender zum Übermitteln der Navigationsinformationen gleichzeitig auch Sende- und Empfangsmittel für die Datenübertragung im Rahmen des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems aufweisen. Die zusätzlichen Erweiterungen der Navigationssatelliten halten sich hierbei in Grenzen, so dass in besonders einfacher und vorteilhafter Weise ein tatsächlich weltweit zur Verfügung stehendes Notrufsystem gebildet werden kann.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

1 schematisch die Bestandteile eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems;

2 den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Übermittlung eines Notrufs von einem Kommunikationsgerät aus;

3a eine denkbare Struktur eines Datenpakets zur Übermittlung einer Anfrage bei dem Verfahren nach 2;

3b die Struktur einer von einem Kommunikationsgerät übermittelten Textnachricht;

4 die Struktur einer Antwortnachricht bei dem Verfahren nach 2;

5 ein zeitliches Ablaufschema zur Übermittlung eines Notrufs;

6 ein Schema zur Verdeutlichung der von den Satelliten nutzbaren Frequenzen; und

7 die Aufteilung des für die Datenübermittlung genutzten Frequenzbereichs.

1 zeigt zunächst schematisch die Bestandteile eines allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehenen erfindungsgemäßen Kommunikationssystems, welches insbesondere zur Realisierung eines globalen Notruf-/Warnsystems genutzt werden kann.

Die Zentrale des Notruf-/Warnsystems 1 wird entsprechend der Darstellung durch eine zentrale Einrichtung 10, bspw. eine Telefonleitzentrale gebildet, welche eingehende Notrufe von Teilnehmern des Systems empfängt, auswertet und – sofern erforderlich – geeignete Hilfsmaßnahmen einleitet. Im Falle des Unfalls eines Teilnehmers kann durch die Zentrale 10 bspw. ein Rettungswagen oder ein Rettungshubschrauber informiert und zu der Unfallstelle beordert werden. Eine weitere Aufgabe der Zentrale 10 besteht auch darin, eingehende Notrufe zu bestätigen und entsprechende Antworten zu übermitteln. Schließlich kann die Zentrale 10 auch als Leitstelle eines Warnsystems genutzt werden und für den Fall einer bevorstehenden Gefahr Informationen an die Teilnehmer des Systems 1 senden.

Schematisch dargestellt in 1 sind drei Teilnehmer des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems welche im Hinblick auf ihre Ausgestaltung und Positionierung sehr unterschiedlicher Natur sein können. Ein erster Teilnehmer 20 wird bspw. durch ein Fahrzeug gebildet, wobei das in dem Fahrzeug angeordnete Kommunikationsgerät dazu ausgestaltet ist, im Falle eines Unfalls und bspw. der Auslösung eines Airbags Hilfe anzufordern. Dies kann manuell durch den Benutzer des Fahrzeugs initiiert werden, es wäre allerdings durchaus denkbar, dass das Kommunikationsgerät automatisch bei Auftreten eines schwereren Unfalls einen Notruf sendet.

Ein zweiter Teilnehmer 21 wird durch ein tragbares Kommunikationsgerät gebildet, welches insbesondere auch durch ein Mobiltelefon gebildet sein kann. Dieses Telefon 21 weist dementsprechend neben den normalen Möglichkeiten zur Mobilfunktelephonie Erweiterungen auf, welche das Übermitteln eines Notrufs bzw. das Empfangen einer entsprechenden Antwort oder einer Warnmeldung ermöglichen.

Ein dritter Teilnehmer ist beispielhaft durch ein Elektrogerät, bspw. einen Fernseher 22, gebildet. Eine Besonderheit dieses dritten Teilnehmers besteht darin, dass der Fernseher 22 innerhalb eines Gebäudes 23 angeordnet ist, was Auswirkungen auf die Möglichkeiten zur Datenkommunikation hat, was später noch näher erläutert wird. Das stationär genutzte Gerät 22 kann in diesem Fall deshalb ausschließlich für den Empfang von Warninformationen durch das System 1 vorgesehen sein, nicht allerdings zum Übermitteln von Notrufen.

Anzumerken ist, dass die Endgeräte des erfindungsgemäßen Systems 1 sehr vielfältig ausgestaltet sein können und unterschiedlichste Funktionen aufweisen können. Auch die Nutzung innerhalb des erfindungsgemäßen Systems 1 kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. So kann – wie bereits erläutert – vorgesehen sein, dass gewisse Geräte ausschließlich für den Empfang von Warnmeldungen durch das System 1 geeignet sind, während hingegen andere Geräte sowohl Notrufe (ggf. unter bestimmten Voraussetzungen automatisch) übermitteln und ergänzend hierzu auch Warninformationen empfangen können. Auch die im Rahmen des Systems ergänzend von den verschiedenen Teilnehmern 20, 21 und 22 genutzten Informationen können je nach Ausgestaltung der Geräte unterschiedlicher Art sein.

Für die Kommunikation zwischen den verschiedenen Teilnehmern 20, 21 und 22 und der Zentrale 10 werden als Verbindungselemente Satelliten 30, 30-1, 30-2 eingesetzt, über welche die Datenverbindung aufgebaut wird. Die Verbindung zur Zentrale 10 wird hierbei mit Hilfe einer Sende-/Empfangsstation 11 ermöglicht, welche in Verbindung mit der Zentrale 10 steht. Die Anordnung der Satelliten und deren Anzahl ist vorzugsweise derart gewählt, dass weltweit ein Verbindungsaufbau zwischen den Teilnehmern 20, 21, 22 und einem der Satelliten 30 ermöglicht wird, wobei vorzugsweise jeweils zumindest drei Satelliten 30 sich innerhalb des Sende- und Empfangsbereichs eines Kommunikationsgerätes 20, 21, 22 befinden sollten, um Alternativverbindungen im Falle des Ausfalls einer Datenverbindung zu ermöglichen.

Die zwischen den verschiedenen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems 1 ausgetauschten Signale können entsprechend ihrer Nutzung innerhalb des Notruf-/Warnsystems unterschieden werden. Eine erste Funktion des Systems 1 stellt wie bereits erwähnt die Abgabe eines Notrufs durch die Teilnehmer sowie die entsprechende Beantwortung dieses Notrufs durch die Zentrale 10 dar. Die hierbei entstehenden Kommunikationsverbindungen können nach Richtung der übermittelten Daten sowie entsprechend den verschiedenen Komponenten, zwischen denen eine Kommunikationsverbindung besteht, wie folgt unterschieden werden.

So sind zunächst zwei sog. Forward-Verbindungen vorgesehen, welche für die Übermittlung von Informationen von der Zentrale 10 zu den Empfängern 20 und 21 genutzt werden. Diese Forward-Verbindungen werden ferner noch danach unterschieden, ob sie in Richtung auf den Satelliten 30 gerichtet sind oder von diesem wegführen. Dementsprechend erfolgt eine Übermittlung von Informationen von der Zentrale 10 bzw. der Sende-/Empfangsstation 11 also über einen sog. Forward-Uplink IU zum Satelliten 30 sowie über einen Forward-Downlink ID von dem Satelliten 30 zu den Kommunikationsgeräten 20, 21. Die Übermittlung von Informationen von den Endgeräten 20, 21 zu der Zentrale 10 hin hingegen erfolgt über sog. Reverse-Verbindungen, genauer gesagt über einen Reverse-Uplink IIU von den Geräten 20, 21 zu dem Satelliten 30 und einen Reverse-Downlink IID von dem Satelliten 30 zu der Sende-/Empfangsstation 11 der Zentrale 10. Die verschiedenen Vorgehensweisen zur Datenübermittlung insbesondere im Rahmen des Reverse-Uplinks IIU und des Forward-Downlinks ID werden später noch ausführlich erläutert, die Kommunikation zwischen dem Satelliten 30 und der Sende-/Empfangsstation 11 hingegen kann im Rahmen üblicher Verfahren erfolgen, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Weitere Kommunikationsverbindungen, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Notruf-/Warnsystems aufgebaut werden, dienen entsprechend der zweiten Funktion des Systems 1 dazu, Warninformationen zu übermitteln. In diesem Fall, der nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist nur eine Kommunikation in Richtung von der Zentrale 10 zu den Endgeräten 21 und 22 vorgesehen, es wird also wiederum ein (in üblicher Weise aufgebauter) Forward-Uplink IIIU zu dem Satelliten 30 sowie ein Forward-Downlink IIID von dem Satelliten 30 zu den Endgeräten 21, 22 gebildet.

Die zum Aufbauen der verschiedenen Kommunikationsverbindungen genutzten Frequenzbereiche können unter Berücksichtigung von Regulierungsbestimmungen prinzipiell in gewünschter Weise gewählt werden. Wie allerdings bereits eingangs erläutert wurde, sollten die Endgeräte weitestgehend auf bereits zum Einsatz kommenden Technologien basieren. Es hat sich dementsprechend als vorteilhaft herausgestellt, für den Forward-Downlink Frequenzen im sog. L-Band im Bereich zwischen 1,6455 und 1,6465 GHz und für den Reverse-Uplink Frequenzen wiederum im L-Band im Bereich zwischen 1,544 und 1,545 GHz einzusetzen. Der Vorteil dieser Auswahl liegt darin, dass diese Frequenzbereiche nahe an den von bereits existierenden Mobilfunknetzen genutzten Frequenzen liegen und darüber hinaus auch die im Rahmen von Navigationssystemen genutzten Frequenzbereiche einschließen. Sende- und Empfangsmittel zur Nutzung derartiger Frequenzen sind somit bereits vielfach in Verwendung und können dementsprechend auch bei Geräten im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems 1 eingesetzt werden. Für den Forward-Uplink werden vorzugsweise Frequenzen im sog. Ku-Band zwischen 14 und 14,25 GHz und für den Reverse-Downlink Frequenzen im X-Band im Bereich zwischen 10,7 und 11,7 GHz eingesetzt werden. Der Verteil der Wahl dieser Frequenzen liegt darin, dass die hierzu genutzten Antennen geometrisch klein gestaltet werden können. Nochmals sei allerdings darauf hingewiesen, dass auch andere Frequenzen für die verschiedenen Signalwege zum Einsatz kommen könnten.

Im folgenden soll der Datenaustausch zwischen einem Endteilnehmer 20, 21 und dem Satelliten 30 im Rahmen eines Notrufs näher besprochen werden. Hierbei soll der Benutzer des Geräts in der Lage sein, mittels einer SMS- oder Textnachricht Hilfe anzufordern. Ferner soll für die Zentrale 10 feststellbar sein, wo genau sich der Benutzer des Geräts aufhält.

Besonders kritisch ist in diesem Fall die Übermittlung der Informationen von den Geräten 20, 21 zu dem Satelliten 30, was auf die geringe Sendeleistung der Geräte 20, 21 einerseits sowie den hohen Datenverkehr andererseits zurückzuführen ist. Hierbei ist zunächst zu berücksichtigen, mit welcher Häufigkeit die Abgabe eines Notrufs zu erwarten ist. Dabei haben statistische Erhebungen gezeigt, dass die Hauptursache für die Initiierung von Notrufen Verkehrsunfälle sein werden. In Deutschland bspw. übersteigt die Anzahl von Verkehrsunfällen die Anzahl denkbarer anderer Ereignisse bei weitem. Geht man davon aus, dass die statistische Häufigkeit für das Auftreten eines Verkehrunfalls in Europa – was etwa dem Einzugsgebiet eines Satelliten entspricht – in etwa gleich ist, so ergibt sich eine ungefähre Frequenz von 0,36 Notrufen/s für einen einzelnen Satelliten. Da die Übermittlung einer Notrufnachricht mehrere Sekunden in Anspruch nimmt, besteht also die Gefahr, dass mehrere Endteilnehmer gleichzeitig versuchen, einen Notruf an den Satelliten zu übermitteln. Die Überlappung dieser Signale führt aufgrund der niedrigen Sendeleistungen der Geräte allerdings letztendlich dazu, dass der Satellit nicht mehr in der Lage ist, die Informationen zu trennen und eindeutig zu identifizieren. Die Übermittlung beider Notrufe würde in diesem Fall also fehlschlagen.

Um derartige Konfliktsituationen zu vermeiden, wird für die Übermittlung eines Notrufs von einem Endteilnehmer und die Beantwortung dieses Notrufs durch die Zentrale 10 des Systems 1 ein spezielles Reservierungsverfahren vorgeschlagen, welches nachfolgend anhand des Ablaufdiagramms von 2 näher erläutert werden soll.

Grundgedanke des schematisch in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Reservierungsverfahrens ist, dass im Rahmen einer Initialisierungsprozedur das Kommunikationsgerät, welches einen Notruf übermitteln möchte, zunächst eine kurze Meldung an den Satelliten bzw. die Zentrale übermittelt und die Übertragung eines Notrufs bzw. allgemein einer Nachricht ankündigt. Dem Gerät wird dann ein entsprechender Übermittlungszeitraum reserviert, in dem ausschließlich das entsprechende Gerät zur Übertragung einer Nachricht befugt ist. Durch später noch näher erläuterte Maßnahmen stellt das Gerät dann sicher, dass die Nachricht zeit- und frequenzgenau an dem Satelliten eintrifft, so dass selbst bei niedrigen Sendeleistungen ein zuverlässiger Empfangs ermöglicht wird.

Voraussetzungen für diese erfindungsgemäße Vorgehensweise sind, dass das Endgerät zusätzlich einen Navigationsempfänger aufweist, der ebenfalls in Kontakt mit dem Satelliten steht. Dem Gerät ist somit einerseits seine eigene Position, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung sowie andererseits die Position des Satelliten, dessen Geschwindigkeit sowie dessen Bewegungsrichtung bekannt. Darüber hinaus können die von dem Navigationsempfänger als zusätzliche Hilfestellung erhaltenen Informationen dazu genutzt werden, das Gerät nahezu perfekt hinsichtlich Zeit und Frequenz auf den Satelliten zu synchronisieren, so dass allenfalls Abweichungen im Nanosekundenbereich auftreten. Diese Informationen können dementsprechend dazu genutzt werden, frequenz- und zeitrichtig Informationen an den Satelliten zu übermitteln. Das in 2 dargestellte Verfahren stellt sich dementsprechend wie folgt dar.

Nach dem Auftreten eines Notfalls in Schritt S100 wählt das Gerät zunächst auf Basis der von dem Navigationsempfänger zur Verfügung gestellten Informationen hinsichtlich der Positionen und Bewegungen des Kommunikationsgeräts und der Satelliten einen geeigneten Satelliten aus, der aufgrund seiner aktuellen Position eine bestmögliche Datenübertragung gewährleistet. Es wird also derjenige Satellit gewählt, bei dem die beste Empfangsleistung im Hinblick auf die zu übermittelnden Signale zu erwarten ist. Darüber hinaus ist dem Gerät bekannt, auf welcher Frequenz der gewählte Satellit Informationen empfangen kann. Es wird dementsprechend zunächst über die Sendemittel des Kommunikationsgeräts eine erste Sendefrequenz fs1 ausgewählt, welche unter Berücksichtigung der Relativbewegung zwischen Satellit und Kommunikationsgerät ermittelt wird, um die während der Übermittlung zu dem Satelliten auftretende Frequenzverschiebung aufgrund des Dopplereffekts auszugleichen. Auf diese Weise ist also sichergestellt, dass an dem Satelliten das Signal exakt mit der von ihm „bevorzugten" Empfangsfrequenz eintrifft. Wie später noch näher erläutert wird, nutzt der Satellit vorzugsweise mehrere Empfangsfrequenzen parallel, wobei dann eine dieser Frequenzen nach dem Zufallsprinzip ausgewählt wird und auf Basis dieser zufällig gewählten Empfangsfrequenz sowie der Navigationsinformationen die erste Sendefrequenz fs1 bestimmt wird.

Desweiteren ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Satellit nur in bestimmten Zeitabschnitten Signale empfangen kann, mit denen die Übertragung einer Textinformation angekündigt wird. Im Rahmen dieses sog. Slotted-Aloha-Verfahrens ist also vorgesehen, dass nur innerhalb bestimmter Zeiträume derartige Anfragen an dem Satelliten eintreffen. Zwar besteht auch hier nach wie vor das Problem, dass beim gleichzeitigen Eintreffen zweier Anfragen keines der Signale von dem Satelliten ausgewertet werden kann, die Wahrscheinlichkeit einer Datenkollision bei einem derartigen Verfahren, bei denen die Zeiträume für Anfragen fest vorgegeben sind, wird allerdings deutlich reduziert. Auf Basis der Navigationsinformationen wird also in Schritt S101 desweiteren noch ein Startzeitpunkt ts1 ausgewählt, zu dem die Anfrage von dem Gerät aus gesendet wird. Auch dieser Zeitpunkt wird nach dem Zufallsprinzip gewählt werden, jedoch mit der bereits genannten Einschränkung, dass das Signal letztendlich zu einem „zulässigen" Zeitpunkt am Satelliten eintrifft.

Anzumerken ist, dass anstellte fest vorgegebener Zeiträume, innerhalb derer jeweils eine Anfrage an dem Satelliten angenommen wird, auch ein größerer Zeitraum für die Übermittlung derartiger Anfragen zur Verfügung gestellt werden könnte. Die Wahrscheinlichkeit einer Datenkollision wäre in diesem Fall allerdings etwas höher.

Nach Auswahl der Sendefrequenz fs1 und des Sendezeitpunkt ts1 wird dann im darauffolgenden Schritt S102 eine Anfrage an den Satelliten übermittelt, in der – wie bereits erwähnt – die Übermittlung einer längeren Textnachricht angekündigt bzw. beantragt wird.

Ein mögliches Format für eine derartige Anfrage ist in 3a dargestellt, der entnommen werden kann, dass das Datenpaket aus insgesamt drei Bereichen besteht. Ein erster Bereich 40-1 des gesamten Datenpakets 40 dient dabei der Übermittlung einer Kennnummer (ID) des Kommunikationsgeräts, über welches dieses eindeutig identifizierbar ist. Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist dieser Bereich eine Länge von 64 Bit auf. Der zweite Block 40-2 wird dazu genutzt, bereits die Position des Geräts sowie dessen aktuelle Bewegung zu übermitteln. Dieser Block weist eine Länge von 88 Bit auf, die sich wie folgt zusammensetzen:

Ein dritter Block 40-3 dient dazu, bereits im Rahmen einer Kurznachricht Informationen über die Art des Notruf anzukündigen. Bspw. könnte hierdurch die Schwere des Notfalls sowie die Art der benötigten Hilfe kodiert werden. Insgesamt ergibt sich damit eine Länge von 160 Bit für dieses Anfrage-Datenpaket 40.

Anzumerken ist, dass die Ausgestaltung und Länge dieses ersten Datenpakets 40 auch anders gewählt werden könnte. Wesentlich allerdings ist, dass dieses zur Anfrage an den Satelliten genutzte Datenpaket deutlich kürzer ist als die eigentliche Nachricht, die noch zu einem späteren Zeitpunkt übermittelt wird. Auch die Verwendung eines Datenblocks zur Identifizierung des Kommunikationsgeräts ist erforderlich.

Entsprechend der Darstellung in 2 wird das im Rahmen der Anfrage gesendete Signal dann im Schritt S103 von dem Satelliten an die Bodenstation weitergeleitet, wobei im darauffolgenden Schritt S104 von der Bodenstation überprüft wird, ob die Anfrage einzeln am Satelliten eingetroffen ist und dementsprechend das weitergeleitete Signal von der Bodenstation eindeutig ausgewertet werden kann oder ob ggf. eine Überlappung mit anderen Signalen – beispielsweise Anfragen von anderen Teilnehmern des Kommunikationssystems – stattfand. Der Satellit selbst ist also transparent, d.h. er leitet die Signale in beide Richtungen weiter, ohne sie näher zu analysieren bzw. auszuwerten. Lediglich eine Umsetzung in die verschiedenen Frequenzbereiche für die Uplinks und Downlinks wird durch den Satelliten vorgenommen.

Konnte an der Bodenstation bzw. der Zentrale 10 des Notrufsystems eine einzelne Anfrage empfangen werden, so wird diese inhaltlich ausgewertet, wobei dann in einem darauffolgenden Schritt S105 über den Satelliten eine Bestätigungsnachricht an das Kommunikationsgerät übermittelt wird, deren Struktur 4 entnommen werden kann. Konnte hingegen keine Anfrage empfangen werden, so wird das Kommunikationsgeräts auch keine Antwort erhalten und dementsprechend nach einem gewissen Wartezeitraum die Schritte S101 und S102 wiederholen, also versuchen, eine erneute Anfrage an den Satelliten übermitteln.

Die im Falle einer erfolgreichen Anfrage zurückgesendete Bestätigungsnachricht weist entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel in 4 eine Länge von insgesamt 120 Bit auf und setzt sich aus fünf einzelnen Datenblöcken zusammen. Ein erster Bock 42-1 stellt dabei eine (z. B. 32-Bit-lange) Präambel dar, welche von dem angesprochenen Empfänger dazu genutzt wird, sein Empfangsverhalten auf das Sendeverhalten des Satelliten zu synchronisieren. In dem zweiten Block 42-2 wird die Identifikationsnummer des Teilnehmers wiederholt, um sicherzustellen, dass von mehreren Endgeräten, die zu einem früheren Zeitpunkt eine Anfrage an den Satelliten übermittelt haben, ein einzelner Teilnehmer angesprochen werden kann. Mit dem dritten Block 42-3 wird mit Hilfe eines 8-Bit-langen Datenpakets eine Empfangsfrequenz fE kodiert, auf welcher der Satellit zu einem späteren Zeitpunkt die Notrufnachricht empfangen möchte. Der darauffolgende Block 42-4 kodiert mit Hilfe von 4 Bit einen für den Empfang dieser Nachricht festgelegten Zeitbereich tE. Der letzte Block 42-5 dient dazu, im Rahmen einer Kurzantwort den Empfang der Anfrage zu bestätigen und ggf. weitere Informationen über die Art der zur Verfügung gestellten Hilfe mitzuteilen.

Wiederum könnte die Struktur dieser Rückmeldung anderweitig gewählt werden, wobei allerdings die Blöcke zur eindeutigen Identifizierung des Kommunikationsgeräts sowie zur Übermittlung der festgelegten Empfangsfrequenz und Empfangszeit im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind.

Nach Erhalt dieser Informationen bestimmt das Endgerät in dem darauffolgenden Schritt S106 unter Berücksichtigung der ihm zur Verfügung stehenden Navigationsinformationen eine geeignete Sendefrequenz fs2 sowie einen Sendezeitpunkt ts2 für die Übermittlung der eigentlichen Notfallnachricht. Wiederum werden Frequenz und Zeitpunkt in geeigneter Weise ermittelt, um sicherzustellen, dass die Nachricht an dem Satelliten mit der zuvor festgelegten Empfangsfrequenz fE und innerhalb des gewünschten Zeitraums tE eintrifft.

In dem nächsten Schritt S107 wird dann in der zuvor bestimmten Weise die Textnachricht übermittelt, wobei hier ein Datenformat entsprechend der Darstellung in 3b gewählt wird. Diese Nachricht 41 besteht dementsprechend wiederum aus zwei Blöcken 41-1 und 41-2 zur Übermittlung der Identifizierugsnummer sowie zur Mitteilung von Navigationsinformationen über den Empfänger. Ein dritter Block (bspw. mit einer Länge von 1.600 Bit) stellt dann schließlich die eigentliche Nachricht bzw. den Notruf dar.

Aufgrund des zuvor durchgeführten Initialisierungsverfahrens bzw. der Reservierung eines bestimmten Empfangszeitraums ist sichergestellt, dass die Nachricht ungestört von anderweitigen Informationen als einzige zu dem vorgegebenen Empfangszeitpunkt an dem Satelliten eintrifft. Eine Überlappung mit anderweitigen Signalen wird hierdurch also ausgeschlossen, was besonders wichtig ist, um während des verhältnismäßig langen Übermittlungszeitraums eine Datenkollision zu vermeiden. Es ist also sichergestellt, dass die eigentliche Notfallnachricht ungestört an den Satelliten übermittelt und dort zuverlässig ausgewertet werden kann.

In den Schritten S108 und S109 schließlich erfolgt die Weiterleitung der Nachricht an die Bodenstation sowie eine erneute Bestätigung über den Satelliten. Für die Bestätigung wird wiederum das in 4 dargestellte Datenformat verwendet, wobei die Datenblöcke hinsichtlich der Frequenz und des Empfangszeitpunkts nunmehr allerdings leer bleiben. Sollte hingegen die Übermittlung der Nachricht fehlgeschlagen sein, so könnte dies ggf. mit Hilfe des fünften Datenblocks 42-5 angezeigt werden und der Teilnehmer zu einer erneuten Übermittlung der Notfallnachricht aufgefordert werden. In diesem Fall würden wiederum eine neue Empfangsfrequenz sowie ein Empfangszeitraum festgelegt und übermittelt werden.

In 5 ist die besondere Vorgehensweise zur Übermittlung einer Notfallnachricht entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren nochmals anhand eines Zeitschemas dargestellt. Dieser Darstellung kann insbesondere auch entnommen werden, dass das zeitliche Empfangsverhalten des Satelliten in zwei alternierende Zeitabschnitte TA und TE unterteilt werden kann, wobei der erste Zeitabschnitt TA dazu dient, die Anfragen von den verschiedenen Kommunikationsgeräten zu empfangen und in weitere kleinere Zeitabschnitte Ta unterteilt ist, die jeweils für den Empfang einer Anfrage vorgesehen sind. Der zweite Teilabschnitt TE ist zum Empfang genau einer SMS-Nachricht vorgesehen.

Entsprechend der Darstellung übermittelt somit ein Teilnehmer A zum Zeitpunkt ts1 eine Anfrage 50, wobei dieser Zeitpunkt derart gewählt ist, dass diese Anfrage genau innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnitts Ta des Zeitraums TA für den Empfang von Anfragen an dem Satelliten eintrifft. Nach Weiterleitung dieser Anfrage an die Bodenstation erfolgt die Rückmeldung über die erste Bestätigungsnachricht 51, mit der der Teilnehmer A über den für ihn vorgesehen Empfangszeitpunkt tE sowie die entsprechende Frequenz informiert wird. Wie der Darstellung entnommen werden kann, erfolgt diese Rückmeldung unabhängig von der gleichzeitig vorgenommenen Übertragung einer Nachricht 55, die von einem zweiten Teilnehmer B derart übermittelt wurde, dass sie innerhalb des früheren Empfangszeitraums TE für Textnachrichten am Satelliten eintrifft.

Auf Basis der im Rahmen der ersten Rückmeldung 51 erhaltenen Informationen und unter Berücksichtigung der Navigationsdaten ermittelt dann der Teilnehmer A den Zeitpunkt ts2, zu dem die Übermittlung der Textnachricht gestartet wird, und zwar derart, dass sie zum vorgegebenen Zeitpunkt tE am Satelliten eintrifft. Nach erfolgreicher Weiterleitung und Auswertung an der Bodenstation erfolgt dann die zweite Rückmeldung 53.

Wesentlich ist also, dass die Teilnehmer ihr Sendeverhalten derart abstimmen, dass sowohl die Anfragen als auch die eigentlichen Textnachrichten in geeigneter Weise an dem Satelliten eintreffen und dort optimal empfangen werden können. Dies gilt selbstverständlich nicht für die verschiedenen Rückmeldungen von dem Satelliten an die Teilnehmer, da der Satellit sein Sendeverhalten nicht auf jeden einzelnen Teilnehmer abstimmen kann. Auch in diesem Fall können allerdings die den Teilnehmern ergänzend zur Verfügung gestellten Navigationsinformationen sowie die anderweitigen Informationen über das zeitliche Sendeverhalten des Satelliten genutzt werden, um das Empfangsverhalten der Teilnehmer auf den Satelliten abzustimmen. Allein auf Basis dieser (Hilfs-)Informationen kann somit bereits eine Synchronisation bzw. Abschätzung der Phasenlage des Antwortsignals erzielt werden, um einen optimalen Datenempfang an den verschiedenen Teilnehmern sicher zu stellen. Ergänzend hierzu wird dann auch die Präambel 42-1 der Rückmeldung 42 in 4 genutzt. Allerdings muss diese Präambel nicht zwingend Bestandteil jeder einzelnen Rückmeldung durch den Satelliten sein. Es wäre durchaus auch denkbar, die Präambel nur in regelmäßigen Zeitabschnitten den Rückmeldungen anzufügen.

Insgesamt wird somit durch die angegebenen Maßnahmen sichergestellt, dass eine fehlerfreie Datenübertragung zwischen dem Kommunikationsgerät der Endteilnehmer und dem Satelliten in beiden Richtungen erfolgen kann. Hierfür sind einerseits das abgestimmte zeitliche Sendeverhalten der Teilnehmer sowie das abgestimmte Empfangsverhalten der Teilnehmer auf Basis der ergänzend zur Verfügung stehenden Informationen hinsichtlich des Sendeverhaltens des bzw. der Satelliten verantwortlich.

Die bisherigen Betrachtungen haben sich auf die Kommunikation zwischen einem Teilnehmer und einem einzelnen Satelliten beschränkt. Tatsächlich wird ein auf Basis der vorliegenden Erfindung gebildetes Notruf-/Warnsystem allerdings mehrere Satelliten aufweisen, um eine globale Datenübertragung sicherzustellen. In diesem Fall müssen die Satelliten allerdings unterschiedliche Frequenzen benutzen, um eine Überlappung im Datenverkehr zu vermeiden. Das eingangs genannte Frequenzband für den Reverse-Uplink IIU muss also in für die Satelliten jeweils einzeln nutzbare Frequenzbänder unterteilt werden. Entsprechend der Darstellung in 6 ist allerdings nicht erforderlich, dass jeder Satellit genau ein einziges Frequenzband erhält. Aufgrund der Abschattung durch die Erde besteht vielmehr die Möglichkeit, dass zwei in Opposition zueinander angeordnete Satelliten (bspw. die Satelliten 30-3 und 30-7) gemeinsame Frequenzbereiche nutzen. Bei einer Verwendung von bspw. 24 Satelliten ist somit das gesamte Frequenzband mit einer Breite von 1 MHz in insgesamt 12 Bereiche mit einer Breite von jeweils 83,3 kHz zu unterteilen.

Jedem Satelliten steht somit ein entsprechendes Frequenzband zur Verfügung, welches in vorteilhafter Weise entsprechend der Darstellung in 7 nochmals in 100 Unterbereiche (sog. sub-carrier) unterteilt wird. Innerhalb eines jeden sub-carriers mit einer Breite von 833 Hz können dann Informationen von den Endteilnehmern an den Satelliten übermittelt werden. Geht man davon aus, dass die Zeiträume TA für die Initialisierung (zusammengesetzt aus 11 Zeitschlitzen Ta für den Empfang jeweils einer Anfrage) und TE für den Empfang der eigentlichen SMS-Nachricht gemeinsam in etwa 10 s in Anspruch nehmen, bedeutet dies, dass ein einzelner Satellit in der Lage ist, in etwa 10 Textnachrichten pro Sekunde zu empfangen. Dies ist für die Bearbeitung der voraussichtlich auftretenden Notrufe entsprechend der oben angestellten Berechnung bei weitem ausreichend. Das erfindungsgemäße System ist somit tatsächlich in der Lage, global den Service eines Notrufsystems anzubieten.

Anzumerken ist, dass der jeweils für den Empfang einer Textnachricht vorgesehene sub-carrier die Empfangsfrequenz vorgibt, die im Rahmen der ersten Bestätigungsnachricht an den Endteilnehmer übermittelt wird. Da durch den Satelliten bzw. die Bodenstation dieser sub-carrier danach ausgewählt wird, in welcher Weise ein optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden Frequenzen erfolgt, ist somit die eingangs beschriebene Anpassung der Sendefrequenz durch die Teilnehmer Voraussetzung für eine zuverlässige Datenübermittlung. Während der Anfrage hingegen können die Teilnehmer in beliebiger Weise eine Frequenz eines entsprechenden sub-carriers auswählen, da für die Anfragen diese Frequenzen nicht fest vergeben werden. Die Auswahl erfolgt in diesem Fall möglichst nach dem Zufallsprinzip, um möglichst eine gleichmäßige Ausnutzung der sub-carrier zu ermöglichen und damit Kollisionen möglichst zu vermeiden.

Den obigen Erläuterungen der verschiedenen Funktionen des erfindungsgemäßen Systems kann entnommen werden, dass die Endgeräte, über die eine Kommunikation mit dem Satelliten bzw. der Zentrale des Notruf-/Warnsystems erfolgt, unterschiedlichst ausgestaltet sein können. Üblicherweise weisen diese Geräte allerdings jeweils einen Navigationsempfänger auf, um im Rahmen des erfindungsgemäßen Übertragungsverfahrens auf die benötigten Navigationsinformationen zurückgreifen zu können. Diese Geräte können bspw. durch tragbare Kommunikationsgeräte gebildet sein. Es wäre allerdings auch denkbar, derartige Geräte in Fahrzeugen, wie Flugzeugen, Schiffen oder Kraftwagen zu installieren. Insbesondere bei der Anordnung derartiger Geräte in Fahrzeugen könnte darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass die Abgabe eines Notrufs automatisch im Falle eines Unfalls oder dgl. initiiert wird. Selbstverständlich ist in diesem Fall die Anordnung des Kommunikationsgeräts an einer Stelle vorteilhaft, die von Unfällen möglichst wenig betroffen ist. Bei der Anordnung in einem Fahrzeug bspw. wäre die Montage innerhalb der Fahrgastzelle – insbesondere am Armaturenbrett – sinnvoll, da in diesem Bereich die größte Sicherheit vor ungewollten Beschädigungen besteht.

Insgesamt gesehen wird somit durch die vorliegende Erfindung ein satellitengestütztes Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt, welches eine zuverlässige Übermittlung von Textinformationen in Kombination mit Ortsinformationen ermöglicht. Hierdurch besteht nunmehr die Möglichkeit, ein globales Notruf-/Warnsystem zu bilden, welches einen Datenaustausch mit der erforderlichen Zuverlässigkeit ermöglicht.


Anspruch[de]
  1. Kommunikationssystem (1) mit einem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) sowie einer durch einen Satelliten (30) gebildeten zentralen Einrichtung zum Empfangen von von dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zu übermittelnden Informationen,

    wobei im Rahmen einer Initalisierungsprozedur dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) Daten hinsichtlich eines vorgegebenen Empfangszeitpunkts (tE) für die Informationen und/oder einer vorgegebenen Empfangsfrequenz (fE) übermittelt werden, und

    wobei das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) auf Basis von ergänzenden Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) und des Satelliten (30) einen geeigneten Zeitpunkt (ts2) für die Übermittlung der Informationen und/oder eine geeignete Sendefrequenz (fs2) ermittelt.
  2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Initialisierungsprozedur das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) eine erste Anfrage (40) an den Satelliten (30) übermittelt und der Satellit (30) in Anwort auf diese Anfrage (40) Daten hinsichtlich des dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) zugewiesenen Empfangszeitpunkts (tE) für die zu übermittelnden Informationen und/oder die vorgegebene Empfangsfrequenz (fE) übermittelt.
  3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) bei der Übermittlung der Anfrage (40) bereits die Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) und des Satelliten (30) berücksichtigt.
  4. Kommunikationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) für die Übermittlung der Anfrage (40) einen Zeitpunkt (ts1) derart wählt, dass die Anfrage (40) innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnitts (Ta) an dem Satelliten (30) eintrifft.
  5. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das System mehrere Satelliten (30) aufweist, welche einen Datenaustausch in verschiedenen Frequenzbereichen ermöglichen, wobei das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) die Anfrage an denjenigen Satelliten (30) übermittelt, der aufgrund seiner aktuellen Position eine bestmögliche Übertragung gewährleistet.
  6. Kommunikationssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsgerät (20, 21, 22) sein Verhalten zum Empfangen der von dem Satelliten (30) übermittelten Signale auf Basis von ergänzenden Informationen abstimmt, welche dem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) getrennt von den Satellitensignalen übermittelt werden.
  7. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den ergänzenden Informationen um Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) und des Satelliten (30) handelt.
  8. Kommunikationsgerät (20, 21, 22) mit Sendemitteln zur Übermittlung von Informationen an eine durch einen Satelliten (30) gebildete zentrale Einrichtung, wobei die Sendemittel dazu ausgestaltet sind, in Abhängigkeit von zuvor festgelegten Daten hinsichtlich eines vorgegebenen Empfangszeitpunkts (tE) und/oder einer vorgegebenen Empfangsfrequenz (fE) sowie auf Basis von ergänzenden Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) des Satelliten (30) einen geeigneten Zeitpunkt (ts2) für die Übermittlung der Informationen und/oder eine geeignete Sendefrequenz (fs2) zu ermitteln.
  9. Kommunikationsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Navigationsempfänger aufweist, wobei die über diesen Navigationsempfänger erhaltenen Daten als ergänzende Informationen von den Sendemitteln bei der Ermittlung des geeigneten Zeitpunkts (ts2) für die Übermittlung der Informationen und/oder der Sendefrequenz (fs2) berücksichtigt werden.
  10. Kommunikationsgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein tragbares Gerät handelt.
  11. Kommunikationsgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Anordnung in einem Fahrzeug vorgesehen ist.
  12. Verfahren zum Übermitteln von Informationen von einem Kommunikationsgerät (20, 21, 22) an eine durch einen Satelliten (30) gebildete zentrale Empfangseinrichtung,

    wobei im Rahmen einer Initalisierungsprozedur ein vorgegebener Empfangszeitpunkt (tE) für die Informationen und/oder eine vorgegebene Empfangsfrequenz (fE) festgelegt werden, und

    wobei auf Basis von ergänzenden Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) und des Satelliten (30) ein geeigneter Zeitpunkt (ts2) für die Übermittlung der Informationen und/oder eine geeignete Sendefrequenz (fs2) ermittelt werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Initialisierungsprozedur eine erste Anfrage (40) an den Satelliten (30) übermittelt wird und der Satellit (30) in Anwort auf diese Anfrage (40) Daten hinsichtlich des zugewiesenen Empfangszeitpunkts (tE) für die zu übermittelnden Informationen und/oder die vorgegebene Empfangsfrequenz (fE) übermittelt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Übermittlung der Anfrage (40) bereits die Informationen hinsichtlich der Positionen und/oder Bewegungen des Kommunikationsgeräts (20, 21, 22) und des Satelliten (30) berücksichtigt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übermittlung der Anfrage (40) ein Zeitpunkt (ts1) derart gewählt wird, dass die Anfrage (40) innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnitts (Ta) an dem Satelliten (30) eintrifft.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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