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Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf Ressourcenverwaltung in einem verteilten Telekommunikationssystem.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine "Ressource" wird hier als ein Element eines Kommunikationssystems
definiert, welches direkt oder indirekt verwendet werden kann, um
Kommunikationsverkehr zu unterstützen.
Beispielsweise sind in einer Satellitenbatterie gespeicherte Energie-
oder Kanalkapazität
einer Funkverbindung Ressourcen unter dieser Definition. Die Verkehrsträgerkapazität eines
Kommunikationssystems ist limitiert, da in jedem System eine begrenzte
Menge an Ressourcen existiert. Beispielsweise verbrauchen Verkehrsanforderung
und Energieerfordernisse der Ausrüstung (beispielsweise Energie für Computer,
Satellitenmanövrierenergie
etc.) Systemressourcen.
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In jedem System mit begrenzten Ressourcen
ist eine Verwaltung der Ressourcenverwendung wünschenswert, um optimale Systemleistung
zu erreichen. Insbesondere bei einem Kommunikationssystem mit Satelliten
oder anderen relativ unzugänglichen
Knoten, welche mit bodengestützter
Ausrüstung
kommunizieren, ist Ressourcenverwaltung kritisch.
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1 illustriert
ein vereinfachtes Diagramm eines satellitengestützten, zellularen Kommunikationssystem 10,
welches durch Verwendung umlaufender Satelliten 12 über einen
Himmelskörper
(z.B. die Erde) verteilt ist und diesen umgibt.
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Die Satelliten 12 besetzen
Umlaufbahnen 14 die niedrige Erdumlaufbahnen, mittlere
Erdumlaufbahnen, geosynchrone Umlaufbahnen oder eine Kombination
davon sein können.
Niedrige Erdumlaufbahnen liegen im Allgemeinen in einer Höhe von etwa
600 km bis 2000 km, mittlere Erdumlaufbahnen bei etwa 2000 km bis
20.000 km und geosynchrone Umlaufbahnen bei etwa 42.165 km; andere
Höhen können jedoch
ebenfalls benutzt werden. Bei dem gezeigten Beispiel verwendet das
Kommunikationssystem 10 sechs polare Umlaufebenen, von
denen jede Umlaufebene elf Satelliten 12 beherbergt, was
insgesamt sechsundsechzig Satelliten 12 ergibt. Dies ist
jedoch nicht wesentlich, und mehr oder weniger Satelliten und mehr
oder weniger Umlaufebenen oder Kombinationen von umlaufenden und
geosynchronen Satelliten können
verwendet werden. Der Klarheit halber illustriert 1 lediglich einige der Satelliten 12.
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Die Satelliten 12 kommunizieren
mit terrestrischer Ausrüstung,
die eine beliebige Anzahl von Funkkommunika tions-Teilnehmereinheiten 26,
Systemsteuerungssegment-Bodenkommunikationsstationen 24 oder
Gateway-Bodenkommunikationsstationen 30.
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Ein "Teilnehmer" wird hier als Systembenutzer definiert. 1 zeigt eine "Teilnehmereinheit" 26 (SU: Subscriber
Unit), die ein individuelles Kommunikationsendgerät ist, welches über eine
Funkverbindung direkt mit einem Satelliten 12 kommuniziert.
SUs 26 können
handgehaltene, tragbare zellulare Telefone sein, die eingerichtet
sind, Teilnehmerdaten an Satelliten 12 zu senden und Teilnehmerdaten
von diesen zu empfangen. "Teilnehmerdaten" werden hier definiert
als Daten (z.B. Sprach-, Paging-, oder Faxdaten), welche von einer SU 26 stammen
oder bei ihr enden.
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Eine "Bodenkommunikationsstation" GSC (Ground Communication
Station) wird hier definiert als eine terrestrische Kommunikationseinrichtung,
die in der Lage ist, bodenbasierte Ausrüstung (z.B. Gateway 22 oder Systemsteuersegment 28)
mit Satelliten 12 zu koppeln. 1 zeigt eine einem Gateway 22 zugeordnete
Gateway-GCS 30 (GW-GCS) und eine einem Systemsteuersegment 28 zugeordnete
Systemsteuersegment-GCS 24 (SCS-GCS).
Die SCS-GCSs 24 führen
Datentransfer- und Telemetrie-, Bahnverfolgungs- und Steuerfunktionen
für die
Konstellation der Satelliten 12 durch. Die GW-GCSs 30 führen Datentransfer
zwischen Satelliten 12 und Gateways durch.
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Ein "Gateway" 22 (GW) wird hier definiert
als eine Ausrüstungseinrichtung,
typischerweise bodenbasiert, die in der Lage ist, eine GW-GCS 30 (und
daher Satelliten 12) mit bodengestützter Ausrüstung, wie beispielsweise ein öffentliches
Telefonnetz (PSTN: public switched telephone net work), nicht gezeigt,
zu koppeln. GWs 22 können
Anrufverarbeitungsfunktionen in Verbindung mit terrestrischer Telefonausrüstung (z.B. PSTN-Ausrüstung) und
Satelliten 12 durchführen.
GWs 22 kommunizieren mit dem Rest des Kommunikationssystems 10 über GW-GCSs 30.
GWs 22 müssen
nicht mit GW-GCSs 30 am gleichen Ort positioniert sein.
GWs 22 werden vorzugsweise über Landleitungen mit GW-GCSs 30 verbunden,
obwohl dies nicht wesentlich ist. Bei einer alternativen Ausführungsform
können
GWs 22 über
Faseroptikverbindungen, Funkverbindungen oder andere Übertragungsmedien
mit GW-GCSs 30 verbunden sein.
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Ein "Systemsteuersegment" 28 (SCS: System Control Segment)
wird hier definiert als eine Steuereinrichtung, typischerweise bodengestützt, welche
den Betrieb des Kommunikationssystems 10 steuert. SCS 28 kommuniziert
mit dem Rest des Kommunikationssystems 10 über SCS-GCS 24.
SCS 28 müssen
nicht mit SCS-GCS 24 am gleichen Ort positioniert sein.
SCS 28 wird vorzugsweise über Landleitungen mit SCS-GCS 24 verbunden,
obwohl dies nicht wesentlich ist. Bei einer alternativen Ausführungsform
kann SCS 28 über
Faseroptikverbindungen, Funkverbindungen oder andere Übertragungsmedien
mit SCS-GCS 24 verbunden sein.
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Ein "Bodenterminal" (GT: Ground Terminal) wird hier definiert
als jegliche Kommunikationseinrichtung (z.B. GW-GCS 30; SCS-GCS 24,
SU 26 etc.), die auf oder nahe der Oberfläche eines
Himmelskörpers
(z.B. der Erde) positioniert ist und die in der Lage ist, direkt
mit einem Satelliten 12 zu kommunizieren. Unter dieser Definition
sind SCS 28 und GW 22 keine GTs.
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Ein "Systemknoten" wird hier definiert als ein Satellit 12,
eine SU 26, ein GW 22 ein SCS 28, eine SCS-GCS 24 oder
eine GW-GCS 30. Der Klarheit und Leichtigkeit des Verständnisses
halber ist in 1 jeweils
nur ein GW 22, ein SCS 28, eine SU 26,
eine SCS-GCS 24 und eine GW-GCS 30 gezeigt. Der
Fachmann wird, basierend auf der hiesigen Beschreibung, verstehen,
dass zusätzliche
Systemknoten wünschenswert sein
können,
abhängig
von den Bedürfnissen
des Kommunikationssystems.
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Ein "Kanal" wird hier definiert als eine Kommunikations-Zugangsmöglichkeit
(z.B. ein TDMA-Slot (Time Division Multiple Access: Vielfachzugriff
im Zeitmultiplex), ein FDMA-Slot (Frequency Division Multiple Access:
Vielfachzugriff im Frequenzmultiplex) oder ein CDMA-Slot (Code Division
Multiple Access: Vielfachzugriff im Codemultiplex)). Eine "Verbindung" wird hier definiert
als ein zwischen einem Systemknoten und einem weiteren Systemknoten
aufgebauter Kommunikationskanal, unabhängig von der Sorte des verwendeten
Kommunikationszugangsprotokolls. "Systemdaten" werden hier definiert als Daten, die
notwendig sind für
die Steuerung und den Betrieb des Systems 10 (z.B. Systemsteuerinformationen,
Anrufaufbaudaten, Signalisierungsdaten, etc.).
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2 illustriert
Kommunikationsverbindungen zwischen mehreren Systemknoten in dem
Kommunikationssystem 10 (1).
SUs 26 tauschen Teilnehmerdaten mit Satelliten 12 über Funkverbindungen
aus, die im Folgenden als "Teilnehmerverbindungen" 40 bezeichnet
werden. Teilnehmerverbindungen 40 sind im Allgemeinen Kanäle geringer
Bandbreite, die Teilnehmerdaten tragen. Der Begriff "Antenne", wie er hier verwendet
wird, soll sich auf jegliche Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen
elektromagnetischer Energie beziehen. Teilnehmersignale werden wünschenswerterweise über bestimmte,
zellulare Teilnehmerantennen 42 an Bord eines Satelliten 12,
welcher ein Muster von "Zellen" 44, innerhalb
derer die SU 26 positioniert sein muss, damit Kommunikationen
zwischen der SU 26 und der Teilnehmerantenne 42 stattfinden
können,
auf die Oberfläche
des Himmelskörpers
projiziert, in den Satelliten 12 "hinaufgebracht". Jeder Zelle 44 sind Sätze von Teilnehmerkanälen zugeordnet,
die nicht mit Teilnehmerkanälen
der umgebenden Zellen interferieren. Bei der bevorzugten Ausführungsform
kann jeder Teilnehmerkanal gemultiplext sein (z.B. TDMA, FDMA, CDMA
etc. oder eine Kombination davon), um es mehreren Benutzern zu erlauben,
unter Verwendung eines einzelnen Teilnehmerkanals zu kommunizieren.
Bei einer alternativen Ausführungsform
kann es sein, dass die Benutzerkanäle nicht gemultiplext sind.
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Eine "Aufwärts/Abwärtsverbindung
beziehungsweise -Strecke" wird
hier definiert als ein Funkkanal zwischen einer bodengestützten Kommunikationseinrichtung
(z.B. SCS-GCS 24 oder
GW-GCS 30) und einem Satelliten 12. Der Satellit 12 tauscht
Daten mit den GW-GCSs 30 und SCS-GCSs 24 über zwei
Arten von Aufwärts/Abwärstsstrecken
aus: "Zubringerstrecken" 46 und "Steuerstrecken" 48. Zubringerstrecken 46 zwischen Satelliten 12 und
GW-GCSs 30 tragen Systemdaten und Teilnehmerdaten. Steuerstrecken 48 zwischen
Satelliten 12 und SCS-GCs 24 tragen im Allgemeinen
nur Systemdaten. Zubringer- 46 und Steuerstrecken 48 verwenden
wünschenswerterweise
bestimmte Satelliten-Abwärtsstreckenantennen 50,
GW-GCS-Aufwärtsstrecken-Antennen 52 und
GW-GCS- 30 und SCS-GCS-Aufwärtsstrecken-Antennen 54 an
einer SCS-GCS 24.
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Eine "Aufwärtsstrecke" wird hier definiert
als eine Verbindung von einer GW-GCS 30 oder einer SCS-GCS 24 zu
ei nem Satelliten 12. Eine "Abwärtsstrecke" wird hier definiert
als eine Verbindung von einem Satelliten 12 zu einer GW-GCS 30 oder
SCS-GCS 24.
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Eine "Querverbindung" wird hier definiert als ein Funkkanal
zwischen einem umlaufenden Satelliten und einem umlaufenden Nachbarsatelliten. "Nachbarsatelliten" werden hier definiert
als Satelliten 12, die in der Lage sind, untereinander
direkte Kommunikationen aufzubauen. "Nicht benachbarte Satelliten" werden hier definiert
als Satelliten 12, die nicht in der Lage sind, untereinander
(z.B. auf Grund von Reichweitenbegrenzungen, Interferenzbeschränkungen
oder geographischen Barrieren) direkte Kommunikationen aufzubauen. Satelliten 12 tauschen
Daten mit Nachbarsatelliten 12 über Querverbindungen 56 aus,
obwohl Satelliten 12 Daten auch mit nichtbenachbarten Satelliten
austauschen können.
Querverbindungen 56 tragen Systemdaten und Teilnehmerdaten.
Teilnehmerdaten von SUs 26 werden in Satelliten 12 in
Querverbindungssignale gewandelt, wenn die Teilnehmerdaten an einen
anderen Satelliten oder eine GW-GCS 30 kommuniziert werden
müssen.
Querverbindungsantennen 58 an Bord der Satelliten 12 werden
wünschenswerterweise
benutzt, um zu senden und Signale direkt von anderen Satelliten
zu empfangen. Falls eine Simultankommunikation mit mehreren Satelliten 12 erwünscht ist,
können
mehrere Querverbindungsantennen 58 verwendet werden. Es
wird Bezug genommen auf 1.
Der Satellit 12 kommuniziert "vorwärts" mit einem weiteren
Satelliten 12, der ihm in derselben Umlaufebene voranläuft und
kommuniziert "rückwärts" mit einem weiteren
Satelliten 12, der ihm folgt. Der Satellit 12 kommuniziert
auch, wie hier definiert, "links" oder "rechts" mit anderen Satelliten 12 in
benachbarten Umlaufebenen, ab hängig
davon, in welcher benachbarten Ebene der andere Satellit 12 positioniert ist. "Links", "rechts", "vorwärts" und "rückwärts" werden hier so definiert als würde der
Betrachter auf dem Satelliten 12 in die Bewegungsrichtung
des Satelliten blickend reiten.
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In einem klassischen "bent pipe"-Kommunikationssystem
nach dem Stand der Technik kommunizieren Satelliten 12 nicht
direkt mit anderen Satelliten 12 über Querverbindungen 56 (2). Stattdessen werden Signale
von einem Satelliten 12 auf Relaisverbindungen 60 an
ein Relais 62 gesendet. Das Relais 62 kann dann die
Daten in den Signalen an landgestützte Funk- oder Landleitungsausrüstung kommunizieren
oder sie hinaus zu einem weiteren Satelliten 12 oder über Relais-Bodenverbindungen 64 an
einen weiteren Knoten senden. Das Relais 62 kann erdgestützt, luftgestützt oder
weltraumgestützt
sein, solange es innerhalb der Sichtweite der sendenden/empfangenden
Satelliten ist. Ein weiteres Merkmal des typischen "bent pipe"-Systems ist, dass
die Satelliten 12 wenig mehr tun als Signale bei einer
Frequenz zu empfangen und sie bei einer anderen zu senden, unabhängig von
Ursprung oder Ziel der Signale, d.h. in dem "bent pipe"-Satellitentransponder findet keine
Informationsverarbeitung statt.
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Für
den erfolgreichen Betrieb des Kommunikationssystems 10 ist
eine Verwaltung der endlichen Ressourcen jedes Systemknotens notwendig,
um die Systemeffizienz zu maximieren. Das Kommunikationssystem 10 sollte
es beispielsweise einem geschäftigen
Großstadtgebiet
(z.B. Tokio) nicht erlauben, die gesamte an Bord eines Satelliten
gespeicherte Energie zu verbrauchen, die sagen wir, 30 Minuten später benötigt wird, um
ein anderes geschäftiges
Großstadtgebiet (z.B.
New York City) zu unterstützen.
Die an Bord eines Satelliten 12 gespeicherte Energie ist
typischerweise durch die Fähigkeit
der Solarkollektoren des Satelliten begrenzt, den solaren Fluss
in elektrische Energie umzuwandeln, sowie durch die Fähigkeit
der Batterien des Satelliten, die umgewandelte Solarenergie zu speichern.
Der Ladezustand oder die Menge der in den Batterien des Satelliten
gespeicherten Energie ist daher eine wichtige physikalische Randbedingung,
die verwaltet werden muss.
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Satellitenantennen 42, 50, 58 sind
ebenfalls limitierte Ressourcen. Da es an Bord eines Satelliten 12 eine
endliche Anzahl von Antennen gibt, ist die Anzahl von Bodenterminals 26, 24, 30, 62 und
weitere Satelliten 12, die mit oder über den Satelliten zwölf kommunizieren
können,
durch die Anzahl der Antennen 42, 50, 58 begrenzt.
Bei einem zellularen Satellitenkommunikationssystem definieren die
Anzahl von Teilnehmerzellen 44 pro Antenne 42 und
die Anzahl von Teilnehmerkanälen
pro Zelle zusätzliche
Ressourcenbeschränkungen.
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Zusätzlich zu physikalischen Ressourcen
eines weltraumbasierten Kommunikationssystems betreffen auch Betriebsbeschränkungen
die Ressourcenverwendung. Betriebsbeschränkungen können Interferenz-, Lizensierungs-
und spektrale Beschränkungen
sein. Beispielsweise kann von einem Satelliten 12 gefordert
werden, einige seiner Zellen 44 abzuschalten, während er über eine
bestimmte Position auf der Erde fliegt, um ein Interferieren mit
empfindlicher bodengestützter
Ausrüstung
(z.B. Radioastronomieempfänger)
zu vermeiden.
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Ressourcenverwaltung ist bei einem
weltraumbasierten Kommunikationssystem kritisch, da die Ressourcen
stark limitiert und oft aufgrund der abgelegenen Natur von Satelliten 12 nicht
leicht zu erhöhen
oder aufzufüllen
sind.
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Frühere Verfahren der Ressourcenverwaltung
eines Satellitensystems führen
zu manueller Schaffung von Regelsätzen, die in Entscheidungsbäume umgeformt
werden, welche Kontrollraumprozeduren definieren, die von Menschen
befolgt werden, wenn bestimmte Ereignisse oder Zustände in dem
System auftreten.
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Da die Regelsätze und Entscheidungsbäume manuell
erzeugt werden und der Betrieb des Systems Menschen erfordert, um
Systeminformationen zu sammeln und auf sie gemäß den Kontrollraumprozeduren
zu reagieren, wird typischerweise eine große Belegschaft gebraucht, um
ein Satellitensystem zu betreiben.
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Der Nachteil bei der Verwendung menschlicher
Angestellter sind die erhöhten
Betriebskosten eines Systems. Im Allgemeinen ist eine kosteneffektivere
Lösung
der Systemverwaltung, automatisierte Prozesse anstelle von Menschen
einzusetzen.
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Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung
von Menschen bei der Durchführung
eines Entscheidungsprozesses ist, dass Antwortzeiten auf Systemereignisse
langsam sind. Langsame Antwortzeiten können zerstörerische Effekte haben. Wenn
beispielsweise ein Satellit berichtet, dass ihm (oder einem anderen
abgelegenen Knoten) in gefährlicher
Weise die gespeicherte Energie ausgeht, muss ein menschlicher Betreiber
die Information empfangen und bestimmen, welcher Handlungsablauf
einzuschlagen ist, um das Problem zu beheben (einschließlich des
Analysierens von Effekten auf den Rest des Systems), die zur Durchführung einer solchen
Handlung erforderliche Genehmigung einholen und die Änderung
umsetzen.
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Wenn inzwischen dem Satellit die
gespeicherte Energie zu stark ausgeht, können seine Untersysteme an
Bord offline gehen und der gesamte Satellit kann in einen Überlebensmodus
eintreten oder unbetreibbar werden, wobei der betroffene Satellit
während
dieser Zeit unfähig
ist, Teilnehmerverkehr zu unterstützen. Bei einem Einzelabdeckungssystem
(d.h. viele Punkte auf der Erdoberfläche werden von nur einem Satelliten
zu einer Zeit bedient) ist dies besonders kritisch. Während der
betroffene Satellit offline ist, entfällt der gesamte, von diesen
Satelliten unterstützte
Verkehr. Der betroffene Satellit verursacht, dass alle Teilnehmeranrufe
sowie Steuer- und Zubringerstrecken überall auf seinem Weg beendet
werden. Dies bedeutet eine Systemverschlechterung und einen Schaden
für den
Ruf des Systems. Wenn der Satellit permanent offline genommen wird,
kann dies zu wochenlanger Verzögerung
führen,
während
der Satellit ersetzt wird.
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Da die Ressourcenverwaltung nach
dem Stand der Technik vor allem von Menschen durchgeführt wird,
setzten die Grenzen menschlicher Effizienz Grenzen für die Effizienz
der Ressourcenverwaltung und die Größe und Komplexität des Satellitensystems,
das effektiv gesteuert werden kann. Das Problem verschlimmert sich,
wenn die Komplexität
eines Satellitensystems wächst,
da die Menge an dynamischen Systemressourcen ebenfalls ansteigt.
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Bei den schnell fortschreitenden
Kommunikationstechnologien sind größere und komplexere weltraumbasierte
Kommunikationssysteme wünschenswert.
Da ein großes
und komplexes weltraumbasiertes Kommunikationssystem unter Verwendung
von vorwiegend menschlicher Belegschaft nicht effizient verwaltet werden
kann, ist eine adaptive Netzwerkressourcen- Verwaltungsfunktion erwünscht, die
eine schnelle und genaue Verwaltung physikalischer Ressourcen eines
Kommunikationssystems gestattet. Die Fähigkeit Ressourcenverwendung
schnell neu zu planen, wenn unerwartete Notfälle oder Außer-Toleranz-Situationen auftreten, minimiert
die Abschaltzeit des Systems und maximiert Systemeffizienz und Kundenzufriedenheit.
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Daher werden rechnerisch effiziente
Verfahren benötigt,
um Ressourcen eines zellularen Satellitenkommunikationssystems schnell
zu verwalten.
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Damit das System in der Lage ist,
in Echtzeit auf Änderungen
der Serviceerfordernisse zu antworten, ist es weiter wünschenswert,
dass Ressourcenanalyse-Management so stark wie möglich automatisiert sind. Ein
automatisiertes Management ist insbesondere wünschenswert, um eine schnelle
Planung der Verwendung limitierter Ressourcen einer Konstellation
von Kommunikationssatelliten und zugeordneten Bodenstationen zu erlauben.
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Die EP-A-O 549 220 offenbart Mittel
zum Steuern der Lückengröße bei der
Abdeckung von Kommunikationszellen eines zellularen Kommunikationssystems
mit sich bewegenden Satelliten. Es wird ein Zeitplan zum "Aus"- und "An"-Schalten von Kommunikationszellen erzeugt,
wenn die Satelliten in ihren Umlaufbahnen aufeinander zu oder voneinander
weglaufen. Die Anschalt- und Abschaltkritierien basieren auf den
Umlaufbahnpositionen der Satelliten während des Fortschritts ihrer
Umlaufbahnen und können
aktualisiert werden, wenn sich die Umlaufbahnparameter und/oder
Satelliteneigenschaften ändern.
An- und Abschalten einer Zelle zur Verbesserung der Kommunikationskapazität tritt
auf, wenn ein Satellit unmittelbar bevor er die Zellen anweist,
An- oder Abzuschalten,
den Kommunikationsverkehr analysiert, um zu bestimmen, ob eine Modifikation des
An/Aus-Plans den besten Betriebsmodus liefern würde. Falls eine Modifikation
den Betriebsmodus verbessern würde,
kontaktiert der Satellit im Fall größerer Probleme das Satellitenkontrollzentrum.
Das Satellitenkontrollzentrum analysiert die Situation, weist die
geeignete Handlung an und weist möglicherweise den Satelliten
an, den An/Aus-Schaltplan zu ändern.
Die EP-A-O 549 220 offenbart nicht, dass der Speicher einen individuellen
Betriebsplan aufweist und das dieser individuelle Plan von dem Controller
gesteuert wird. Die EP-A-O 549 220 offenbart auch nicht, dass Basieren
eines individuellen Betriebsplans auf einer Vorhersage des Kommunikationsverkehrs.
Der in der EP-A-O 549 220 beschriebene An/Aus-Schaltplan basiert
auf den Umlaufbahnpositionen der Satelliten während einer vorbestimmten Zeit,
wohingegen die EP-A-O 549 220 nicht das Basieren eines individuellen
Betriebsplans auf Vorhersagen von Kommunikationsverkehr während einer
vorbestimmten Zeit offenbart.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines zellularen
Satellitenkommunikationssystems mit mehreren Satelliten wie in Anspruch
1 beansprucht, zur Verfügung.
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Gemäß einem zweiten Aspekt stellt
die vorliegende Erfindung ein zellulares Kommunikationssystem, wie
in Anspruch 7 beansprucht, zur Verfügung.
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Die Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden in einer Ausführungsform
durch ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines zellularen Satellitenkommunikationssystems
mit mehreren Satelliten ausgeführt,
von denen sich wenigstens einige in Bezug auf die Oberfläche eines
Himmelskörpers
bewegen, wobei jeder Satellit Sender und Empfänger aufweist, und wobei das
gesamte System mehrere Bodenterminals und wenigstens eine Steuerstation
aufweist. Die vorliegende Erfindung umfasst die Schritte a) Voraussagen,
mittels eines ersten Computers, von Kommunikationsverkehr von dem
erwartet wird, dass er zwischen Bodenterminals und Satelliten verläuft, sowie
von Betriebsleistungsfähigkeiten
der Satelliten während
einer vorbestimmten, zukünftigen
Zeitspanne, b) Bestimmen anhand des Kommunikationsverkehrs und der
Betriebsleistungsfähigkeiten,
eines individuellen Betriebsplans für jeden Satelliten, der geeignet
ist, den vorhergesagten Verkehr während der vorbestimmten Zeitspanne
in akzeptabler Weise unter zu bringen, c) Senden und Speichern des
jeweils individuellen Betriebsplans für jeden Satelliten an jeden
bzw. in jedem der Satelliten und d) Aktivieren von Sendern und Empfängern der
Satelliten gemäß dem gespeicherten,
individuellen Betriebsplan als Antwort auf gegenwärtige Verkehrsanforderungen
während
der vorbestimmten Zeitspanne.
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Eine Vorrichtung zum Ausführen des
verbesserten Verfahrens zum Betrieb eines zellularen Satellitenkommunikationssystems
ist ein zellulares Kommunikationssystem, umfassend eine oder mehrere
Steuerstationen, ein oder mehrere Bodenterminals und mehrere Satelliten,
von denen sich wenigstens einige in Bezug auf einen Himmelskörper bewegen.
Jeder Satellit weist einen oder mehrere Sender und Empfänger zur
Bereitstellung von Kommunikation untereinander auf und wenigstens
eine Abwärtsstrecken-Antenne,
die mit den einen oder mehreren Sendern und Empfängern verbunden ist. Eine der
wenigstens einen Abwärtsstreckenantennen
ist eine zellulare Antenne zum projizieren von Teilnehmerzellen
auf die Oberfläche
des Himmelskörpers.
Jeder Satellit weist auch einen satelliteninternen Speicher mit
einem Betriebsplan auf, der den Satelliten von einer der einen oder
mehreren Steuerstationen geliefert wurde. Der Betriebsplan dient
zum Betreiben des Satelliten für
eine zukünftige,
vorbestimmte Zeitspanne. Der Betriebsplan veranlasst den Satelliten,
seinen Betriebsmodus zu vorbestimmten Zeiten während der vorbestimmten Zeitspanne
zu ändern.
Jeder Satellit weist auch einen satelliteninternen Controller auf,
der mit dem satelliteninternen Speicher und den einen oder mehreren
Sendern und Empfängern
verbunden ist. Der satelliteninterne Controller dient zum Betätigen der
einen oder mehren Sender und Empfänger gemäß dem Kommunikationsverkehr,
welcher über
die Satelliten in einer von dem in dem satelliteninternen Speicher
gespeicherten Satelliten betriebsplanbestimmten Weise über die Satelliten
erfolgt.
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Die eine oder mehren Steuerstationen
sagen Kommunikationsverkehr voraus, von dem erwartet wird, dass
er zwischen dem Satelliten und zwischen den Satelliten und Bodenterminals
verläuft.
Die eine oder mehreren Steuerstationen sagen auch die Betriebsleistungsfähigkeiten
der Satelliten während
einer zukünftigen, vorbestimmten
Zeitspanne voraus. Die eine oder mehreren Steuerstationen erzeugen
den Betriebsplan für
jeden speziellen Satelliten. Der Betriebsplan ist geeignet, den
vorhergesagten Verkehr für
einen bestimmten Satelliten während
der vorbestimmten Zeitspanne innerhalb der durch die Betriebsleistungsfähigkeiten
des bestimmten Satelliten aufgestellten Randbedingungen in ak zeptabler
Weise unterzubringen. Das System weist auch den einen oder mehreren
Steuerstationen zugeordnete Sender zum Senden des Betriebsplans
an jeden speziellen Satelliten zur Speicherung in dem satelliteninternen
Speicher auf.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Speziellen
in den anhängenden
Ansprüchen
hervorgehoben. Ein vollständigeres Verständnis der
vorliegenden Erfindung kann jedoch durch Bezugnahme auf die detaillierte
Beschreibung und die Ansprüche
hergeleitet werden, wenn diese in Verbindung mit den Figuren betrachtet
werden, in denen:
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1 ein
illustratives satellitenbasiertes zellulares Kommunikationssystem
in schematischer Form darstellt;
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2 ein
schematisches Diagramm von einem satellitenbasierten zellularen
Kommunikationssystem zugeordneten Kommunikationsverbindungen zeigt;
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3 ein
Layout-Diagramm eines Satelliten gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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4 ein
Layout-Diagramm einer Teilnehmereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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5 ein
Layout-Diagramm einer Systemsteuersegment-Bodensteuerstation gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 ein
Layout-Diagramm einer Gateway-Bodensteuerstation
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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7 ein
Layout-Diagramm eines Gateways gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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8 ein
Layout-Diagramm eines Systemsteuersegments gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Verwalten von Netzwerkressourcen
gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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10 ein
Diagramm von Systemplankomponenten gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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11 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen der Ausführung des
aktuellen Plans in jedem Systemknoten gemäß der vorliegenden Erfindung
illustriert;
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12 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen der Ausführung des
aktuellen Plans in dem Systemsteuersegment gemäß der vorliegenden Erfindung
illustriert;
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13 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Erzeugen eines Systemplans gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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14 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Planen von Zellenaktivierung
gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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15 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Planen von Aufwärtsstrecken-Zuordnungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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16 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Wählen des Knoten-Routing gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert;
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17 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Beginnen der Ausführung des
Systemplanes gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert; und
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18 ein
Diagramm der Interaktion zwischen Ausführungstabelle und zeitlich
gesteuerter Aktualisierungsbefehlstabelle gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Das hier ausgeführte Beispiel illustriert eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung in einer Form und solch ein Beispiel ist in keiner
Weise dazu gedacht, als beschränkend
angesehen zu werden.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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3 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
eines Satelliten 12. Der Satellit 12 weist wünschenswerterweise
Querverbindungs-Antennen 58, Abwärtsstrecken-Antennen 50 und
Teilnehmerantennen 42 auf. Die Querverbindungsantennen 58 sind
mit einem Querverbindungssender 80 und einem Querverbindungsempfänger 82 verbunden.
Die Teilnehmerantennen 42 sind mit einem Teilnehmersender 84 und
einem Teilnehmerempfänger 86 verbunden.
Die Abwärtsstrecken-Antennen 50 sind
mit einem Abwärtsstreckensender 88 und
einem Abwärtsstreckenempfänger 90 verbunden.
Die Sender 80, 84, 88 und Empfänger 82, 86, 90 sind alle
mit dem satelliteninternen Controller 92 verbunden, der
mit dem satelliteninternen Speicher 94 verbunden ist. Der
Satellit 12 weist auch beispielsweise Satellitensolarsegel 96 auf,
die mit Satellitenbatterien 98 verbunden sind, welche angeschlossen
sind, dem satelliteninternen Speicher 94, dem satelliteninternen
Controller 92, den Sendern 80, 84, 88 und
den Empfängern, 82, 86, 90 elektrische
Energie zur Verfügung
zu stellen. Ein Systembetriebsplan wird günstigerweise von dem Satelliten 12 über eine
Abwärtsstrecken-Antenne 50 und
einem Abwärtsstreckenempfänger 90 empfangen
und wird von dem satelliteninternen Controller 92 in dem
satelliteninternen Speicher 94 gespeichert. Der Systembetriebsplan
wird später
in größerem Detail
beschrieben.
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Der satelliteninterne Controller 92 steuert
den Echtzeitbetrieb des Satelliten 12 gemäß dem gespeicherten
Betriebsplan. Dies führt
teilweise zu einer Steuerung des Kommunikationsverkehrs auf den
und der Orientierung der Querverbindungsantennen 58, Teilnehmerantennen 42 und
Abwärtsstrecken-Antennen 50. Der
satelliteninterne Controller 92 überwacht auch die in den Satellitenbatterien 98 gespeicherte
Energie und steuert den Verbrauch der Energie gemäß dem Betriebsplan.
Die gespeicherte Energie in den Satellitenbatterien wird durch Umwandlung
solaren Flusses in elektrische Energie durch die Satellitensolarsegel 96 aufgefüllt. Obgleich
die Solarsegel als die primäre
elektrische Energiequelle beschrieben werden, können auch andere Quellen benutzt
werden. Beispiele ohne Beschränkungswirkung
sind Brennstoffzellen und nuklearbetriebene Reaktoren.
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4 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
einer SU 26. Die SU 26 weist wünschenswerterweise SU-Antennen 110 auf,
die mit einem SU-Sender 112 und einem SU-Empfänger 114 verbunden
sind, die ihrerseits mit einem Kommunikationsprozessor 116 verbunden
sind. Der Kommunikationsprozessor 116 ist mit einem SU-internen
Speicher 118 verbunden. Der Kommunikationsprozessor 116 steuert
und manipuliert Daten (z.B. Sprachdaten), die von der und an die
SU 26 kommuniziert werden. Ein Teil der Steueraufgabe des
Kommunikationsprozessors ist es auszuwerten, ob die SU 26 einen "Anruf" auf dem Kommunikationssystem 10 (1) durchführen kann
und, falls die SU 26 ein Anruf durchführen kann, welche Kommunikationskanäle die SU 26 verwenden
kann. Diese Auswertung hängt
ab von durch einen Satelliten 12 (1) rund gesendeten Zugriffs- und Kanalinformationen,
die von der SU 26 über
den SU-Empfänger 114 empfangen
wer den. Diese Zugriffs- und Kanalinformationen sind in dem Betriebsplan
enthalten, der in dem satelliteninternen Speicher 94 (3) vor dem Rundsenden der
Zugriffs- und Kanalinformationen durch den Satelliten 12 (1) gespeichert wurde. Die
SU 26 sendet und empfängt
Teilnehmerdaten und Systemdaten über
den SU-Sender 112 bzw. den SU-Empfänger 114.
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5 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
der SCS-GCSs 24, welche SCS-GCS-Aufwärtsstreckenantennen 54 umfasst,
die mit SCS-GCS RF-Sende-/Empfangsgeräten 130 verbunden
sind, die ihrerseits mit einer SCS Schnittstelle 132 verbunden
sind. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die SCS-GCS 24 zusätzlich einen
SCS-GCS internen Speicher 134 aufweisen, der mit einem
SCS-GCS-internen Prozessor 136 verbunden ist, welcher wünschenswerterweise
zwischen den SCS-GCS-RF-Sende-/Empfangsgeräten 130 und der SCS-Schnittstelle 132 angeschlossen
ist. Das SCS 28 (1)
sendet Betriebspläne
an die SCS-GCS 24 über
die SCS-Schnittstelle 132.
Die SCS-GCS 24 sendet dann die Betriebspläne an Systemknoten,
wie etwa Satelliten 12 (1) über eine
SCS-GCS-Aufwärtsstreckenantenne 54.
Die SCS-GCS 24 empfängt
auch telemetrische Informationen von anderen Systemknoten und sendet
diese Informationen an das SCS 28 (1) über
die SCS-Schnittstelle 132.
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6 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Gateway-GCS 30 (GW-GCS), welche GW-GCS Aufwärtsstreckenantennen 52 aufweist,
die mit GW-GCS-RF Sende/Empfangsgeräten 150 verbunden
sind, die ihrerseits mit einer GW-Schnittstelle 152 verbunden
sind. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die GW-GCS 30 zusätzlich einen
GW-GCS internen Speicher 154 aufweisen, der mit einem GW- GCS-internen Prozessor 156 verbunden
ist, der wünschenswerterweise
zwischen den GW-GCS-RF Sende-/Empfangsgeräten 150 und der GW-Schnittstelle 152 angeschlossen
ist. Die GW-GCS 24 kommuniziert
mit dem GW 22 (1) über die
GW-Schnittstelle 152.
Die GW-GCS 24 kommuniziert mit den Satelliten 12 (1) über die GW-GCS-Aufwärtsstreckenantennen 52.
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7 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
eines GW 22. Das GW 22 weist wünschenswerterweise einen GW-internen
Controller 170 auf, der mit einer PSTN-artigen Schnittstelle 172 verbunden
ist. Die PSTN-artige Schnittstelle 172 kann das GW 22 mit
einem PSTN, einer internationalen Schaltzentrale oder einem anderen
Netzwerk, basierend auf den Anforderungen des speziellen Kommunikationssystems,
verbinden. Der GW-interne Controller 170 ist auch mit einer
GW-GSC-Schnittstelle 174 verbunden. Das GW 22 kommuniziert
mit dem Rest des Systems über
die GW-GCS-Schnittstelle 174. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann das GW 22 nicht zusätzlich einen GW-internen Speicher 176 aufweisen.
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8 illustriert
eine bevorzugte Ausführungsform
eines SCS 28. Das SCS 28 weist wünschenswerterweise
einen SCS-internen Controller 190 auf, der mit einem SCS-internen
Speicher 192 verbunden ist. Der SCS-interne Controller 190 ist
auch mit einer SCS-GCS-Schnittstelle 194 verbunden. Bei
der bevorzugten Ausführungsform
erzeugt der SCS-interne Controller 190 den Systembetriebsplan,
welcher die Ressourcenverwendung der Systemknoten des Kommunikationssystems 10 (1) steuert. Der SCS-interne
Controller 190 verwendet während der Erzeugung des Systembetriebsplans
in dem SCS-internen Speicher 192 gespeicherte Informationen.
Der Systembetriebsplan wird an den Rest des Systems über die
SCS- GCS-Schnittstelle 194 kommuniziert,
welche den Betriebsplan an eine SCS-GCS 24 (1) sendet. Die SCS-GCS-Schnittstelle 194 empfängt auch
Daten von der SCS-GCS 24 (1).
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1. Ressourcen
eines weltraumbasierten Kommunikationssystems
-
Weltraumbasierte Telekommunikationssysteme
weisen spezielle Probleme auf, die normalerweise bei terrestrischen
Telekommunikationssystemen nicht angetroffen werden. Die Satelliten
in weltraumbasierten Kommunikationssystemen haben die am stärksten limitierten
Ressourcen. Größen- und
Gewichtsbeschränkungen
limitieren die Menge der Ressourcen, die ein Satellit beim Abschuss
enthalten kann. Aufgrund der abgelegenen Natur von Satelliten ist
das Auffüllen
von Ressourcen von einer äußeren Quelle
nicht durchführbar oder
sehr limitiert. Limitierte Satellitenressourcen umfassen:
- – Abwärtsstrecken- 50 (3), Querverbindungs- 58 (3) und Teilnehmerantennen 42 (3),
- – Kapazitäten von
Querverbindungen 56 (2),
Steuerverbindungen 48 und Relaisverbindungen 60 (2),
- – Anzahl
aktiver Zellen 44 (2)
pro Teilnehmerantenne 42 (3),
- – Anzahl
aktiver Teilnehmerkanäle
pro Zelle 44 (2),
und
- – Verfügbarkeit
von gespeicherter elektrischer Energie über die Zeit.
-
Bodenbasierte Kommunikationsausrüstungs-Ressourcen
sind weniger limitiert als Satellitenressourcen, weil sie einfacher
aufzurüsten
oder nachzufüllen
sind. Sie sind im Allgemeinen eher durch ökonomische Faktoren als durch
physikalische Faktoren beschränkt.
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2. Funktionen
des Netzwerkressourcen-Managers
-
Der Begriff "Systemplan", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf einen Mastersystemplan, der bestimmt, wie Systemressourcen
während
einer vorbestimmten Planungszeitspanne verwendet werden. Ein "Unterplan" bezieht sich hier
auf denjenigen Bereich eines Systemplans, der die Verwendung eines
speziellen Ressourcentyps (z.B. ein Zellenaktivierungsunterplan 260, 10) auf dem Systemlevel
bestimmt. Der Begriff "individuelle
Plantabelle" bezieht
sich hier auf einen für
einen individuellen Systemknoten eindeutigen Bereich eines System-Unterplans
(z.B. die Knoten 1 Zellenaktivierungstabellen 1051, 10). Ein "Satz von individuellen
Plantabellen" bezieht
sich hier auf alle individuellen Plantabellen, die sich von relevanten
System-Unterplänen ableiten,
die eindeutig für
einen speziellen Knoten (z.B. der Satz 310 für Knoten
1, 10) relevant sind.
Der Begriff "Planungszeitspanne" wird hier definiert
als eine vorbestimmte Zeitspanne (z.B. 24 Stunden) für die ein
Systemplan entwickelt wird.
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Der Netzwerkressourcen-Manager (NRM:
Network Ressource Manager) ist ein automatisiertes System und Verfahren
zum Verwalten der Ressourcen eines Kommunikationssystems während es
global Systemverkehr unterbringt. Der NRM führt fünf Hauptfunktionen aus:
- a. er sagt den Bedarf an Systemdiensten während einer
zukünftigen
Zeitspanne, basierend auf historischen Verkehrsdaten voraus;
- b. er erzeugt einen Systemplan, um den vorhergesagten Dienstanforderungen
während
der zukünftigen Zeitspanne
bei gegebenen verfügbaren
Systemressourcen und vertraglichen Erfordernissen des Systems so
gut wie möglich
gerecht zu werden;
- c. er bestimmt und verteilt den für jeden Systemknoten eindeutigen
Bereich des Systemplans an jeden Systemknoten;
- d. er überwacht
die Ausführung
des Systemplans, einschließlich
der Gesundheit und des Status der Systemknoten; und
- e. er nimmt korrigierende Handlungen vor, wenn das System außerhalb
erlaubter Schwellenwerte arbeitet oder bald arbeiten wird.
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Wie der NRM diese fünf Hauptfunktionen
ausführt,
wird im Detail in dieser Beschreibung erläutert. Ressourcenverwaltungssysteme
nach dem Stand der Technik sind im Allgemeinen anforderungsgesteuerte Echtzeit-Antwort-Systeme.
Anforderungsgesteuerte, Echtzeit-Antwort-Systeme reagieren in Echtzeit auf Anforderungsereignisse,
die in Echtzeit auftreten. Im Allgemeinen verwenden sie keine Vorhersage.
Das bedeutet, sie arbeiten so gut sie können mit dem was im aktuellen
Zeitpunkt geschieht, anstatt gemäß einem
vorbestimmten Plan zu handeln, der auf der Vorgeschichte und Vorhersagen
von noch eintretenden Ereignissen basiert.
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Der NRM der vorliegenden Erfindung
unterscheidet sich von anderen Ressourcenverwaltungsanwendungen
darin, dass er ein vorhersagendes System ist, anstatt lediglich
ein anforderungsgesteuertes System. Beispielsweise kann der NRM
vorhersagen, was der Systemverkehr von morgen sein wird und kann
dann einen Systemplan erstellen, der anzeigt, wie jeder Systemknoten
seine Ressourcen verwenden sollte, um den Verkehr von morgen zu
unterstützen.
Der Systemplan enthält
obere Grenzen, welche die Systemknoten während des gegenwärtigen Betriebs
nicht überschreiten
können.
Mit anderen Worten müssen
die Systemknoten innerhalb der Grenzen der Zuweisung leben, selbst
wenn der Verkehr von morgen sehr viel stärker ist als vorhergesagt.
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Der NRM unterscheidet sich auch von
Verwaltungssystemen und -verfahren nach dem Stand der Technik, weil
die Umgebung, in welcher ein weltraumbasiertes Kommunikationssystem
arbeitet, sich fundamental von Umgebungen herkömmlicher Ressourcenverwaltungssysteme
nach dem Stand der Technik unterscheidet, wie beispielsweise die
Umgebung, die zu einem Ressourcenverwalter nach dem Stand der Technik gehört, der
zum Aufbau einer Leitungsoptimierung verwendet wird. Bei einem weltraumbasierten
Kommunikationssystem sind die Systemknoten-Ressourcen dynamisch
und ändern
sich momentan als Funktion sich verändernder Verkehrsanforderungen
und Bewegung von Erde, Sonne, Satelliten, etc. Entsprechend kann
jeder Systemknoten einen Satz von Regeln und Randbedingungen haben,
der vollkommen verschieden ist von demjenigen jedes anderen Systemknotens
und es kann sein, dass sich der Gesamtzustand des Systems niemals
wiederholt. Beispielsweise können
zu dem Zeitpunkt, da die nächste
Planungszeitspanne eintritt, die Leistungsfähigkeiten jedes Systemknotens
ganz unterschiedlich von Leistungsfähigkeiten sein, die derselbe Systemknoten
zu Beginn der aktuellen Planungsperiode hatte.
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9 zeigt
ein Flussdiagramm, welches den Betrieb des NRM illustriert. Die
NRM-Verarbeitung wird wünschens- werterweise in SCS 28 (8) ausgeführt, mit
Ausnahme der Systemplan-Ausführen-Funktion (Block 224),
welche wünschenswerterweise
in den individuellen Systemknoten durchgeführt wird. Der NRM beginnt (Block 210)
mit Durchführung
des Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozesses (Block 212).
Der Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozess (Block 212)
wandelt die Planungskriterien hoher Stufe (Block 214) in niedrigstufige
Planungsrichtlinien um. Beispielsweise können Planungskriterien (Block 214)
systemvertragliche Verpflichtungen repräsentieren (z.B. ein vertragliches
Erfordernis, welches erlaubte "Auszeitminuten" (Minuten der Dienstunterbrechung)
für ein
Vierteljahr spezifiziert) oder Antworten auf Systembedingungen (z.B. reduzierte
Kapazität
bei einem speziellen Satelliten aufgrund verringerter Energiekapazität). Die
Ausgaben des Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozesses (Block 212) sind
Planungsrichtlinien. Planungsrichtlinien sind niedrigstufige, an
den Systemplan-Erzeugen-Prozess
(Block 216) gelieferte Anweisungen, welche die Erzeugung
eines Systemplans beeinflussen. Zum Beispiel kann eine Planungsrichtlinie
dem Systemplan-Erzeugen-Prozess
(Block 216) mitteilen, die Verwendung von Zellen bei einem
speziellen Satelliten zu minimieren.
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Nachdem der Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozess
(Block 212) ausgeführt
ist, erzeugt der Systemplan-Erzeugen-Prozess
(Block 216) einen Systemplan für die spezifizierte Planungszeitspanne.
Man kann sich den Systemplan als eine große "Matrix" denken, in welcher die Ressourcenverwendung
aller Systemknoten auf der Systemebene ausbalanciert wird. Der Systemplan
enthält
wünschenswerterweise
System-"Unterpläne", die Pläne zur Verwendung
jedes Typs von Systemressource sind (z.B. Knoten-zu-Knoten-Routing- Unterplan 256, 10, Zugriffsprioritäten-Unterplan 258, 10, Zellenaktivierungs-Unterplan 260, 10 oder Aufwärtsstrecken-Zuordnungs-Unterplan 262, 10). Der Systemplan enthält Richtlinien,
denen jeder Knoten während
der Planausführung
zu folgen hat (z.B. in welche Richtung ein Satellit Daten auf seinen
Querverbindungen leiten sollte, welche Zugriffsprioritäten von
einer Zelle bedient werden sollen, wann bestimmte Zellen an- oder
auszuschalten sind, welcher Antennen einer Aufwärtsstrecke zugeordnet werden
sollen, usw.). Der Systemplan umfasst auch Ressourcenverwendungs-"Schwellen", welche die Systemknoten
während
der Ausführung
des Systemplans nicht überschreiten
dürfen
(z.B. die maximale Anrufzahl, die ein Systemknoten zu einer bestimmten
Zeit handhaben kann).
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Es kann sein, dass der Systemplan
nicht alle vorgegebenen Dienstanforderungen erfüllt. Der Systemplan-Erzeugen-Prozess (Block 216)
erzeugt daher auch "Metriken", die beschreiben,
wie gut der Systemplan mit den vorausgesagten Systemdienstanforderungen
zusammenfällt.
Diese Metriken stammen aus dem Zellenaktivierungsmetriken-Erzeugen-Prozess
(Block 420, 12)
und dem Verbindungsbelastungen-Ausgleichen-Prozess
(Block 482, 14),
welche später
beschrieben werden. Die Metriken werden ausgewertet als Teil der
Bestimmung, ob der Systemplan akzeptabel ist (Block 218, 3). Der Systemplan-Erzeugen-Prozess
(216) wird unten in Abschnitt A weiter beschrieben.
-
Unter Verwendung der Metriken aus
dem Systemplan-Erzeugen-Prozess
(Block 216) wird der Systemplan ausgewertet, und es wird
eine Bestimmung durchgeführt
(Block 218), ob der Systemplan akzeptabel ist. Wenn festgestellt
wird, dass der Systemplan alle vertraglichen Systemleistungser fordernisse
erfüllt,
kann der Systemplan als akzeptabel angesehen werden. Falls nicht,
erwägt
die Auswertung, ob irgendwelche Planungskriterien (Block 214)
geändert
werden könnten,
um die Systemleistung zu verbessern (z.B. um vertragliche Erfordernisse
besser zu erfüllen)
oder ob der Systemplan der Beste ist, den das System bei den gegebenen
verfügbaren
Ressourcen während
der Planungszeitspanne mit der vorhergesagten Anforderung ausführen kann.
Selbst wenn nicht alle vertraglichen Erfordernisse erfüllt sind,
kann ein Systemplan als akzeptabel betrachtet werden, wenn der NRM
feststellt, dass die projektierte Systemleistung die Beste ist,
die das System bei den gegebenen, verfügbaren Ressourcen erbringen
kann.
-
Falls die Planungskriterien (Block 214)
geändert
werden können,
um die Systemleistung zu verbessern, wird der Systemplan als nicht
akzeptabel betrachtet (Block 218). Zu dieser Zeit werden
die Planungskriterien geändert
und Planungsrichtlinien-Entwickeln (Block 212) wird aufgerufen,
um korrigierte Planungsrichtlinien zu entwickeln. Dann erstellt
Systemplan-Erzeugen (Block 216) einen weiteren Systemplan
und die Prozedur wiederholt sich wie in 9 gezeigt.
-
Wenn der Systemplan als akzeptabel
betrachtet wird (Block 218), wird der individuelle Plantabellen-Entwickeln-Prozess (Block 220)
aufgerufen, um aus dem Systemplan für jeden individuellen Systemknoten eindeutige
Einträge
abzuleiten. Die individuellen Plantabellen (z.B. die Knoten 1 Zellenaktivierungstabellen 1051, 10) werden für jeden
Systemknoten aus dem jeweiligen System-Unterplan (z.B. Zellenaktivierungs-Unterplan 260, 10) kreiert. Alle individuellen
Plantabellen für
einen bestimmten Systemknoten werden in einen "Satz von individuellen Plantabellen" (z.B. Satz 310 für Knoten
1, 10), der kollektiv
den für diesen
Systemknoten eindeutigen Teil des Systemplans kollektiv repräsentiert,
kompiliert. Die Anzahl individueller Plantabellen innerhalb eines
Satzes kann in Abhängigkeit
davon, welche Ressourcen in diesem bestimmten Systemknoten verwaltet
werden müssen,
variieren. Individuelle-Plantabellen-Entwickeln
(Block 220) wird in größerem Detail
unten in Abschnitt B beschrieben.
-
10 illustriert
einen Systemplan 250, der aus System-Unterplänen 252 zusammengesetzt
ist, welche aus individuellen Plantabellen 254 erzeugt
sind. Die System-Unterpläne 252 können enthalten:
Knoten-zu-Knoten-Routing-Unterplan 256,
Zugriffsprioritäten-Unterplan 258,
Zugriffskanal-Unterplan (nicht dargestellt), Zellenaktivierungs-Unterplan 260,
Zellenzusatzkanal-Unterplan (nicht dargestellt) und Aufwärtsstrecken-Zuordnungs-Unterplan 262. 10 zeigt repräsentative
Beispiele möglicher
System-Unterpläne 256-262.
Sie zeigt nicht alle möglichen
System-Unterpläne, und
die dargestellten speziellen Unterpläne 256-262 sind für die Erfindung
nicht kritisch.
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Von jedem System-Unterplan 252 werden
individuelle Plantabellen 254 abgeleitet. Zum Beispiel
werden von dem Knoten-zu-Knoten-Routing-Unterplan 256 individuelle
Knoten-zu-Knoten-Routing-Tabellen 270-27n abgeleitet.
Die Verwendung des Suffixes "n" in den individuellen
Plantabellennummern soll nicht vermitteln, dass lediglich 10 mögliche individuelle
Plantabellen 254 von einem System-Unterplan 252 abgeleitet werden.
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Ein Satz individueller Plantabellen
umfasst alle individuellen Plantabellen für einen speziellen Knoten. Für KNOTEN
1 würde
der Satz individueller Plantabellen 310 die Tabellen 270, 280, 290 und 300 umfassen.
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Nachdem die individuellen Plantabellen
entwickelt sind, verteilt der Sätze-individueller-Plantabellen-Verteilen-Prozess
(Block 222) die individuellen Plantabellen 310-31n jedes
Systemknotens auf jeden Systemknoten. Zum Beispiel kann SCS 28 (1) die Sätze individueller Plantabellen 310-31n auf
jeden Satelliten 12 verteilen, wenn ein Satellit für die SCS-GCS 24 (1) sichtbar wird (d.h. "Sichtlinien"-Tabellen laden). Alternativ
können
die Sätze
individueller Plantabellen 310-31n durch Senden der Daten über eine
Aufwärtsstrecke 46, 48 (2) an einen Nicht-Zielsatelliten 12 (1) und Routing der Daten
an den Zielsatelliten 12 (1) über Querverbindungen 56 (2) an die Satelliten 12 (1) verteilt werden. Wünschenswerterweise
werden die Sätze
individueller Plantabellen 310-31n vor dem Zeitpunkt, zu
dem der entsprechende Systemplan in Wirkung treten soll, an die
Systemknoten verteilt. Ein Teil des Satzes individueller Plantabellen 310-31n kann
jedoch während
der frühen
Ausführung
des entsprechenden Systemplans verteilt werden.
-
Der Systemplan-Ausführen-Prozess
(Block 224, 9)
beginnt zu dem Zeitpunkt, zu dem die Systemknoten beginnen, gemäß ihren
Sätzen
individueller Plantabellen 310-31n ( 10), welche einem neuen Systemplan entsprechen,
zu arbeiten (d.h. die Ausführung
beginnt mit dem Start der Planungsperiode für diesen Systemplan.) Der Systemplan-Ausführen-Prozess
(Block 224) wird in größerem Detail
unten in Abschnitt C beschrieben.
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Während
der Planausführung
wird der Systemplanausführung-Überwachen-Prozess
(Block 226, 9)
durchgeführt.
-
Systemplanausführung-Überwachen (Block 226)
wird günstigerweise
in zwei Segmenten durchgeführt:
dem Systemknoten-Segment
und dem SCS-Segment.
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11 stellt
ein Flussdiagramm des Systemknoten-Segments von Systemplanausführung-Überwachen
(Block 226) dar, was von den Systemknoten ausgeführt wird.
Das Systemknoten-Segment beginnt (Block 330), wenn der
spezielle Systemknoten die Ausführung
des individuellen Betriebsplans (Block 332) durch Auswertung
gegenwärtiger
Betriebsdaten (Block 334) überwacht (z.B. gegenwärtige Verkehrsstufen,
Querverbindungsbelastung etc.).
-
Unter Verwendung der gegenwärtigen Betriebsdaten
(Block 334) bestimmt der Ausführung-Überwachen-Prozess (Block 332),
ob ein außerplanmäßiger Zustand
besteht (Block 336). Ein "außerplanmäßiger" Zustand besteht,
wenn der Systemknoten feststellt, dass ungeplante Ereignisse aufgetreten
sind oder dass der gegenwärtige
Betrieb vorbestimmte Systemplan-Schwellen in den individuellen Plantabellen überschreitet (oder
bald überschreiten
wird). Beispielsweise kann eine Systemplanschwelle eine maximal
erlaubte Anzahl von Anrufen diktieren, die zu einer bestimmten Zeit
bedient werden können.
Wenn eine gegenwärtige
Anrufanforderung die Schwelle der erlaubten Anzahl von Anrufen überschreitet
(d.h. ein ungeplantes Ereignis), besteht ein außerplanmäßiger Zustand (Block 336).
Wenn ein außerplanmäßiger Zustand
auftritt (Block 336), betätigt der Systemknoten einen
Sender und sendet eine Systemalarm-Mitteilung (Block 338),
welche dem SCS 28 (1)
den außerplanmäßigen Zustand
beschreibt. Der Prozess wiederholt sich dann wie in 11 gezeigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
kann ein Satellit 12, der erkennt, dass Operationen bei
oder nahe einem vorbestimmten Systemplanschwellenwert laufen, seinen
Betrieb modifizieren, um die vorbestimmte Systemplanschwelle nicht
zu überschreiten.
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Besteht kein außerplanmäßiger Zustand (Block 336),
bestimmt der Systemknoten (Block 340), ob es Zeit ist,
telemetrische Daten an das SCS 28 (1) zu senden. Die Sendung telemetrischer
Informationen kann beispielsweise periodisch auftreten. Wenn es
nicht Zeit für
die Sendung telemetrischer Informationen ist (Block 340),
fährt der
Systemknoten weiter fort, die Ausführung zu überwachen (Block 332)
und die Prozedur wiederholt sich wie in 11. Wenn es Zeit ist, telemetrische Informationen
zu senden (Block 340) betätigt der Systemknoten einen
Sender und sendet die telemetrischen Informationen (Block 342)
an das SCS 28 und der Prozess wiederholt sich wie in 11 gezeigt. Wünschenswerterweise
sendet jeder Systemknoten regelmäßig telemetrische
Mitteilungen an das SCS 28, welche die "Gesundheit" und den "Status" des Systemknotens anzeigen. "Gesundheit" bezieht sich auf
die Fähigkeit
eines Systemknotens eine Aufgabe zu erfüllen. Wenn beispielsweise eine
Antenne oder Antennenzelle nicht betriebsfähig ist (d.h. nicht in der
Lage, Verkehr zu unterstützen),
wird die Verkehrsträgerkapazität des Satelliten
verringert. "Status" bezieht sich auf
die Verfügbarkeit
einer Ressource zu einer bestimmten Zeit (z.B. ist ein Satellit
online oder offline).
-
12 zeigt
ein Flussdiagramm des SCS-Segmentes von Systemplanausführung-Überwachen (Block 226).
Das SCS-Segment
beginnt (Block 350) mit der Systemmitteilungen-Verarbeiten-Funktion
(Block 352). Die Systemmitteilungen-Verarbeiten-Funktion (Block 352)
empfängt
Systemalarm und telemetrische Mitteilungen (Block 354)
von den Systemkno ten. Die Systemmitteilungen-Verarbeiten-Funktion
(352) kompiliert diese Mitteilungen und ruft die Trendanalyse-Durchführen-Funktion
(356) auf, welche Trendanalysen durchführt, um auf Basis der Systemalarm-
und telemetrischen Mitteilungen (Block 354) zu bestimmen,
ob ein Zustand außerhalb
der Toleranz nahe bevorsteht, wenn der aktuelle Trend weitergeht.
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Es wird nochmals Bezug genommen auf 9. Der NRM bewertet anhand
von Anzeichen nahe bevorstehender außerplanmäßiger Zustände von der Trendanalyse-Durchführen-Funktion (Block 356, 12), ob der aktuell laufende
Systemplan noch "gültig" ist (Block 228, 9). Der Systemplan wird
als gültig
betrachtet (Block 228), wenn das System die vertraglichen
Erfordernisse erfüllt
und die aktuellen Trends und Belastungen das System nicht veranlassen,
diese Erfordernisse in der nahen Zukunft nicht zu erfüllen. Mit
anderen Worten bestimmt der NRM, ob der Systemplan bei den gegebenen
ungeplanten Systemereignissen und gegenwärtigen Verkehrsanforderungen
auf akzeptable Weise arbeitet.
-
Wenn der aktuell ausgeführte Systemplan
noch gültig
ist (Block 228), bestimmt (Block 230) der NRM, ob
es Zeit ist, einen neuen Systemplan für die nächste Planungszeitspanne zu
erzeugen. Ein neuer Plan wird für
die nächste
Planungszeitspanne wünschenswerterweise
einige Zeit bevor der aktuell ausgeführte Plan ausläuft erzeugt.
Die Zeit, einen neuen Plan zu erzeugen, basiert auf der zeitlichen
Länge,
die es in Anspruch nehmen wird, den neuen Plan zu erzeugen, was
von der Größe und Komplexität des Kommunikationssystems abhängen wird.
Es ist nicht wünschenswert
einen neuen Plan zu weit im Voraus zu erzeugen, da der neue Plan wünschenswerterweise
soviel jüngste
historische Verkehrsdaten und Systemknotendaten wie möglich enthalten
soll. Wenn es nicht Zeit ist, einen neuen Systemplan zu erzeugen
(Block 230) fährt
der NRM mit der Systemplanausführung-Überwachen-Funktion
(Block 226) fort. Wenn es Zeit ist, einen neuen Systemplan
zu erzeugen (Block 230), wird die Planungszeitspanne auf
die nächste
Planungszeitspanne (Block 232) festgesetzt und der Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozess
(Block 212) wird angestoßen. Die Prozedur wiederholt
sich dann wie in 9 gezeigt.
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Wenn der Systemplan nicht gültig ist
(Block 228) kann der NRM entscheiden (Block 234),
den verbleibenden Anteil des aktuell ausgeführten Systemplan umzuplanen
oder zu gestatten, dass der aktuell ausgeführte Systemplan bis zu seiner
Vollendung läuft.
Der NRM kann entscheiden (Block 234) zu gestatten, dass der
aktuell ausführte
Systemplan bis zu seiner Vervollständigung läuft, wenn Systemalarm-Mitteilungen (Block 354)
anzeigen, dass ungeplante Ereignisse aufgetreten sind, die ungeplanten
Ereignisse jedoch keinen größeren Einfluss
auf die Fähigkeit
des Systems, den Verkehr zu handhaben, haben.
-
Der NRM kann entscheiden (Block 234),
den verbleibenden Teil des aktuell ausgeführten Systemplans umzuplanen,
wenn Systemalarm-Mitteilungen (Block 354) oder Anzeichen
nahe bevorstehender außerplanmäßiger Zustände zeigen,
dass kritische Ereignisse in dem System während der Ausführung des
Systemplans auftreten. Ein Beispiel, bei dem der NRM entscheiden
kann, umzuplanen (Block 234), ist, wenn der Systemplan,
wie er aktuell läuft,
bald alle Auszeit-Minuten (d.h. die erlaubte Anzahl von Minuten
der Dienstunterbrechung, welche vertraglich verhandelt wurden) für eine be stimmte
Zeitdauer aufgebraucht hat, wenn der Systemplan fortfährt, mit
den ungeplanten Ereignissen zu laufen. Eine Umplanung kann für alle Systemknoten oder
nur für
einen Satz spezieller Systemknoten durchgeführt werden. Beispielsweise
wird die Umplanung wünschenswerterweise
für diejenigen
Systemknoten erzeugt werden, deren individuelle Systempläne derart umgeplant
werden können,
dass die Auszeit-Minuten vermieden werden können.
-
Falls der NRM entscheidet, den verbleibenden
Anteil des aktuell ausgeführten
Systemplans (Block 234) umzuplanen, wird die Planungszeitspanne
auf den verbleibenden Teil der aktuellen Planungszeitspanne (Block 236)
gesetzt. Dann wird der Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozess (Block 212)
aufgerufen und die Prozedur wiederholt sich wie in 9 gezeigt.
-
Unter dringenden Umständen (z.B.
wenn nicht genug Zeit ist, eine vollständige Umplanung zu erzeugen,
bevor größere Systemschäden entstehen)
kann der NRM schnell einen nur kleinen Teil der Umplanung (z.B.
nur für
eine Stunde) erzeugen und verteilen. Der NRM kann dann denjenigen
Teil der Umplanung, der den Rest der Planungszeitspanne abdeckt,
erzeugen und verteilen, während
der kleinere Teil der Umplanung mit der Ausführung beginnt.
-
Wenn der NRM entscheidet, den verbleibenden
Teil des aktuell ausgeführten
Systemplans nicht neu zu planen (Block 234) (d.h. der NRM
entscheidet, zu erlauben, dass der aktuell ausgeführte Systemplan
bis zu seiner Vervollständigung
läuft),
fährt der
NRM, wie in 9 gezeigt,
mit Systemplanausführung-Überwachen
(Block 226) fort.
-
Die Systemplan-Ausführen-Funktion
(Block 224) und die Systemplanausführung-Überwachen-Funktion (Block 226)
fahren als Hintergrundprozesse fort, während der NRM andere Aufgaben
durchführt
(z.B. Systemplan-Erzeugen (Block 216) oder Individuelle-Plantabellen-Erzeugen
(Block 220)). Während
der NRM beispielsweise die Systemplanausführung-Überwachen-Funktion (Block 226) durchführt, kann
der NRM auch einen neuen Systemplan für die nächste Planungszeitspanne erzeugen.
Mit anderen Worten kann der NRM bei einer Planungszeitspane von
einem Tag einen neuen Plan, der morgen ablaufen soll, erzeugen,
während
er auch die Ausführung
des heutigen Planes überwacht.
-
Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind die Länge
der Planungszeitspanne und die Startzeit der Planungszeitspanne
günstigerweise
dieselben für
jeden neuen erzeugten Systemplan; dies ist jedoch nicht wesentlich.
Wenn die Planungszeitspanne beispielsweise 24 Stunden beträgt, kann
der Ausführungsstart
eines neuen Systemplans jeden Tag um, sagen wir 5:00 P.M. Greenwich
Mean Time (GMT) oder zu irgendeiner anderen von dem Benutzer gewählten Zeit
erfolgen.
-
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ersetzt eine Umplanung den aktuell ausgeführten Systemplan nur für den Rest
der aktuellen Planungszeitspanne. Wenn daher der aktuelle ausgeführte Systemplan
um, sagen wir 1:00 P.M. GMT als ungültig erklärt wird (Block 228)
kann der NRM den aktuell ausgeführten
Plan für die
Zeitspanne zwischen 1:00 P.M. GMT und 5:00 P.M. GMT umplanen (d.
h. für
den verbleibenden Teil der aktuellen Planungszeitspanne).
-
Bei einer alternativen Ausführungsform
kann sich der Ausführungsstart
eines neuen Systemplans mit der Zeit ändern. Mit anderen Worten kann
der NRM, wenn er entscheidet, umzuplanen, oder einen neuen Systemplan
zu erzeugen, den aktuell ausgeführten
Systemplanverwerfen und zu derzeit, zu welcher der aktuell ausgeführte Plan
beendet wird, mit der Ausführung
eines neuen Systemplans beginnen, welcher eine volle Planungszeitspanne
abdeckt. Wenn daher der aktuell ausgeführte Systemplan, der um 5:00
P.M. GMT begann, um 1:00 P.M. GMT als ungültig erklärt wird (Block 228),
kann der NRM einen neuen Systemplan erzeugen, welcher eine volle
Planungszeitspanne abdeckt und um 1:00 P.M. GMT beginnt. Eine 24-Stunden-Planungszeitspanne
angenommen, wird der nächste
Systemplan auch um 1:00 P.M. GMT mit der Ausführung beginnen, falls der neue
Systemplan ohne die Notwendigkeit umzuplanen, ausgeführt wird.
-
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
ist auf Einzelabdeckungs-Kommunikationssysteme (d.h. wo wenigstens
ein Satellit von jedem Punkt des Himmelskörpers zu jeder Zeit sichtbar
ist, wobei in manchen Gebieten jedoch nur ein Satellit sichtbar
ist), auf Mehrfachabdeckungs-Kommunikationssysteme
(d. h. wo mehr als ein Satellit zu jeder Zeit von jedem Punkt des
Himmelskörpers
sichtbar ist) und ebenso auf Kommunikationssysteme bei denen eine
volle Abdeckung des Himmelskörpers
nicht erreicht wird (d. h. wo "Löcher" in der Satellitenabdeckung
bestehen) anwendbar.
-
A. Systemplan Erzeugen
-
13 illustriert
ein Prozess-Flussdiagramm für
einen Systemplan-Erzeugen-Prozess (Block 216, 9). Der Systemplan-Erzeugen-Prozess
erschafft einen Systemplan, welcher die Verwendung der Knotenressourcen
während
einer speziellen Planungszeitspanne ordnet. Der neue Systemplan
wird vorzugsweise auf einer periodischen Grundlage erzeugt (z.B.
einmal pro Planungszeitspanne).
-
Die Erzeugung eines Systemplans führt zum:
- a) Vorhersagen der Menge an Teilnehmerverkehr
an jedem Systemknoten für
die Planungszeitspanne;
- b) Planen, wie die Teilnehmerverkehrsvorhersage von dem System
untergebracht werden könnte;
- c) Planen, wie Aufwärtsstrecken,
Abwärtsstrecken
und Querverbindungen zugeordnet werden sollten, um System- und Benutzerverkehr
unterzubringen; und
- d) Erzeugen eines Gesamt-Knotenroutingplans, basierend auf den
Ergebnissen der vorhergehenden Schritte a)–c).
-
Systemplan-Erzeugen beginnt (Block 370)
mit dem Durchführen
der Teilnehmerverkehr-Vorhersagen-Funktion (Block 372),
welche verschiedene Typen von Teilnehmerverkehr (z.B. Sprache, Fax,
Paging) vorhersagt, und die Vorhersagen nach geographischem Gebiet
und Tageszeit kombiniert.
-
Die Teilnehmerverkehrsvorhersagen
basieren auf der Eingabe von Kriterien zur Verkehrsvorgeschichte
(Block 374), welche eine statistische Datenbank vergangener
Verkehrsvorgeschichte repräsentieren.
Die Kriterien zur Verkehrsvorgeschichte (Block 374) sind
günstigerweise
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) positioniert und die Vorgeschichte
wird mit der Zeit genauer gemacht, wenn der Systembetrieb fortfährt, gegenwärtige Verkehrsbelastungen
mit einzubeziehen. Die Vekehrsbelastungsdaten des aktuell ausgeführten Systemplans
werden in einem gewichteten Sinn in die statistische Datenbank der
Verkehrsvorgeschichte mit einbezogen. Die modifizierte statistische
Datenbank wird verwendet, um vorherzusagen, wie der Verkehr während zukünftiger
Planungszeitspannen sein wird.
-
Der Zellenaktivierung-Planen-Prozess
(Block 376) erzeugt einen Zugriffs-Kanal-Unterplan, einen
Zugriffs- Prioritäten-Unterplan,
einen Zellenaktivierungs-Unterplan und Zellenzusatzkanal-Unterplan.
Der Zugriffskanal-Unterplan
zeigt den Satelliten 12 an, welche Zugriffkanäle eine
SU 26 verwenden sollten, um anfänglich auf das System zuzugreifen.
Der Zugriffsprioritäten-Unterplan
beschreibt, welche Zugriffsprioritäten von einer bestimmten Zelle
eines Satelliten zu bedienen sind. Der Zellenaktivierungs-Unterplan teilt dem
Satelliten mit, wann spezielle Zellen "An" oder "Aus" zu schalten sind
und welche Basiskanalsätze
in jeder Zelle zu verwenden sind. Schließlich beschreibt der Zellenzusatzkanal-Unterplan,
welche zusätzlichen
Kanalsätze in
einer gegebenen Zelle verwendet werden. Diese Unterpläne werden
im weiteren Detail unten in Abschnitt B diskutiert.
-
Zellenaktivierung-Planen (Block 376)
verwendet die Teilnehmerverkehrsvorhersage (aus Teilnehmerverkehr-Vorhersagen (Block 372))
und Eingaben (Block 378) von Planungsrichtlinien (aus Planungsrichtlinien-Entwickeln
(Block 212)), Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen,
Satelliten-Gesundheitsdaten und Systemenergiekapazität. Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen,
Satelliten-Gesundheitsdaten
und Systemenergiekapazität
sind günstigerweise
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) positioniert, welcher für Zellenaktivierung-Planen
(Block 376) zugänglich
ist.
-
Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen
sind beispielsweise Beschränkungen
bezüglich der
Benutzung von Teilnehmerkanälen über bestimmte
geographische Gebiet zu bestimmten Tageszeiten. Diese Beschränkungen
können
aus Lizenzverboten oder externer Systeminterferenz resultieren.
Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen können eini ge oder alle aktiven
Zellen eines Satelliten betreffen. Interferenzquellen verursachen
eine Unterbrechung des Systems, während Interferenzempfänger von
dem System unterbrochen werden (z.B. kann ein Satellit, während er
mit angeschalteten Zellen über
eine Radioastronomiestation hinwegfliegt, den Verlust wissenschaftlicher
Daten verursachen). Die Satellitengesundheits-Datenbank wird unter
Verwendung des Systemstatus und zuvor empfangener Alarmmitteilungen
von den Satelliten aktualisiert.
-
Zellenaktivierung-Planen (Block 376)
erzeugt Metriken, die beschreiben, wie gut der Zellenaktivierungs-Unterplan
mit den vorhergesagten Teilnehmerverkehrserfordernissen zusammenfällt. Diese
Metriken werden als Teil der Bestimmung, ob der Systemplan akzeptabel
ist, ausgewertet (Block 218, 9).
Die Planung der Zellenaktivierung wird in weiterem Detail unten
in Abschnitt A1 diskutiert.
-
Systemunterstützungsbedürfnisse-Vorhersagen (380)
sagt den administrativen Überverkehr
voraus (d.h. Verkehr, der erforderlich ist, um das Kommunikationssystem
zu betreiben und zu unterhalten), der während der Planungszeitspanne
erwartet wird und bestimmt die Ressourcen, die zur Unterstützung dieses
Verkehrs erforderlich sind (bestimmt z.B., wann und wie lange SCS-GCS
Antennen 54 verwendet werden müssen). Systemunterstützungsbedürfnisse-Voraussagen
(Block 380) empfängt
Anforderungen von anderen Netzwerkanwendungen (Block 382)
zum Zwecke des Planens der Ressourcenbenutzung während der Sichtlinienpassagen
zwischen der SCS-GCS 24 (1)
und netzwerkverbundenen Satelliten 12 (1). Solche Planung ist erforderlich,
wenn Sätze
individueller Plantabellen 310-31n (10) verteilt werden müssen oder wenn andere Satelliten
die Durchführung
von Software- Aktualisierungen
benötigen.
Basierend auf ihren Vorhersagen des administrativen Überverkehrs
fordert Systemunterstützungsbedürfnisse-Vorhersagen
(Block 380) die Verwendung von SCS-GCSs 24 (1) und GW-GCSs 30 (1) bei der Aufwärts-/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen-Funktion
(Block 384) an.
-
Die Aufwärts-/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen-Funktion (Block 384)
verwendet die SCS-GCS 24 (1)
und die GW-GCS 30 (1)
Anforderungen (Block 380), Eingaben (Block 386)
von GW-GCS- und SCS-GCS-Positionsdaten, Satellitenpositionsdaten,
Aufwärts-/Abwärtsstreckeninterferenzbeschränkungen und
Satellitengesundheitsdaten, um einen Aufwärts-/Abwärtsstrecken-Zuordnungs-Unterplan
zu erzeugen. Aufwärts-/Abwärtsstreckeninterferenzbeschränkungen,
Satellitengesundheitsdaten, GW-GCS- und SCS-GCS-Positionsdaten und Satellitenpositionsdaten
können
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) gespeichert werden, der für den Aufwärts-/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen-Prozess zugänglich ist.
Die Satellitenpositionsdaten werden für jede Planungszeitspanne bestimmt,
wie in Abschnitt A2 unten weiter beschrieben. Aufwärts-/Abwärtsstreckeninterferenzbeschränkungen
betreffen jedes Sichtfeld zwischen jedem Satelliten und seinen GCS-Partnern.
Aufwärts-/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen
(Block 384) wird in größerem Detail
unten in Abschnitt A2 diskutiert.
-
Die Querverbindungs-Zuordnungen-Planen-Funktion
(Block 388) erzeugt einen Querverbindungs-Zuordnungs-Unterplan.
Querverbindungs-Zuordnungen-Planen (Block 388) berücksichtigt
die Eingabe (390) von Querverbindungsinterferenzbeschränkungen.
Querverbindungsinterferenzbeschränkungen
können
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) gespeichert werden, welcher für die Querverbindungs-Zuordnungen-Planen-Funktion (Block 388)
zugänglich
ist. Die Querverbindungsinterferenzbeschränkungen betreffen jedes Sichtfeld
zwischen jedem Satelliten und seinem querverbundenen Satellitenpartner.
-
Teilnehmerverkehr-Vorhersagen (Block 372)
und Systemunterstützungsbedürfnisse-Vorhersagen (Block 380)
können
in jeder Reihenfolge oder parallel ausgeführt werden, ohne die Ergebnisse
von Neuen-Plan-Erzeugen zu beeinträchtigen.
-
Aus dem Zellenaktivierungs-Unterplan
dem Aufwärtsstrecken-Zuordnungs-Unterplan
und dem Querverbindungs-Zuordnungs-Unterplan
erzeugt die Knotenrouting-Auswählen-Funktion (Block 392)
einen Knoten-zu-Knoten-Routing-Unterplan.
Die Knoten-Routing-Wählen-Funktion
wird in weiterem Detail unten in Abschnitt A3 diskutiert. Nach der
Knoten-Routing-Wählen-Funktion
(Block 392) endet die Systemplanerzeugen-Prozedur, um zu
bestimmen, ob der Systemplan akzeptabel ist oder nicht (Block 218).
-
A1. Zellenaktivierung
planen
-
14 ist
ein Prozess-Flussdiagramm für
die Zellenaktivierung-Planen-Funktion (Block 376, 13). Zellenaktivierung-Planen
(Block 376, 13)
resultiert in einem Zugriffskanal-Unterplan, einem Zugriffsprioritäten-Unterplan, einem
Zellenaktivierungs-Unterplan und einem Zellenzusatzkanal-Unterplan.
-
Die Zellenaktivierung-Planen-Funktion
(Block 400) beginnt mit dem Auswählen einer anfänglichen Teilnehmerzellenabdeckungsstrategie
(Block 402), die wünschenswerterweise
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) gespeichert ist für die Zellenaktivierung- und
Deaktivierung unter Verwendung von Planungsrichtlinieneingaben (Block 404)
aus dem Planungsrichtlinien-Entwickeln-Prozess (Block 212, 9). Beispielsweise definiert
eine Teilnehmerzellenabdeckungsstrategie nominelle Zellverwendungspläne und Prioritäten, in welchen
die Zellen an und ausgeschaltet werden, wenn Satelliten aufeinander
zu- oder voneinander weglaufen etc. Diese Anfangsstrategie kann
modifiziert werden auf Basis von Eingaben (Block 406) von
Satellitengesundheitsdaten und Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen.
Satellitengesundheitsdaten und Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen
können
in dem SCS-internen Speicher 192 ( 8) gespeichert sein, welcher für die Zellenabdeckungsstrategie-Auswählen-Funktion
(Block 402) zugänglich
ist. Beispielsweise kann eine modifizierte Strategie die Teilnehmerlast
wegen einer Satellitenauszeit oder einer vorhergesagten starken
Verkehrsbelastung ungleichmäßig auf
die netzwerkverbundenen Satelliten verteilen.
-
Mit der Teilnehmerverkehrsvorhersage
als Eingabe (Block 408) aus der Teilnehmerverkehr-Vorhersagen-Funktion
(Block 372, 13)
sagt der Zellbelastung-Bestimmen-Prozess
(Block 410) die Zell-Untersystem- und Gesamtsatellitenbelastung
für jeden
Satelliten als Ergebnis der ausgewählten Teilnehmerzellenabdeckungsstrategie
voraus.
-
Unter Verwendung der Eingabe von
Teilnehmerverbindungsinterferenzbeschränkungen (Block 406) wendet
der Kanalressourcen-Zuweisen-Prozess (Block 412) einen
anfänglichen
Satz von Teilnehmerkanälen den
aktiven Zellen zu.
-
Zusätzliche Teilnehmerkanalsätze können den
Zellen dynamisch zugewiesen werden, um zusätzliche Teilnehmerkanäle zur Verfügung zu
stellen, wenn die Zellbelastung stärker ist als geplant. Diese
zusätzlichen Teilnehmerkanäle gestatten,
mehr Teilnehmeranrufe zu handaben.
-
Die Zellen/Energiekonflikte-Schlichten-Funktion
(Block 414) stößt den Satellitenenergieausgleichsprozess
(Block 416) für
jeden Satelliten 12 (1)
an. Der Satellitenenergieausgleichsprozess (Block 416)
entwickelt ein vorhergesagtes Energieprofil für jeden netzwerkverbundenen
Satelliten 12 (1)
unter dem ausgewählten
Teilnehmerkanalverwendungsplan. Der Verbrauch der Energie des Satelliten
wird viele Umlaufbahnen im Voraus vorhergesagt. Die gegenwärtige Energieleistungsfähigkeit
des Energiesystems jedes Satelliten wird verglichen mit der Energievorhersage,
um sicher zu stellen, dass der geplante Energieverbrauch von dem
speziellen Satelliten geliefert werden kann, wenn er benötigt wird,
um einem erwarteten Verkehr zu genügen.
-
Wenn die gegenwärtige Energieleistungsfähigkeit
dem vorhergesagten Verbrauch nicht entspricht, ändert die Zellen/Energiekonflikte-Schlichten-Funktion
(Block 414) die Schemata für die Zellenaktivierung und Frequenzwiederverwendung,
um Situationen der Verkehrsüberbelastung
oder exzessive Energieanforderungen bei individuellen Satelliten
zu korrigieren. Die Zellen/Energiekonflikte-Schlichten-Funktion (Block 414) stößt dann
den Satellitenenergieausgleichsprozess (Block 416) erneut
an. Sobald ein Energieausgleich erreicht ist, erzeugt die Zellen/Energiekonflikte-Schlichten-Funktion
(Block 414) Metriken, welche anzeigen, wie gut der vorhergesagte
Zellverkehr bei gegebener verfügbarer
Satellitenenergie bedient wurde.
-
Unter Verwendung dieser Metriken
wird eine Bestimmung durchgeführt
(Block 418), ob die gewählte Zellenabdeckungsstrategie
den vorhergesagten Verkehr unter Verwendung der ausgewählten Zellenabdeckungsstrategie
in akzeptabler Weise handhabt. Wenn die ausgewählte Zellenabdeckungsstrategie
den vorhergesagten Verkehr nicht akzeptabel gehandhabt hat (Block 418), überlegt
die Auswertung, ob eine andere Zellenabdeckungsstrategie ausgewählt werden
könnte,
um die Systemleistung zu verbessern (d.h. den vorhergesagten Verkehr
besser zu handhaben) oder ob die ausgewählte Zellenabdeckungsstrategie
die beste Systemleistung bei den gegebenen verfügbaren Ressourcen während der
Planungszeitspanne liefert. Selbst wenn nicht der gesamte vorhergesagte
Verkehr gehandhabt werden kann, kann eine Zellenabdeckungsstrategie
als akzeptabel betrachtet werden, wenn der NRM feststellt, dass
die projektierte Systemleistung die beste ist, die das System bei
den gegebenen verfügbaren
Ressourcen erbringen kann.
-
Wenn festgestellt wird (Block 418),
dass eine andere Zellenabdeckungsstrategie ausgewählt werden kann
(basierend auf anderen Planungsrichtlinien (Block 404)),
welche die Systemleistung verbessern würde, wird die Zellenabdeckungsstrategie
als nicht akzeptabel betrachtet (Block 418) und Zellenabdeckungsstrategie-Auswählen (Block 402)
wird erneut aufgerufen. Die Prozedur wiederholt sich wie in 14 gezeigt.
-
Wenn bestimmt wird (Block 418),
dass eine ausgewählte
Zellenabdeckungsstrategie die bestmögliche Leistung bei den gegebenen
verfügbaren
Systemressourcen liefert, erzeugt der Zellenaktivierungsmetriken-Erzeugen-Prozess
(Block 420) Metriken, die anzeigen, dass Teile der vorhergesagten
Verkehrs nicht gehandhabt werden konnten. Diese Metriken werden
später
als Teil der Bestimmung, ob der Systemplan akzeptabel ist (Block 218, 9), verwendet.
-
Die Netzwerkzugang-Steuern-Funktion
(Block 422) wird dann verwendet, um zu regeln, welche Teilnehmer
auf das Satellitennetzwerk zugreifen dürfen, wenn nicht der gesamte
Verkehr in einer Zelle gehandhabt werden kann. Die Netzwerkzugang-Steuern-Funktion
(Block 422) stellt sicher, dass ein Überlastzustand während des
gegenwärtigen
Systembe- triebs vermieden wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform
wird jeder SU 26 (1)
eine zufällige "Zugangsnummer" (z.B: zwischen 1
und 16) gegeben, wenn sie in der Fabrik hergestellt wird. Diese
zufällige
Zugangsnummer wird günstigerweise
in dem SU-internen Speicher 118 (4) gespeichert. Wenn der gesamte Verkehr
in einer Zelle gehandhabt werden kann, kann allen Zugangsnummern
erlaubt werden, auf das System zuzugreifen. Wenn nicht der gesamte
vorhergesagte Verkehr in einer Zelle gehandhabt werden kann, regelt
Netzwerkzugang-Steuern (Block 422), welchen Zugangsnummern die
Zelle den Dienst zu einer bestimmten Zeit zur Verfügung stellen
wird. Wenn einer Zelle beispielsweise die Teilnehmerkanäle ausgehen,
sendet die Zelle ein Signal rund, welches anzeigt, dass sie lediglich
die Zugangsnummer 1, 2 und 3 bedienen wird. Dies sagt einer SU 26 nicht
zu versuchen, einen Anruf zu unternehmen, wenn ihre Zugangsnummer
nicht eine derjenigen ist, die zu dieser Zeit bedient werden. Bei
einer alternativen Ausführungsform
können
die Zugangsnummer den Systembenutzern nach einer Prioritätsreihenfolge
gewährt werden.
Wenn dann einer Zelle die Teilnehmerkanäle ausgehen, wird sie lediglich
die Teilnehmer höchster
Priorität
bedienen.
-
Der endgültigen Zellenaktivierungs-Unterplan-Erzeugen-Prozess (Block 424)
schließt
die Zellenabdeckungsstrategie ein, und Netzwerkzugang-Steuern (Block 422)
führt zu
einem endgültigen
Zellenaktivierungs-Unterplan. Diese Prozedur endet und übergibt
an die Knoten-Routing-Wählen-Funktion
(Block 392).
-
A2. Aufwärts/Abwärtsstrecken-Zuordnungen
planen
-
Aufwärts/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen
(Block 384, 13)
erzeugt einen Plan für
die Verwendung von Aufwärtsstrecken
(d.h. Zuführungsverbindungen 46, 2 und Steuerverbindungen 48, 2), was zu einem Aufwärtsstrecken-Zuordnungs-Unterplan
führt.
-
15 illustriert
ein Prozess-Flussdiagramm für
die Aufwärts/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen-Funktion
(Block 384). Aufwärts/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen
beginnt (Block 440) mit der Durchführung der Satelliten/GCS-Kontakte-Berechnen-Funktion
(Block 442), welche alle möglichen Kontaktmöglichkeiten
zwischen GW-GCSs 30 (1,
SCS-GCSs 24 1)
und allen netzwerkverbundenen Satelliten 12 (1) bestimmt. Dies führt unter
Verwendung der Eingabe von GW-GCS- und SCS-GCS-Positionsdaten und Satellitenelementensätzen (Block 444)
zu einer Vorhersage, wann jeder Satellit während der Planungszeitspanne
für jede
GCS sichtbar sein wird. GCS-Positionsdaten und Satellitenelementensätze werden
günstigerweise
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) gespeichert, welcher für die Aufwärts/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen-Funktion
zugänglich
ist.
-
Die Verbindungsanforderungen-Kompilieren-Funktion
(Block 446) kompiliert GCS-Verbindungsanforderungen (Block 448)
aus der Systemunterstützungsbedürfnisse-Vorhersagen-Funktion (Block 380, 13). Kontaktmöglichkeiten
aus der Satelliten/GCS-Kontakte-Berechnen-Funktion (Block 442),
kompilierte GCS-Verbindungsanforderungen aus der Verbindungsanforderungen-Kompilieren-Funktion
(Block 446), Aufwärtsstrecken-Interferenzbeschränkungen
und Satellitengesundheitsdaten 450 werden in die Satelliten GCS-Zuordnungen-Bestimmen-Funktion
(Block 452) eingegeben, welche bestimmte Satellitenantennen
festlegt, um einen Satelliten 12, 1 zu unterstützen, der über GW-GCS 30 (1) oder SCS-GCS 24 (1) hinwegfliegt (d. h. kontaktiert).
Satellitengesundheitsdaten und Aufwärtsstrecken-Intereferenzbeschränkungen werden günstigerweise
in dem SCS-internen Speicher 192 (8) gespeichert, welcher für die Satelliten/GCS-Zuordnungen-Bestimmen-Funktion
(Block 452) zugänglich
ist. Die Satellitengesundheit wird mit in Betracht gezogen, wenn
seine Ressourcen geplant werden, um einen Überflug (d.h. einen Kontakt) über eine GCS
zu unterstützen.
Wenn Zuordnungen gemacht werden, werden ebenfalls Antennendrehgeschwindigkeiten,
physikalische oder RF-Interferenz zwischen mehreren Abwärtsstreckenantennen 50 eines
Satelliten und Verbindungseinrichtungszeiten für Drehung und Empfang berücksichtigt.
-
Basierend auf der Eingabe von Aufwärtsstrecken-Interferenzbeschränkungen
und Satellitengesundheitsdaten (Block 450) ordnet die Aufwärts/Abwärtsstreckenkanäle-Zuordnen-Funktion
(Block 454) jeder aus der Satelliten/GCS-Zuordnungen-Bestimmen-Funktion
(Block 452) empfangenen Satelliten/GCS-Verbindungs-Zuordnung
Aufwärts/Abwärtsstreckenkanäle zu. Das
Ergebnis von Block 454 ist eine Kanalzuordnungstabelle,
welche GW-GCS-(30, 1)
und SCS-GCS-(24, 1)
Zuordnungen enthält.
-
Die GW-GCS-Verbindungsplan-Erzeugen-Funktion
(Block 456) extrahiert individuelle Gateway-Verbindungs-Zuordnungen aus der
Kanalzuordnungstabelle und baut einen Gateway-Verbindungsunterstützungsplan
auf. Die SCS-GCS-Verbindungs-Zuordnungen-Erzeugen-Funktion
(Block 458) separiert Verbindungs-Zuordnungen aus der Kanalzuordnungstabelle
für die
SCS-GCSs 24 (1).
Die Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Erzeugen-Funktion
(Block 460) separiert Verbindungs-Zuordnungen aus der Kanalzuordnungstabelle
für die
Satelliten 12 (1).
-
Die Prozedur steigt dann zu der Knoten-Routing-Wählen-Funktion (Block 392)
aus.
-
A3. Knoten-Routing wählen
-
16 illustriert
ein Prozess-Flussdiagramm der Knoten-Routing-Wählen-Funktion (Block 392, 13). Die Knoten-Routing-Wählen-Funktion
(Block 392) empfängt
alle vorangehenden Vorhersagen von Verkehrs- und Netzwerkbenutzung
und bestimmt den besten Weg, das System zum Routing zu konfigurieren. Die
Knoten-Routing-Wählen-Funktion
(Block 392) führt
zu einem Knoten-zu-Knoten-Routing-Unterplan, welcher die Informationen
enthält,
die die Systemknoten benötigen,
um Daten zwischen einem oder mehreren Postionen zu routen.
-
Knoten-Routing-Wählen beginnt (Block 470)
mit der Ausführung
der Routing-Strategie-Auswählen-Funktion
(Block 472). Routing-Strategien werden günstigerweise
in dem SCS-internen
Speicher 192 (8)
gespeichert. Beispielsweise kann eine Routing-Strategie derart ausgewählt werden,
dass Sprachverkehr den kürzesten
Weg durch das System erhält.
-
Die Querverbindungs- und Abwärtsstrecken-Anschlussmöglichkeiten-Bestimmen-Funktion
(Block 474) erzeugt unter Verwendung der Eingabe (Block 476)
von Aufwärtsstrecken-Zuordnungen
aus der Aufwärts/Abwärtsstrecken-Zuordnungen-Planen-Funktion
(Block 384, 13)
und Querverbindungs-Zuordnungen aus der Querverbindungs-Zuordnungen-Planen-Funktion
(Block 388, 13)
Abwärtsstrecken-Anschlussmöglichkeitsdaten.
-
Der Knoten-zu-Knoten-Belastungen-Vorhersagen-Prozess
(Block 478) sagt Belastungen auf Aufwärts/Abwärtsstrecken und Querverbindungen
aus den Anschlussmöglichkeitsdaten
aus der Querverbindungs- und Abwärtsstrecken-Anschlussmöglichkeiten-Bestimmen-Funktion
(Block 474) dem vorhergesagten Teilnehmerverkehr (Block 480)
aus dem Teilnehmerverkehr-Vorhersagen-Prozess (Block 372, 13) und dem vorhergesagten
Systemunterstützungsverkehr
(Block 480) aus dem Systemunterstützungsbedürfnisse-Vorhersagen-Prozess
(Block 380, 13)
vorher.
-
Der Verbindungsbelastungsausgleichs-Prozess
(Block 482) gleicht Knoten-zu-Knoten-Belastungen innerhalb
der Grenzen der ausgewählten
Routing-Strategie aus. Sobald ein Belastungsausgleich erreicht ist, erzeugt
der Verbindungsbelastungsausgleichsprozess (Block 482)
Metriken, welche anzeigen, wie gut der vorhergesagte Knoten-zu-Knoten-Verkehr bei gegebener,
verfügbarer
Verkehrskapazität
gehandhabt wurde.
-
Unter Verwendung dieser Metriken
wird dann eine Bestimmung durchgeführt (Block 484), ob
die ausgewählte
Routing-Strategie die vorhergesagte Verkehrsbelastung akzeptabel
handhabt. Ist die Belastung nicht akzeptabel (Block 484),
prüft die
Belastungskonflikte-Schlichten-Funktion (Block 486) berichtete
Belastungs/Routing-Konflikte und bestimmt alternative Routing-Strategien,
um die Konflikte auszuräumen.
Die überarbeitete
Strategie wird an die Routing-Strategie-Auswählen-Funktion (Block 472)
gesendet, und die Prozedur wiederholt sich, wie in 16 gezeigt. Wenn die Belastung akzeptabel
ist (Block 484), erzeugt der Knoten-Routing-Unterplan-Erzeugen-Prozess
(Block 488) einen Knoten-Routing-Unterplan für jeden
Systemknoten, der Routingfähigkeit
aufweist. Die Prozedur steigt dann zu der Systemplan-Akzeptabel-Bestimmung (Block 218, 9) aus.
-
B. Individuelle Plantabellen-Entwickeln
-
Nachdem der NRM feststellt, dass
der Systemplan akzeptabel ist (Block 218, 9), entwickelt der Individuelle-Plantabellen-Entwickeln-Prozess
(Block 220, 9)
individuelle Plantabellen 270-30n (10), welche den jeweils eindeutigen Bereich
des System-Unterplans 256-262 (10) jedes Systemknotens repräsentieren.
Jede individuelle Plantabelle 270-30n (10) steuert die Verwendung einer bestimmten
Systemressource jedes Knotens. Ein eindeutiger Satz individueller
Plantabellen 310-31n (10)
wird an jeden Systemknoten gesandt. Bei einer alternativen Ausführungsform
kann eine große
Plantabelle, welche den gesamten Systemplan oder einen Teil davon
repräsentiert,
an die Systemknoten gesendet werden, anstatt einen Satz individueller
Plantabellen 310-31n (10)
zu versenden.
-
Tabelle I ist eine illustrative Liste
der verschiedenen individuellen Plantabellen, welche für unterschiedliche
Satellitenressourcen für
das beispielhafte System entwi ckelt wurden. Der Fachmann wird, basierend
auf der hiesigen Beschreibung, verstehen, wie die erforderliche
Liste individueller Plantabellen für physikalisch unterschiedliche
Telekommunikationssysteme modifiziert werden muss.
-
Tabelle I – Individuelle
Plantabellen
-
– Knoten-zu-Knoten-Routing-Tabellen
– Postionsgebietscode-Tabellen
– Zugriffsprioritäten-Tabellen
– Zugriffskanal-Tabellen
– Zellenaktivierungs-Tabellen
– Zellenzusatzkanal-Tabellen
– Abwärtsstrecken-Zuordnungs-Tabellen
– Querverbindungszurodnungs-Tabelle
– Aufwärtsstrecken-Zuordnungs-Tabellen
-
Nachdem eine individuelle Plantabelle
von einem Systemknoten empfangen wurde, wird die individuelle Plantabelle
in zwei separate Tabellen weiterentwickelt: eine Ausführungstabelle
und eine zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehls-Tabelle. Eine zeitgesteuerte
Aktualisierungsbefehls-Tabelle
ist wünschenswerterweise jeder
Ausführungstabelle
zugeordnet, so dass die Tabellen wünschenswerterweise in Paaren
vorgefunden werden. Beide Tabellenarten sind günstigerweise in dem Speicher
des Systemknotens abgelegt. Eine Ausführungstabelle enthält Richtlinien,
auf welche der Systemknoten zugreift, um Ressourcenverwendungsentscheidungen
während
der Ausführung
des Systemplans zu treffen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
verwenden die hauptsächlichen
Untersysteme innerhalb des Systemknotens die Ausführungsta belle,
um Operationen zu steuern. Wenn die Ausführungstabelle niemals geändert wird,
kann der Systemknoten potentiell ewig, wie von der Ausführungstabelle
angewiesen, laufen, egal ob falsch oder nicht. Dies hat den Vorteil,
dass der kontinuierliche Betrieb des Systems, wenigstens auf einem
bestimmten Niveau, ermöglicht
wird, selbst wenn die Kommunikationen neuer Planaktualisierungen
zeitweise unterbrochen werden.
-
Eine zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
wird von dem Systemknoten verwendet, um Einträge in der entsprechenden Ausführungstabelle
periodisch oder aperiodisch zu ändern.
Die Weiterentwicklung der individuellen Plantabelle in Ausführungs-
und zeitgesteuerter Aktualisierungstabellen sowie die Interaktion der
Ausführungs-
und zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabellen werden in weiterem
Detail unten in Abschnitt C beschrieben.
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Während
der Erzeugung der individuellen Plantabellen für einen Systemplan verifiziert
der NRM wünschenswerterweise,
dass die neuen individuellen Plantabellen zeitlich mit den individuellen
Plantabellen, welche aktuell in jedem Systemknoten ausgeführt werden,
zusammenhängen,
so dass aufeinanderfolgende, individuelle Pläne nahtlos sind. Neue individuelle
Plantabellen, die für
eine Umplanung erzeugt werden, werden im Allgemeinen mit individuellen
Plantabellen, welche aktuell in jedem Systemknoten ausgeführt werden, überlappen,
weil eine Umplanung im Allgemeinen den gesamten oder Teil des verbleibenden
Abschnittes des aktuell ausgeführten
Systemplans ersetzen soll.
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Die Verwendung individueller Plantabellen
ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, weil Änderungen
des Ressourcenverwendungsplans nicht auf festen Zeit vorschüben basieren,
bei denen alle Systemknoten periodisch bei dem kleinsten Zeitvorschub
aktualisiert werden. Individuelle Plantabellen können einen Knoten veranlassen,
seinen Betrieb zu jeder Zeit zu ändern,
da jeder Knoten seinen eigenen, einzigartigen Satz individueller
Plantabellen verwendet.
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Die Verwendung individueller Plantabellen
spart wesentlich Systemressourcen. Bei typischen Ressourcenverwaltungssystemen
nach dem Stand der Technik würde
das Systemsteuersegment eine vollständige neue Tabelle senden,
um eine vorhergehende Ausführungstabelle
zu aktualisieren. Die Aktualisierung tritt typischerweise bei jedem
Zeitvorschub auf. Der NRM der vorliegenden Erfindung ist andererseits
in der Lage, einen einzelnen Eintrag in der Ausführungstabelle zu aktualisieren
ohne die gesamte Tabelle zu überschreiben.
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Die folgenden Tabellensätze geben
Beispiele von Ausführungstabellen
und deren zugeordneten zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabellen
an.
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Tabellen II.a. und Tabellen II.b.
zeigen beispielhafte Knoten-zu-Knoten-Routing-Tabellen. Diese Tabellen
sagen dem Satelliten, in welche Richtung auf den Querverbindungen
56 (
2) oder Aufwärts/Abwärtsstrecken
46,
48,
60 (
2) Daten mit einer spezifizierten
Zielknoten-ID-Adresse geroutet werden müssen. Eine Zielknoten-ID-Adresse
kann sich auf einen weiteren Satelliten
12 (
1) oder eine Bodenstation
(z.B. SCS
28,
1)
beziehen. Jedem Systemknoten ist vorzugsweise eine eindeutige Zielknoten-ID
zugeteilt. In den Tabellen II.a. und II.b. sind die Zielknoten-ID-Nummern und die Verbindungsziele
rein beispielhaft, und jedes Verfahren des Bezeichnens eines bestimmten
Zielknotens oder einer -Verbindung kann verwendet werden.
Tabelle
II.a.
Knoten-zu-Knoten-Routing-Ausführungstabelle
Tabelle
II.B.
Knoten-zu-Knoten-Routing-Aktualisierungsbefehlstabelle
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Tabelle III.a. und III.b. zeigen
beispielhafte Positionsgebiet-Code-Tabellen. Diese Tabellen geben
unter Verwendung eines vorbestimmten Codierungssystems die geographischen
Koordinaten der Zentralposition jeder Teilnehmerzelle eines bestimmten
Satelliten an. Jeder Teilnehmerzelle ist wünschenswerterweise eine Zellen-ID-Nummer
zugeordnet, die für
einen gegebenen Satelliten eindeutig ist. In den Tabellen III.a.
und III.b. sind die Zell-ID-Nummern rein exemplarisch, und jedes
Verfahren zur Bezeichnung einer bestimmten Zelle kann verwendet
werden. Außerdem
sind zum Zwecke des Beispiels 48 Zellen gezeigt; es können jedoch
auch mehr oder weniger Zellen verwendet werden. Die bestimmten Positionsgebiets-Codes,
die in den Tabellen III.a. und III.b. gezeigt sind, sind rein zum
Zwecke der Illustration ausgewählt,
und jede Art von Positionsgebiets-Code kann verwendet werden, einschließlich Länge und
Breite. Diese Information wird an alle SUs
26 (
1) innerhalb des Abdeckungsbereichs
dieser Zellen-ID rund gesendet. Tabelle
III.a.
Postionsgebiets-Code-Ausführungstabelle
Tabelle
III.b.
Positionstabellencode zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
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Tabellen IV.a. und IV.b. zeigen beispielhaft
Zugriffsprioritätstabellen.
Diese Tabellen zeigen an, welche Zugriffsprioritätsnummern aktuell von einer
bestimmten Zelle bedient werden. Diese Information wird von einem
Satelliten
12 (
1)
an alle SUs
26 (
1)
innerhalb des Zellenabdeckungsbereichs rundgesendet. In den Tabellen
IV.a. und IV.b. sind Zugriffsprioritäten mit einer Zahl zwischen
1 und 15 bezeichnet, dies dient jedoch lediglich dem Zwecke der
Illustration, und jegliche Mittel zum Anzeigen von Prioritäten können verwendet werden.
Zell-ID-Bezeichnungen
sind ebenfalls beispielhaft. Tabelle
IV.a.
Zugriffsprioritäts-Ausführungstabelle
Tabelle
IV.b.
Zugriffspriorität
zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
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Tabellen V.a. und V.b zeigen exemplarisch
Zugriffskanaltabellen. Es können
beispielsweise 120 unterschiedliche Kanäle existieren, die potentiell
für eine
SU
26 (
1) zugänglich sind.
Diese Tabellen zeigen an, welche Teilnehmerkanäle die SUs
26 (
1) innerhalb einer bestimmten
Zelle benutzen sollten, um anfänglich Zugriff
auf das System zu erhalten. Die Zugriffskanalinformation wird an
alle SUs
26 (
1)
innerhalb des Abdeckungsbereichs dieser Zelle rundgesendet. Wie
bei den anderen Tabellen sind die Zugriffskanaleinträge und die
Zellen-ID-Nummern in den Tabellen V.a. und V.b. rein exemplarisch. Tabelle
V.a.
Zugriffskanal-Ausführungstabelle
Tabelle
V.b.
Zugriffskanal zeitlichgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
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Tabellen VI.a. und VI.b. zeigen beispielhaft
Zellenaktivierungstabellen. Diese Tabellen sagen einem Satelliten
12 (
1), wann die speziellen
Zellen "an-" oder "aus-"zuschalten sind und
welcher Basissatz an Teilnehmerkanälen ("Basissatz") in jeder Zelle zu verwenden ist. Beispielsweise
kann ein Basissatz von Teilnehmerkanälen ein Satz von acht Kanälen sein.
Zwei Basissätze
von Teilnehmerkanälen
sind unten gezeigt, um jede Zelle zu aktivieren. Die Zellen-ID und
die dargestellten Bezeichnungen der Kanal-Basissätze in den Tabellen VI.a. und
VI.b. dienen allein dem Zwecke des Beispiels und andere Zellen-ID-Nummern
und Bezeichnungen der Basissätze
an Teilnehmerkanälen
können
verwendet werden. Tabelle
VI.a.
Zellenaktivierungs-Ausführungstabelle
Tabelle
VI.b.
Zellenaktivierung zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
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Tabellen VII.a. und VII.b. zeigen
beispielhaft Zellenzusatzkanaltabellen. Diese Tabellen zeigen einen zusätzlichen
Kanalsatz an, welcher in einem Satelliten
12 (
1) verwendet werden kann,
falls dies notwendig ist, um den aktuellen Verkehr zu unterstützen. Zellen,
welche "hot spots" (d.h. Gebiete mit
unerwartet hohem Verkehr) tragen, werden, wie bezeichnet, zusätzliche
Kanäle
gegeben, um in diesen Zellen benutzt zu werden. Zum Zwecke des Beispiels
sind in den Tabellen VII.a. und VII.b. 120 zusätzliche Kanalsätze dargestellt,
und jeder zusätzliche
Kanalsatz wird in bis zu 7 nicht benachbarten Zellen in einem Satelliten
verwendet, obgleich andere Zahlen von zusätzlichen Kanalsätzen anderen
Zahlen von Zellen zugeordnet werden können. Die Bezeichnungen der
zusätzlichen
Kanalsätze
und Zell-IDs ist rein beispielhaft. Tabelle
VII.a.
Zellenzusatzkanal-Ausführungstabelle
Tabelle
VII.b.
Zellenzusatzkanal zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
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Satelliten 12 (1) enthalten auch Abwärtsstrecken-Zuordnungstabellen
und Querverbindungs-Zuordnungstabellen.
Die Abwärtsstrecken-Zuordnungstabellen
und die Querverbindungs-Zuordnungstabellen enthalten Informationen,
welche die Satelliten-Abwärtsstreckenantennen 50 (2) und Querverbindungsantennen 58 (2) verwenden, um eine Verbindung
zwischen einem Bodenterminal bzw. einem Nachbarsatelliten 12 (1) aufzubauen. Diese Informationen
enthalten wünschenswerter
Weise:
- – welche
Antenne zu verwenden ist (wenn es mehrere Abwärtsstreckenantennen 50 oder
Querverbindungsantennen 58 gibt);
- – wann
der Antennendrehprozess starten soll;
- – wann
das Zugriffssignal "an"-geschaltet werden
soll;
- – wann
zu erwarten ist, dass Daten anfangen anzukommen;
- – wann
die Abwärtsstrecke
zu schließen
ist;
- – welche
Sende- und Empfangskanäle
zu verwenden sind;
- – welches
Bodenterminal oder welcher Nachbarsatellit 12 (1) als ein Zielpunkt zu
verwenden ist; und
- – die
anfängliche
Leistungsstufe, die für
den Zugriff zu verwenden ist.
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GW 22 (1) oder GW-GCS 30 (1) enthält Aufwärtsstrecken-Zuordnungstabellen,
die Informationen enthalten, welche die GW-GCS 30 (1) verwendet, um eine Verbindung
mit einem Satelliten 12 (1)
aufzubauen. Diese Informationen umfassen wünschenswerter Weise:
- – welche
Antenne zu verwenden ist (wenn es mehrere GW-GCS-Aufwärtsstreckenantennen 52 gibt);
- – wann
der Antennendrehprozess starten soll;
- – wann
das Zugriffssignal "an"-zuschalten ist;
- – wann
zu erwarten ist, dass Daten beginnen anzukommen;
- – wann
die Verbindung zu schließen
ist;
- – welche
Sende- und Empfangskanäle
zu verwenden sind;
- – welcher
Satellit 12 (1)
als ein Zielpunkt zu verwenden ist; und
- – die
anfängliche,
für den
Zugriff zu verwendende Leistungsstufe.
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Die Tabellen II bis VII und die Abwärtsstrecken-Zuordnungs-, Aufwärtsstrecken-Zuordnungs-
und Querverbindungs-Zuordnungstabellen enthalten Informationen,
die einen vorbestimmten Systemplan in bestimmbarer Weise ausführen. Mit
Ausnahme der Situation von Zuordnung zusätzlicher Kanalsätze und
Umplanung, wird die Ausführung
des Systemplans wünschenswerterweise
nicht von dem gegenwärtigen
Verkehr beeinflusst.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
können
zusätzliche
Tabellen erzeugt werden, welche Entscheidungsinformationen liefern,
die der Satellit verwenden kann, um auf Veränderungen der Betriebsbedingungen
und/oder des von dem Satelliten empfangenen Verkehrs zu antworten.
Diese Tabellen würden
es den Satelliten gestatten, abhängig
vom Verkehr adaptiv zu arbeiten. Beispielsweise kann eine Tabelle
zusätzliche Entscheidungsinformationen
liefern, wie etwa: falls die verfügbare, gespeicherte Energie
in einer Satellitenbatterie bis auf eine Stufe X abgefallen ist
und sich der Satellit einer bestimmten geographischen Region nähert, würde der
Satellit seine Zugriffsprioritäten
vor Erreichen der geographischen Region modifizieren. Diese Fähigkeit,
das Verhalten des Satelliten in Echtzeit zu modifizieren, erlaubt
ein flexibleres System, welches einen effizienteren Betrieb bietet.
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C. Plan ausführen
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Nachdem ein Satz individueller Plantabellen
von dem Systemknoten empfangen ist, kann der Systemknoten nachfolgend
den entsprechenden Systemplan ausführen. Die individuellen Plantabellen
werden von dem Systemknoten in zwei Arten von Tabellen weiterentwickelt,
die zur Ausführung
eines Systemplans erforderlich sind (Block 224, 9). Wie in Abschnitt B beschrieben,
sind diese Tabellen eine Ausführungstabelle und
eine zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle.
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Eine Ausführungstabelle ist ein Satz
von Richtlinien, auf welche der Systemknoten zugreift, um während des
Systembetriebs Ressourcenverwendungsentscheidungen zu treffen. Eine
zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle ist wünschenswerterweise
eine first-in-first-out-(FIFO-)Queue, welche Einträge von allen empfangenen
individuellen Plantabellen enthält,
die noch nicht ausgeführt
oder von Umplanungseinträgen überschrieben
wurden. Jeder Eintrag in der zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle
weist eine ihm zugeordnete Zeit auf. Diese Zeiten wurden während des
Systemplan-Erzeugen-Prozesses erzeugt, um diejenige Zeit darzustellen,
zu der der Eintrag verwendet werden sollte, um einen Eintrag in
der entsprechenden Ausführungstabelle
zu überschreiben.
Die zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle ist wünschenswerterweise in
chronologischer Reihenfolge geordnet.
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Wünschenswerterweise
gibt es eine zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle für jede Ausführungstabelle,
wie dies in den Tabellen II bis VII vermittelt wird. Bei einer alternativen
Ausführungsform
könnte
es jedoch auch eine große
zeitgesteuerte Ausführungstabelle
mit allen Einträgen
für alle
darin enthaltenen Ausführungstabellen
geben. Diese Ausführungsform
würde erfordern,
dass jeder Eintrag in der zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle
Informationen enthielte, die anzeigten, welche Ausführungstabelle
modifiziert werden soll.
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17 ist
ein Flussdiagramm des Systemplan-Ausführen-Prozesses
(Block 224, 9),
welcher in jedem Systemknoten ausgeführt wird. Der Systemplan-Ausführen-Prozess beginnt (Block 500),
wenn der Systemknoten feststellt, ob eine individuelle Plantabelle
(oder ein Satz in dividueller Plantabellen) von dem SCS 28 (1) empfangen wurde (Block 502).
Wenn keine individuelle Plantabelle empfangen wurde (Block 502), fährt die
Ausführung
des aktuell ausgeführten
Systemplans damit fort, die aktuelle Systemzeit mit der Zeit für den nächsten Eintrag
der zeitgesteuerten Aktualisierungstabelle zu vergleichen (Block 506).
Dieser Vergleichsschritt wird weiter unten beschrieben.
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Wenn eine individuelle Plantabelle
empfangen wurde (Block 502), nimmt der Systemknoten die
individuelle Plantabelle in die entsprechende zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle
auf (Block 504).
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Wenn die empfangene individuelle
Plantabelle ein Teil eines neuen Systemplans ist, wird die individuelle
Plantabelle aufgenommen (Block 504), indem die Plantabelle
an das Ende der zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle angehängt wird.
Wenn die empfangene individuelle Plantabelle eine Umplanung ist,
wird die individuelle Plantabelle aufgenommen (Block 504),
indem die Einträge
der individuellen Plantabelle an geeignet, chronologisch bestimmte
Positionen in der zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle
eingesetzt werden. Dies kann zu einem Überschreiben einiger Einträge in der
zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle führen.
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Nachdem die individuelle Plantabelle
aufgenommen ist (Block 504), liest der Systemknoten die
Zeit des nächsten
Eintrags in der zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle und
vergleicht (Block 506) diese Zeit mit der Systemzeit (d.h.
einer den Systemknoten bekannten Referenzzeit). Wenn die beiden
Zeiten nicht gleich (oder innerhalb einer Minimaltoleranz) sind
(Block 508), bestimmt der Systemkno ten erneut, ob eine
individuelle Plantabelle empfangen wurde (Block 502), und
die Prozedur wiederholt sich wie in 17 gezeigt.
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Wenn die beiden Zeiten gleich (oder
innerhalb einer Minimaltoleranz) sind (Block 508), ersetzt
der Systemknoten den entsprechenden Eintrag der Ausführungstabelle
mit dem nächsten
zeitgesteuerten Aktualisierungseintrag (Block 510). Die
Prozedur wiederholt sich dann wie in 17 gezeigt.
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Der Fachmann wird basierend auf der
hiesigen Beschreibung verstehen, dass ein Überwachen hinsichtlich des
Empfangs einer individuellen Plantabelle (Block 502), Aufnehmen
der individuellen Plantabelle (Block 504), Vergleichen
der Systemzeit (Block 506) und Ersetzen von Ausführungstabelleneinträgen (Block 510)
wie in 17 gezeigt, nacheinander
ausgeführt
werden kann oder alternativ parallel ausgeführt werden kann. Beispielsweise
könnte
das Erkennen des Empfangens einer individuellen Plantabelle (Block 502)
eine interrupt-gesteuerte Aufgabe sein, die von einem Vergleichen
der Systemzeit (Block 506) und einem Ersetzen von Ausführungstabelleneinträgen (Block 510)
vollständig
unabhängig
ist. Außerdem
kann es beispielsweise sein, dass ein Aufnehmen einer empfangenen
Plantabelle (Block 504) nicht notwendig in einem Schritt
ausgeführt
wird, sondern als eine Hintergrundaufgabe in, sagen wir, einem Systemknoten,
der zur Parallelverarbeitung oder zum Time-Sharing zwischen Aufgaben
in der Lage ist (z.B. einer Software-Echtzeitausführung) auftreten kann.
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18 illustriert
ein Beispiel davon, wie die Ausführung
eines neuen Systemplans mittels Interaktion von Ausführungstabellen
und zeitgesteuerten Aktualisierungsbe fehlstabellen auftritt. Für dieses
Beispiel sind eine Knoten-zu-Knoten-Routing-Ausführungstabelle 520 und
eine Knoten-zu-Knoten-Routing zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle 522 dargestellt
(siehe Tabellen II.a und II.b), wie sie von einem Satelliten 12 (1) verwendet werden).
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Zu einer ersten Zeit arbeitet ein
Satellit 12 ( 1)
gemäß der Knoten-zu-Knoten-Routing-Ausführungstabelle 520.
Wenn Daten mit einer spezifizierten Zielknoten-ID von diesen Satelliten 12 (1) empfangen werden, routet
der Satellit 12 (1)
die Daten an den Zielknoten über
die Primärverbindung,
die in der Knoten-zu-Knoten-Routing-Ausführungstabelle 520 für diesen
Zielknoten spezifiziert ist. Wenn beispielsweise Daten von dem Satelliten 12 (1) mit der Knoten-ID 2 als
das Ziel empfangen werden, routet der Satellit 12 (1) die Daten an den "rückwärtigen" Satelliten, falls die Primärverbindung
funktioniert. Falls die Primärverbindung
nicht funktioniert, werden die Daten gemäß der alternativen Verbindungsbezeichnung
nach "rechts" geroutet.
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Wenn die Systemzeit 524,
23:00:03 von Tag 365 erreicht, wird der Eintrag in der
Knoten-zu-Knoten-Routing Ausführungstabelle 520,
die der Knoten-ID 2 entspricht, mit Informationen in dem nächsten Eintrag
der zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle 522 überschrieben.
Die Primärverbindung
wird sich daher von "rückwärts" nach "rechts" ändern, und die Alternativverbindung
wird sich von "rechts" nach "vorwärts" ändern. Die Knoten-zu-Knoten
zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle 522 existiert
wünschenswerterweise
in eine chronologisch geordneten FIFO-Queue. In 18 repräsentiert der Bereich 526 der
zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle 522 die letzten
vier Einträge
des Satellitenbereichs des aktuellen ausgeführten Systemplans.
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Wenn eine Knoten-zu-Knoten-Routing
individuelle Plantabelle 528, welche den Bereich des Satelliten eines
neuen Systemplans repräsentiert,
von dem Satelliten 12 (1)
empfangen wird, wird die neue zeitgesteuerte Aktualisierungsbefehlstabelle 528 an
den Bereich 526 der aktuell ausgeführten zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle
in der FIFO-Queue 522 angehängt. Wenn der Satellit 12 (1) eine Knoten-zu-Knoten-Routing
individuelle Plantabelle, welche einen Satellitenbereich einer Umplanung
des aktuell ausgeführten
Ausführungsplanes
repräsentiert,
empfängt,
ersetzt der Satellit 12 (1)
von der Umplanung betroffene Einträge in der aktuell ausgeführten zeitgesteuerten
Aktualisierungstabelle 522. Es kann beispielsweise sein,
dass die Umplanung lediglich eine Modifikation eines zeitgesteuerten
Aktualisierungseintrages entsprechend der Zeit 1:33:47 von Tag 1
erfordert. Lediglich dieser Eintrag dieser zeitgesteuerten Aktualisierungsbefehlstabelle 522 wird
modifiziert.
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Wie oben beschrieben ist ein Satellit 12 (1) in der Lage, Daten auf
Grundlage einer Knoten-zu-Knoten-Routing-Ausführungstabelle
zu routen. Außerdem
ist ein Satellit 12 (1)
in der Lage, Daten zu "screenen", welche nicht autorisiert
sind, auf das Kommunikationssystem zuzugreifen. Systemdaten und Teilnehmerdaten
enthalten wünschenswerterweise "Header-Informationen", die ein Satellit 12 (1) lesen kann, um zu bestimmen,
ob diese Daten autorisiert sind, mittels des Kommunikationssystems
geroutet zu werden. Wenn von einem Satelliten 12 (1) emp fangene Daten keine
Headerinformationen oder ungültige Headerinformationen
enthalten, kann der Satellit 12 (1) entscheiden, diese Daten nicht mittels
des Systems zu routen. Wenn die von einem Satelliten 12 (1) empfangenen Daten gültige Headerinformationen enthalten,
kann der Satellit 12 (1)
die Daten mittels des Kommunikationssystems gemäß der Knoten-zu-Knoten-Routing-Ausführungstabelle
routen.
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Es ist aus mehreren Gründen wünschenswert,
die Daten zu screenen. Ein Grund ist es, unautorisierte Personen
von Piraterie bzgl. Systemressourcen als Mittel, eigene Daten zu
kommunizieren, abzuhalten. Um diesen Missbrauch zu stoppen, kann
jeder Systemknoten in die Headerinformationen von Daten, die er
sendet, einen Zugriffscode einschließen. Die Satelliten 12 (1) können eine Liste gültiger Zugriffscodes
enthalten, was es gestatten wird, zu bestimmen, ob die Daten autorisiert
sind, mittels des Systems geroutet zu werden.
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Die Verwendung von Zugriffscodes
kann auch anderen potentiellen Systemmissbrauch stoppen. Jede SU 26 (1) kann Headerinformationen
senden, welche ihren eigenen, eindeutigen Zugriffscode enthalten. Systembenutzer,
die ihre Autorisierung zur Benutzung des Systems verloren haben
(z.B. aufgrund des Versäumnisses
ihre Benutzergebühren
zu bezahlen), können
von dem Satelliten 12 (1)
für ein
Zugriff auf das System gesperrt werden.
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Neben Zugriffscodes können die
Headerinformationen außerdem
die Zieladresse der Daten (für
Knoten-zu-Knoten-Routing-Bestimmungen),
die Zugriffspriorität
des Systemknotens, welcher die Daten sendet (um festzustellen, ob
diese Zugriffspriorität
von der Zelle bedient wird), die geogra phische Position des Systemknotens,
welcher die Daten sendet, etc. enthalten.
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Es wurde daher ein verbessertes Verfahren
und Gerät
zur Ressourcenverwaltung in einem zellularen Netzwerk beschrieben,
welches bestimmte Probleme überwindet
und im Vergleich zu Verfahren und Mechanismen nach dem Stand der
Technik bestimmte Vorteile erfüllt.
Die Verbesserungen gegenüber
bekannten Techniken sind signifikant. Die Fehlverwendung von Ressourcen
wird vermieden, und die Systemleistung wird gesteigert. Ressourcenverwaltungspläne werden
einfacher und schneller berechnet.
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Die vorangehende Beschreibung der
speziellen Ausführungsbeispiele
offenbart die allgemeine Natur der Erfindung so vollständig, das
andere durch Anwendung gängigen
Wissens solche spezielle Ausführungsbeispiele
einfach modifizieren oder für
verschiedene Anwendungen anpassen können ohne sich von dem gattungsbildenden
Konzept zu entfernen, und solche Anpassungen und Modifikationen
sollten daher und sind bestimmt, in der Bedeutung und im Bereich
von äquivalenten
der offenbarten Ausführungsbeispiele
enthalten zu sein.
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Es soll verstanden werden, dass die
hier verwendete Ausdrucksweise oder Terminologie dem Zweck der Beschreibung
dient und keine Beschränkung
darstellt. Entsprechend soll die Erfindung all solcher Alternativen,
Modifikationen, Äquivalente
und Variationen umfassen, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.