DE60004505T2 - Mehrfachübertragung mittels eines satellitennetzes - Google Patents

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18578Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
    • H04B7/18595Arrangements for adapting broadband applications to satellite systems

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf Satellitenkommunikation und insbesondere auf Techniken zur Implementierung von Punkt-zu-Mehrpunkt- und Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Multicastkommunikation in einem Satellitensystem.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es sind Verfahren zur Bereitstellung eines Multicastdienstes verfügbar, welche Nachrichtenzustellung an ausgewählte Teilnehmer bereitstellen. Zum Beispiel beschreibt die internationale Veröffentlichung mit der Nummer WO/99/16277 ein Verfahren zur Bereitstellung eines Multicastdienstes, das Nachrichtenzustellung an ausgewählte Teilnehmer in einem Funknetz bereitstellt. Das Verfahren umfasst das Aussenden einer Nachricht von mindestens einer Basisstation, die für eine Mehrzahl von Teilnehmern be stimmt ist, und den Empfang der ausgesendeten Nachricht an den mobilen Endgeräten.
  • In einem Nur-Unicast-Kommunikationssystem werden Nachrichten, die für eine Mehrzahl empfangender Teilnehmer bestimmt sind, typischerweise an jeden empfangenden. Teilnehmer mittels Vervielfachung jeder Nachricht bei oder in der Nähe des Endgeräts des Ursprungteilnehmers gesendet. Somit ist in einem typischen Unicastsytem die Übertragung einer Multicastnachricht im Wesentlichen identisch mit dem mehrfachen Senden derselben Nachricht von einem Ursprungsteilnehmer zu jedem einzelnen Empfänger in einer Punkt-zu-Punkt-Weise. Diese redundanten Übertragungen verbrauchen Bandbreite und andere Systemressourcen, weil jede Nachricht getrennt durch das Kommunikationsnetz geroutet wird. Einige terristische Kommunikationssysteme versuchen, die Gesamtressourcen, welche zum Übertragen der Multicastnachrichten benötigt werden, durch die Verwendung von Routern und anderen Verarbeitungsstellen zu reduzieren, welche erhöhte Komplexität inkorperieren, weil zusätzliche Logik zum Kontrollieren/Steuern und zum Optimieren des durch das Kommunikationsnetz gerouteten Nachrichtenverkehrs verwendet wird.
  • In einem Satellitenkommunikationssystem, in dem die Teilnehmer durch ein Netz von Satellitenkommunikationsknoten kommunizieren, sind die Boden-zu-Satellit-(Uplink (Aufwärtsverbindungs))- und die Satellit-zu-Boden-(Downlink (Abwärtsverbindungs))-Ressourcen oft beschränkt. Deshalb sind redundante Übertragungen der Nachrichten von den Ursprungsteilnehmereinheiten in hohem Maße unerwünscht. Zusätzlich ist es oft bezüglich Gewicht, Leistung und Kosten untragbar, komplexe Routinglogik an Bord von Satellitenkommunikationsknoten einzuführen. Ferner muss in einem Satel litenkommunikationssystem, welches Satelliten umfasst, die relativ zu den terristrisch basierten Teilnehmern in Bewegung sind, jeder Satellit häufig seine eigene Routing-Tabelle aktualisieren, wie Teilnehmer von einem Satellitenkommunikationsknoten zu einem anderen übergeben werden. Deshalb fügt dies signifikante Komplexität zu jedem Satellitenkommunikationsknoten hinzu, weil jeder Satellit eine sich dynamisch ändernde Nutzerliste managen muss. Aus oben genannten Gründen ist es wegen des Wunsches, die Komplexität an Bord jedes Satellitenkommunikationsknotens zu reduzieren, unwahrscheinlich, dass terristrische Multicastroutingschemen die Satellitenbewegungen relativ zu den terristrisch basierten Teilnehmern unterstützen.
  • Deshalb ist es sehr erwünscht, ein Verfahren und ein System zum Führen von Multicastsitzungen zu verwenden, welche kundenspezifisch für die Verwendung mit einem Satellitenkommunikationsnetz ausgeführt sind. Es ist außerdem sehr erwünscht ein Verfahren für das Managen von Multicast in einer Weise auszudenken, welche den Umfang an Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Bandbreite verringert, die benötigt werden, um Multicastsitzungen zu führen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird in den beigefügten Ansprüchen in Einzelheiten dargelegt. Jedoch kann durch das Verweisen auf die detaillierte Beschreibung und auf die Ansprüche ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung gewonnen werden, wenn diese in Verbindung mit den Figuren be trachtet werden, wobei sich überall in den Figuren gleiche Bezugszahlen auf ähnliche Einzelheiten beziehen:
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Satellitenkommunikationsnetzarchitektur, welche einer Mehrzahl von Teilnehmereinheiten eine Multicastfähigkeit zur Verfügung stellt, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Satellitenkommunikationsknotens, der eine Multicastnachrichtenreproduktion aktiviert, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens, welches von einem Satellitenkommunikationssystem ausgeführt wird, um eine Multicastsitzung zu führen, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens, welches von dem Satellitenkommunikationsknoten von 2 ausgeführt wird, welches eine Multicastfähigkeit innerhalb eines Satellitenkommunikationsnetzes bereitstellt, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Ein Verfahren und ein System für das Multicasting, welche ein globales Satellitennetz verwenden, stellen Gruppen von Teilnehmereinheiten die Fähigkeit zur Verfügung, Multicastsitzungen ohne redundante Nachrichtenübertragung durch das Satellitennetz zu führen. Diese Multicastsitzungen können Einzelsprecher-Multicasts, moderierte Gruppen diskussionen, oder andere Multicasttopologien sein. Zusätzlich stellen das Verfahren und das System sicher, dass Mul-ticastsitzungen unter Verwendung minimaler Satelliten-Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Ressourcen geführt werden, während ein Vorteil aus reicheren Satellitensystemressourcen, wie zum Beispiel Inter-Satelliten-Querverbindungen, bezogen wird. Weiterhin können die Multicastsitzungen ausgeführt werden, ohne signifikante Komplexität zu jedem der Satellitenkommunikationsknoten hinzuzufügen. Diese Faktoren ermöglichen es, einen flexiblen Mul-ticastdienst bei geringen Kosten für die Teilnehmer bereitzustellen.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Satellitenkommunikationsnetzarchitektur, welche einer Mehrzahl von Teilnehmereinheiten eine Multicastfähigkeit zur Verfügung stellt, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In 1 sendet die Teilnehmereinheit 110 eine Multicastnachricht an die Teilnehmereinheiten 150, 160 und 170 durch das Kommunikationsnetz, welches von den Kommunikationsknoten 120, 130 und 140 repräsentiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kommunikationsknoten 120, 130 und 140 Satellitenkommunikationsknoten, die miteinander durch mindestens eine Inter-Satelliten-Querverbindung kommunizieren und die für ein globales Kommunikationsnetz repräsentativ sind, welches eine Konstellation von Satelliten einer niedrigen Erdumlaufbahn aufweist. In dieser Ausführungsform wird die Multicastsitzung durch den Dienstanbieter 180 konfiguriert und ausgeführt, welcher die Multicastgruppe erzeugt, die Gruppe managt und die Multicastsitzung hervorbringt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommuniziert der Dienstanbieter 180 mit den Teilnehmereinheiten 110, 150, 160 und 170 mittels einer Bodenstation 195 durch das Satellitenkommunikationsnetz, welches von den Kommunikationsknoten 120, 130 und 140 repräsentiert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Teilnehmereinheit 110 als eine Ursprungsteilnehmereinheit beschrieben werden, weil vorzugsweise der gesamte Multicastnachrichtenverkehr von dieser Teilnehmereinheit stammt. Entsprechend kann der Satellitenkommunikationsknoten 120 als ein empfangender Kommunikationsknoten beschrieben werden, weil dieser Knoten vorzugsweise den gesamten Multicastverkehr von der Ursprungsteilnehmereinheit 110 empfängt. Zusätzlich können die Satellitenkommunikationsknoten 130 und 140 als verteilende Satellitenkommunikationsknoten beschrieben werden, weil diese Knoten die Ressourcen bereitstellen, durch welche die Nachrichten von der Ursprungsteilnehmereinheit 110 an die Teilnehmereinheiten 150, 160 und 170 verteilt und übermittelt werden.
  • Andere Ressourcen, die erwünschterweise verwendet werden, um die Multicastsitzung zu ermöglichen, umfassen den Sitzungsmanager 185 und die Netzsteuervorrichtung 190. In einer bevorzugten Ausführungsform managt der Sitzungsmanager 185 jede Multicastsitzung und ordnet Bandbreite zu, die benötigt wird, um die Sitzung zu führen. Andere Aufgaben, die von dem Sitzungsmanager 185 ausgeführt werden, umfassen das Tabellieren der Gruppen nach Sitzung nach Teilnehmereinheit-Kernadressen, nach Gruppenerzeugung und -Besetzung, nach Mitgliederbenachrichtigung, nach Sitzungsauslösung und -auflösung in Übereinstimmung mit Sitzungsregeln und nach Steuerzugang. Die Netzsteuervorrichtung 190 ordnet Multicastadressen zu und managt die Kapazität über das gesamte globale Kommunikationsnetz. In einer bevorzugten Ausführungsform kommunizieren der Sitzungsmanager 185 und die Netzsteuervorrichtung 190 mit den Teilnehmereinheiten 110, 150, 160 und 170 mittels der Bodenstation 195 durch das Satellitenkommunikationsnetz, welches durch die Satellitenkommunikationsknoten 120, 130 und 140 repräsentiert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kommunizieren die Teilnehmereinheiten 110, 150, 160 und 170 mit jedem Satelliten durch die Verbindungen 165, 145, 155 beziehungsweise 175. In dem jetzt vergegenwärtigten globalen Satellitenkommunikationsnetz stellt jede dieser Verbindungen eine relativ knappe Ressource dar, weil jede dieser Verbindungen aufgrund von Leistung, Bandbreite, Antennenöffnungsgröße und anderer Einschränkungen der Satellitenkommunikationsknoten 120, 130 und 140 nur begrenzte Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Bandbreite bereitstellt. Jede Nachricht, die von dem Satellitenkommunikationsknoten 120 von der Teilnehmereinheit 110 empfangen wurde, wird durch Querverbindungen, wie zum Beispiel die Querverbindungen 135 oder 125, an jeden Satelliten übermittelt, den das globale Satellitenkommunikationssystem umfasst. Durch die Übermittlung jeder Nachricht an jeden Satelliten, den das Satellitenkommunikationssystem umfasst, ist jede Nachricht zur Verwendung durch jeden Satelliten verfügbar.
  • Ferner haben in den jetzt ins Auge gefassten System die Querverbindungen 125 und 135 eine wesentlich größere Bandbreite als irgendeine der Verbindungen 145, 155, 165 und 175. Deshalb kann jeder Satellitenkommunikationsknoten so viele (oder so wenige) Kopien machen, wie erforderlich sind, um jene Teilnehmereinheiten zu bedienen, die in Kontakt mit den bestimmten Satelliten sind. Für das Beispiel von 1 erzeugt der Satellitenkommunikationskonten 140 zwei Kopien jeder Nachricht von der Ursprungsteilnehmereinheit 110 und übermittelt die Nachricht an die Teilnehmereinheiten 150 und 160. Wenn die Mehrfachteilnehmereinheit einmal genügend nahe sind, um von dem Abwärtsverbindungsstrahl angestrahlt zu werden, wird eine einzelne Kopie an diese Mehrfachteilnehmereinheiten gesendet. Obwohl das Beispiel von 1 nahe legt, dass der Satellitenkommunikationsknoten 140 nur zwei Kopien jeder Nachricht von der Ursprungsteilnehmereinheit 110 erzeugt, ist nicht beabsichtigt, dass dies in irgendeiner Weise einschränkend ist. Jeder Satellit innerhalb des Kommunikationssystems 100 kann hunderte von Kopien von jeder Nachricht von der Ursprungsteilnehmereinheit 110 erzeugen, in Übereinstimmung mit einer Routinginformation, welche die Adressen der Mul-ticastsitzungsmitglieder spezifiziert.
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines Satellitenkommunikationsknoten, der eine Multicastnachrichtenreplikation aktiviert, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In 2 werden Multicastnachrichten, die von einer Ursprungsteilnehmereinheit oder von anderen externen Quellen gesendet wurden, durch die Aufwärtsverbindungs-Antenne 210 empfangen.
  • Der Empfängerabwärtskonverter 215 übermittelt diese Nachricht an den Replikator 225. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform übermittelt der Replikator 225 jede Nachricht. durch mindestens eine der Querverbindungs-Antennen 230, 240, 250 und 260 an einen anderen ähnlichen Satelliten. Dieser Prozess wird vorzugsweise von anderen Satelliten in dem Kommunikationssatellitennetz solange wiederholt, bis jeder Satellit jede Nachricht empfängt.
  • Der Prozessor 235, welcher an den Replikator 225 gekoppelt wird, bestimmt die Anzahl von Kopien, die benötigt werden, um durch die Abwärtsverbindungs-Antennen 220 gesendet zu werden, welche die Antennenstrahlen 222, 224 und 226 erzeugen, um die Nachricht an die empfangenden Teilnehmereinheiten zu übermitteln. In einer bevorzugten Ausführungsform bestimmt der Prozessor 235 eine Anzahl geographischer Zellen in welchen jede Teilnehmereinheit lokalisiert ist. Der Prozessor 235 bestimmt zusätzlich die Anzahl von Antennenstrahlen, wie zum Beispiel die Antennenstrahlen 222, 224 und 226, die erzeugt werden sollten, um jede geographische Zelle zu versorgen. Somit sollte für den Fall, dass sich zwei oder mehrere Teilnehmereinheiten innerhalb derselben geographischen Zelle befinden, nur ein Antennenstrahl erforderlich sein, um jede Nachricht an die innerhalb dieser Zelle lokalisierten Teilnehmer zu senden. Mittels der Abbildung jeder Teilnehmereinheit in eine Gruppe geographischer Zellen kann die Anzahl von Replikationen, die von dem Replikator 225 ausgeführt werden, minimiert werden. Zusätzlich werden die Anzahl der Strahlen, welche von dem Strahlgenerator 245 zu erzeugen sind, sowie andere bordeigene Ressourcen, die von dem Satellitenkommunikationsknoten benötigt werden, minimiert, um die Multicastnachrichten an jede Teilnehmereinheit zu senden.
  • Der Prozessor 235 unterhält vorzugsweise eine Routingtabelle, welche die geographischen Zelladressen jeder empfangenden Teilnehmereinheit auflistet. Wenn sich. der Satellitenkommunikationsknoten 200 auf seiner Umlaufbahn bewegt, können zusätzliche Teilnehmereinheiten zu der Routingtabelle hinzugefügt werden, wenn diese Teilnehmereinheiten von anderen ähnlichen Satelliten des globalen Satelliten kommunikationsnetzes an den Satellitenkommunikationsknoten 200 abgegeben werden. Entsprechend können Teilnehmer aus der Routingtabelle gelöscht werden, wenn der Satellitenkommunikationsknoten 200 Teilnehmer an andere ähnliche Satelliten abgibt. Zum Beispiel kann der Satellitenkommunikationsknoten 200 ein großes Anwachsen der Routingtabelleneinträge verzeichnen, wenn der Knoten ein großes Ballungsgebiet überquert. Diese Routingtabelleneinträge können für mehrere Minuten vorhanden sein, wenn der Satellit das Gebiet überquert. Wenn der Satellitenkommunikationsknoten 200 das Ballungsgebiet verlässt, kann jeder dieser Einträge an einen anderen ähnlichen Satelliten abgegeben werden. Deswegen kann die Routingtabelle, die von dem Prozessor 235 innerhalb des Satellitenkommunikationsknotens 200 verwendet wird, eine dynamische Tabelle sein, bei der die empfangenden Teilnehmereinheiten im Laufe der Multicastsitzung hinzugefügt und gelöscht werden.
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das von einem Kommunikationssystem ausgeführt wird, um eine Multicastsitzung zu führen, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Satellitenkommunikationsnetzarchitektur von 1 ist zur Ausführung des Verfahrens geeignet. Wenn es gestartet wird, beginnt das Verfahren bei Schritt 305, bei dem eine Multicastgruppe gebildet wird. In diesem Schritt erzeugt ein Ursprungsteilnehmer eine Multicastgruppe mit der Unterstützung eines Dienstanbieters. Zusammen mit einer Liste der Multicastsitzungsmitglieder kann der Ursprungsteilnehmer außerdem einen Satz von Regeln spezifizieren, welche den Eintritt und den Zugang zu der Multicastgruppe kontrollieren. Diese Regeln können zum Beispiel Ausrüstungseigen schaften sein, wie zum Beispiel die Erwünschtheit, dass die Multicastgruppenmitglieder eine spezielle Art von. Teilnehmerausrüstung mit höherer Bandbreite zur Verwendung in einer Multicastvideokonferenz besitzen. Andere Beispiele dieser Regeln können durch das Alter, die Berufszugehörigkeit oder andere Eigenschaften eines individuellen Teilnehmers auferlegte Eigenschaften sein. Die Regeln können auch einen universellen Satz vorsehen, bei dem jedes Mitglied, welches wünscht, einer Multicastgruppe beizutreten, sich der Sitzung anschließen kann. Die Regeln können Multicastsitzunginitialisierungsregeln und zulässige Arten von Sitzungen anzeigen.
  • In Schritt 310 wird eine Multicastsitzung ausgelöst. In einer bevorzugten Ausführungsform löst ein Sitzungsmanager, wie zum Beispiel der Sitzungsmanager 185 von 1, die Multicastsitzung aus. In dem jetzt ins Auge gefassten System wird jedem Mitglied der in Schritt 305 gebildeten Multicastgruppe vorzugsweise ein Alarmsignal gesendet, welches anzeigt, dass die Multicastsitzung in Kürze beginnen wird. In Schritt 310 gibt jedes Sitzungsmitglied an seinen versorgenden Satelliten eine Aufforderung aus, um zu der Multicastroutingtabelle hinzugefügt zu werden. Der Sitzungsmanager konfiguriert auf einem vertrauten Teil der Teilnehmereinheit Nachrichtenfilter, um sicherzustellen, dass es nur autorisierten Sitzungsteilnehmern ermöglicht ist, Beitritts- oder Austritts-Aufforderungen anzugeben.
  • In Schritt 315, nachdem in Schritt 310 die Multicastsitzung ausgelöst und das Routing zu jedem Gruppenmitglied eingerichtet wurde, sendet die Ursprungsteilnehmereinheit eine Nachricht an die Teilnehmer der Multicastgruppe. Diese Nachricht kann aus einem oder aus mehreren Daten paketen bestehen, welche Video, Text, digitalisiertes Audio oder irgendeine andere Art von Multicastinformation enthalten. In Schritt 320 empfängt ein empfangender Satellitenkommunikationsknoten die Nachricht von der Ursprungsteilnehmereinheit und übermittelt diese Nachricht in Schritt 325 an den verteilenden Satellitenkommunikationsknoten. Dieser Schritt wird vorzugsweise wiederholt ausgeführt, bis jeder Satellitenkommunikationsknoten in dem Netz die Nachricht empfängt, die von der Ursprungsteilnehmereinheit von Schritt 315 gesendet wurde.
  • In Schritt 335 bestimmt jeder verteilende Kommunikationsknoten die Anzahl der Nachrichten-Replikationen, die benötigt werden, um die Nachricht an jede empfangende Teilnehmereinheit zu senden. Schritt 335 umfasst erwünschterweise, dass jeder Satellit die Anzahl geographischer Zellen bestimmt, in welchen jede Teilnehmereinheit lokalisiert ist, und das Abbilden jeder empfangenden Teilnehmereinheit in die geographischen Zellen. In Schritt 335 wird die Nachricht an jede empfangende Teilnehmereinheit gesendet.
  • In Schritt 340 bestimmt jeder Satellit, ob seine aktuelle Routingtabelle eine Aktualisierung benötigt. Änderungen in der Routingtabelle innerhalb jedes Satelliten können entstehen, wenn ein neuer Teilnehmer versucht, der Multicastsitzung beizutreten oder wenn ein Teilnehmer beschlossen hat, die Multicastgruppe zu verlassen. Änderungen in den Routingtabellen können auch als ein Ergebnis einer Abgabe entstehen, die durch die relative Bewegung des Satellitenkommunikationsknotens bedingt ist, bei der ein Teilnehmer zu der Routingtabelle hinzugefügt oder daraus entfernt wird.
  • Wenn die Entscheidung von Schritt 340 anzeigt, dass die Routingtabelle aktualisiert werden sollte, wird der Schritt 342 ausgeführt, bei dem die Satellitenroutingtabelle aktualisiert wird. In einer alternativen Ausführungsform wird der Schritt 342 gleichzeitig mit anderen Schritten von 3 ausgeführt. Falls die Entscheidung von Schritt 340 anzeigt, dass die Gruppenliste nicht geändert wurde, oder nachdem die Aktualisierung von Schritt 342 ausgeführt wurde, führt das Verfahren den Schritt 345 aus, bei dem die Ursprungsteilnehmereinheit eine Abfrage durchführt, um zu bestimmen, ob eine "Gesprächsanforderung" empfangen wurde. Das Gesprächsanforderungmerkmal aktiviert das Verfahren von 3, um moderierte Gruppendiskussionssitzungen unterzubringen, wobei die Ursprungsteilnehmereinheit die Moderatorfunktion erfüllt. Dieses stellt den empfangenden Teilnehmereinheiten die Möglichkeit zur Verfügung, Nachrichten zu erzeugen, so dass diese von den übrigen empfangenden Teilnehmereinheiten empfangen werden können. Durch die Ausführung des Schrittes 345 kann der Ursprungsteilnehmer die Multicastsitzung moderieren und den Mitgliedern der Multicastsitzungsgruppe erlauben, Nachrichten durch ihre eigenen Endgeräte zu erzeugen.
  • Wenn die Entscheidung von Schritt 345 anzeigt, dass keine Gesprächsanforderung empfangen wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 315 fort, bei dem die Ursprungsteilnehmereinheit die nächste Multicastnachricht erzeugt. Wenn die Entscheidung von Schritt 345 anzeigt, dass eine Gesprächsanforderung empfangen wurde, führt das Verfahren den Schritt 350 aus, bei dem die Ursprungsteilnehmereinheit bestimmt, ob die Gesprächsanforderung genehmigt werden wird. Wenn die Ursprungsteilnehmereinheit die Gesprächsanforde rung nicht genehmigt, fährt das Verfahren im Schritt 315 fort. Wenn jedoch die Gesprächsanforderung genehmigt wird, führt die Ursprungsteilnehmereinheit den Schritt 355 aus, bei dem eine Nachricht von der Ursprungsteilnehmereinheit empfangen wird. Diese Nachricht wird dann an die übrigen Mitglieder der Multicastsitzungsgruppe gesendet, indem das Verfahren ausgeführt wird, welches mit Schritt 315 beginnt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das von dem Satellitenkommunikationsknoten von 2 ausgeführt wird, welches eine Multicastfähigkeit innerhalb eines Satellitenkommunikationsnetzes bereitstellt, in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In Schritt 410 empfängt der Satellitenkommunikationsknoten eine Beitrittsanforderung von dem Sitzungsmanager. Die Beitrittsanforderung zeigt an, dass eine bestimmte Teilnehmereinheit, die vorher nicht Teil der ursprünglichen Multicastgruppe war, wünscht, der Gruppe beizutreten. In Schritt 415 wird die Beitrittsanforderung authentifziert, um zu bestimmen, ob der bestimmte Teilnehmer den Kriterien entspricht, die in irgendwelchen Regeln spezifiziert wurden, die von der Ursprungsteilnehmereinheit erzeugt wurden.
  • In Schritt 420 wird die Routingtabelle innerhalb des Satellitenkommunikationsknotens abgewandelt, um die neue empfangende Teilnehmereinheit hinzuzufügen. In Schritt 425 wird eine Multicastnachricht von einem benachbarten Satelliten empfangen. In Schritt 430 wird eine Anzahl von Zellen bestimmt, die erforderlich ist, um die Nachricht zu jeder Teilnehmereinheit zu übermitteln. Die Routingtabelle des Schrittes 430 umfasst vorzugsweise die Teilnehmereinheit, welche in Schritt 420 hinzugefügt wurde. In Schritt 435 wird dann die bestimmte Multicastnachricht an jede der Teilnehmereinheiten gesendet. In Schritt 440 bestimmt der Satellit, ob Änderungen in der Teilnehmerliste erforderlich sind. Diese Änderungen können den Empfang einer Beitrittanforderung von einer Teilnehmereinheit, eine Austrittsanforderung oder eine Teilnehmerabgabe umfassen.
  • Wenn die Entscheidung von 440 anzeigt, dass keine Änderungen in der Teilnehmerliste erforderlich sind, wartet der Satellit (wie in Schritt 460) bis eine neue Nachricht von einem benachbarten Satelliten empfangen wird, bevor er den Schritt 425 ausführt. wenn die Entscheidung des Schrittes 440 anzeigt, dass Änderungen in der Teilnehmerliste erforderlich sind, führt der Satellit den Schritt 445 aus, bei dem bestimmt wird, ob die Änderung durch den Empfang einer Beitrittsanforderung erforderlich gemacht wird. Wenn die Veränderung durch eine empfangene Beitrittsarforderung verursacht wird, wird Schritt 410 ausgeführt, in dem der Satellit die Beitrittsanforderung von der Teilnehmereinheit empfängt und sie im Schritt 415 authentisiert. Wenn die Entscheidung des Schrittes 445 anzeigt, dass die Änderung nicht durch eine Beitrittsanforderung erforderlich gemacht wird, geht der Satellitenkommunikationsknoten davon aus, dass die Änderung in der Teilnehmerliste durch eine Austrittsanforderung oder eine Abgabeanforderung hervorgerufen wurde. In beiden dieser Fälle kehrt das Verfahren zu Schritt 420 zurück, und die Teilnehmerliste wird entsprechend abgewandelt.
  • Ein Verfahren und ein System für das Multicasting, welche ein globales Satellitennetz verwenden, stellen die Fähigkeit bereit, Multicastsitzungen durchzuführen, mittels der Übertragung jeder Nachricht durch das Satellitennetz und der Replikation jeder Nachricht an dem Knoten, welcher der empfangenden Teilnehmereinheit am nächsten ist. Zusätzlich stellen das Verfahren und das System sicher, dass Mul-ticastsitzungen unter Verwendung minimaler Satelliten-Aufwärtsverbindungs- und -Abwärtsverbindungs-Ressourcen geführt werden, während der Vorteil reicherer Systemressourcen, wie zum Beispiel Inter-Satelliten-Querverbindungen, wahrgenommen wird. Weiterhin können Multicastsitzungen ausgeführt werden, ohne signifikante Komplexität zu jedem der Satellitenkommunikationsknoten hinzuzufügen. Dies ermöglicht, Multicastsitzungen mit Einzelsprechermulticasts oder anderen Topologien bei minimalen Kosten für die Multicastsitzungsteilnehmer zu führen.
  • Entsprechend wird durch die beigefügten Ansprüche beabsichtigt, alle Modifikationen der Erfindung abzudecken, die innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen.

Claims (7)

  1. Verfahren für das Multicasting von Nachrichten unter Verwendung eines Netzes von Kommunikationsknoten (120, 130, 140), wobei das Netz von Kommunikationsknoten (120, 130, 140) in einen empfangenden Kommunikationsknoten (120) und in eine Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140) aufgeteilt ist und das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist: Senden einer Nachricht an das Netz von Kommunikationsknoten (120, 130, 140) durch eine Ursprungsteilnehmereinheit (110); Übermitteln der Nachricht zu jedem der Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140) durch den empfangenden Kommunikationsknoten (120); Abbilden einer Mehrzahl von Teilnehmereinheiten (150, 160, 170) in eine Anzahl geographischer Zellen durch die Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140); Multicasting der Nachricht an die Mehrzahl von Teilnehmereinheiten (150, 160, 170) mittels der geographischen Zellen durch die Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140); wobei der Abbildungsschritt zusätzlich den Schritt der Abgabe einer der Mehrzahl der Teilnehmereinheiten (150, 160, 170) von einem der Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140) an einen zweiten der Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140) umfasst; und wobei der Abbildungsschritt weiterhin den Schritt der Replikation der Nachricht in einer Anzahl umfasst, die der Anzahl sich geographisch bewegender Zellen proportional ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Knoten des Kommunikationsnetzes (120, 130, 140) Satelliten sind, die in einer niedrigen Erdumlaufbahn kreisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abbildungsschritt zusätzlich gekennzeichnet ist durch den Schritt, in dem mindestens einer der Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140) Routinginformation von einer Multicastroutingtabelle erhält.
  4. System zum Führen einer Multicastsitzung in einem Netz von Kommunikationsknoten (120, 130, 140), wobei das Netz von Kommunikationsknoten (120, 130, 140) in einen empfangenden Kommunikationsknoten (120) und in eine Mehrzahl verteilender Kommunikationsknoten (130, 140) aufgeteilt ist, wobei das System gekennzeichnet ist durch: eine Ursprungsteilnehmereinheit (110), welche eine Multicastsitzungsnachricht sendet; eine Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140), welche die Multicastsitzungsnachricht empfängt und die Multicastsitzungsnachricht an die Satelliten der Konstellation (120, 130, 140) verteilt; eine Mehrzahl empfangender Teilnehmereinheiten (150, 160, 170), wobei bestimmte der Mehrzahl empfangender Teilnehmereinheiten (150, 160, 170) die Multicastsitzungsnachricht empfangen, welche von bestimmten der Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) gesendet wurde; einen Sitzungsmanager (185), der an die Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) gekoppelt wird, welcher die bestimmten der Mehrzahl empfangender Teilnehmereinheiten (150, 160, 170) bestimmt, die die Mul-ticastsitzungsnachricht von den bestimmten der Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) empfangen; und eine Netzkontroll/Steuer-Einrichtung (190), die an die Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) gekoppelt wird, um Adressen für bestimmte aus der Mehrzahl empfangender Teilnehmereinheiten (150, 150, 170) zuzuordnen.
  5. System nach Anspruch 4, bei dem die Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) die Multicastsitzungsnachricht durch mindestens eine Satellitenquerverbindung (125) verteilt.
  6. System nach Anspruch 4, wobei die Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) zusätzlich eine Anzahl von Zellen bestimmt, welche erforderlich ist, um die Multicastsitzungsnachricht an bestimmte der Mehrzahl empfangender Teilnehmereinheiten (150, 160, 170) zu senden.
  7. System nach Anspruch 4, wobei der Sitzungsmanager (185) zusätzlich der Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) Bandbreite zuordnet, um zu ermöglichen, dass die Multicastsitzungsnachricht mittels der Konstellation von Satellitenkommunikationsknoten (120, 130, 140) übermittelt wird.
DE60004505T 1999-03-18 2000-03-09 Mehrfachübertragung mittels eines satellitennetzes Expired - Fee Related DE60004505T2 (de)

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