DE19720720A1

DE19720720A1 - Kommunikationssystem und -verfahren für geosynchrone Satelliten

Info

Publication number: DE19720720A1
Application number: DE19720720A
Authority: DE
Inventors: Raymond Joseph Ing Leopold; Dennis Paul Ing Diekelman
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1997-12-11
Also published as: GB2313743B; GB2313743A; US6226493B1; FR2749458B1; FR2749458A1; GB9708373D0; JPH1065593A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Satellitensyste me, und insbesondere Satelliten-Kommunikationssysteme, welche geosynchrone Satelliten einsetzen.

Internationale Regelungen bestimmen die Anordnung und Sta tionserhaltung für geosynchrone Satelliten. Diese Regelungen erfordern es, daß der Bodenpfad eines geosynchronen Satel liten den Äquator nur innerhalb eines Toleranzfensters oder "Umlaufbahnschlitzes" schneidet, welches bzw. welcher dem Satelliten zugeordnet ist. Typischerweise ist jeder Umlauf bahnschlitz über einem einzigen Längengrad zentriert, und ist in bezug auf die Zentrumsposition durch ± 0,05° bis ± 0,1° Länge festgelegt. Momentan sind Umlaufbahnschlitze alle zwei Längengrade zentriert (so daß um die Erde herum 180 Schlitze vorhanden sind). Diese Trennung trägt dazu bei, sicherzustellen, daß von in benachbarten Umlaufbahnschlitzen angeordneten Satelliten ausgesandte Signale sich gegenseitig nicht wesentlich stören.

Die begrenzte Verfügbarkeit von Umlaufbahnschlitzen fordert Satellitenkonstrukteure dazu heraus, geosynchrone Satelliten zu entwerfen, welche die höchstmögliche Datenübertragungs kapazität aufweisen. Die Kapazität eines geosynchronen Satel liten ist typischerweise proportional zur Größe des Satel liten, und durch den momentanen Stand der Technik begrenzt. Große geosynchrone Satelliten nach dem Stand der Technik sind teuer, sowohl in Hinblick auf die Baukosten als auch ihren Transport in die Umlaufbahn. Infolge dieser Kosten ist es typischerweise nicht möglich, geosynchrone Satelliten häufig zu ersetzen, welche infolge unzureichender Abmessungen und/ oder veralteter Technik eine zu geringe Gesprächsübertragungs kapazität aufweisen.

Bei einigen Systemen nach dem Stand der Technik werden mehre re geostationäre Satelliten innerhalb eines einzigen Umlauf bahnschlitzes angeordnet, um die Gesprächsübertragungskapazi tät des Systems innerhalb dieses Schlitzes zu erhöhen. Dies wird als gemeinsame Anordnung bezeichnet. Beispielsweise wer den mehrere geostationäre Astra-Satelliten innerhalb eines Um laufbahnschlitzes betrieben, der auf 19,2° Ost zentriert ist. Das US-Patent Nr. 5 506 780 (Montenbruck et al.) beschreibt ebenfalls ein geostationäres Satellitensystem, welches mehre re, zusammen angeordnete Satelliten aufweist. In diesem Zusam menhang werden zwei zusammen angeordnete Satelliten als ein ander "benachbart" angesehen, wenn sich keine anderen Satel liten zwischen diesen beiden Satelliten befinden. Zwei Satel liten sind daher "nicht benachbart", wenn sich zwischen die sen beiden Satelliten ein anderer Satellit befindet. Ein Satellit, der zwischen zwei zusammen angeordneten Satelliten angeordnet ist, wird hier als "intervenierender" Satellit be zeichnet.

Damit eine Kommunikation zwischen zwei Bodenkommunikations geräten stattfinden kann, die innerhalb nicht überlappender Abdeckungsbereiche unterschiedlicher geostationärer Satelli ten angeordnet sind, müssen Signale zum ersten Satelliten heraufgeschickt werden, dann herunter zu einer Bodenstation im Sichtbereich beider Satelliten, dann zum zweiten Satelli ten herauf, und schließlich zum anderen Gerät herunter. Der Pfad nach oben und unten von einem einzigen Satelliten wird als "Schenkelrohr" bezeichnet.

Die Verwendung von Schenkelrohrverbindungen führt zu hohen Signalverzögerungen infolge der Entfernung zwischen den Sa telliten und Bodenkommunikationsgeräten. Infolge der großen Entfernung zwischen einem geostationären Satelliten und der Oberfläche der Erde tritt bei einem Funksignal, welches von einem Punkt in der Nähe des Äquators auf der Erde ausgesandt wird, eine Zeitverzögerung von annähernd 120 Millisekunden (ms) auf. Bei Systemen nach dem Stand der Technik wird das Funksignal zu einem anderen Abschnitt des Spektrums verscho ben (nämlich zur Vermeidung gegenseitiger Störungen), und zum Ziel des Signals übertragen. Bei dem Signal tritt daher eine Gesamtverzögerung von zumindest 240 ms auf. Wenn ein Signal über mehrere geostationäre Schenkelrohrverbindungen übertra gen werden muß, steigt die Verzögerung geometrisch an.

Signale, die von Bodengeräten ausgesandt werden, die sich auf höheren Breitengraden befinden, weisen noch größere Zeit verzögerungen auf, da die Entfernung zwischen einem Punkt außerhalb des Äquators und einem geostationären Satelliten größer ist als die Entfernung zwischen einem Punkt in der Nähe des Äquators und dem Satelliten. Unvermeidlich bei Schen kelrohrverbindungen auftretende Verzögerungen machen es wün schenswert, direkte Kommunikationsverbindungen zwischen geo stationären Satelliten zu haben.

Direkte Verbindungen mit schmalen Strahlen zwischen nicht benachbarten, zusammen angeordneten geostationären Satelli ten sind jedoch bei Systemen nach dem Stand der Technik nicht möglich, da intervenierende Satelliten die Sichtverbindung zwischen den nicht-benachbarten Satelliten unterbrechen wür den, und so die Verbindung unterbrechen würden.

Neben erhöhten Zeitverzögerungen treten bei nicht-äquatoria len Signalen auch verschlechterte Signalqualitäten infolge der Krümmung der Erde auf, infolge eines erhöhten Einflusses der Atmosphäre, und aufgrund von Bodenhindernissen, die ent lang der Sichtverbindung zwischen dem Gerät und dem geosta tionären Satelliten angeordnet sind. Oberhalb eines bestimm ten Breitengrades kann tatsächlich ein Bodengerät nicht mit geostationären Satelliten nach dem Stand der Technik kommu nizieren. Grundsätzlich ist der Abdeckungsbereich eines geo stationären Satelliten relativ stark auf einem Bereich in der Nähe des Äquators fixiert. Diese Begrenzung ist ungünstig, da die Flächen mit den höchsten Gesprächsanforderungen nicht mit dem Äquator zusammenfallen.

Erforderlich sind ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche es ermöglichen, die Datenübertragungskapazität innerhalb ei nes bestimmten geosynchronen Umlaufbahnschlitzes in bezug auf die Anforderungen zu erhöhen, und entsprechend dem heuti gen Stand der Technik. Weiterhin sind ein Verfahren und eine Vorrichtung erforderlich, welche die Signalverzögerung für zusammen angeordnete geostationäre Satelliten verringern kön nen, indem ermöglicht wird, daß nicht-benachbarte, zusammen angeordnete geostationäre Satelliten direkt miteinander ohne Unterbrechung durch intervenierende Satelliten kommunizieren. Weiterhin sind ein Verfahren und eine Vorrichtung dazu nötig, die Signalverzögerung zu verringern, während die Signalqua lität für Bodengeräte verbessert wird, die sich auf hohen Breitengraden befinden, und unter Verwendung geosynchroner Satelliten kommunizieren. Zusätzlich sind ein Verfahren und eine Vorrichtung dazu nötig, die Abdeckfläche geosynchroner Satellitensysteme so zu vergrößern, daß Bodengeräte auf hohen Breitengraden eingeschlossen sind, die momentan keine geosynchronen Satellitendienste empfangen können. Weiterhin sind ein Verfahren und eine Vorrichtung dazu nötig, die Ka pazität geosynchroner Satelliten für geographische Bereiche außerhalb des Äquators zur Verfügung zu stellen. Weiterhin werden ein Verfahren und eine Vorrichtung dazu benötigt, eine globale Kommunikationsabdeckung unter Verwendung geosynchro ner Satelliten zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein geosynchrones Satellitennetzwerk, welches mehre re Satelliten in geneigten Umlaufbahnen verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 ein geosynchrones Satellitennetzwerk, welches mehre re Satelliten in einer geneigten, elliptischen Um laufbahn verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein geosynchrones Satellitennetzwerk, welches mehre re, zusammen angeordnete Satelliten verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein geosynchrones Satellitennetzwerk, welches mehre re, zusammen angeordnete Satelliten in gestörten Um laufbahnen verwendet, gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein geosynchrones Satellitennetzwerk, welches mehre re, zusammen angeordnete Satelliten in gestörten Um laufbahnen verwendet, gemäß einer alternativen Aus führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines geosynchronen Satelliten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Gateways gemäß einer be vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Satellitenkommunikations geräts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer drahtlosen Kommunikations einheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Verfahren zum Aussetzen eines geosynchronen Satellitennetzwerks gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ein Verfahren zum Leiten von Information durch ein geosynchrones Satellitennetzwerk gemäß einer bevor zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Verfahren zur Übergabe einer Kommunikationsein heit zwischen geneigten geosynchronen Satelliten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung; und

Fig. 14 ein Verfahren zur Einrichtung von Kreuzverbindungen zwischen Satelliten eines geosynchronen Satelliten netzwerks gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Er findung ermöglichen eine Vergrößerung der Datenübertragungs kapazität innerhalb eines bestimmten geosynchronen Umlauf bahnschlitzes in bezug auf die Anforderungen und entsprechend dem momentanen Stand der Technik. Das Verfahren und die Vor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung verringern darüber hinaus die Signalverzögerung für zusammen angeordnete geosta tionäre Satelliten dadurch, daß sie es ermöglichen, daß nicht- benachbarte, zusammen angeordnete geostationäre Satelliten direkt miteinander kommunizieren, ohne Unterbrechung durch intervenierende Satelliten. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verringern darüber hinaus die Signalverzögerung, während sie die Signalqualität für Bodengeräte verbessern, die sich an hohen Breitengraden be finden, und die unter Verwendung geosynchroner Satelliten kommunizieren. Zusätzlich erhöhen das Verfahren und die Vor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Abdeckungsflä che geosynchroner Satellitensysteme, so daß Bodengeräte an hohen Breitengraden eingeschlossen sind, die momentan keine stationären Satellitendienste empfangen können.

Weiterhin stellen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung selektiv Kapazität geosynchroner Satelliten für geographische Bereiche außerhalb des Äquators zur Verfügung. Darüber hinaus sorgen das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für eine globale Kommunikationsabdeckung unter Verwendung geosynchroner Satel liten.

Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden nachstehend noch im einzelnen erläutert. Kurz gefaßt werden die voranstehend aufgeführten Vorteile der vorliegen den Erfindung dadurch erzielt, daß mehrere geosynchrone Satel liten zusammen entlang einem gemeinsamen Bodenpfad angeord net werden, und Kreuzverbindungen zwischen den Satelliten zur Verfügung gestellt werden. Kreuzverbindungen zwischen geosyn chronen Satelliten stellen dem System Netzwerkfähigkeit zwi schen Satelliten zur Verfügung, und verringern Signalverzöge rungen. Darüber hinaus kann die Datenübertragungskapazität eines Netzwerks in bezug auf die Anforderungen dadurch erhöht werden, daß zusätzliche Satelliten entlang dem gemeinsamen Bodenpfad ausgesetzt werden.

Für Bodengeräte, die sich auf hohen Breitengraden befinden, wird die Signalverzögerung dadurch verringert, daß mehrere geosynchrone Satelliten zur Verfügung gestellt werden, die Umlaufbahnen aufweisen, die in bezug auf den Äquator geneigt angeordnet sind. Dies führt dazu, daß jeder Satellit inner halb seines Bodenpfades höhere Breitengrade erreicht, wodurch die Entfernung zu Geräten an hohen Breitengraden verringert wird. Darüber hinaus führen die geneigten Umlaufbahnen dazu, daß die geosynchronen Satelliten Dienste für Bodengeräte an Breitengraden zur Verfügung stellen, die von Systemen nach dem Stand der Technik nicht bedient werden konnten. Eine er höhte Netzwerkkapazität kann in außerhalb des Äquators gele genen Bereichen (also entweder der Nord- oder Südhalbkugel) dadurch eingestellt werden, daß die geneigten Umlaufbahnen exzentrisch ausgebildet werden. Eine globale Abdeckung wird dadurch erzielt, daß mit mehreren Satelliten arbeitende geo synchrone Netzwerke miteinander verbunden werden, die sich in unterschiedlichen Umlaufbahnschlitzen befinden.

Fig. 1 zeigt ein geosynchrones Satellitennetzwerk 10, welches mehrere Satelliten 16 verwendet, gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. Das Netzwerk 10 ent hält Satelliten 16, welche um die Erde 12 auf solche Art und Weise umlaufen, daß der Bodenpfad 18 der Satelliten 16 in be zug auf den Äquator 14 symmetrisch ist.

Die Satelliten 16 sind geosynchrone Satelliten, deren Boden pfad 18 den Äquator innerhalb eines gemeinsamen Umlaufbahn schlitzes 32 schneidet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Satelliten 16 Neigungswinkel auf, die größer als ein Nominalwert sind (also kleiner als einige wenige Grade), so daß die Satelliten 16 Breitengrade erreichen können, die deutlich höher liegen als jene, die von geostationären Satel liten nach dem Stand der Technik erreicht werden. Unter Ver wendung einer derartigen geneigten Umlaufbahn bewegt sich der geosynchrone Satellit in den Kommunikationsbereich von Orten an höheren Breitengraden auf der Oberfläche der Erde und aus diesem Kommunikationsbereich heraus. Fig. 1 zeigt, daß der Bodenpfad 18 der Satelliten 16 Breitengrade im Bereich der Breitengrade 40 bis 42 erreichen kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Umlaufbahnen für jeden Satelliten 16 um denselben Winkel geneigt. Bei alternativen Ausführungsformen können die Umlaufbahnen für den Satelliten 16 um unterschiedliche Winkel geneigt sein, was zu Satelliten führt, die unterschiedlichen Bodenpfaden folgen, obwohl jeder Bodenpfad den Äquator innerhalb dessel ben Umlaufbahnschlitzes schneidet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Sa telliten 16 in Umlaufbahnen, welche dazu führen, daß die Satelliten 16 einem nahezu identischen Bodenpfad 18 folgen. Die Satelliten 16 werden so in ihren Umlaufbahnen angeordnet, daß sie an sich ändernden Punkten entlang dem Bodenpfad 18 verteilt sind. Bei einer Ausführungsform weisen die Satelli ten 16 in ihren Umlaufbahnen die gleiche Phase auf. Dies bedeutet, daß die Satelliten 16 gegeneinander um einen Wert von 360°, geteilt durch die Anzahl an Satelliten 16, phasen verschoben sind. Bei fünf Satelliten, wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Satelliten 16 voneinander um 360/5° bezüglich der Phase getrennt, also 72°. Der rechte Aufstieg der Aufstiegs knoten für jeden Satelliten 16 wäre daher um 72° getrennt.

Bei alternativen Ausführungsformen müssen die Satelliten 16 nicht durch eine gleiche Phase getrennt sein. Wenn beispiels weise die Gesprächsübertragungskapazität des Netzwerks 10 in folge erhöhter Gesprächsanforderungen vergrößert werden muß, könnten zusätzliche Satelliten in Umlaufbahnen ausgesetzt werden, bei welchen die zusätzlichen Satelliten ebenfalls den Bodenpfad 18 aufweisen. Jeder zusätzliche Satellit könnte in einer Phase ausgesetzt werden, welche ihn auf irgendeinen Punkt entlang dem Bodenpfad 18 setzt. Es gibt keine physika lische Notwendigkeit dafür, daß die Satelliten 16 beim Aus setzen eine gleiche Phase aufweisen, oder wenn zusätzliche Satelliten dem Netzwerk 10 hinzugefügt werden.

Satelliten mit ungleicher Phase können ungleichförmige, zeit abhängige Gesprächsübertragungskapazität über das gesamte Kommunikationsnetzwerk erzeugen. Diese ungleichförmige Kapa zität könnte zeitlich so gesteuert werden, daß eine höhere oder niedrigere Kapazität an bestimmten Ortszeiten des Tages in bestimmten Bereichen zur Verfügung gestellt wird. Wenn bei spielsweise ein neuer Satellit dem Netzwerk hinzugefügt wird, der in bezug auf die anderen Satelliten keine gleiche Phase aufweist, wird dem Netzwerk für Flächen im Bereich des Punk tes auf dem Bodenpfad Kapazität hinzugefügt, auf welchem sich der neue Satellit befindet. Die Anordnung des neuen Satelli ten entlang dem Bodenpfad kann so geplant werden, daß die erhöhte Kapazität einer Fläche zur Verfügung gestellt wird, die zu einer bestimmten Tageszeit einen hohen Gesprächsbedarf hat.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kommunizieren die Satel liten 16 miteinander über Querverbindungen (Kreuzverbindungen) 30, die Funkfrequenzverbindungen (RF), optische Verbindungen oder Laserverbindungen sein können. Eine Querverbindung 30 kann zwischen jeweils zwei Satelliten 16 eingerichtet werden, die sich im selben Umlaufbahnschlitz befinden, und im gegen seitigen Kommunikationsbereich liegen. Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen kann eine "Querschlitz"-Verbindung (nicht ge zeigt) zwischen einem Satelliten 16 eingerichtet werden, der sich innerhalb eines Umlaufbahnschlitzes befindet, und einem Satelliten (nicht gezeigt), der sich in einem unterschiedli chen Umlaufbahnschlitz (nicht gezeigt) befindet, oder sich in einer nicht-geosynchronen Umlaufbahn befindet. Eine Kombi nation von Querverbindungen 30 und Querschlitzverbindungen ermöglicht es dem Netzwerk 10, eine globale Kommunikations abdeckung zur Verfügung zu stellen. Das Netzwerk 10 kann bei spielsweise ein Teil eines größeren Hybridsystems sein, wel ches irgendeine Kombination geosynchroner und nicht-geosyn chroner Satelliten verwendet, die durch Querverbindungen 30 und Querschlitzverbindungen verbunden sind.

Jeder Satellit 16 weist eine zugeordnete Abdeckungsfläche 20 auf, innerhalb derer der Satellit 16 mit Kommunikationsgerä ten kommunizieren kann, die sich auf oder in der Nähe der Oberfläche der Erde 12 befinden. Satelliten 16 kommunizieren mit Bodengeräten, beispielsweise der Bodenstation 22 und der Kommunikationseinheit 24, über eine Abwärtsverbindung 26 bzw. 28. Die Verbindungen 26, 28 können beispielsweise Funkver bindungen, optische Verbindungen und/oder Laserverbindungen sein, und können dieselben oder unterschiedliche Bänder des Spektrums verwenden.

Die Bodenstation 22 kann beispielsweise eine Steuereinrich tung oder eine umschaltende Gateway-Einrichtung sein. Eine Steuereinrichtung führt Netzwerksteuerfunktionen durch, und wird mit weiteren Einzelheiten im Zusammenhang mit Fig. 7 be schrieben. Ein Gateway ermöglicht es dem Satelliten 16, Nach richten mit einem oder mehreren unterschiedlichen Netzwerken (nicht gezeigt) auszutauschen, beispielsweise einem terres trischen Landleitungs-Kommunikationsnetzwerk oder einem zel lulären Kommunikationsnetzwerk, oder aber einem anderen Sa tellitennetzwerk. Ein Gateway wird mit weiteren Einzelheiten im Zusammenhang mit Fig. 8 beschrieben.

Die Kommunikationseinheit 24 kann beispielsweise ein zellu läres Telefon sein, ein Funkfrequenzgerät, ein Personenruf gerät, oder ein Daten-Sende/Empfangs-Gerät (beispielsweise ein Videodaten-Sende/Empfangs-Gerät), welches mit dem Satel liten 16 eine Simplex- oder Duplex-Kommunikation durchführen kann. Die Kommunikationseinheit 24 kann eine oder mehrere bewegliche Antennenschüsseln dazu verwenden, die Satelliten 16 zu verfolgen, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 9 noch er läutert wird. Alternativ hierzu kann die Kommunikationsein heit 24 eine für alle Richtungen geeignete Antenne aufweisen, welche die Satelliten 16 nicht verfolgen muß.

Fig. 1 zeigt fünf Satelliten 16, obwohl mehr oder weniger Satelliten eingesetzt werden können, bis herunter zu zwei Satelliten, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine ungerade Anzahl an Satelliten in dem Netzwerk 10 eingesetzt (insbesondere wenn die Anzahl an Satelliten klein ist), so daß Satelliten 16 mit gleicher Phase nicht gleichzeitig den Äquator überqueren. Hierdurch wird die Möglichkeit ausgeschal tet, daß Satelliten über dem Äquator zusammenstoßen können. Das Netzwerk 10 kann auch eine gerade Anzahl an Satelliten verwenden, soweit man sich um die Vermeidung von Zusammen stößen und der gegenseitigen Störungen von Abwärtsverbindun gen kümmert. Es hat sich herausgestellt, daß eine so geringe Anzahl wie drei Satelliten eine wesentlich größere Abdeckungs fläche zur Verfügung stellt, als mit einem einzigen, geosta tionären Satelliten erzielt werden kann. Bei einem Netzwerk, welches fünf oder mehr geosynchrone Satelliten verwendet, hat sich herausgestellt, daß dieses eine hervorragende Ab deckung zur Verfügung stellt.

Fig. 2 zeigt ein geosynchrones Satellitennetzwerk 100, wel ches mehrere Satelliten 116 in einer geneigten, elliptischen Umlaufbahn verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung. Das Netzwerk 100 weist Sa telliten 116 auf, welche um die Erde 12 so umlaufen, daß der Bodenpfad 118 des Satelliten 116 in bezug auf den Äquator 14 asymmetrisch ist. Fig. 2 zeigt fünf Satelliten 116, obwohl mehr oder weniger Satelliten verwendet werden können, bis herunter zu zwei Satelliten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Satelliten 116 geosynchrone Satelliten, welche Neigungswinkel aufwei sen, die größer als ein Nominalwert sind, so daß die Satel liten 116 Breitengrade erreichen können, die wesentlich höher liegen als jene, die von geostationären Satelliten nach dem Stand der Technik erreicht werden. Bei einer bevorzugten Aus führungsform sind die Umlaufbahnen für jeden Satelliten 116 um denselben Winkel geneigt. Bei alternativen Ausführungsfor men sind die Umlaufbahnen der Satelliten 116 in unterschied lichen Winkeln geneigt, was zu Satelliten führt, welche un terschiedlichen Bodenpfaden folgen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Satelliten 116 in Umlaufbahnen angeordnet, welche dazu führen, daß die Satelliten 116 einem nahezu identischen Bodenpfad 118 folgen. Wie bei dem im Zusammenhang mit Fig. 1 geschilderten Netz werk weisen die Satelliten 116 eine solche Phase in ihren Um laufbahnen auf, daß sie an sich ändernden Punkten entlang dem Bodenpfad 118 angeordnet sind. Die Satelliten 116 können in ihren Umlaufbahnen eine gleiche oder ungleiche Phase aufwei sen.

Jeder Satellit 116 weist eine zugeordnete Abdeckungsfläche 120 auf, innerhalb derer ein Satellit 116 mit Geräten kommu nizieren kann, die sich an der oder in der Nähe der Oberflä che der Erde 12 befinden. Die Satelliten 116 kommunizieren mit Bodengeräten, beispielsweise einer Bodenstation 122 und einer Kommunikationseinheit 124, über eine Abwärtsverbindung 126 bzw. 128. Die Verbindungen 126, 128 können beispielswei se Funkverbindungen, optische Verbindungen und/oder Laserver bindungen sein, und können dieselben oder unterschiedliche Bänder des Spektrums verwenden. Die Bodenstation 122 und die Kommunikationseinheit 124 wurden bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.

Der Bodenpfad 118 bildet ein Tränentropfenmuster infolge der elliptischen Natur der Umlaufbahnen der Satelliten 116 aus. Die Form des Bodenpfades 118 ermöglicht es dem Netzwerk 100, eine größere Abdeckung entweder auf der Nordhalbkugel oder der Südhalbkugel zur Verfügung zu stellen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind momentan drei Satelliten 116 an Breitengra den oberhalb des Äquators 14 angeordnet, wogegen sich zwei Satelliten 116 an Breitengraden unterhalb des Äquators 14 befinden. Darüber hinaus liegen die oberhalb des Äquators 14 angeordneten Satelliten 116 räumlich näher beieinander, was dazu führt, daß sich ihre Abdeckungsflächen 120 im wesentli chen überlappen. Die Bodengeräte 126, 128 können daher unter Verwendung irgendeines der drei Satelliten 116 kommunizieren, die sich auf der Nordhalbkugel befinden. In geographischen Bereichen, die von mehreren Satelliten 116 bedient werden, wird die Gesprächsübertragungskapazität vergrößert, und kön nen höhere Gesprächsanforderungen bedient werden.

Die dargestellte Anordnung ermöglicht es dem Netzwerk 100, seine Gesprächsübertragungskapazität auf die Nordhalbkugel zu konzentrieren. Unter Verwendung elliptischer Umlaufbahnen mit unterschiedlicher Orientierung kann das Netzwerk 100 sei ne Gesprächsübertragungskapazität auch auf der Südhalbkugel konzentrieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kommunizieren die Sa telliten 116 miteinander über Querverbindungen 130, die Funk frequenzverbindungen, optische Verbindungen und/oder Laser verbindungen sein können. Eine Querverbindung 130 kann zwi schen irgendwelchen zwei Satelliten 116 eingerichtet werden, welche demselben Bodenpfad folgen, und im gegenseitigen Kom munikationsbereich liegen. Bei anderen bevorzugten Ausfüh rungsformen kann eine Querschlitzverbindung (nicht gezeigt) zwischen einem Satelliten 116, der einem Bodenpfad 118 folgt, und einem (nicht gezeigten) Satelliten eingerichtet werden, der einem unterschiedlichen Bodenpfad folgt, einschließlich eines Satelliten in einer nicht-geosynchronen Umlaufbahn.

Das Netzwerk 100 kann ein Teil eines größeren Hybridsystems sein, welches irgendeine Kombination geosynchroner und nicht- geosynchroner Satelliten verwendet, die durch Querverbindun gen 130 und Querschlitzverbindungen verbunden sind.

Eine elliptische, geosynchrone Satellitenumlaufbahn wurde in dem US-Patent Nr. 4 943 808 (Dulck et al.) beschrieben. In dem System von Dulck stellt ein einziger geosynchroner Satel lit eine Abdeckung innerhalb eines im wesentlichen dreiecki gen Abdeckungsbereichs zur Verfügung, der durch die ellipti sche Umlaufbahn festgelegt ist. Andere Satelliten können da zu verwendet werden, eine Abdeckung in unterschiedlichen Be reichen zur Verfügung zu stellen. Das System von Dulck ver wendet nicht mehrere Satelliten zur Abdeckung eines bestimm ten Bereichs, und verwendet auch keine Querverbindungen zwi schen Satelliten. Das System von Dulck ist daher nicht dazu fähig, adaptiv die Netzwerkkapazität zu vergrößern, noch kann es Signalverzögerungen verringern, die unvermeidlich bei Schenkelrohrsystemen auftreten.

Fig. 3 zeigt ein geosynchrones Satellitennetzwerk 140, wel ches mehrere, zusammen angeordnete Satelliten 151-154 ver wendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Die Satelliten 151-154 sind in einer Um laufbahn 150 um die Erde 12 herum angeordnet, und sind zusam men innerhalb eines Umlaufbahnschlitzes 156 angeordnet, der ein den Regelungen entsprechendes Toleranzfenster bildet. Ob wohl in Fig. 3 vier Satelliten 151-154 gezeigt sind, können mehr oder weniger Satelliten eingesetzt werden, bis herunter zu zwei Satelliten.

Da die Satelliten 151-154 innerhalb des Umlaufbahnschlitzes 156 bleiben müssen, sind die Winkelentfernungen zwischen den Satelliten 151-154 äußerst gering (beispielsweise einige wenige Hundertstel eines Grades). Obwohl die Satelliten 151 - 154 entlang einer kreisförmigen Umlaufbahn angeordnet sind, führt ihre Nähe zueinander dazu, daß ihre Orientierung so ist, daß sie nahezu auf einer Linie liegen.

Querverbindungen zwischen benachbarten Satelliten 151-154 ermöglichen es dem Netzwerk 140, daß es Netzwerkfähigkeiten aufweist, und führen auch zur Verringerung von Verzögerungen, die unvermeidlich bei Schenkelrohrverbindungen auftreten. Die nahezu ko-lineare Orientierung der Satelliten 151-154 führt jedoch zu Schwierigkeiten bei der Einrichtung und Aufrecht erhaltung von Querverbindungen, insbesondere von Schmalband- Querverbindungen, zwischen nicht-benachbarten Satelliten. Wenn beispielsweise versucht wird, eine Schmalband-Querver bindung zwischen nicht-benachbarten Satelliten 151 und 153 einzurichten, so wird es wahrscheinlich, daß der intervenie rende Satellit 152 die Querverbindung verdeckt. Die Fig. 4 und 5 zeigen Netzwerkanordnungen, welche das Problem blockier ter Querverbindungen zwischen nicht-benachbarten Satelliten überwinden.

Fig. 4 zeigt ein geosynchrones Satellitennetzwerk 160, wel ches mehrere, zusammen angeordnete Satelliten 171-174 in gestörten Umlaufbahnen verwendet, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 3 gezeigt sind die Satelliten 151-154 auf der Umlaufbahn 170 um die Erde herum verteilt angeordnet, und sind zusammen in nerhalb eines Umlaufbahnschlitzes angeordnet. Die Umlaufbah nen des Satelliten 172 und 173 sind allerdings absichtlich leicht gestört, um das Problem blockierter Querverbindungen auszuschalten.

Der Satellit 172 ist so dargestellt, daß er dem Bodenpfad 176 in Richtung 177 des Gegenuhrzeigersinns folgt. Der Satellit 173 ist so dargestellt, daß er dem Bodenpfad 178 in Richtung 179 des Uhrzeigersinns folgt. Wenn die Satelliten 172 und 173 in ihren Umlaufbahnen eine geeignete Phase auf weisen, wird eine Querverbindung zwischen nicht-benachbarten Satelliten 171 und 173 nicht durch den intervenierenden Satelliten 172 blockiert.

Um die Umlaufbahnstörungen von Fig. 4 zu erreichen, wurde ein kleiner Neigungswinkel (beispielsweise 0,04°) und eine klei ne Exzentrizität (beispielsweise 0,00005) den Umlaufbahnen der Satelliten 172, 173 hinzugefügt. Darüber hinaus wurden die Argumente des Perigäums für die Satelliten 172, 173 auf einen Wert von 270° bzw. 90° eingestellt, um gegensinnig um laufende, ovale Bodenpfade zu erzielen. Schließlich wurde ei ne Phasenverschiebung eingeführt, um die Satelliten 172, 173 voneinander in ihren Umlaufbahnen zu trennen.

Bei alternativen Ausführungsformen können unterschiedliche Kombinationen von Störungen dazu verwendet werden, die Um laufbahnen der Satelliten 172, 173 zu beeinflussen, und/oder können die Störungen bei anderen Satelliten als den Satelli ten 172, 173 angewendet werden, um denselben Effekt des Aus schaltens einer Blockierung zwischen nicht-benachbarten Sa telliten zu erreichen. Beispielsweise können Störungen bei den Satelliten 171 und 173 statt den Satelliten 172 und 173 eingesetzt werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung soll unterschiedliche Kombinationen von Störungen und sich ändern de Anzahlen zusammen angeordneter Satelliten umfassen.

Fig. 5 zeigt ein geosynchrones Satellitennetzwerk 190, wel ches mehrere, zusammen angeordnete Satelliten 181-184 in gestörten Umlaufbahnen verwendet, gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 3 sind die Satelliten 181-184 in einer Umlaufbahn 180 um die Erde herum verteilt, und sind zusammen innerhalb eines Um laufbahnschlitzes angeordnet. Die Umlaufbahnen der Satelli ten 182 und 183 wurden jedoch absichtlich leicht gestört, um das Problem blockierter Querverbindungen auszuschalten.

Die Satelliten 182 und 183 sind so dargestellt, daß sie Bo denpfaden 186 bzw. 188 folgen, welche Muster in Form einer Acht bilden. Wenn die Satelliten 182 und 183 in ihren Umlauf bahnen geeignete Phasen aufweisen, wird eine Querverbindung zwischen nicht-benachbarten Satelliten 181 und 183 nicht durch den intervenierenden Satelliten 182 blockiert.

Ähnlich wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Netzwerk wurde, um die in Fig. 5 dargestellten Umlaufbahnstörungen zu erzielen, ein kleiner Neigungswinkel den Umlaufbahnen der Satelliten 182, 183 hinzugefügt. Allerdings bilden die Bodenpfade 186, 188 die Form einer Acht anstatt oval zu sein, da die Argumen te des Perigäums für die Satelliten 182, 183 so eingestellt wurden, daß sie entgegengesetzte Werte von 0° bzw. 180° auf weisen, und die Exzentrizität der Umlaufbahnen gleich Null ist. Schließlich wurde eine Phasenverschiebung eingeführt, um die Satelliten 182, 183 voneinander in ihren Umlaufbahnen zu trennen.

Bei alternativen Ausführungsformen können unterschiedliche Kombinationen von Störungen dazu verwendet werden, die Um laufbahnen der Satelliten 182, 183 zu erreichen, und/oder können die Störungen bei anderen Satelliten als den Satelli ten 182, 183 vorgesehen werden, um denselben Effekt der Aus schaltung einer Blockierung zwischen nicht-benachbarten Sa telliten zu erzielen.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines geosynchronen Satelli ten 200 (beispielsweise Satelliten 16, 116 in den Fig. 1, 2) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der geosynchrone Satellit 200 wird zum Datenaus tausch zwischen Bodenstationen und Satelliten verwendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der geosynchrone Satellit 200 einen Prozessor 202 und zumindest ein Querver bindungs-Sende/Empfangs-Gerät 204, 206, 208 auf. Für einen geosynchronen Satelliten, der eine Kommunikation mit Boden geräten durchführt, weist der Satellit 200 darüber hinaus ein Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 210 auf.

Der geosynchrone Satellit 200 empfängt Daten von zumindest einem anderen geosynchronen Satelliten über das Querverbin dungs-Sende/Empfangs-Gerät 204, 206, 208. Bei einer bevor zugten Ausführungsform sind die anderen geosynchronen Satel liten entlang einem gemeinsamen Bodenpfad (also in einem ge meinsamen Umlaufbahnschlitz) mit dem Satelliten 200 angeord net, obwohl der geosynchrone Satellit 200 auch Querschlitz verbindungen mit anderen geosynchronen Satelliten aufrecht erhalten kann, die entlang unterschiedlichen Bodenpfaden angeordnet sind, oder mit Satelliten in nicht-geosynchronen Umlaufbahnen.

Wie voranstehend erläutert kann eine Querverbindung eine Funkfrequenzverbindung, eine optische Verbindung oder eine Laserkommunikationsverbindung zwischen zwei Satelliten sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der geosynchrone Satellit 200 mehrere Querverbindungen aufrechterhalten, wenn mehrere andere Satelliten innerhalb des Kommunikationsbe reichs vorhanden sind, obwohl sich die Vorteile der vorlie genden Erfindung auch dann erzielen lassen, wenn der geosyn chrone Satellit 200 nur eine einzige Querverbindung mit ei nem einzigen Querverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 204 unter stützen kann.

Der Prozessor 202 wird dazu eingesetzt, die Querverbindungs- Sende/Empfangs-Geräte 204, 206, 208 und das Abwärtsverbin dungs-Sende/Empfangs-Gerät 210 zu steuern, und darüber hin aus den Weg der Daten zu steuern, die über Querverbindungen und Abwärtsverbindungen empfangen werden. Die Funktion des Prozessors 202 wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 12 noch erläutert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann jeder geosynchro ne Satellit eines bestimmten Netzwerks zumindest eine Ab wärtsverbindung über zumindest ein Abwärtsverbindungs-Sende/ Empfangs-Gerät 210 aufrechterhalten. Bei alternativen Ausfüh rungsformen können einige geosynchrone Satelliten nur dazu verwendet werden, Querverbindungsdaten auf den richtigen Weg zu schicken, und würden keinen Abwärtsverbindungs-Sender/Empfänger erfordern.

Das Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 210 wird dazu ver wendet, Daten mit Bodengeräten auszutauschen, beispielsweise einer Steuereinrichtung, einem schaltenden Gateway, oder einer Kommunikationseinheit. Unterschiedliche Daten an Abwärtsver bindungs-Sende/Empfangs-Geräten 210 können beispielsweise da zu erforderlich sein, mit einem Steuergerät und mit einer Kom munikationseinheits zu kommunizieren.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 300 ge mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung. Das Steuergerät 300 wird dazu verwendet, Operationen des geosynchronen Satellitennetzwerks zu steuern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät 300 einen Prozessor 302 und ein Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 304 auf.

Das Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 304 wird dazu verwendet, Daten an Satelliten zu schicken bzw. von diesen zu empfangen. Empfangene Daten sind beispielsweise Teleme triedaten und/oder Ortsdaten, welche es dem Steuergerät 300 ermöglichen, den Zustand des Netzwerks zu überwachen. Das Steuergerät 300 schickt darüber hinaus Steuerinformation an Satelliten über das Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 304.

Steuerinformation wird von dem Prozessor 302 erzeugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform steuert der Prozessor 302 die Ausbildung von Querverbindungen durch Festlegung von Ver bindungseinstellzeiten, wenn geosynchrone Satelliten sich im Kommunikationsbereich befinden, durch Berechnung der Ausrich tungswinkel von Satelliten-Sende/Empfangs-Geräten, und durch Schicken von Steuerinformation an die Satelliten, so daß die Querverbindungen zu den Verbindungseinstellzeiten eingerich tet werden können. Diese Vorgehensweise wird mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 14 noch genauer erläu tert. Bei alternativen Ausführungsformen können einige oder sämtliche dieser Berechnungen und Steuerfunktionen von den Satelliten statt von dem Steuergerät 300 durchgeführt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Steuergerät 300 auch ein Speichergerät 306 auf, obwohl dies für die vor liegende Erfindung nicht unbedingt erforderlich ist. Das Speichergerät 306 wird vorzugsweise dazu verwendet, den Sa telliten zugeordnete Information zu speichern, beispielswei se Umlaufdaten und Telemetriedaten, die zum Steuern des Netz werks nützlich sind.

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Gateways 400 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Gateway 400 wird als schaltende Schnittstelle zwischen einem geosynchronen Satellitennetzwerk und einem anderen Netzwerk verwendet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Gateway 400 einen Prozessor 402 auf, ein Abwärts verbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 404, und zumindest eine ex terne Netzwerkschnittstelle 406, 408, 410.

Das Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 404 wird dazu verwendet, Daten an Satelliten zu senden oder von diesen zu empfangen. Daten, die vom Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs- Gerät 404 ausgesandt und empfangen werden, umfassen typi scherweise sich auf die Gesprächsdichte beziehende Daten, obwohl auch Steuerdaten ausgetauscht werden können. Sich auf die Gesprächsdichte beziehende Daten können beispielsweise Sprachdaten, Rufeinrichtungs/Abschaltinformation, Abrechnung, Registrierung, und Telemetrieinformation umfassen. Von Satel liten über das Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 404 empfangene Daten wird durch den Prozessor 402 einer Netzwerk schnittstelle 406, 408, 410 zugeführt.

Die Netzwerkschnittstellen 406, 408, 410 dienen zur Verbin dung des Gateways 400 mit anderen Netzwerken, beispielsweise fest verdrahteten Netzwerken auf der Erde, zellulären Netz werken auf der Erde, oder anderen Satellitennetzwerken. Der Gateway 400 kann an ein einziges oder an mehrere andere Netz werke angeschlossen sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Gateway 400 darüber hinaus ein Speichergerät 412 auf, obwohl dies für die vorliegende Erfindung nicht unbedingt erforderlich ist. Das Speichergerät 412 wird vorzugsweise dazu verwendet, In formation zu speichern, welche Systembenutzern zugeordnet ist (beispielweise Registrierung, Haus-Gateway, und/oder Abrechnungsinformation), sowie Information, die zur Durch führung von Leitungsvorgängen für den Datenweg verwendet wird.

Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Satelliten-Kommunika tionsgeräts 500 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 wird dazu verwendet, Information von einem geosynchronen Satellitennetzwerk zu empfangen und an dieses zu schicken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Satelliten- Kommunikationsgerät 500 zumindest zwei Satellitenschüsseln 504, 508 auf, zumindest zwei Schüsselausrichtungsgeräte 506, 510, einen Prozessor 502, und zumindest ein Abwärtsverbin dungs-Sende/Empfangs-Gerät 512. Bei alternativen Ausführungs formen kann das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 nur eine einzige Satellitenschüssel 504 und ein Schüsselausrichtungs gerät 506 aufweisen, oder kann ein einziges Schüsselausrich tungsgerät 506 dazu verwendet werden, die Ausrichtung mehre rer Satellitenschüsseln 504, 508 zu steuern.

Der Prozessor 502 wird zum Steuern des Abwärtsverbindungs- Sende/Empfangs-Geräts 512 und der Schüsselausrichtungsgeräte 506, 508 verwendet. Das Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs- Gerät 512 empfängt Datenpakete, die von den Satellitenschüs seln 504, 508 aufgefangen werden, und schickt Datenpakete an Satelliten über die Satellitenschüsseln 504, 508.

Das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 kann ein Duplexgerät sein oder ein Simplexgerät, welches Signale nur senden oder empfangen kann. Wenn das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 ein Duplexgerät ist, weist das Abwärtsverbindungs-Sende/ Empfangs-Gerät 512 einen Sender und einen Empfänger auf. Wenn das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 ein Simplexgerät ist, welches nur senden kann, weist das Abwärtsverbindungs-Sende/ Empfangs-Gerät 512 nur einen Sender auf. Entsprechend weist, wenn das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 ein Simplexgerät ist, welches nur empfangen kann, das Abwärtsverbindungs-Sende/ Empfangs-Gerät 512 nur einen Empfänger auf.

Die Satellitenschüsseln 504, 508 sind mit Antennen versehen, und werden sowohl zum Auffangen von Signalen von geosynchro nen Satelliten als auch zum Schicken von Signalen an die geo synchronen Satelliten verwendet. Die Schüsselausrichtungs geräte 506, 508 werden dazu verwendet, die Satellitenschüs seln 504, 508 auf die geosynchronen Satelliten auszurichten. Wie voranstehend geschildert folgen bei einer bevorzugten Ausführungsform die geosynchronen Satelliten des Netzwerks Bodenpfaden, welche eine neue Ausrichtung am Erdboden befind licher, gerichteter Empfänger erfordern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden vorzugsweise meh rere Satellitenschüsseln 504, 508 verwendet, so daß das Satel liten-Kommunikationsgerät 500 eine sogenannte "make-before- break"-Übergabe zwischen geosynchronen Satelliten durchführen kann (bei welcher erst die Übergabe erfolgt, und dann die bisherige Kommunikation unterbrochen wird). Die Satelliten schüssel 504 richtet eine Verbindung zu einem ersten geosyn chronen Satelliten ein, und verfolgt diesen Satelliten bei dessen Bewegung in seiner Umlaufbahn. Irgendwann bewegt sich der erste geosynchrone Satellit aus dem Kommunikationsbereich des Satelliten-Kommunikationsgeräts 500 hinaus. Bevor dies auftritt, richtet das Satelliten-Kommunikationsgerät 500 vor zugsweise eine andere Verbindung mit einem zweiten geosyn chronen Satelliten unter Verwendung der Satellitenschüssel 506 ein. Diese Übergabeprozedur wird noch genauer im Zusam menhang mit Fig. 13 erläutert.

Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild einer drahtlosen Kommunika tionseinheit 600 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Kommunikationseinheit 600 wird da zu verwendet, Information von einem geosynchronen Satelliten netzwerk zu empfangen und an dieses zu schicken. Bei einer be vorzugten Ausführungsform weist die Kommunikationseinheit 600 einen Prozessor 602 auf, ein Abwärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 604, sowie eine Benutzerschnittstelle 606.

Die Kommunikationseinheit 600 unterscheidet sich von dem Satelliten-Kommunikationsgerät 500 (Fig. 9) in der Hinsicht, daß die Kommunikationseinheit 600 über das Abwärtsverbin dungs-Sende/Empfangs-Gerät 604 Signale von geosynchronen Satelliten empfangen und/oder an diese schicken kann, ohne die Verwendung einer Satellitenschüssel. Die Kommunikations einheit 600 kann ein Duplexgerät sein, oder ein Simplexgerät, welches nur Signale senden oder empfangen kann. Wenn die Kommunikationseinheit 600 ein Duplexgerät ist, weist das Ab wärtsverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 604 einen Sender und einen Empfänger auf. Wenn die Kommunikationseinheit 600 ein Simplexgerät ist, welches nur senden kann, weist das Abwärts verbindungs-Sende/Empfangs-Gerät 604 nur einen Sender auf. Entsprechend weist, wenn die Kommunikationseinheit 600 ein Simplexgerät ist, welches nur empfangen kann, das Abwärtsver bindungs-Sende/Empfangs-Gerät 604 nur einen Empfänger auf.

Fig. 11 erläutert ein Verfahren zum Aussetzen eines geosyn chronen Satellitennetzwerks gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren beginnt im Schritt 702 damit, daß zumindest ein ursprünglicher Satel lit in einer geosynchronen Umlaufbahn entlang einem gemein samen Bodenpfad ausgesetzt wird. Die Eigenschaften der geo synchronen Umlaufbahn hängen von der Art der Ausbildung des Netzwerks ab. Beispiele für Netzwerkkonfigurationen wurden bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 5 geschildert.

Im Schritt 704 werden die Gesprächsanforderungen untersucht. Die Untersuchung kann beispielsweise auf Telemetrieinforma tion beruhen, die von Satelliten und/oder Gateways empfangen wird, und welche das Ausmaß der Gesprächsdichte angibt, die von dem Netzwerk verarbeitet wird.

Im Schritt 706 wird bestimmt, ob die Gesprächsanforderungen nahe an die Gesprächsübertragungskapazität des Netzwerks her ankommen (beispielsweise ob die Anforderungen die Kapazität erreichen, dieser nahekommt oder diese überschritten haben). Ist dies nicht der Fall, wird eine Schleife durchlaufen, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist.

Wenn die Gesprächsanforderungen nahe an die Gesprächsüber tragungskapazität herankommen, wird der Schritt 708 durchge führt, wodurch zusätzliche Satelliten entlang dem gemeinsamen Bodenpfad ausgesetzt werden. Die zusätzlichen Satelliten er möglichen es dem Netzwerk, seine Gesprächsübertragungskapa zität zu vergrößern. Dann wird wie in Fig. 11 gezeigt eine Schleife durchlaufen.

Nach dem Aussetzen verwenden die Satelliten entlang dem ge meinsamen Bodenpfad Querverbindungen, um Daten untereinander auf den Weg zu schicken. Fig. 12 erläutert ein Verfahren zum Schicken von Information durch ein geosynchrones Satelliten netzwerk gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Das Verfahren beginnt im Schritt 802, wenn ein Satellit ein Datenpaket empfängt. Im Schritt 804 beur teilt der Satellit Wegleitungsinformation, die dem Datenpaket zugeordnet ist.

Im Schritt 806 erfolgt auf der Grundlage der Wegleitungs information eine Bestimmung, ob das Datenpaket zu einem Ziel satelliten geschickt werden soll, der entlang dem gemeinsamen Bodenpfad angeordnet ist. Ist dies der Fall, so wird das Da tenpaket zum Zielsatelliten über eine Querverbindung zwischen dem empfangenden Satelliten und dem Zielsatelliten geschickt.

Wenn der Schritt 806 ergibt, daß das Datenpaket nicht zu einem Satelliten geschickt werden sollte, der entlang dem gemeinsamen Umlaufpfad angeordnet ist, wird bei einer bevor zugten Ausführungsform eine Bestimmung im Schritt 810 getrof fen, ob das Datenpaket zu einem Zielsatelliten geschickt wer den soll, der sich auf einem unterschiedlichen Umlaufpfad befindet, oder aber zu einem Zielsatelliten, der nicht geo synchron ist. Ist dies der Fall, so wird das Datenpaket im Schritt 812 zu dem Zielsatelliten geschickt, der sich nicht auf dem gemeinsamen Bodenpfad befindet. Falls nicht, so wird das Zielpaket im Schritt 814 über eine geeignete Abwärtsver bindung an ein auf dem Boden befindliches Zielgerät geschickt. Dann endet die Prozedur.

Die Schritte 810 und 812 werden nur dann durchgeführt, wenn ein bestimmtes Netzwerk aus geosynchronen Satelliten (bei spielsweise Fig. 1 bis 5) Querschlitzverbindungen mit Satel liten einrichten kann, die nicht entlang dem gemeinsamen Bodenpfad oder innerhalb desselben Umlaufbahnschlitzes ange ordnet sind. Wenn diese Fähigkeit vorhanden ist, kann eine globale Kommunikationsabdeckung unter Verwendung des Verfah rens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung er zielt werden.

Bei Netzwerken, die geneigte Umlaufbahnen aufweisen (bei spielsweise Fig. 1, 2), können sich geosynchrone Satelliten in den Kommunikationsbereich von Bodengeräten hinein und aus diesem heraus bewegen. Vorzugsweise ist zumindest ein geo synchroner Satellit des Netzwerks jederzeit in Sichtverbin dung mit dem Bodengerät. Zu bestimmten Zeiten wird es wün schenswert, eine Kommunikationsverbindung mit einem Boden gerät von einem ersten geosynchronen Satelliten auf einen zweiten geosynchronen Satelliten zu übergeben.

Fig. 13 zeigt ein Verfahren zur Übergabe einer Kommunikations einheit zwischen geneigten geosynchronen Satelliten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren betrifft die Übergabe von Verbindungen zwischen geosynchronen Satelliten und jeglicher Art von Bodengeräten (beispielsweise einer Kommunikationseinheit, einem Gateway, oder einem Steuergerät).

Das Verfahren beginnt im Schritt 902, wenn eine Verbindung zwischen der Kommunikationseinheit und einem ersten geosyn chronen Satelliten eingerichtet wird. Falls erforderlich, führt die Kommunikationseinheit eine Zielverfolgung des ersten Satelliten im Schritt 904 durch, um die Verbindung aufrecht zuerhalten, durch Neuausrichtung einer Antenne auf den ersten Satelliten, wenn sich der erste Satellit in seiner Umlaufbahn bewegt. Eine Zielverfolgung wäre beispielsweise bei einer Kommunikationseinheit nicht erforderlich, die eine für alle Richtungen geeignete Antenne aufweist.

Im Schritt 906 wird bestimmt, ob die Zeit für die Übergabe auf einen anderen geosynchronen Satelliten erreicht wurde oder bald erreicht wird. Der Zeitpunkt zur Übergabe kann bei spielsweise dann erreicht werden, wenn sich der erste Satel lit bald aus dem Kommunikationsbereich der Kommunikations einheit herausbewegt. Alternativ kann der Zeitpunkt für ei ne Übergabe erreicht werden, wenn die Kapazität des ersten Satelliten überschritten ist oder bald überschritten wird. Eine Kommunikationseinheit kann feststellen, daß die Zeit für eine Übergabe gekommen ist, infolge ihrer eigenen Berech nungen, oder durch eine Nachricht, die von einem anderen Ge rät empfangen wird (beispielsweise einem Gateway oder einem Steuergerät). Wenn die Zeit für die Übergabe noch nicht er reicht ist, durchläuft die Prozedur eine Schleife, wie in Fig. 13 gezeigt.

Wenn die Zeit für die Übergabe gekommen ist, richtet die Kommunikationseinheit eine Verbindung mit einem zweiten geo synchronen Satelliten im Schritt 908 ein. Die Einrichtung der zweiten Verbindung erfordert es, daß sich der zweite geo synchrone Satellit innerhalb des Kommunikationsbereichs der Kommunikationseinheit befindet. Bei einer Kommunikationsein heit, welche eine Zielverfolgung der geosynchronen Satelli ten durchführen muß, erfordert die Einrichtung der Verbindung auch, daß die Kommunikationseinheit eine zweite Antenne auf dem zweiten Satelliten ausrichtet, und den zweiten Satelliten erfaßt.

Nachdem die zweite Verbindung eingerichtet wurde, unterbricht die Kommunikationseinheit die Verbindung mit dem ersten Sa telliten im Schritt 910, und endet die Übergabeprozedur. Die se Prozedur verwendet eine sogenannte make-before-break-Über gabesequenz, bei welcher eine zweite Verbindung vor der Unter brechung der ersten Verbindung eingerichtet wird. Bei alter nativen Ausführungsformen kann die Kommunikationseinheit ei ne break-before-make-Übergabesequenz einsetzen, oder eine gleichzeitige make-break-Übergabesequenz. Die jeweilige Über gabesequenz beeinflußt nicht das Wesen der vorliegenden Er findung.

Wie voranstehend erläutert verwendet die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Querverbindungen zwischen geosyn chronen Satelliten. Fig. 14 erläutert ein Verfahren zur Ein richtung von Querverbindungen zwischen Satelliten eines geo synchronen Satellitennetzwerks gemäß einer bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren wird vorzugsweise von einem Steuergerät durchgeführt. Allerdings können einige oder sämtliche Schritte auch durch einen Gate way, einen Satelliten, eine Kommunikationseinheit oder eine Kombination dieser Einrichtungen durchgeführt werden.

Das Verfahren beginnt im Schritt 1002 mit der Festlegung einer Verbindungseinstellzeit, wenn sich ein erster geosyn chroner Satellit im Kommunikationsbereich eines zweiten geo synchronen Satelliten befindet. Dies kann beispielsweise da durch ermittelt werden, daß Satelliten-Telemetriedaten beur teilt werden, und/oder Satelliten-Umlaufbahnparameter beur teilt werden, um den Ort des ersten und zweiten Satelliten zu berechnen.

Im Schritt 1004 werden Ausrichtungswinkel für die Querverbin dungs-Sende/Empfangs-Geräte dann für den ersten und zweiten Satelliten berechnet, auf der Grundlage der geometrischen Beziehung und der Orientierung der Satelliten. Die Ausrich tungswinkel geben an, wohin jedes Satelliten-Sende/Empfangs- Gerät ausgerichtet werden sollte, um eine Querverbindung zur Verbindungseinstellzeit einzurichten.

Die Querverbindungs-Sende/Empfangs-Geräte werden dann im Schritt 1006 zum Verbindungseinstellzeitpunkt so gesteuert, daß sie auf den anderen Satelliten weisen. Wenn ein anderes Gerät als der erste und zweite Satellit die Ausrichtung der Sende/Empfangs-Geräte steuert, wird die Steuerung indirekt dadurch durchgeführt, daß Steuerinformation an die Satelliten geschickt wird, welche es den Satelliten ermöglicht, die Ver bindungen einzurichten.

Nachdem die Querverbindungs-Sende/Empfangs-Geräte ordnungs gemäß ausgerichtet wurden, wird die Einrichtung der Querver bindung im Schritt 1008 gesteuert. Erneut wird, wenn ein an deres Gerät als der erste und zweite Satellit die Einstel lung der Querverbindung steuert, die Steuerung indirekt durch Schicken von Steuerinformation an die Satelliten durchgeführt. Nachdem die Querverbindung eingerichtet wurde, endet die Pro zedur.

Zusammengefaßt läßt sich feststellen, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben wurden, welche mehrere geosyn chrone Satelliten verwenden, die neue Umlaufbahnanordnungen verwenden, und welche miteinander über Querverbindungen kom munizieren. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung weisen zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf, und lösen Probleme, die bei Systemen nach dem Stand der Technik nicht angegangen werden.

Die vorliegende Erfindung wurde voranstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert. Fachleuten auf diesem Gebiet wird jedoch deutlich werden, daß sich bei die sen bevorzugten Ausführungsformen Änderungen und Modifikatio nen vornehmen lassen, ohne vom Umfang der vorliegenden Er findung abzuweichen. Beispielsweise können die Vorgänge und Stufen, die hier angegeben wurden, anders als hier beschrie ben, kategorisiert und organisiert werden, wobei entsprechen de Ergebnisse erzielt werden. Darüber hinaus werden Kommuni kationsnutzlasten an Bord der Satelliten so ausgedehnt, daß sie Bildinformation umfassen, Navigationsinformation, Über wachungsinformation, und jegliche andere Information, die von der Erde-Raum-Geometrie des Netzwerks herrührt, sowie die Übertragung derartiger Information. Diese und weitere Ände rungen und Modifikationen, die für Fachleute auf diesem Ge biet offensichtlich sind, sollen vom Umfang der vorliegenden Erfindung umfaßt sein.

Claims

1. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) mit mehreren geo synchronen Satelliten (16), die in einem gemeinsamen Um laufbahnschlitz (32) angeordnet sind, wobei die mehreren geosynchronen Satelliten (16) miteinander über zumindest eine Querverbindung (30) zwischen den mehreren geosynchro nen Satelliten (16) kommunizieren, und zumindest ein Sa tellit unter den mehreren geosynchronen Satelliten (16) mit zumindest einem Bodengerät (22, 24) über eine Abwärts verbindung (26, 28) zwischen dem zumindest einen Satelli ten und dem zumindest einem Bodengerät (22, 24) kommuni ziert.

2. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren geosynchronen Satelliten (16) einen rechten Anstieg der Anstiegsknoten aufweisen, die voneinander durch einen Wert von 360°, ge teilt durch die Anzahl der mehreren geosynchronen Satel liten (16), getrennt sind.

3. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren geosynchronen Satelliten (16) Phasen aufweisen, die voneinander durch einen Wert getrennt sind, der gleich 360°, geteilt durch die Anzahl der mehreren geosynchronen Satelliten (16), ist.

4. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Satellit einen Neigungswinkel aufweist, der größer ist als ein Nominalwert, so daß sich der zumindest eine Satellit in einen Kommunikationsbereich zumindest eines Orts auf der Oberfläche der Erde hineinbewegt bzw. aus diesem heraus bewegt.

5. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine der mehre ren geosynchronen Satelliten (16) mit zumindest einem anderen Satelliten in einer unterschiedlichen Umlaufbahn über zumindest eine zusätzliche Querverbindung kommuni ziert.

6. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren geosynchronen Satelliten (16) zumindest drei Satelliten (16) umfassen, die in Umlaufbahnen (18) angeordnet sind, die im wesent lichen ko-linear über den Zeitraum der Umlaufbahn verlau fen, und daß eine Störung bei einer Umlaufbahn (18) zu mindest eines Satelliten unter den zumindest drei Satelli ten (16) eingesetzt wird, so daß eine Querverbindung (30) zwischen jeweils zwei beliebigen unter den zumindest drei Satelliten (16) nicht durch körperliche Blockierung eines anderen unter den zumindest drei Satelliten (16) unter brochen wird.

7. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10), welches mehrere geosynchrone Satelliten (16) aufweist, die in einem ge meinsamen Umlaufbahnschlitz (32) angeordnet sind, wobei zumindest ein Satellit unter den mehren geosynchronen Sa telliten (16) einen Neigungswinkel aufweist, der größer als ein Nominalwert ist, so daß sich der zumindest eine Satellit (16) in einem Kommunikationsbereich zumindest eines Orts auf der Oberfläche der Erde hineinbewegt bzw. aus diesem herausbewegt.

8. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren geosynchronen Satelliten (16) miteinander über zumindest eine Querver bindung (30) zwischen den mehreren geosynchronen Satel liten (16) kommunizieren, und zumindest ein Satellit (16) unter den mehreren geosynchronen Satelliten (16) mit zu mindest einem Bodengerät (22, 24) über eine Abwärtsver bindung (26, 28) zwischen dem zumindest einen Satelliten und dem zumindest einen Bodengerät (22, 24) kommuniziert.

9. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10), welches mehrere geosynchrone Satelliten (116) aufweist, welche einem ge meinsamen Bodenpfad folgen, wobei zumindest ein Satellit (116) unter den mehreren geosynchronen Satelliten (116) eine elliptische Umlaufbahn (118) aufweist, welche dazu führt, daß der gemeinsame Bodenpfad des zumindest einen Satelliten (116) in bezug auf die Äquatorialebene nicht symmetrisch ist.

10. Satelliten-Kommunikationsnetzwerk (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren geosynchronen Satelliten (116) miteinander über zumindest eine Querver bindung (130) zwischen den mehreren geosynchronen Satel liten (116) kommunizieren, und daß zumindest ein Satel lit unter den mehreren geosynchronen Satelliten (116) mit zumindest einem Bodengerät (122, 124) über eine Abwärts verbindung (126, 128) zwischen dem zumindest einen Sa telliten (116) und dem zumindest einen Bodengerät (122, 124) kommuniziert.

11. Geosynchroner Satellit (200) mit
zumindest einem Querverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät (204) zum Senden und Empfangen von Querverbindungsdaten an einen anderen geosynchronen Satelliten (16) bzw. von diesem, der innerhalb eines gemeinsamen Umlaufbahn schlitzes (32) mit dem geosynchronen Satelliten (200) angeordnet ist; und
einem Prozessor (202), der mit dem zumindest einen Quer verbindungs-Sende/Empfangs-Gerät (204) gekoppelt ist, um das zumindest eine Querverbindungs-Sende/Empfangs-Gerät zu steuern, und um den Weg der Querverbindungsdaten zu steuern.

12. Geosynchroner Satellit (200) nach Anspruch 11, gekenn zeichnet durch zumindest ein Abwärtsverbindungs-Sende/ Empfangs-Gerät (210), welches an den Prozessor (202) gekoppelt ist, um Abwärtsverbindungsdaten an ein Boden gerät (22, 24) zu schicken bzw. von diesem zu empfangen.

13. Steuergerät (300) zum Betreiben eines geosynchronen Sa tellitennetzwerks (10) mit mehreren geosynchronen Satel liten (16), wobei das Steuergerät (300) aufweist:
ein Sende/Empfangs-Gerät (304) zum Schicken von Steuer information an zumindest einen der mehreren geosynchronen Satelliten (16); und
einen an das Sende/Empfangs-Gerät (304) gekoppelten Pro zessor (302), zur Bestimmung einer Verbindungseinrich tungszeit, wenn ein erster geosynchroner Satellit (16) und ein zweiter geosynchroner Satellit (16) sich in einem Kommunikationsbereich befinden, wobei der erste geosyn chrone Satellit (16) und der zweite geosynchrone Satel lit (16) entlang einem gemeinsamen Bodenpfad angeordnet sind, und der Prozessor (302) auch zur Berechnung von Ausrichtungswinkeln eines ersten Sende/Empfangs-Geräts des ersten geosynchronen Satelliten (16) und eines zwei ten Sende/Empfangs-Geräts des zweiten geosynchronen Sa telliten (16) dient, so daß die Ausrichtungswinkel es dem ersten Sende/Empfangs-Gerät und dem zweiten Sende/ Empfangs-Gerät ermöglichen, miteinander über eine Quer verbindung (30) zwischen dem ersten Sende/Empfangs-Gerät und dem zweiten Sende/Empfangs-Gerät zu kommunizieren, und zum Schicken der Steuerinformation an den ersten geo synchronen Satelliten (16) und den zweiten geosynchronen Satelliten (16), so daß das erste Sende/Empfangs-Gerät und das zweite Sende/Empfangs-Gerät entsprechend den Aus richtungswinkeln ausgerichtet werden können, und die Quer verbindung (30) zum Verbindungseinstellzeitpunkt einge richtet werden kann.

14. Netzwerkschaltvorrichtung (400) zum Austausch von Signalen zwischen einem ersten Netzwerk und einem zweiten Netzwerk, wobei die Netzwerkschaltvorrichtung (400) aufweist:
ein Sende/Empfangs-Gerät (404) zum Senden und Empfangen von Daten an mehrere geosynchrone Satelliten (16) bzw. von diesen in einem geosynchronen Satellitensystem, wo bei die mehreren geosynchronen Satelliten (16) entlang einem gemeinsamen Bodenpfad angeordnet sind;
einen Prozessor (402), der an das Sende/Empfangs-Gerät (404) gekoppelt ist, um Weginformation, die den Daten zugeordnet ist, zu bewerten, und die Daten an eine geeig nete Netzwerkschnittstelle (406) zu schicken; und
zumindest eine Netzwerkschnittstelle (406), die an den Prozessor (402) gekoppelt ist, um die Daten an das zwei te Netzwerk zu schicken, wenn die Weginformation dies so angibt.

15. Satelliten-Kommunikationsgerät (22) zum Kommunizieren mit zumindest einem Satelliten eines geosynchronen Satelliten- Netzwerks (10), wobei das Satelliten-Kommunikationsgerät (22) aufweist:
eine erste Satellitenschüssel (504) zur Aufnahme von Daten von einem ersten Satelliten (16) des geosynchronen Satel litennetzwerks (10), welches mehrere geosynchrone Satel liten (16) aufweist, die in einem gemeinsamen Umlaufbahn schlitz (32) angeordnet sind, wobei die mehreren geosyn chronen Satelliten (16) miteinander über zumindest eine Querverbindung (30) kommunizieren; und
einen Prozessor (502), der an die erste Satellitenschüs sel (504) gekoppelt ist, um die Daten zu verarbeiten.

16. Satelliten-Kommunikationsgerät (22) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch:
ein erstes Schüsselausrichtungsgerät (506), welches an die erste Satellitenschüssel (504) gekoppelt ist, um die erste Satellitenschüssel (504) auf Positionen zu bewegen, an welchen die erste Satellitenschüssel (504) Daten von dem ersten Satelliten (16) aufnehmen kann, wenn sich der erste Satellit entlang einem Umlaufbahnpfad (18) bewegt, der einen Neigungswinkel aufweist, der größer ist als ein Nominalwert.

17. Satelliten-Kommunikationsgerät (22) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch:
eine zweite Satellitenschüssel (508) zur Aufnahme zusätz licher Daten von einem zweiten Satelliten (16) unter den mehreren geosynchronen Satelliten (16); und
ein zweites Schüsselausrichtungsgerät (510), welches an die zweite Satellitenschüssel (508) gekoppelt ist, um die zweite Satellitenschüssel (508) auf andere Positio nen zu bewegen, wodurch die zweite Satellitenschüssel (508) die zusätzlichen Daten von dem zweiten Satelliten (16) aufnehmen kann, wenn sich der zweite Satellit (16) entlang einem anderen Umlaufbahnpfad (18) bewegt, der ei nen anderen Neigungswinkel aufweist, der größer ist als der Nominalwert,
wobei der Prozessor (502) an die zweite Satellitenschüs sel (508) gekoppelt ist, und darüber hinaus zum Empfang der zusätzlichen Daten und zum Steuern einer Kommunika tionsübergabeprozedur zwischen dem ersten Satelliten (16) und dem zweiten Satelliten (16) dient.

18. Drahtlose Kommunikationseinheit (600), welche aufweist:
einen Empfänger (604) zum Empfangen von Daten von einem ersten Satelliten (16) eines geosynchronen Satelliten- Kommunikationsnetzwerks (10), welches mehrere geosynchrone Satelliten (16) aufweist, die entlang einem gemeinsamen Bodenpfad angeordnet sind, wobei die mehreren geosynchro nen Satelliten (16) miteinander über zumindest eine Quer verbindung (30) kommunizieren; und
einen Prozessor (602), der an den Empfänger (604) gekop pelt ist, um die Daten zu verarbeiten.

19. Globales geosynchrones Satelliten-Kommunikationssystem (10) mit mehreren geosynchronen Netzwerken, wobei jedes der mehreren geosynchronen Netzwerke innerhalb eines Umlaufbahnschlitzes (32) angeordnet ist, so daß Quer verbindungen (30) zwischen den mehreren geosynchronen Netzwerken die Einrichtung eines Kommunikationspfades um 360 Längengrade ermöglichen, und jedes der mehreren geosynchronen Netzwerke aufweist:
zumindest einen geosynchronen Satelliten (16), der ent lang einem gemeinsamen Bodenpfad angeordnet ist, und ei nen Neigungswinkel aufweist, der größer ist als ein Nomi nalwert, so daß der zumindest eine geosynchrone Satellit (16) sich in einen Kommunikationsbereich zumindest eines Ortes auf der Oberfläche der Erde hinein bzw. aus diesem herum bewegt, wobei der zumindest eine geosynchrone Sa tellit (16) mit anderen geosynchronen Satelliten kommuni zieren kann, die entlang dem gemeinsamen Bodenpfad ange ordnet sind, über eine Querverbindung (30), und mit ei nem Bodengerät (22, 24) über eine Abwärtsverbindung (26, 28) kommunizieren kann.

20. Verfahren zur Modifizierung einer Gesprächsübertragungs kapazität eines geosynchronen Satellitennetzwerks (10) mit folgenden Schritten:

a) Anordnen (702) zumindest eines ursprünglichen geosyn chronen Satelliten (16) in einer geosynchronen Umlauf bahn (18), wobei der zumindest eine ursprüngliche geo synchrone Satellit (16) entlang einem gemeinsamen Bodenpfad angeordnet wird;
b) Vergleichen (706) von Gesprächsanforderungen mit einer momentanen Gesprächsübertragungskapazität des zumin dest einen ursprünglichen geosynchronen Satelliten (16);
c) wenn die Gesprächsanforderungen nahe an der momentanen Gesprächsübertragungskapazität liegen, Anordnen (708) zumindest eines zusätzlichen geosynchronen Satelliten (16) in einer geosynchronen Umlaufbahn (18) entlang dem gemeinsamen Bodenpfad, um die momentane Gesprächs übertragungskapazität zu vergrößern; und
d) Wiederholen der Schritte b) bis c).

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt a)

a1 ) der zumindest eine ursprüngliche geosynchrone Satel lit in der geosynchronen Umlaufbahn (18) angeordnet wird (702), wodurch die geosynchronen Umlaufbahnen (18) Neigungswinkel aufweisen, die größer sind als ein Nominalwert, so daß sich der zumindest eine ur sprüngliche geosynchrone Satellit in einen Kommuni kationsbereich zumindest eines Ortes auf der Ober fläche der Erde hinein bzw. aus diesem heraus bewegt.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt a)

a1 ) der zumindest eine ursprüngliche geosynchrone Satel lit (116) in der geosynchronen Umlaufbahn (18) ange ordnet wird (702), wodurch die geosynchronen Umlauf bahnen (118) elliptische Umlaufbahnen (118) sind, welche dazu führen, daß ein Bodenpfad des zumindest einen ursprünglichen geosynchronen Satelliten (116) in bezug auf die Äquatorialebene unsymmetrisch ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a)

a1 ) der zumindest eine ursprüngliche geosynchrone Satel lit (16) in der geosynchronen Umlaufbahn (18) ange ordnet wird (702), wodurch der zumindest eine ur sprüngliche geosynchrone Satellit (16) Phasen auf weist, die voneinander durch einen Wert getrennt sind, der gleich 360°, geteilt durch die Anzahl des zumin dest einen ursprünglichen geosynchronen Satelliten (16), ist.

24. Verfahren zum Leiten eines Datenpakets durch ein geosyn chrones Satellitensystem (10) mit folgenden Schritten:

a) Empfang (802) eines Datenpakets durch einen geosyn chronen Satelliten (16) des geosynchronen Satelliten systems (10), wobei sich der geosynchrone Satellit (16) entlang einem gemeinsamen Bodenpfad mit zumindest einem anderen geosynchronen Satelliten (16) bewegt, und mit dem zumindest einen anderen geosynchronen Sa telliten (16) über zumindest eine Querverbindung (30) kommunizieren kann;
b) Bewerten (804) von dem Datenpaket zugeordneter Weg information;
c) Bestimmen (806) auf der Grundlage der Weginformation, ob das Datenpaket zu einem ersten Satelliten (16) des zumindest einen anderen geosynchronen Satelliten (16) über eine erste Querverbindung (30) der zumindest ei nen Querverbindung (30) geschickt werden soll; und
d) wenn die Weginformation anzeigt, daß das Datenpaket an den ersten Satelliten über die erste Querverbindung (30) geschickt werden soll, Schicken (808) des Daten pakets an den ersten Satelliten über die erste Quer verbindung (30).

25. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch:

e) Bestimmung (810) auf der Grundlage der Weginformation, ob das Datenpaket an einen zweiten Satelliten geschickt werden soll, der sich nicht innerhalb des gemeinsamen Umlaufbahnschlitzes (32) befindet, über eine zweite Querverbindung; und
f) wenn die Weginformation anzeigt, daß das Datenpaket an den zweiten Satelliten über die zweite Querverbin dung geschickt werden soll, Schicken (812) des Daten pakets an den zweiten Satelliten über die zweite Quer verbindung (30).

26. Verfahren zur Übergabe einer Kommunikationseinheit inner halb eines geosynchronen Satellitennetzwerks (10) von ei nem ersten geosynchronen Satelliten (16) auf einen zwei ten geosynchronen Satelliten (16) mit folgenden Schrit ten:

a) Aufrechterhalten (902, 904) einer ersten Kommunika tionsverbindung mit dem ersten geosynchronen Satelli ten (16);
b) Bewerten (906), ob der Zeitpunkt für eine Übergabe erreicht ist;
c) wenn der Zeitpunkt für die Übergabe erreicht ist, Einrichtung (908) einer zweiten Kommunikationsverbin dung mit dem zweiten geosynchronen Satelliten (16), wobei der erste geosynchrone Satellit (16) und der zweite geosynchrone Satellit (16) sich innerhalb ei nes gemeinsamen Umlaufbahnschlitzes (32) befinden und
d) Unterbrechung (910) der ersten Kommunikationsverbin dung mit dem ersten geosynchronen Satelliten (16).

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b)

b1 ) bestimmt wird, ob der erste geosynchrone Satellit (16) bald außerhalb des Kommunikationsbereichs der Kommunikationseinheit gelangt; und
b2) wenn der erste geosynchrone Satellit (16) bald außer halb des Kommunikationsbereichs sein wird, Festlegung (906), daß die Zeit für die Übergabe gekommen ist.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c)

c1) die Identität des zweiten geosynchronen Satelliten (16) als ein Satellit bestimmt wird, der sich im Kommunikationsbereich der Kommunikationseinheit be findet; und
c2) Einrichtung (908) der zweiten Kommunikationsverbin dung mit dem zweiten geosynchronen Satelliten (16) auf der Grundlage des Bestimmungsschrittes.

29. Verfahren zur Einrichtung von Querverbindungen (30) zwi schen Satelliten (16) eines geosynchronen Satelliten systems (10) mit folgenden Schritten:

a) Bestimmung (1002) einer Verbindungseinstellzeit, wenn sich ein erster geosynchroner Satellit (16) und ein zweiter geosynchroner Satellit (16) in einem Kommu nikationsbereich befinden werden, wobei der erste geosynchrone Satellit (16) und der zweite geosynchrone Satellit (16) innerhalb eines gemeinsamen Umlaufbahn schlitzes (32) angeordnet sind;
b) Berechnung (1004) von Ausrichtungswinkeln eines ersten Sende/Empfangs-Geräts (204) des ersten geosynchronen Satelliten und eines zweiten Sende/Empfangs-Geräts (204) des zweiten geosynchronen Satelliten, so daß es die Ausrichtungswinkel dem ersten Sende/Empfangs- Gerät (204) und dem zweiten Sende/Empfangs-Gerät (204) ermöglichen, miteinander über eine Querverbindung (30) zwischen dem ersten Sende/Empfangs-Gerät (204) und dem zweiten Sende/Empfangs-Gerät (204) zu kommunizieren;
c) Steuern (1006) des ersten Sende/Empfangs-Geräts (204) und des zweiten Sende/Empfangs-Geräts (204) in der Nähe des Verbindungseinstellzeitpunkts, so daß sie entsprechend den Ausrichtungswinkeln ausgerichtet sind; und
d) Steuern (1008) der Einrichtung der Querverbindung (30) zum Verbindungseinstellzeitpunkt.