DE69909243T2 - Ein mobiler satellit und verfahren zur herstellung eines einsprung endgerät zu endgerät rufes - Google Patents

Ein mobiler satellit und verfahren zur herstellung eines einsprung endgerät zu endgerät rufes Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine erste Gateway-Station in einem Mobilfunk-Satellitensystem zur Errichtung eines Einsprung-, Endgerät-zu-Endgerät-Rufs zwischen einem anrufenden Endgerät und einem Ziel-Endgerät, in dem zugeordnete Kanäle in einem Satelliten verwendet werden, wobei die erste Gateway-Station aufweists eine Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung zur Errichtung einer Funk-Kommunikationsverbindung mit dem anrufenden Endgerät; und einem Verkehrssteuerungssystem, das mit der Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung verbunden ist, um zumindest eine einer Vielzahl von Operationen auszuführen, welche Operationen umfassen: Verwalten der Zuweisung der Satellitenkanäle zu der ersten Gateway-Station, Zuordnen zumindest eines Kanals der Kanäle und eines reservierten Kanals der Kanäle dem anrufenden Endgerät für einen Anruf-Pfad in Antwort auf Daten, die von dem anrufenden Endgerät geliefert werden, um anzuzeigen, dass der Endgerät-zu-Endgerät-Anruf zu einem anderen Endgerät in dem System gewünscht wird, Validieren der Position des anrufenden Endgeräts und Bestimmen der Mobilfunk-Vermittlungsstellenidentität, die dem Ziel-Endgerät entspricht.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein (erstes) Datensignal, das in einer Trägerwelle eingebunden ist, mit einem Segment, das einen ersten Wert besitzt, falls das Datensignal von einer Gateway-Station in einem Mobilfunk-Satellitenkommunikationssystem verarbeitet werden soll, wobei das Segment einen zweiten Wert besitzt, um anzuzeigen, dass zwei Endgeräte, die an einem Einsprung-, Endgerät-zu-Endgerät-Anruf teilnehmen, das Datensignal verarbeiten sollen, und dass die Gateway-Station das Datensignal ignorieren soll.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein (zweites) Datensignal, das in einer Trägerwelle eingebunden ist, mit zumindest einem einer Vielzahl von Segmenten, die ein Segment zum Anzeigen aufweisen, dass der Endgerät-zu-Endgerät-Anruf gewünscht ist, und ein Segment, das zumindest einen Satellitenkanal für einen Anruf-Pfad zwischen den beiden Endgeräten während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs identifiziert.
  • Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Mobilfunk-Satelliten-Kommunikationssystem, das Einsprung-Anrufe zwischen Endgeräten in dem System erlaubt, wobei die Endgeräte, von denen ein Anruf ausgeht, ein anrufendes Gerät sind, und das ausgewählte Endgerät der Endgeräte, für das der Anruf bestimmt ist, ein Ziel-Endgerät ist, wobei der Satellit Satelliten-Ressourcen aufweist, die Kanäle für Anrufverkehr einschließlich Einsprung-Anrufen und Kanäle für Steuerungssignalisierung umfassen, wobei die Satelliten-Ressourcen von einem Betriebszentrum, einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle und einem Heimat-Adressregister verwaltet werden, das Daten betreffend den Standort der Endgeräte pflegt, wobei das System aufweist: eine Gateway-Station mit einer Vielzahl von Satelliten-Sender/Empfängern zur Kommunikation mit dem anrufenden Endgerät bzw. dem Ziel-Endgerät, einem Gateway-Controller, der mit jedem der Satelliten-Sender/Empfänger verbunden ist und zur Steuerung der Satelliten-Kommunikation mit dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät betreibbar ist, und einem Verkehrssteuerungs- Teilsystem, wobei der Gateway-Controller und das Verkehrssteuerungs-Teilsystem jeweils zur Kommunikation mit der Mobilfunk-Vermittlungsstelle betreibbar sind, wobei das Verkehrssteuerungs-Teilsystem zur Kommunikation mit dem Betriebszentrum betreibbar ist, um den Aufbau einer Einsprung-Satellitenverbindung zwischen dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät durch Querverbindungen ausgewählter Kanäle der Kanäle für einen Endgerät-zu-Endgerät-Anruf anzufordern; und einer Global System for Mobile Communications (GSM)-kompatiblen Schnittstelle zwischen der Mobilfunk-Vermittlungsstelle und dem Gateway-Controller.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Aufbau eines Einsprung-Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs über vermittelte Satellitenkanäle zwischen einem anrufenden Endgerät und einem Ziel-Endgerät in einem Mobilfunk-Satellitensystem mit den Schritten: Aufbauen von Hochfrequenzverbindungen zwischen dem Ziel-Endgerät, dem anrufenden Endgerät bzw. einer Gateway-Station, in dem jeweilige Gateway-Stations-Sender/Empfänger verwendet werden, wobei die Gateway-Station einen Gateway-Stations-Controller aufweist, der mit den Gateway-Stations-Sender/Empfängern und einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle verbunden ist, um die Zuweisung und Nutzung der Satellitenkanäle an der Gateway-Station zu steuern; Zuweisen ausgewählter Satellitenkanäle für eine Querverbindung für einen Einsprung-Anrufs-Pfad zwischen dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät, und zum Senden von Signalen über die Verbindungen zu dem anrufenden Endgerät bzw. dem Ziel-Endgerät, die die ausgewählten Satellitenkanäle für die Querverbindung zuordnen.
  • Entsprechende Gegenstände sind offenbart und beansprucht in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung von Chandra Joshi et al. mit dem Titel "A Method for Implementing a Terminal-To-Terminal Call With the Optimal Use of Radio Resources in a Mobile Satellite System" und am gleichen Tag eingereicht (Anwaltsakte 37568); und in der parallel anhängigen US-Patentanmeldung von Chandra Joshi et al. mit dem Titel "A Method for Implementing Ciphered Communication for Single-Hop Terminal-To-Terminal Calls in a Mobile Satellite System" und am gleichen Tag eingereicht (Anwaltsakte 37569), wobei beide Gegenstände der Anmeldung hiermit ausdrücklich durch Bezugnahme aufgenommen werden.
  • Die Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren zur Implementierung eines Einsprung-Endgerät-Rufs in einem Mobilfunk-Satellitensystem.
  • Eine Vielzahl von Systemen existieren, die sowohl terrestrische Mobilfunk-Kommunikation (d. h. zellulare Kommunikation) und Mobilfunk-Satelliten-Kommunikation zwischen Endgeräten umfassen. Ein solches System wird hier nachfolgend als ein MSAT-System bezeichnet. Satellitenkommunikation zwischen zwei Endgeräten wird üblicherweise über einen Zweisprung, d. h. zwei Signalpfade, umgesetzt. Ein Signalpfad läuft von dem rufenden Endgerät zu einer Bodenstation über einen Satelliten, und der andere Signalpfad läuft von der Bodenstation zu dem Ziel-Endgerät über den Satelliten. Eine Einsprung-Einwege-Ausbreitungsverzögerung kann auftreten, die im Bereich von 270 Millisekunden (ms) liegen kann. Somit kann in einem Zweisprung-MS-AT-System die Ausbreitungsverzögerung im Bereich von 540 msec liegen, was eine unakzeptable Unterbrechung während des Anrufs, insbesondere eines Sprachanrufs, verursacht.
  • Eine Anzahl von Einsprung-MSAT-Systemen existiert; allerdings sind diese Einsprung-Systeme nachteilig, da ihre Signalisierungspfade beendet werden, sobald ein Einsprung-Satelliten-Signalpfad für einen Anruf zwischen zwei Endgeräten aufgebaut ist. Ohne einen Signalisierungspfad während des Endgerät-zu-Endgerät- (TtT) Rufs können keine Dienste, wie beispielsweise der Austausch von Chiffrierungsschlüsseln zur Verschlüsselung innerhalb des MSAT-Systems, angeboten werden. Somit kann den Anrufern während des Rufs deren Privatsphäre innerhalb des Einsprung-MSAT-Systems nicht garantiert werden.
  • US-A-5,809,141 zeigt ein Kommunikationssystem mit einem Mobilfunk-Vermittlungszentrum (MSC), das eine Zweisprung- sowie eine chiffrierte Einsprung-Kommunikation zwischen zwei Mobilfunkstationen bereitstellt, wobei eine Satelliten-Relais-Station Signale von einer Mobilfunk-Station zu einer anderen Mobilfunk-Station oder zu dem Mobilfunk-Vermittlungszentrum oder umgekehrt weiterleitet. Soweit die Einsprung-Kommunikation betroffen ist, werden Befehle von dem Mobilfunk-Vermittlungs-Zentrum MSC zu einer oder beiden Mobilfunkstationen übertragen, indem der Transponder gesteuert wird, um kurzzeitig den direkten Mobilfunkgerät-zu-Mobilfunkgerät-Weiterleitungsbetrieb von einer Signaleinheit, wie beispielsweise einem TDMA-Burst, zu unterbrechen, um die eigene Fast Associated Control Channel-Nachricht (FACCH – schneller zugeordneter Steuerungskanal) einzufügen.
  • Im Hinblick auf den zuvor genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gateway-Station, ein Mobilfunk-Kommunikationssystem und ein Verfahren vorzusehen, wie eingangs erwähnt, die einen Signalpfad aufrechterhalten oder die Aufrechterhaltung erleichtern, ohne Unterbrechung während eines TtT-Anrufs, derart, dass ein Mobilfunk-Vermittlungszentrum MSC Nachrichten zu einem Endgerät über den Signalisierungspfad senden kann, wenn der Sprachanruf (Anrufpfad) von dem MSC zu dem Endgerät durch den Satelliten im Einsprung-Modus blockiert ist.
  • Diese Aufgabe wird von einer ersten Gateway-Station der eingangs genannten Art gelöst, bei der das Verkehrssteuerungssystem einen der Satellitenkanäle zur Signalisierung von einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle zu dem anrufenden Endgerät während des Endgerät-zu-Endgerät-Rufs reserviert.
  • Mit Bezug auf ein erstes Datensignal wie eingangs erwähnt wird diese Aufgabe gelöst durch ein Segment, das zumindest einen Satellitenkanal zum Aufbau eines Signalisierungskanals zwischen einer Gateway-Station und einem der beiden Endgeräte während eines Einsprung-, Endgerät-zu-Endgerät-Rufs identifiziert.
  • Mit Bezug auf das Mobilfunk-Satelliten-Kommunikationssystem der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gelöst durch das Verkehrssteuerungs-Teilsystem, das zum Zuordnen zumindest eines Kanals der Satellitenkanäle betreibbar ist, um einen Signalisierungskanal zu errichten, über den ein Gateway-Controller Kontrollsignale zu dem anrufenden Endgerät und/oder dem Ziel-Endgerät während des Endgerät-zu-Endgerät-Rufs überträgt.
  • Mit Bezug auf das Verfahren zum Aufbau des Einsprung-Endgerät-zu-Endgerät-Rufs wie eingangs erwähnt wird diese Aufgabe durch die Schritte erreicht: Belegen ausgewählter Satellitenkanäle zur Signalisierung zwischen der Gateway-Station und dem anrufenden Endgerät und zwischen der Gateway-Station und dem Ziel-Endgerät während des Einsprung-Rufs und durch Senden von Signalen über die Verbindungen zu dem anrufenden Endgerät bzw. dem Ziel-Endgerät und durch Zuordnen der ausgewählten Satellitenkanäle zur Signalisierung, während eine Mobilfunk-Vermittlungsstelle bezüglich der Signalisierung zu dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät über einen Einsprung-Rufpfad blockiert ist.
  • Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein MSAT-System 10 vorgesehen, in dem Einsprung-TtT-Anrufe aufgebaut werden können. Ein Signalisierungspfad wird zwischen dem anrufenden Endgerät sowie dem Ziel-Endgerät und einer Gateway-Station aufrechterhalten. Somit kann eine Mobilfunk-Vermittlungsstelle (MSC) Nachrichten zu einem Endgerät über den Signalisierungspfad senden, wenn der Sprachpfad von dem MSC zu dem Endgerät durch den Satelliten im Einsprung-Modus blockiert wird.
  • Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung benutzt die Schalt-Schnittstelle zwischen den Gateway-Stations-Controllern in einer Gateway-Station und einer GSM-basierten Mobilfunk-Vermittlungsstelle (MSC) eines MSAT-Systems minimale Veränderungen, um Einsprung-Satellitenkommuni kation mit Signalisierung während eines TtT-Rufs zu unterstützen.
  • Entsprechend einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bauen ein anrufendes Endgerät und ein Ziel-Endgerät Funk-Kommunikationsverbindungen mit zumindest einer Gateway-Station für einen Ruf-Aufbau auf. Die Gateway-Station ordnet Satellitenkanäle zur Kommunikation zwischen jedem Endgerät und der jeweiligen Gateway-Station zu und belegt Satellitenkanäle für eine direkte Satellitenverbindung zwischen den Endgeräten und zur Signalisierung zwischen jedem Endgerät und dessen entsprechender Gateway-Station während eines Einsprung-, Endgerätzu-Endgerät-Rufs.
  • Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, wenn die anrufende Gateway-Station sich von der Ziel-Gateway-Station unterscheidet, wird das anrufende Endgerät bei der Ziel-Gateway-Station registriert. Die Satellitenkanäle, die für das anrufende Endgerät belegt sind für den Anrufpfad und zur Signalisierung während des Endgerät-zu-Endgerät-Rufs, sind bei der Ziel-Gateway-Station vorgesehen.
  • Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der beanspruchten Erfindung wird ein Verifikationssignal zwischen den Endgeräten über die direkte Satellitenverbindung übertragen, um zu verifizieren, dass sie aufgebaut wurde. Das Verifikationssignal ist so formatiert, dass die Gateway-Stationen das Signal unbeachtet lassen können.
  • Entsprechend noch einem weiteren Gesichtspunkt der beanspruchten Erfindung weist jede Gateway-Station ein Verkehrssteuerungs-Teilsystem zum Verwalten der Belegung der Satelliten-Ressourcen für die Gateway-Station auf. Die Verkehrssteuerungs-Teilsysteme an unterschiedlichen Gateway-Stationen kommunizieren miteinander über ein Intranetzwerk-Kommunikationssystem. Während eines Endgerät-zu-Endgerät-Rufs kann eine Ziel-Gateway-Station Signale zu dem anrufenden Endgerät über das Intranetzwerk-Kommunikationssystem und die Satellitenkanäle senden, die zur Signalisierung dem anrufenden Endgerät zugeordnet sind.
  • Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das System einen Zweisprung zwischen den Endgeräten umsetzen über früher zugeordnete Satellitenkanäle, wenn die direkte Satelliten-Kommunikationsverbindung oder der zugeordnete Signalisierungspfad ausgefallen ist.
  • Die verschiedenen Gesichtspunkte, Vorteile und neuen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden leichter verstanden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen gelesen wird, wobei:
  • 1 ein Blockdiagramm eines MSAT-Systems ist, das entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 ein Blockdiagramm eines MSAT-Systems zur Umsetzung eines TtT-Einsprung-Anrufs entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 Protokollstapel zwischen einem Mobilfunk-Endgerät, einer Gateway-Station und einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 4 Protokollstapel zwischen einem Verkehrssteuerungssystem in einer Gateway-Station, einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle und einer Heimatdatei entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ein Blockdiagramm ist, das ein MSAT-System während einer Anfangs-Zugriffs-Stufe entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6 ein Blockdiagramm ist, das ein MSAT-System zum Aufbau von Satellitenverkehrskanälen entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 7 ein Blockdiagramm ist, das ein MSAT-System zeigt, das einen Endgerät-zu-Endgerät (TtT)-Einsprung-Ruf mit Signalisierungspfaden entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umsetzt;
  • 8 Signale darstellt, die zwischen den MSAT-Systemkomponenten übertragen werden, um einen Einsprung-TtT-Ruf mit Signalisierungspfaden entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umzusetzen; und
  • 9 Signale darstellt, die zwischen den MSAT-Systemkomponenten übertragen werden, um eine Mobilfunk-Verwaltungsverbindung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufzubauen.
  • In den gezeichneten Figuren werden ähnliche Bezugszeichen zur Bezeichnung ähnlicher Teile und Komponenten verwendet.
  • Ein MSAT-System 10, das entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist in 1 gezeigt. Das MSAT-System 10 ist ein voll integriertes digitales Mobilfunk-Kommunikationsnetzwerk, das mit terrestrischen zellularen Netzwerken zusammenarbeiten kann. Das MSAT-System 10 umfasst zumindest einen Satelliten 12, der vorzugsweise ein geostationärer Satellit ist. Während nur ein Satellit gezeigt ist, versteht sich, dass zusätzliche Satelliten in dem MSAT-System 10 verwendet werden können.
  • Das MSAT-System 10 stellt eine offene gemeinsame Luftschnittstelle bereit, um Zugriffs-Endgeräten, wie beispielsweise AT(o) 14 und AT(t) 16, zu ermöglichen, über den Satelliten 12 zu kommunizieren. Die Luftschnittstelle 40 kann beispielsweise eine L-Band-Mobilfunkverbindung sein. Die Zugriffs-Endgeräte (ATs) können Hand-Endgeräte, Fahrzeug-Endgeräte oder feststehende Endgeräte sein. Zusätzlich können die ATs Dual-Mode-Endgeräte sein, die entweder im MSAT-System oder einem Global System for Mobile Communications oder GSM-Standard digitalen zellularen System arbeiten. Das MSAT-System 10 liefert Teilnehmern Dienste, die im Wesentlichen jene Dienste sind, die aus einem GSM-basierten digitalen zellularen System verfügbar sind, einschließlich Sprache, Daten, Telefax, Sprachmail und Short Message Service (SMS), neben anderen Diensten.
  • Mit weiterem Bezug auf 1 umfasst das MSAT-System 10 ferner eine Anzahl von Gateway-Stationen (beispielsweise GS(o) 20 und GS(t) 22). Die Gateway-Stationen (GSs) bilden eine Schnittstelle zwischen dem öffentlich vermittelten Telefonnetzwerk (PSTN), dem öffentlichen Land-Mobilfunknetzwerk (PLMN), und dem öffentlich vermittelten Datennetzwerk (PSDN), und wobei die ATs den Satelliten 12 als Repeater bzw. Relaisstation nutzen. Wie zuvor ausgeführt, besitzen die GSs ebenfalls Schnittstellen, um mit zellularen Netzwerken für einen Betrieb untereinander zusammenzuarbeiten. Somit kommunizieren ATs über den Satelliten mit Vorrichtungen in dem PSTN, PLMN und dem PSDN über GSs und miteinander unter der Steuerung der GSs, wie detaillierter nachfolgend beschrieben wird. Die GSs kommunizieren vorzugsweise über C-Band-Satellitenverbindungen. Einsprung- und Zweisprung-Mobilfunk-TtT-Rufe über den Satelliten werden vorzugsweise über L-Band-Pfade implementiert. Für eine Einsprung-Direktverbindung oder einen TtT-Ruf zwischen Zugriffs-Endgeräten wird ein quer verbundenes Paar (cross-connect) von L-Band-Kanälen verwendet und nachfolgend als L-L-Verbindung bezeichnet.
  • Ein Satelliten-Betriebszentrum (nicht gezeigt) stellt Satellitentelemetrie, Befehls- und Entfernungs- und Nutzlast-Servicefunktionen bereit. Ein modernes Betriebszentrum (AOC) 38 kommuniziert mit dem Satelliten-Betriebszentrum sowie den GSs. Jede GS verwaltet eine Untermenge der Satellitenressourcen (d. h. geschalteter Kanäle) und kann zusätzliche Ressourcen von dem AOC 38 bei Bedarf anfordern.
  • Das MSAT-System 10 der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in dem nachfolgenden allgemeinen Rahmen beschrieben:
    • 1. Systemarchitektur
    • 2. Zeitsynchronisation
    • 2.1 TtG/GtT-Anruf
    • 2.1.1 Anfangs-Zugriff
    • 2.1.2 Übergang von einem Kanal zu einem anderen Kanal
    • 2.1.3 Während des Rufs
    • 2.2 TtT-Ruf mit zwei GSs
    • 2.2.1 Anfangs-Zugriff
    • 2.2.2 Übertragung von AT(o) von GS(o) zu GS(t)
    • 2.2.3 Übergang zu der TtT-Kanalkonfiguration
    • 2.2.3.1 Anrufende Seite
    • 2.2.3.2 Ziel-Seite
    • 2.2.4 Während des TtT-Anrufs
    • 3. Einsprung-Rufaufbau
    • 3.1 TtT-Ruf zwischen ATs, die bei unterschiedlichen GSs
    • registriert sind
    • 3.1.1 Rufaufbauprozedur – anrufende Seite
    • 3.1.1.1 GS-Auswahl/Funkressourcenbelegung
    • 3.1.1.2 Registrierung/Authentifizierung von AT(o) bei GS(t)
    • – Authentifizierung
    • – Chiffrierung
    • – TMSI-Belegung
    • 3.1.1.3 Ruf-Steuerungsprozedur
    • 3.1.2 Rufaufbauprozedur – Zielseite
    • 3.1.2.1 Funkressourcenbelegung
    • 3.1.2.2 Authentifizierung und L-L-Verbindung
    • – Authentifizierung
    • – Chiffrierung
    • – L-L-Verbindung
    • 3.1.2.3 Rufsteuerungsprozedur
    • 3.1.3 End-zu-End-Sprachpfad
    • 3.2. TtT-Anruf zwischen ATs, die bei der gleichen GS registriert sind
    • 3.3 Unvollständige Rufbedingungen
    • 3.3.1 Keine Antwort von AT(t)
    • 3.3.2 Zielseite belegt
    • 3.3.3 Zielseite antwortet nicht
    • 3.3.4 TTCH-Zuordnungsfehler
    • 3.3.4.1 TTCH-Zuordnungsfehler auf der Zielseite
    • 3.3.4.2 AT(o)-AT(t)-Kommunikationsverbindungsfehler
    • 3.3.4.3 TTCH-Zuordnungsfehler auf anrufender Seite
    • 3.3.5 Andere Fehlerzustände
    • 3.4 Ruffreigabeprozeduren
  • 1. Systemarchitektur
  • Die MSAT-System 10-Architektur basiert auf dem GSM-Standard. Jede GS umfasst vorzugsweise zumindest einen Gateway-Stations-Controller (GSC), ein Verkehrssteuerungs-Teilsystem (TCS) und zumindest eine Gateway-Sender/Empfänger-Station (GTS). Zu Darstellungszwecken umfasst eine anrufende GS (d. h. GS(o) 20) einen GSC und ein TSC, die nachfolgend als GSC(o) bzw. TCS(o) bezeichnet werden, und die allgemein in 1 mit 28 gekennzeichnet sind. Die GS(o) umfasst auch einen Sender/ Empfänger-GTS(o) 29 und eine Mobilfunk-Vermittlungsstelle (MSC) 32. Eine Ziel-GS (d. h. GS(t) 22) umfasst zwei GTSs, d. h. GTS(t1) 48 und GTS(t2) 50, sowie zwei GSCs, die nachfolgend als GSC(t1) 46 und GSC(t2) 44 bezeichnet werden. GSC(t1) 46 und GSC(t2) arbeiten in Verbindung mit einem MSC 34. Beide MSCs 32 und 34 kommunizieren mit einer Heimatdatei bzw. einem Heimatregister (HLR) 36, das in herkömmlicher Weise arbeitet. GSC und GTS verwalten eine Schnittstelle (d. h. eine A-Schnittstelle 42) in Richtung eines MSC. GTS liefert die gemeinsame Luftschnittstelle 40 zu den ATs. TCS stellt die Belegung/Freigabe der Funkressourcen für den AT über die Kommunikation mit dem GSC/GTS bereit. Der TCS kann eine Anzahl von GSCs in einer GS unterstützen, wie in 1 dargestellt, durch die TCS(t) 30 und die GS(t) 22, die GSC(t1) 46 und GSC(t2) 44 aufweisen.
  • 1 zeigt Kanaleinheiten 54 und 58, sowie Ersatzkanaleinheiten 56 und 60 in dem GTS(tl) 48 bzw. GTS(t2) 50. Jede Kanaleinheit (CU) stellt einen Kanal dar, über den ein AT mit dem GS(t) 22 kommuniziert. 2 ist im Wesentlichen gleich zu 1, mit der Ausnahme, dass eine reservierte CU 64 von dem AT(o) 14 und eine reservierte CU 66 von dem AT(t) 16 benutzt wird. 2 zeigt das MSAT-System 10 während eines Einsprung-TtT-Rufs im Gegensatz zu dem Zweisprung-Modus, der in 1 gezeigt ist. Wie in 2 dargestellt, wird die Kommunikation des MSC(t) 34 mit dem AT(o) 14 und dem AT(t) 16 während eines TtT-Rufs blockiert. Wie nachfolgend im Detail weiter diskutiert, arbeiten GS(o) 20 und GS(t) 22 erfindungsgemäß, um Signalisierungskanäle (TTCH) 68 und 70 zuzuordnen, mit denen diese GSs mit ihren jeweiligen ATs während eines Einsprung-TtT-Rufs kommunizieren können. Die Belegung der Satelliten-Ressourcen durch den AOC und die GSs wird über ein Intranetzwerk-Kommunikationssystem (INCS) 52 kommuniziert.
  • Wie zuvor ausgeführt, kann ein TtT-Anruf in dem MSAT-System 10 entweder in einem Einsprung-Modus oder in einem Zweisprung-Modus aufgebaut werden. Der Einsprung-Modus-Ruf wird vorzugsweise nur für einen Sprachanruf aufgebaut, da die zuvor genannte Ausbreitungsverzögerung Sprachanrufe verschlechtern kann. In diesem Modus werden zwei ATs, die in einem Sprachanruf beteiligt sind, direkt über den Satelliten 12 auf einem geschalteten L-L-Kanal in dem Satelliten 12 kommunizieren. Der TtT-Zweisprung-Modus-Anruf wird zwischen zwei ATs für Daten, Telefax und einige Sprachanrufe aufgebaut, wenn die ATs in geografisch begrenzten Positionen sind. Das MSAT-System unterstützt zwei Typen von TtT-Zweisprung-Anrufen, d. h. wenn nur ein GS in Benutzung ist und beide ATs in dieser GS registriert sind, und wenn zwei GSs in Benutzung sind und jedes AT in einem anderen GS registriert ist. Das MSAT-System 10 unterstützt einen Einsprung-Ruf für Endgeräte, selbst wenn beide Endgeräte in dem MSAT-System den Rufbereich wechseln (roaming). Ein oder zwei GSs werden zwei unabhängige Verbindungen mit jedem AT aufbauen, indem zwei unabhängige Chiffrierungs-Schlüssel (Kc1, Kc2) verwendet werden. Der Ziel-GSC(t) initiiert eine Prozedur für eine frühe Zuordnung der Verkehrskanäle an die Endgeräte. In dieser Prozedur fordert der GSC(t) den AOC 38 auf, ein neues Paar von L-L-Kanälen im Satelliten 12 querzuverbinden, um einen Einsprung-AT-AT-Ruf in dem Netzwerk aufzubauen. Mit der Beendigung der L-L-Umschaltprozedur initiieren der GSC(o) 28 und der GSC(t1) 46 eine nachfolgende Endgerät-zu-Endgerät-Kanal(TTCH)-Zuordnungsprozedur, die die Übertragung des gemeinsamen Chiffrierschlüssels (Ktt) umfasst, die Zuordnung der TTCH- und L-L-Kanäle (d. h. der Verkehrskanäle oder TCHs), die im Satelliten 12 sowohl mit den ATs und den GSs verbunden sind und zusätzliche Parameter für die Chiffrierungs-Synchronisation. Nach erfolgreicher Beendigung der TTCH-Zuordnungsprozedur wird ein Einsprung-Sprachanruf aufgebaut. Der AT und die entsprechende GS beginnen, die Signalisierung, die Energiesteuerung und die Synchronisationskorrektur für den Anruf über den zugeordneten Kanal (d. h. dem TTCH und dem Verkehrskanal [TCH]) auszuführen.
  • Das MSAT-System 10 baut einen Einsprung-Anruf zwischen zwei ATs für einen Sprachanruf auf, falls beide ATs in dem gleichen MSC registriert sind. In diesem Betriebsmodus werden gewisse zusätzliche Dienste (SS) und alle Kurznachrichtsdienste (SMS) (beispielsweise Dienste, die vom anrufenden Mobilfunkgerät und vom angerufenen bzw. Ziel-Mobilfunkgerät ausgehen) von dem MSC blockiert. Während des Aufbaus eines Einsprung-Sprachanrufs, falls aus irgendeinem Grund das MSAT-System-Netzwerkelement (beispielsweise GSC/TCS/ACC) daran scheitert, zwei ATs in dem Satelliten 12 querzuverbinden, wird der Anruf als Zweisprung-Anruf behandelt (d. h. zwei ATs kommunizieren über den gleichen MSC, jedoch mit zwei Satellitensprüngen 12). In diesem Fall betrachtet der MSC den Anruf als Einsprung-Anruf und macht damit weiter, bestimmte zusätzliche Dienste und alle SMS zu blockieren. In anderen Fällen, wie beispielsweise Daten, Telefax und alternative Sprach/Telefax-Anrufe, bleibt der TtT-Anruf in einem Zweisprung-Modus, selbst wenn beide ATs bei der gleichen MSC registriert sind. Der MSC unterstützt alle SS und SMS in einer Standard-GSM Weise.
  • Die MSAT-System 10-Architektur umfasst -vorzugsweise vier Schnittstellen, einschließlich der Luftschnittstelle 40, der GTS/GSC-Schnittstelle (beispielsweise eine bis-Schnittstelle), der GSC-TCS-Schnittstelle und der A-Schnittstelle 42. Der MSAT-System-Betrieb wird unter den ATs, den GSs und den MSCs aufgeteilt.
  • Das MSAT-System 10 setzt ein Luftschnittstellen-Protokoll 40 ein, um die Betriebsprozeduren zwischen einem AT und dem Netzwerk zu definieren, das von dem MSAT-System bereitgestellt wird. Das Luftschnittstellen-Protokoll 40 ist vorzugsweise eine modifizierte Version der GSM-definierten Luftschnittstelle 40. Mit Bezug auf 3 beschreibt die physikalische Schicht (PH) die verschiedenen Burst-Typen, die dazu verwendet werden, die Information mit der kleinsten Bitfehlerrate zu übertragen. Die Datenverbindungsschicht (DL) beschreibt die zuverlässige Übertragung der Information und die Datenverbindungsfehler-Wiederherstellungsprozedur. Die MSAT-Funkressourcenschicht (RR) beschreibt das Verhalten im Leerlaufmodus, das Verhalten im dedizierten Modus des Endgeräts und die Belegung/Freigabe der Funkressourcen für die AT-AT- und die AT-PSTN-Kommunikation während des normalen Anrufs sowie dem optimalen Routing. Die Änderungen in den oberen MSAT-Schichten (d. h. der Mobilfunk-Verwaltungsschicht (MM) und der Anruf-Verwaltungsschicht (CM)) sind minimal.
  • Die GSC-MSC-Schnittstelle beschreibt die Protokolle zwischen einem MSC und einem GSC, wie in 3 gezeigt. Diese Schnittstelle ist als MSAT A-Schnittstelle 42 bekannt. Dieses Protokoll ist eine modifizierte Version der GSM-definierten A-Schnittstelle 42. Die MSAT-System-A-Schnittstelle 42 führt zusätzlich zu den GSM-Merkmalen die MSAT-Netzwerkfunktionen aus, die von dem GSM nicht unterstützt sind, wie beispielsweise ein hoch eindringendes Alarmieren (HPA), optimales Routen und Einsprung-AT-AT-Anrufe.
  • Die TCS/GSC-Schnittstelle liefert die Belegung/Freigabe der fest zugeordneten (dedizierten) Kanäle während der AT-PSTNund AT-AT-Rufe. Diese Schnittstelle beschreibt ebenfalls das Ruf-Routing von einem GSC/TCS zu einem anderen GSC/TCS über das INCS 52 während eines TtT-Anrufs.
  • 4 zeigt eine TCS-HLR-Schnittstelle. Die TCS erfordert eine Schnittstelle, die einen Zugriff auf ein Signalisierungssystem 7 (SS7) Backbone-Netzwerk ermöglicht, um in der Lage zu sein, Informationen von einem HLR, beispielsweise dem MSAT-System HLR, zu erhalten und zu jenem des Kooperations-Netzwerks (d. h. GSM HLRs). Die TCS benutzt diese Schnittstelle, um die MSC-Besucherregister (VLR)-Adresse zu erhalten, bei der das Ziel-AT momentan gemeldet ist. Die GSM-basierten Jederzeit-Abfrage (ATI)- oder Standard (SMS)-SRI-Mobilfunkanwendungsprotokoll (MAP)-Prozeduren (GSM 09.02) werden eingesetzt, um den Ort des Ziel-ATs zu bestimmen.
  • Mit weiterer Bezugnahme auf 4 funktioniert die TSC als Dienst-Vermittlungspunkt (SSP), während HLR als ein Dienst-Steuerungspunkt (SCP) funktioniert. Die Abfragenachrichten, die zwischen TCS und der HLR 36 ausgetauscht werden, benutzen SS7 und die physikalische Schnittstelle zwischen dem TCS und deren benachbartem MSC. Der MSC führt die Signalisierungs-Übertragungspunkt (STP)-Funktion in dem SS7-Backbone-Netzwerk aus, das das MSAT-System GS verbindet. Ein HLR 36 wird vorzugsweise in jedem GS vorgesehen. Als STP routet der MSC die HLR-Abfragenachrichten, die von dem TCS empfangen werden, zu dem Ziel-HLR. Die Routingfunktion, die von dem MSC benachbart zu dem TCS ausgeführt wird, wird über die Nachrichtentransport (MTP)-Schicht 3 und die Signalisierungsverbindungs-Steuerungs port (SCCP)-Schichten erreicht. Das SS7 Backbone-Netzwerk, das die MSAT-System-GSs miteinander verbindet, kann ein nationales Netzwerk sein. Die TCS ist nicht direkt mit dem SS7-Netzwerk verbunden, so dass es nicht den SS7-Implementierungs (Länder)-Variationen unterworfen ist.
  • Mit Bezug auf die TCS-AOC-Satellitennutzlast-Prozessor-Schnittstelle führt der AOC Validierungs- und Autorisierungsprüfungen in den Teilbändern, Trägern und Zeitschlitzen aus, die in der Verbindungsanforderung spezifiziert sind, wenn der AOC 38 eine TtT (L-L-Kanal)-Verbindungsanforderung von dem TCS während des normalen Betriebs empfängt. Falls die Anforderung diese Überprüfung besteht, leitet der AOC 38 die Verbindungsanforderung an den Satelliten 12-Nutzlastprozessor weiter und sendet nach der Bestätigung der Anforderung durch den Satelliten-Nutzlastprozessor eine Antwort an den TCS, dass die Verbindungsanforderung erfolgreich empfangen wurde. Falls die Anforderung die erforderlichen Prüfungen nicht besteht, erzeugt dann der AOC 38 den passenden Fehlercode in der Bestätigungsnachricht, die er an den TCS sendet, und leitet die Anforderung nicht an den Satelliten 12-Nutzlastprozessor weiter.
  • Wenn der AOC 38 eine TtT (L-L-Kanal)-Trennanforderung von dem TCS empfängt, führt er Validierungsprüfungen für die Teilbandträger und die Zeitschlitze durch, die in der Trenn-Anforderung spezifiziert sind. Falls die Anforderung die Validierungsprüfungen übersteht, leitet dann der AOC 38 die Trennanforderung an den Satelliten 12-Nutzlastprozessor. Der AOC 38 empfängt eine Bestätigung der Trennanforderung von dem Satelliten 12-Nutzlastprozessor, gefolgt von einer Trenn-Antwortnachricht, die angibt, ob die L-L-Kanäle in dem Satelliten 12 getrennt wurden. Der AOC 38 sendet dann eine Trenn-Antwort an den TCS, ob die Trennung der L-L-Kanäle in dem Satelliten 12-Nutzlastprozessor ausgeführt wurde. Basierend auf dieser Antwort, die der TCS von dem AOC empfängt, weiß der TCS, ob die Ressourcen freigegeben werden und für nachfolgende TtT-Verbindungsanforderungen neu belegt werden können.
  • Es gibt zwei Kanäle, die der AOC 38 benutzt, um TtT-Befehle zu dem Satelliten 12-Nutzlastprozessor zu senden. Verbindungsanforderungen werden auf einem Kanal gesendet, Trenn-Befehle auf dem anderen Kanal. Jeder Befehl besitzt eine Oneup-Reihenfolgenummer, die für diesen Kanal eindeutig ist. Der AOC 38 zieht einen Vorteil aus zwei Zählern für den Trennkanal in dem Satelliten 12-Nutzlastprozessor, um herauszufinden, ob eine Trennnachricht empfangen wurde oder nicht. Der Command Processed-Zähler wird bei jedem gültigen Befehl, der empfangen wird, inkrementiert. Die Next Expected-Reihenfolgenummer ist gleich der Reihenfolgenummer des letzten gültigen Befehls, der empfangen wurde, plus eins. Diese beiden Werte werden periodisch dem AOC per Telemetrie übermittelt. Falls keine Befehle verloren wurden, ist die Differenz zwischen dem momentanen und dem vorhergehenden Wert der Next Expected-Reihenfolgenummer gleich dem Command Processed-Zähler. Falls es eine Diskrepanz gibt, werden alle Trennnachrichten beginnend mit der vorherigen Next Expected-Reihenfolgenummer zu dem Satelliten 12-Nutzlastprozessor neu übertragen. Somit bleiben der AOC 38 und der Satelliten 12-Nutzlastprozessor in Synchronisation.
  • Eine Leistungssteuerung in einem TtT-Ruf ist gleich dem eines Endgerät-zu-Endgerät-Gateway (Gateway-zu-Endgerät (TtG/ GtT)-Anrufs. Die Leistungssteuerung arbeitet entsprechend den Werten, die einer Reihe von Betriebsparametern gegeben wurden. Die Werte der Betriebsparameter werden eingerichtet, bevor die Leistungssteuerung implementiert wird. Sowohl für TtT- und Nicht-TtT-Anrufe werden die meisten der Leistungssteuerungsparameter für alle ATs per Broadcast übertragen. Einige der Parameter, die für einen AT oder einen Anruf spezifisch sind, werden zu dem entsprechenden AT als eine Nachricht übertragen. Bei einem TtT-Anruf wird eine Leistungsregelung mit geschlossenem Kreis in gleicher Weise wie bei einem Nicht-TtT-Anruf angewendet, bei dem normalen Austausch der Leistungssteuerungsnachrichten zwischen zwei ATs. Ein AT dient als Netzwerk mit Bezug auf die Leistungsregelung, um einen TtG/GtT-Anruf zu simulieren. AT/Netzwerkkonfiguration kann leicht als Nebenprodukt der Chiffrierungssynchronisation erreicht werden, wenn die Konfiguration in einem ASSIGNMENT COMMAND 2 bestimmt wird, bevor die L-L-Kommunikation beginnt. Die Initialisierungsparameter für einen TtT-Anruf werden in dem ASSIGNMENT COMMAND 2 zu jedem AT übertragen. Die Leistungsregelung mit geschlossenem Kreis zwischen zwei ATs beginnt, nachdem die L-L-Verbindung 62 sowohl dem AT 12 als auch dem AT 16 zugeordnet ist. Die Synchronisation der Leistungsregelungsnachrichten zwischen zwei ATs in einem TtT-Anruf ist die gleiche wie in einem normalen TtG/GtT-Anruf, bei dem ein AT als Netzwerk arbeitet.
  • 2. Zeitsynchronisation
  • Ein AT überträgt Signale, die Zeit-ausgerichtet und Paketnummern-ausgerichtet mit der Systemsynchronisierung auf dem Satelliten 12 sind. Das gesamte System ist vorzugsweise Zeitsynchronisiert in dem Satelliten 12. Der Basisbetrieb der Zeit synchronisation für einen TtG/GtT-Anruf wird in dem nachfolgenden Abschnitt geliefert, bevor der TtT-Anruf diskutiert wird.
  • 2.1 TtG/GtT-Anruf
  • Die AT-Synchronisations- bzw. Taktausrichtung (Timing-Ausrichtung) wird erreicht durch Korrigieren der Übertragungs-Synchronisation mit Faktoren, die von einem GS geliefert werden. Die Übertragung in einem zufälligen Zugriffskanal (RACH) wird mit Faktoren korrigiert, die über den BCCH geliefert werden. Die Übertragung in einem Verkehrskanal (TCH) oder einen Standalone-freigegebenen Kontrollkanal (SDCCH) wird mit Faktoren korrigiert, die über den Zugriffs-Gewährungskanal (AGCH) gegeben werden. Die Synchronisationskorrektur-Update-Nachrichten werden an das AT über die GS gesendet, wann immer der AT instruiert wird, von einem Kanal zum anderen zu schalten (beispielsweise von einem SDCCH zu einem TCH). Der AT wendet die Korrektur bei dem neuen Kanal an. Während eines Anrufs wird eine Synchronisationskorrektur von einem Schnellzugriffs-Regelungskanal (FACCH) zur Übertragung bei TCH3 und durch SACCH zur Übertragung bei TCH6/TCH9 geliefert.
  • 2.1.1 Anfangs-Zugriff
  • Beim Anfangs-Zugriff greift ein AT auf das Netzwerk zu, das von dem MSAT-System 10 bereitgestellt wird, indem ein RACH-Offset benutzt wird, der für die Punktstrahlmitte entworfen wurde. Der RACH-Offset wird von dem Netzwerk durch den BCCH in jedem Punktstrahl verteilt und an dem AT verfügbar, gleich nachdem der . BCCH decodiert ist. Die Umlauf-Verzögerungsveränderung auf Grund des Unterschieds zwischen der aktuellen AT-Position und dem Strahlmittelpunkt wird von dem GS erfasst, wenn sie die BACH-Nachricht empfängt. Diese Synchronisationsdifferenz gleicht 2(Ta-To), wobei To die Ausbreitungsverzögerung von dem Satelliten 12 zu dem Strahlcenter und Ta die Ausbreitungsverzögerung von dem Satelliten 12 zu dem AT ist. Dieser Wert wird über die FAST ASSIGNMENT-Nachricht über ein AGCH weitergeleitet. Der AT versetzt dann seine Übertragung um diesen Korrekturfaktor, und die Takt-Synchronisation der Rückverbindung von dem AT zu den GSs wird an diesem Punkt erreicht.
  • 2.1.2 Überaana von einem Kanal zu einem anderen Kanal
  • Falls dem AT ein SDCCH für eine Rufaufbausignalisierung zugewiesen wird, werden die Updates der Zeitkorrekturfaktoren dem AT übertragen, wenn die TCH-Zuordnung ausgeführt wird. Der AT wendet dann die Korrektur auf seine Übertragung in dem neuen Kanal an.
  • 2.1.3 Während des Anrufs
  • In der Vorwärts-Verbindung wird ein rückführungsfreies Synchronisationsschema verwendet. Der AT-Empfängertakt wird beibehalten, indem dessen interne Zeitbasis und Frequenz verwendet wird, korrigiert durch eine Positionserfassung des empfangenen TCH oder „dual keep-alive hurst" (DKAB)-Bursts, um jegliche mögliche Taktverschiebung zu berücksichtigen, die durch den AT-Oszillator und die AT-Satellitenrelativbewegung verursacht wird.
  • In der Rückverbindung wird ein Synchronisationsschema mit Rückführung verwendet. Jeglicher Übertragungstaktdrift von dem AT-Sender wird von dem GS detektiert, indem die aktuelle Burst-Ankunft mit der erwarteten Burst-Ankunft verglichen wird. Eine Taktkorrektur wird zu dem AT geleitet, falls der Taktfehler einen vordefinierten Schwellenwert übersteigt.
  • 2.2 TtT-Anruf mit zwei GSs
  • Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist das anrufende AT(o) 14 bei einer Gateway-Station GS(o) 20 am Anfang registriert, die sich von der GS(t) 22 unterscheidet, wo das Ziel AT(t) 16 am Anfang registriert ist. Das AT(o) 14 kommuniziert mit der GS(o) 20 anfangs und dann mit der GS(t) 22, nachdem das AT(o) 14 Taktkorrektur von der GS(o) 20 empfängt. Nach dem anfänglichen Zugriff und nach der Beendigung der Signalisierung kommt der Downlink-Kanal TTCH 68 von dem Netzwerk (d. h. dem MSAT 10) zu dem AT(o) von dem GS(o) 20 anstelle des GS(t) 22, zu dem das AT(o) sendet, wie in 2 dargestellt und entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • Während es nur zwei Haupttakt-Synchronisationsstufen in einem TtG/GtT-Ruf gibt, besitzt ein TtT-Anruf mit zwei GS die folgenden vier Haupttakt-Synchronisationsstufens (1) Anfangszugriff; (2) Übertragung der AT(o)-Kommunikation von der GS(o) 20 zu der GS(t) 22; (3) Übergang zu der TtT-Kanalkonfiguration; und (4) während des TtT-Rufs. Es versteht sich, dass diese Ereignisse in diesen vier Stufen nicht notwendigerweise in der vorgegebenen Reihenfolge nacheinander auftreten. Beispielsweise führt das AT(t) 16 den Anfangszugriff nicht zur gleichen Zeit wie das AT(o) 14 aus, und es passiert nach der zweiten Stufe. Ebenf alls wird vorzugsweise die Stufe (2) nur auf das AT (o) 14 angewendet.
  • 2.2.1 Anfangs-Zuariff
  • Die Taktsynchronisation zwischen dem AT(o) 14 und der GS(o) 20 und zwischen dem AT(t) 16 und der GS(t) 22 während des Anfangszugriffs für einen TtT-Ruf ist die gleiche wie für einen regulären TtG/GtT-Ruf. Die Systemkonfiguration bei einer Anfangs-Zugriffsynchronisation ist in 5 gezeigt. Der Anfangs-Zugriff zwischen dem AT(o) 14 und der GS(o) tritt zu Beginn des TtT-Anrufs auf, aber der Anfangs-Zugriff zwischen dem AT(t) 16 und der GS(t) wird ausgeführt, wenn das AT(t) 16 von GS(t) gesucht wird, wie nachfolgend in Verbindung mit 8 diskutiert.
  • 2.2.2 Übertraauna AT(o) von GS(o) zu GS(t)
  • Da bei einem TtT-Anruf beide ATs bei der gleichen GS (beispielsweise der GS(t) 22) registriert werden müssen nach dem Anfangs-Zugriff, muss das AT(o) 14 bei der GS(t) neu registriert werden. Obwohl das AT(o) 14 Taktkorrektur von der GTS(o) empfängt und mit GTS(o) nach dem Anfangs-Zugriff synchronisiert wird, muss deshalb das AT(o) 14 eine Kommunikation mit GTS(t1) beginnen, nachdem es eine IMMEDIATE ASSIGNMENT-Nachricht von der GS(o) 20 empfangen hat, was ebenfalls in Verbindung mit 6 diskutiert wird. 6 zeigt die Kanalkonfiguration nach der Übertragung des AT(o) 14 zu der GS(t) 22, und nachdem das AT(t) 16 mit der Kommunikation mit GS(t) begonnen hat. TCH3-1(o) und TCH3-2(t) entsprechen den ersten Verkehrskanälen (d. h. TCH3s), die dem AT(o) 14 und dem AT(t) 16 in der IMMEDI-ATE ASSIGNMENT-Prozedur zugeordnet wurden. Eine Synchronisationsprozedur kann eingesetzt werden, um jeglichen Taktdrift zwischen den beiden GS 20 und 22 zu korrigieren.
  • 2.2.3 Übergana zur TtT-Kanalkonfiguration
  • 2.2.3.1 Anrufende Seite
  • Es dauert etwa 15 Sekunden von dem Zeitpunkt, zu dem AT(o) 14 dem TCH3-Kanal für eine Anruf-Setup-Signalisierung zugewiesen wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem AT(o) 14 einem L-L-Kanal und einem TTCH-Kanal zugeordnet wird. während dieser Zeitdauer kann das AT einen Takt-Drift mit Bezug zu der GS, aufweisen. Eine Synchronisationsprozedur kann verwendet werden, um diesen Takt-Drift zu korrigieren. Nachdem TCS(t) eine L-L-Verbindungsbestätigung von AOC empfängt, führt sie die nachfolgende TtT-Kanalzuweisung (TTCH 68-Zuweisung) an den AT(o) 14 aus. Die Zuweisung umfasst eine L-L-Verbindung (ein TCH3 für eine Querverbindung im Satelliten 12) und einen TTCH 68. Die L-L-Verbindung ist für die Kommunikation zwischen dem AT(o) 14 und dem AT(t) 16 sowie für die Übertragung von dem AT(o) 14 und dem AT(t) 16 zu den zugehörigen GS(o) 20 und GS(t) 22. Ein TTCH wird von einem AT benutzt, um von seinem GS zu empfangen. Jedes AT empfängt somit Signale über den L-L-TCH3-Kanal von dem AT und über den TTCH-Kanal von seinem anfänglichen GS, während jedes AT Signale über den gleichen L-L-TCH3 sowohl zu dem anderen AT als auch zu dem GS überträgt, das nach der TTCH-Zuweisung benutzt wird (beispielsweise GS(t) 22), wie in 7 gezeigt. Die ASSIGNMENT COMMRND 2-Nachricht wird bei der TtT-Kanalzuweisung gesendet und enthält eine neue Taktkorrektur, die bei dem neuen Kanal angewendet werden soll.
  • Nach der Kanalzuordnung führt das AT(o) 14 die Verbindungs-Aufbauprozedur mit dem GSC(t1) 46 aus, Die Übertragung von dem AT(o) 14 zu GSC(t1) ist auf der zugeordneten L-C- Verbindung, wie in 7 gezeigt. Die Übertragung von der GSC(t1) 46 zu AT(o) 14 ist zuerst von GSC(t1) 46 zu GSC(o) 44 über INCS 52 und dann von GSC(o) zu AT(o) 14 über TTCH 68. AT(o) 14 wartet dann, um mit AT(t) 16 über die zugewiesene L-L-Verbindung 62 zu kommunizieren, bis AT(t) 16 der TtT-Kanal zugewiesen wird. AT(o) 14 empfängt kein Signal auf der L-L-Verbindung von dem Zeitpunkt an, zu dem ihm die L-L-Verbindung zugeordnet wurde, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem es eine Verbindungsaufbaunachricht empfängt (d. h, einer set synchronous balance mode (SABM)-Nachricht mit einem Dienst-Zugriffspunkt-Identifizierer (service access point identifier (SAPI 2)) von dem AT(t) 16. Diese Zeitdauer dauert etwa 2–4 Sekunden.
  • 2.2.3.2 Abschließende Seite
  • AT(t) bleibt auf dem TCH3-Kanal (d. h. TCH3-2(t) in 6), der in dem IMMEDIATE ASSIGNMENT zur Signalisierung für etwa 10 Sekunden zugewiesen wurde, bevor er einer neuen L-L-Verbindung und einem TTCH-Kanal zugewiesen wird. Während dieser Zeitdauer kann das AT einen Takt-Drift mit Bezug auf die GS aufweisen. Eine Synchronisationsprozedur kann eingesetzt werden und diesen Takt -Drift kompensieren. Nachdem die GSC(t2) 44 sowohl die Anforderung zum Start der TTCH-Zuordnungsprozedur auf der abschließenden Seite von dem TCS(t) 30 sowie die Zuordnungsanforderung vom MSC empfängt, führt sie die TtT-Kanal-Zuordnungsprozedur bei dem AT(t) 16 aus. Wenn AT(t) 16 ASSIGN-MENT COMMAND 2 empfängt, startet sie einen Verbindungsaufbau mit GSC(t2). Die AT(t)-zu-GSC(t2)-Richtung ist auf dem zugeordneten L-C-Kanal, und die andere Richtung ist auf dem TTCH vom GS(t) 22. Taktkorrektur wird ebenfalls in der ASSIGNMENT COMMAND 2-Nachricht dem AT(t) 16 gegeben, die auf die neuen Kanäle angewendet wird. AT(t) 16 staxtet ebenfalls die Verbindungsaufbauprozedur (d. h. SABM/UA-Nachrichten) mit dem AT(o) 14 auf der L-L-Verbindung, indem SAPI 2 verwendet wird, wie in Verbindung mit 8 später beschrieben wird. Nach einem erfolgreichen Verbindungsaufbau zwischen dem AT(o) 14 und dem AT (t) 16 beginnt eine direkte Kommunikation zwischen dem AT(o) 14 und dem AT(t) 16 auf dem L-L-Kanal 62.
  • 2.2.4 Während des TtT-Rufs
  • Gleich zu einem TtG/GtT-Ruf wird eine rückführungsfreie Synchronisation bei den AT-Empfängern eingesetzt, während eine Regelung mit geschlossenem Kreis für die AT-Sender verwendet wird. Die Regelungsschleife für das AT(o) 14 ist ein AT(o)-Sender [L-C-Verbindung]-GTS(t1)-[INCS 52]-GTS(o)-[TTCH]-AT(o)-Sender, und die Regelungsschleife für den AT(t)-Sender ist ein AT(t)-Sender-[L-C-Verbindung]-GTS(t2)-[TTCH]-AT(t)-5ender. Der TTCH-Empfang wird verwendet, um die Geräte-Taktperspektive zu regeln. Diese Basis wird für die Übertragung des TCH verwendet. Das empfangene TCH wird separat verfolgt, indem Offsets von der TTCH-basiezten Beobachtung verwendet werden. Zusätzlich wird jede Taktabweichung von einem AT-Sender über Taktkorrekturnachrichten von der GS(t) 22 über den TTCH-Kanal korrigiert. Die GTS(tl) 46 und die GTS(t2) 44 überwachen den aktuellen Zeitpunkt der TCH-Burst-Ankunft über die L-C-Verbindung. Falls der Taktfehler als über dem vorbestimmten Schwellenwert herausgefunden wird, wird eine Taktkorrekturnachricht zu dem AT auf dem TTCH gesendet.
  • 3. Einsprung-Rufaufbau
  • Die nachfolgenden Unterkapitel beschreiben den Informationsfluss, die Anzahl der Netzwerkelemente und die Funkquellen, die zum Aufbau eines Einsprung-Rufs in dem MSAT-System 10 der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Informationsfluss beschreibt die Hauptfolge von Ereignissen für einen TtT-Ruf in dem MSAT-System 10. Der TtT-Ruf in dem MSAT-System 10 wird als eine Kombination aus AT-PSTN- und PSTN-AT-Rufen behandelt. Ferner werden in dem MSAT-System-TtT-Anruf die beschriebenen Prozeduren vorzugsweise eine nach der anderen im Gegensatz zu einer gleichzeitigen Ausführung ausgeführt.
  • 3.1 TtT-Ruf zwischen RTs, die bei unterschiedlichen GSs registriert sind
  • 8 zeigt die Hauptfolge von Ereignissen für einen TtT-Anruf in dem MSAT-System 10. Ein MSAT-Teilnehmer AT(o) 14, der den GS(o) 20 besucht, ruft einen GSM/MSAT-Teilnehmer AT(t) 16, der das MSAT-Netzwerk bei GS(t) 22 besucht. Um einen Einsprung-TtT-Anruf zwischen zwei Teilnehmern, die in einem MSAT-Netzwerk unterwegs sind, über einen Einsprung aufzubauen, benötigen beide ATs eine Registrierung bei der gleichen GS (d. h. die gleiche MSC/VLR benutzen). Falls das AT(t) bei einer GS registriert ist, die nicht die GS des anrufenden AT(o) zum Zeitpunkt der Rufabgabe ist, wird dann das AT(o) bei der GS des Ziel-AT(t) neu registriert. Sobald beide ATs bei der gleichen GS registriert sind, finden die Rufsteuerungs-Signalisierungsprozeduren für beide ATs in der gleichen GS statt.
  • Während der Signalisierungsprozedur zeigt das MSC 34 dem GSC(t2) 44 an, dass der Anruf ein TtT-Anruf ist. GSC(t2)/TCS(t) fordern die AOC 38 auf, den angeforderten L-L-Verkehrskanal am Satelliten 12 zu verbinden, während die Signalisierung für den Anruf auf dem momentan zugeordneten Kanal erfolgt. Die AOC 38 verbindet den L-L-Kanal und gibt die belegten Ressourcen an das TCS(t) zurück, das seinerseits die Ressourcen, die TtT-Parameter enthalten, zu dem GSC(t1) 46 bzw. dem GSC(t2) 44 überträgt. Beim Empfang des TtT-Containers führt das GSC(t2) die Zuweisung der Verkehrskanäle aus, die am Satelliten 12 querverbunden (L–L) werden. Nach erfolgreichem Abschluss der Zuordnung informiert das GSC(t1) das TCS(t). Das TCS(t) wiederum überträgt die TtT-Parameter des GSC(t2). Das GSC(t2) weist beim Empfang des ASSIGNMENT von dem MSC den L-L-Kanal, der am Satelliten 12 verbunden ist, dem AT(t) zu. Beim Aufbau eines Einsprung-Rufs kommunizieren die ATs miteinander über einen Einsprung. Gleichzeitig hört die GS 18 der Kommunikation beider ATs zum Zwecke des Eingriffs zu. Das Signalisierungsprotokoll zwischen dem Netzwerk und dem AT arbeitet in gleicher Weise wie in einem GSM-System. Auf der physikalischen Schicht findet die Kommunikation in der AT-zu-Netzwerk-Richtung auf einem Zubringerverbindungs-Punkt-zu-Punkt-Kanal statt. In der Netzwerk-zu-AT-Richtung wird die Signalisierungsinformation auf einem Punkt-zu-Mehrpunkt-Kanal übertragen, wie in 7 gezeigt.
  • 3.1.1 Rufaufbauprozedur – Anrufende Seite
  • 3.1.1.1 GS-Auswahl/Funkressourcenbelegung
  • Das MSAT-Netzwerk führt die folgenden Funktionen während dieser Prozedur aus: (1) Nummerierungsanalyse der angerufenen Partei; (2) Validierung der GPS-Position der anrufenden Partei AT(o) und der Roaming-Vereinbarung; (3) Auswahl der optimalen GS(t); (4) Zuordnung der TCHs (d. h. einer zur Signalisierung und einer zur Verbindung im Satelliten 12); (5) Übertragung der Information bezüglich des TTCH-Kanals des GPS-Werts und der momentanen Geräteidentifikation (TT_id), die von dem Gerät zum Empfang von TTCH-Nachrichten benutzt wird; und (6) Bereitstellen von Takt-, Leistungs- und Frequenzkorrektur. In der TtT-Ruf-IMMEDIATE ASSIGNMENT-Prozedur sendet das AT(o) 14 einen CHANNEL REQUEST auf dem BACH mit der Nummer der angerufenen Partei und der GPS-Position und wartet auf die IMMEDIATE ASSIGNMENT auf dem AGCH des zugeordneten gemeinsamen Steuerungskanals (CCCH). Auf der Netzwerkseite bestimmt beim Empfang der CHANNEL REQUEST-Nachricht das TCS(o) 26, ob die Nummer der angerufenen Partei in einem MSAT/GSM oder in einem PSTN-Netzwerk ist oder nicht, indem die empfangene Nummer der angerufenen Partei analysiert wird. Im Falle, dass die Nummer der angerufenen Partei entweder GSM (dual-mode) oder MSAT-Netzwerk ist, sendet das TCS(o) 26 ein IMMEDIATE ASSIGNMENT mit einer PAUSE-Meldung an das AT(o) 14. Das TCS(o) fragt die angerufene Partei HLR 36 ab (beispielsweise ein GSM- oder ein MSAT-Netzwerk HLR), um den momentanen Ort des angerufenen AT(t) zu bestimmen (d. h. die MSCID des AT(t)).
  • Das TCS berücksichtigt vorzugsweise keine zusätzlichen Dienste, wenn TtT-Anrufe geroutet werden. Speziell wird es nicht erkennen, dass ein Rufweiterleitungs- oder Rufsperr-Dienst beim Ziel den Abschluss eines TtT-Rufs zu der gewählten Nummer verhindert. Es wird auch nicht eine Rufweiterleitungsnummer analysieren und einen Einsprung-TtT-Ruf zu dem Rufweiterleitungsziel aufbauen.
  • Das TCS(o) 28 validiert die Funkressourcenvereinbarung (zwischen der aktuellen GS(o) und der ausgewählten GS(t)), Restriktionen – sofern vorhanden –, die AT-Position und die Roaming-Vereinbarung (zwischen der AT(o)-Heim PLMN und der PLMN des ausgewählten Gateways). Falls es keine Restriktionen gibt, identifiziert das TCS(o) den Anruf als einen TtT-Anruf, belegt zwei Verkehrskanäle (TCH) und zusätzlich TtT-Parameter (TTCH-Kanal, TT_id, und zusätzlich ein TCH-Kanal, der zum Aufbau eines Einsprung-Rufs benutzt wird) und überträgt den TCH und die TtT-Parameter zu dem TCS(t) über INCS 52-Nachrichten.
  • Das TCS(t) 30 validiert und weist die geliehenen Ressourcen dem GSC(t1) 46 zu. Der GSC(t1) aktiviert die Ressourcen und bestätigt dies der TCS(t). Die TCS(t) bestätigt wiederum den Empfang der übertragenen Ressourcen der TCS(o). Die TCS(o) berechnet beim Empfang der Bestätigung der übertragenen Ressourcen Takt, Frequenz und Leistungskorrektur für das AT(o) 14 und weist den belegten Verkehrskanal dem AT(o) zu, indem das IMMEDIATE ASSIGNMENT (PAUSE = Falsch) auf dem zugehörigen CCCH mit einem Kennzeichen gesendet wird, um ein Orts-Update zu initiieren. Bei der GS(t) weist die TCS(t) 30 die Ressourcen und die Übertragung der Anrufreferenz ID(o) zu der ausgewählten GSC(t1), um die anrufende Seite des TtT-Anrufs zu identifizieren.
  • Das AT(o) 14 aktiviert beim Empfang der IMMEDIATE ASSIGN-MENT (PAUSE – Falsch)-Nachricht den zugewiesenen Kanal und initiiert eine Verbindungsaufbauprozedur auf dem zugewiesenen (TCH-) Kanal. In dieser Prozedur sendet das AT(o) ein SABM, und das GSC(t1) 46 sendet eine nicht-nummerierte Bestätigung (UR) in Antwort auf die SABM-Nachricht. Bei erfolgreicher Beendigung des Verbindungsaufbaus ist die RR-Verbindung zwischen AT(o) 14 und GS(t) 22 als aufgebaut bekannt.
  • 3.1.1.2 Registrierung/Authentisierung des AT(o) bei GS(t)
  • Beim erfolgreichen Aufbau der Funkverbindung initiiert AT(o) 14 die Orts-Updateprozedur (GSM 4.08) und wird bei dem ausgewählten Gateway GS(t) 22 registriert. Bei dieser Prozedur markiert das GSC(t1) 46 die aufgebaute RR-Verbindung als eine TtT-Anruftyp-Verbindung und startet damit, auf die CM SERVICE REQUEST/LOCATION UPDATE-Nachricht zu warten. Das AT(o) 14 initiiert eine Orts-Updateprozedur mit FOR = Wahr. Das GSC(t1) baut eine Signalisierungsverbindungs-Steuerungsport (SCCP)-Verbindung auf und überträgt die Schicht 3-Nachricht zu MSC. Die Hauptparameter der SCCP-Verbindungsanforderung sind die Schicht 3-Nachricht (Orts-Update), der Wert der GPS-Position in dem CI-Feld und der TtT-Container, der mit einer Ruf-Referenz-ID(o) initialisiert wurde. MSC führt eine Authentisierung, Chiffrierung und die TMSI-Belegungsprozedur aus.
  • Bei Empfang der LOCATION UPDATE REQUEST (FOR = Wahr)-Nachricht füllt das GSC(t1) 46 den TtT-Container mit der Anrufreferenz-ID(o) und überträgt ihn zu dem MSC 34 während der SCCP-Verbindungsaufbauprozedur. Das MSC gibt vorzugsweise die SCCP-Verbindung am Ende des Orts-Updates nicht frei. Das MSC wird von dieser Bedingung über das "Follow-on Request Pending"-Informationselement in der LOCATION UPDATING REQUEST-Nachricht informiert, die von dem AT empfangen wird. Falls der FOR = Wahr ist, gibt das MSC die Korrektur am Ende der Orts-Updateprozedur nicht frei. Die nachfolgende Prozedur und 9 beschreiben die Orts-Updateprozedur für einen Geräteteilnehmer, wenn ein Anruf zu einem Ziel initiiert wird, das die Registrierung des Geräteteilnehmers erfordert.
  • Authentisierung
  • Das AT(o) 14 sendet eine LOCATION UPDATE-Nachricht mit (FOR = Wahr) an das MSC 34 des ausgewählten Gateways, startet einen Timer und wartet auf die LOCATION UPDATE ACCEPT/LOCATION UPDATE REJECT-Nachricht von dem Netzwerk oder auf das Auslaufen des Timers. Beim Empfang der LOCATION UPDATE REQUEST-Nachricht baut das GSC(t1) 46 eine SCCP-Verbindungsanforderung auf. Bei dieser Prozedur überträgt das GSC(t1) die COMPLETE LAYER 3-Nachricht an das MSC 34. Die Hauptparameter der COMPLETE LAYER 3-Nachricht sind die Schicht 3-Nachricht (LOCATION UPDATE), der TtT-Container mit der Anruf-Referenz-ID(o) und die global positioning System (GPS)-Position (d. h. das Gebiet, in dem sich AT befindet).
  • Beim Aufbau der SCCP-Verbindung erkennt das MSC 34, dass die SCCP-Verbindung für Einsprung-TtT-Anrufe aufgebaut ist, sperrt gewisse Satellitenvermittlungs- und SMS-Dienste für das AT(o) 14 und initiiert die Authentisierungsprozedur, indem die AUTHENTICATION REQ-Nachricht (RAND) zu dem AT(o) 14 über ein AUTH CMD-Signal gesendet wird. Die AUTHENTICATION REQ-Nachricht ist eine DTAP-Nachricht und passiert das GSC(t1) 46 transparent. Das AT(o) 14 berechnet den Signatur-Antwortwert (SRES), indem RAND, A3 und Ki des AT(t) verwendet werden. Nach Beendigung der Berechnung antwortet es dem Netzwerk mit SRES über die AUTHENTICATION RESPONSE-Nachricht, die auch eine DTAP-Nachricht ist und über die GS zu der MSC transparent läuft. Das MSC validiert den Signatur-Antwort (SRES)-Wert; falls er richtig ist, initiiert das MSC eine Chiffrierungsprozedur, andernfalls weist das MSC die Orts-Updateprozedur zurück. Das MSC zeigt eine Zurückweisung dem AT(o) an, indem eine LOCATION UPDATE REJECT-Nachricht abgegeben wird, und initiiert eine Kanalfreigabeprozedur.
  • Chiffrierung
  • Das MSC 34 initiiert dann die Chiffrierungsprozedur, indem ein CIPHER MODE COMMAND (WITH CIPHERING ALGORITHM A5/1, A5/2, OR NO CIPHERING) zu dem GSC(t1) 46 gesendet wird. Das GSC(t1) setzt die CU r mit A5/2 und Kcl und baut eine MSAT-Luftschnittstellen 40-Nachricht, CIPHERMODE COMMAND, und fordert das AT(o) 14 an, eine Chiffrierung auszuführen, indem A5/2 als Chiffrierungsalgorithmus und Chiffrierungsschlüssel (Kcl) verwendet wird. AT(o) benutzt den Chiffrierungsschlüssel (Kcl) und den Chiffrierungsalgorithmus A5/2 und sendet die CIPHERMODE COMPLETE-Nachricht, verschlüsselt mit Kcl, an das Netzwerk. Das GSC(t1) dechiffriert die empfangene Nachricht und überträgt sie zu dem MSC 34.
  • TMSI-Belegund
  • Es wird weiter auf 9 Bezug genommen. Nach Beendigung der Chiffrierung überträgt das MSC die temporäre Mobilfunkstations-Identität (TMSI) und den Ortsgebietsidentifizierer (LAI) in einer TMSI-Neubelegungsprozedur. Das AT(o) 14 erneuert beim Empfang des TMSI und des LAI (Ortsgebietscode IE des LAI trägt den neuen Wert des MSC(t), das durch das GS(t1) zugewiesen ist, und die Punktstrahl-ID bleibt unverändert) die Teilnehmeridentitätsmodul-Karte mit den neuen Werten des TMSI und LAI. Das MSC sendet die LOCATION UPDATE ACCEPT-Nachricht mit FOP = Wahr. Das MSC verschiebt die Verbindungsfreigabeprozeduren nach der Beendigung der Orts-Updateprozedur.
  • Das AT(o) 14 gibt die CM SERV REQ-Nachricht aus. Die GS(t1) überträgt die Nachricht zu der MSC 34 auf der gleichen SCCP-Verbindung, die für das Orts-Update verwendet wird. Der MSC sendet nach dem Empfang des CM SERVICE REQUEST die CM SERVICE ACCEPT-Nachricht an das AT(o) 14. Auf der AT(o)-Seite wird eine MM-Verbindung beim Empfang der CM SERVICE ACCEPT-Nachricht aufgebaut. Schließlich macht die Verarbeitung mit den Ruf-Setup-Prozeduren mit der SETUP-Nachricht weiter.
  • 3.1.1.3 Rufsteuerungsprozedur
  • Bei dieser Prozedur überträgt die GS(t1) die von AT(o) ausgehenden DTAP (SETUP)-Nachrichten zu dem MSC 34 über die aufgebaute SCCP-Verbindung ohne irgendeine Veränderung. Der MSC zeigt den Fortschritt des Rufs an, indem eine CALL PROCEEDING-Nachricht an das anrufende AT(o) abgegeben wird, wie in 8 angezeigt. Bei der Übertragung der CALL PROCEEDING-Nachricht initiiert der MSC 34 eine Zuordnung der Verkehrskanäle zu dem AT(o) 14. Beim Empfang der ASSIGNMENT-Nachricht prüft das GSC(t1) 46 die Zuordnungsanforderung, um eine Kanalmodus-Modifizierungsprozedur oder eine Zuordnungsprozedur zu starten.
  • Auf dem zugewiesenen TCH initiiert der GSC(t1) eine Kanalmodus-Modifizierungsprozedur für AT(o) 14. Die GS(t1) initiiert diese Prozedur, indem die CHANNEL MODE MODIFY-Nachricht an das AT(o) 14 abgegeben wird. Das anrufende AT(o) ändert beim Empfang der CHANNEL MODE MODIFY-Nachricht den Modus des existie renden Kanals und bestätigt dies der GS(o) 20 durch Übertragung einer CHANNEL MODE COMPLETE-Nachricht an GS(o). Beim Empfang der CHANNEL MODE COMPLETE-Nachricht sendet GS(o) die ASSIGNMENT COMPLETE an das MSC. Falls das AT(o) auf dem SDDCH-Kanal zum Zeitpunkt ist, zu dem ASSIGNMENT von dem MSC empfangen wird (d. h. im Gegensatz zu einer sehr frühen Zuordnung von TCH zur Signalisierung), initiiert die GS(o) eine Zuordnungsprozedur und ordnet ein TCH dem AT(o) zu.
  • 3.1.2 Rufaufbauprozedur - Abschlussseite
  • Beim Empfang einer SETUP-Nachricht von dem AT(o) 14 analysiert das MSC 34 den Ländercode/nationalen Bestimmungscode (CC/NDC)-Teil der Nummer der angerufenen Partei und fragt den HLR 36 ab, um die Mobilfunkteilnehmer-Routingnummer (MSRN) und die internationale Mobilfunkteilnehmer-Identität (IMSI) zu bestimmen, um den Ort des angerufenen Teilnehmers At(t), der augenblicklich im MSAT-Netzwerk teilnimmt, zu bestimmen und eine PAGING-Nachricht an das AT(t) mit einem TtT-Kennzeichen abzugeben. Das AC(t) initiiert beim Empfang der PAGING REQUEST-Nachricht eine Funkverbindungsaufbau-Prozedur bei GS(t) 22. Die GS(t) 22 validiert die Position, die von AT(t) geliefert wurde. Falls die GPS-Position des AT(t) gültig ist, erlaubt es AT(t), eine Verbindung mit GS aufzubauen. Beim erfolgreichen Aufbau einer Funkverbindung sendet das AT(t) die PAGE RESPONSE-Nachricht an GS. GSC führt den Aufbau der SCCP-Verbindung mit dem MSC aus und überträgt die GPS-Position in einem Konfigurationswert (CI)-Feld für Abrechnungs- und Ruferfassungszwecke. Beim erfolgreichen Abschluss der SCCP-Verbindung initiiert das MSC eine Authentisierung, Chiffrierung und Rufsteuerungsprozedur. MSC verifiziert, dass der TtT-Container während der SCCP- Verbindungsanforderung bestimmte SS- und SMS-Dienste sperrt, sichert den TtT-Container und überträgt zu der Abschlussseite während der Chiffrierungsphase über CYPHER MODE COMMAND-Nachricht, ob die Trägerfähigkeit der Setup-Nachricht nur einen Sprachanruf anzeigt. Nach Beendigung der Zuordnungsprozedur auf der anrufenden Seite, d. h. beim Empfang der ASSIGNMENT COMPLETE-Nachricht von GS(t1), gibt MSC eine PROGRESS-Nachricht aus (mit einer Kennzeichnung zur Erzeugung von CIP-Tönen) und wendet auch Call in Progress (CIP)-Töne bei AT(o) 14 auf dem zugewiesenen Verkehrskanal (TCH) an. Beim Empfang der PROGRESS-Nachricht (mit einem Kennzeichen zur Erzeugung von CIP-Tönen) startet AT(o) 14 damit, CIP-Töne zu erzeugen und diese dem Nutzer zu liefern.
  • 3.1.2.1 Funkressourcenbelegung
  • Beim Empfang einer PAGE-Anforderung von der MSC(t) bestimmt das GSC(t2)/TCS(t) die CCCH-ID und die PAGE GROUP-ID und gibt eine PAGE-Nachricht über die Luft auf dem ausgewählten CCCH ab. Das abschließende AT, das die PAGE in dem CCCH-Paging-Kanal (PCH) hört, antwortet auf die PAGE durch Starten der Channel Request-Prozedur auf dem RACH. Das AT sendet eine CHANNEL REQUEST-Nachricht in dem RACH und wartet auf die IMMEDIATE ASSIGNMENT-Nachricht auf dem AGCH für den zugehörigen CCCH. Bei der Zuweisung von TCH durch das Netzwerk an AT(t) aktiviert AT(t) den zugewiesenen Kanal und baut eine Verbindung mit dem Netzwerk auf, indem die SABM/UA-Prozedur benutzt wird. Das GSC(t2) 44 hält auch einen Ersatz-TCH 60 und reservierten TTCH-Kanal 66 und benutzt diese zum Zeitpunkt einer Einsprung-Verbindung. Beim erfolgreichen Abschluss der Verbindung sendet das AT(t) eine erste Schicht 3-Nachricht PAGE RESPONSE mit der Geräteidentität (IMSI/TMSI) und einem Klassenkennzeichen des AT(t). Eine HLR-Abfrage muss nicht ausgeführt werden. GSC(t2) 44 überträgt die Klassenkennzeichen-Information an TCS(t). Das TCS(t) zeigt dem GSC(t2) den Typ des Chiffrierungsalgorithmus an, der zum Aufbau des Einsprung-Rufs verwendet werden wird. Das GSC(t2) baut ebenfalls eine SCCP-Verbindung mit dem MSC auf und sendet eine PAGE RESPONSE-Nachricht an das MSC während des Verbindungsaufbaus.
  • 3.1.2.2 Authentisierung und L-L-Verbindung Authentisierung
  • 8 zeigt die Authentisierung/Chiffrierungs-Prozedur zwischen dem abschließenden AT(t) und dem MSC, die von dem MSC gestartet wird und die wie in Verbindung mit der anrufenden Seite beschrieben ist.
  • Chiffrierung
  • In dieser Prozedur fordert das MSC das AT(t) 16 auf, eine Chiffrierungs-Prozedur auszuführen, indem A5/1, Ar/2 oder keine Chiffrierung und Kc2 verwendet werden, indem eine CIPHERING COMMAND-Nachricht ausgegeben wird. Das GSC(t2) 44 prüft die Kennzeichnung des TtT-Containers. Beim Empfang des TtT-Containers überträgt der GSC(t2) die Rufreferenz ID(o) an das TCS(t) 30. Beim Empfang der Rufreferenz ID(o) startet das TCS die Prozedur zum Aufbau eines Einsprung-TtT-Rufs. Bei dieser Prozedur weist das TCS(t) eine Rufreferenz-ID(t) zu, um die Abschluss-Session des TtT-Rufs zu identifizieren, diese zu GSC(t2) zu übertragen, einen gemeinsamen Chiffrierungsschlüssel (Ktt) zu erzeugen, der in dem Anruf verwendet werden soll, indem der MSAT-Zufallszahlengenerator verwendet wird, und um AOC 38 anzuweisen, eine L-L-Verbindung am Satelliten 12 auszuführen. In dieser Prozedur liefert das TCS(t) zwei separate (L-C)-Träger an das AOC 38 mit einer Aufforderung, am Satelliten 12 zu verbinden, und zur gleichen Zeit sowohl den ATs und dem Netzwerk zu ermöglichen, die Signalisierungsprozedur auf dem existierenden Kanal ohne jegliche Unterbrechung fortzuführen.
  • L-L-Verbindung
  • Beim Empfang des Chiffrierungsmodus-Befehls mit einem TtT- Container von der MSC durch das GSC(t2) 44 fordert dann GSC(t2) das TCS(t) 30 auf, eine L-L-Verbindungsprozedur zu starten. In dieser Prozedur sendet sie eine Anforderung an das AOC 38, um auf die Antwort des AOCs zu warten. Das AOC 38 prüft die Anforderung. Falls das AOC 38 in der Lage ist, eine Verbindung des angeforderten L-L-Kanals am Satelliten 12 auszuführen, gibt sie einen Befehl an die Satelliten-Nutzlastprozedur ab und gibt dem TCS die Information, dass die L-L-Verbindung am Satelliten 12 aufgebaut werden kann. Beim Empfang der AOC 38-Rntwort mit einem Kennzeichen des erfolgreichen Abschlusses der L-L-Kanalverbindung am Satelliten 12 signalisiert das TCS(t) dem GSC(t1) 46, eine Zuweisungsprozedur (TTCH) beim anrufenden AT(o) zu starten. Bei einer erfolgreichen Beendigung der Zuweisung des TCH und des TTCH-Kanals erfährt das AT(o) 14, dass dies ein Einsprung-TtT-Ruf ist. Bei der erfolgreichen Beendigung der TTCH-Zuweisung auf der anrufenden Seite signalisiert das TCS dem GSC(t2), eine TCH- und TTCH-Kanalzuweisungs-Prozedur bei dem abschließenden AT(t) zu starten.
  • In der TTCH-Zuweisungs-Prozedur überträgt das MSAT-Netzwerk die benötigten Instrumente, wie Ktt, TCH, TTCH-Kanäle und den AT-Betriebsmodus an beide ATs. Während eines TtT-Rufs nach dem Aufbau und der Verwendung einer L-L-Verbindung 62 werden Signalisierungsnachrichten von GS(o) und GS(t) 22 an AT(o) 14 bzw. AT(t) r über die TTCH-Kanäle 68 und 70 übertragen, während die Signalisierung von AT(o) 14 und AT(t) 16 zu GSC(t1) und GSC(t2) über den zugeordneten L-C-TCH3-Kanal läuft. Wenn zwei ATs anfangs bei unterschiedlichen GSs registriert sind, kommt TTCH 68 von dem GS, bei dem AT, AT(o) 14 anfangs registriert ist, und nicht von GS(t) 22. Der Hauptgrund besteht darin, dass es eine Verschwendung von Ressourcen bedeutet, einen ganzen TTCH-Kanal von GS(t) 22 zu einem unterschiedlichen Punktstrahl (d. h. dem GS(o)-Abdeckungsgebiet) zuzuweisen, wo AT(o) sich momentan befindet für eine kleine Anzahl von ATs. Somit wird die Information für AT(o) von GSC(t1) 48 zu GSC(o) 28 weitergeleitet (für eine weitere Übertragung durch TTCH) über das INCS 52.
  • Falls AOC 38 eine Verbindung mit dem L-L-Kanal am Satelliten 12 nicht schafft, benachrichtigt das AOC 38 das TCS. Das TCS initiiert keine TTCH-Zuordnungs-Prozedur auf der anrufenden Seite oder auf der abschließenden Seite der ATs. In diesem Fall bleiben die ATs in dem zugeordneten Kanal, und der Anruf ist ein Zweisprung-Anruf. Das MSC behandelt jedoch diesen Ruf als Einsprung-Ruf. Falls die L-L-Kanäle am Satelliten 12 verbunden werden, aber die Zuordnung dieses Kanals auf der anrufenden Seite fehlschlägt, startet das TCS keine Anforderung zur Zuweisung eines neuen Kanals (verbunden am Satelliten 12) auf der abschließenden Seite, und der Anruf ist in einem Zweisprung- Modus. Das MSC behandelt diesen Anruf auch als einen Einsprung-Anruf.
  • Während der zuvor genannten Schritte läuft die Signalisierungs-Prozedur zwischen dem AT(t) 16 und dem MSC 34 in einer normalen Art und Weise auf dem existierenden Kanal ohne jegliche Unterbrechungen ab. Das GSC(t2) 44 überträgt beim Empfang einer CIPHERMODE COMMAND-Nachricht mit dem TtT-Container die CIPHERING-Nachricht an AT(t) ohne den TtT-Container und führt die Kommunikation mit dem AT(t) auf einem existierenden Kanal fort. Am Ende der Chiffrierungsprozedur führt das MSC die CC-Prozeduren auf existierenden und neu zugewiesenen Kanälen fort.
  • 3.1.2.3 Rufsteuerunasprozedur
  • Bei dieser Prozedur führt das MSC eine späte Verkehrskanalzuordnung aus. Diese Prozedur wird dem AT(t) 16 durch das MSC 34 über eine SETUP-Nachricht mitgeteilt, indem die SIGNAL IE in der Nachricht nicht enthalten ist. Das MSC überträgt die SETUP- (ohne die SIGNAL IE) Nachricht an das GSC(t2) 44 über die aufgebaute SCCP-Verbindung, wie in 8 gezeigt. Das GS(t2) 44 überträgt die Nachricht an das AT(t) über die Luft ohne Veränderungen. Das AT(t) sendet eine CALL CONFIRM-Nachricht in Antwort auf die SETUP-Nachricht an das GS(t2). Das GS(t2) überträgt die empfangene CALL CONFIRM-Nachricht an MSC auf der aufgebauten SCCP-Verbindung. Das MSC gibt beim Empfang der CALL CONFIRM-Nachricht die ASSIGNMENT-Nachricht an das GS(t2) ab. Das GS(t2) überprüft die Anforderung und führt eine TTCH-Zuordnungs-Prozedur auf der abschließenden Seite aus. Falls AT(t) auf dem SDCCH-Kanal ist und die anrufende Seite TTCH-Zuordnung fehlschlägt (d. h. AT(o) kommuniziert mit dem Netzwerk über TCH), dann wird GSS(t2) eine Zuordnungs-Prozedur für die Zuordnung des TCH auf der abschließenden Seite ausführen.
  • Während der TTCH-Zuordnungs-Prozedur auf der abschließenden Seite wird die direkte Kommunikation zwischen zwei ATs verifiziert, indem eine Verbindung auf dem L-L-Kanal 62 bei SAPI 2 aufgebaut wird, und durch AT (t) 16 initiiert . Im Falle, dass die Kommunikation der beiden ATs miteinander unter Verwendung von Ktt fehlschlägt, berichtet AT(t) einen Zuordnungsfehler auf dem TTCH-Kanal an das Netzwerk über ASSIGNMENT FAIL. AT(t) kehrt zu dem alten Kanal zurück, und der ursprüngliche Chiffrierungsschlüssel und der Anruf bleiben nur in einem Zweisprung-Modus. Das Netzwerk weist ein TCH dem AT(o) zu und führt eine Kanal-Modus-Modifizierungsprozedur bei dem abschließenden AT(t) aus. AT(t) erzeugt ein Läuten und überträgt eine Alarmnachricht an das Netzwerk. Das Netzwerk überträgt die Alarmnachricht an das AT(o). Das AT(o) erzeugt einen Verbunden-Kennzeichen-Ton.
  • 3.1.3 End-zu-End-Sprachpfad
  • 8 zeigt den Aufbau eines End-zu-End-Sprachpfades auf dem L-L-Kanal. In dieser Prozedur erzeugt bei der Zuordnung des Verkehrskanals zu dem AT(t) dieser die Anrufton-Anzeige für den Benutzer und sendet die ALERTING-Nachricht an den MSC. Der MSC leitet eine ALERTING-Nachricht an den anrufenden AT(o), um anzuzeigen, dass das entfernte Ende klingelt. Beim Empfang der ALERT-Nachricht erzeugt das AT(o) 14 einen lokalen Verbunden-Kennzeichen-Ton. Der Verbunden-Kennzeichen-Ton wird lokal erzeugt, da das AT weiß, dass dies ein TtT-Anruf ist, und der Rufton nicht empfangen werden kann, da Kanäle am Satelliten 12 verbunden sind. Der Benutzer des abschließenden ATs nimmt das Telefon auf (abgehoben) und akzeptiert diesen Anruf, indem eine CONNECT-Nachricht an das MSC gesendet wird. Beim Erkennen eines Abgehoben-Zustands hört das AT(t) auf zu klingeln. Beim Empfang der CONNECT-Nachricht geben GSC(t2) 44, GSC(t1) 46 die alten Ressourcen frei, und das MSC sendet CONNECT ACK an das AT(t) und leitet die CONNECT-Nachricht an das AT(o) 14. Das AT(o) hört beim Empfang der CONNECT-Nachricht mit dem Rufton auf und ermöglicht eine direkte Kommunikation mit dem AT(t) über einen Einsprung auf dem zugewiesenen Verkehrskanal.
  • 3.2 TtT-Ruf zwischen ATs, die an der Gleichen GS registriert sind
  • Die meisten der Prozeduren sind die gleichen wie zuvor beschrieben. Die Hauptunterschiede in dieser Prozedur im Vergleich zu der Benutzung von zwei GSS ist wie folgt: (1) der TTCH-Kanal wird durch die gleiche GS getragen; (2) es gibt kein Bedürfnis zur INCS 52-Kommunikation; (3) es gibt kein Bedürfnis zur Verifizierung der Funkressource und der Roaming-Vereinbarung oder von Anrufbeschränkungen; und (4) die gleiche GS 18 benutzt einen TCH3/SDDCH zur Signalisierung und Reservierung eines TCH-3 auf jeder Seite, um am Satelliten 12 zum geeigneten Zeitpunkt der Signalisierung zu verbinden, wie im vorhergehenden Abschnitt beschrieben.
  • In diesem Szenario ruft ein MSAT-System-Teilnehmer AT(o), der GS(o) besucht, einen GSM/MSAT-Teilnehmer AT(t), der das MSAT-Netzwerk mit dem gleichen GS(o) besucht, d. h. beide ATs sind bei dem gleichen GS registriert. Beide Mobilfunkgeräte sind an dem gleichen MSC registriert, so dass es nicht notwendig ist, eine Registrierungsprozedur des anrufenden AT(o) auszuführen, wie zuvor beschrieben. Das GS(o) 20 umfasst GS(o1) und GS(o2). Während der Signalisierungsprozedur des Anrufs zeigt das MSC dem GSC(o2), das mit AT(t) 16 verbunden ist, an, dass der Anruf ein TtT ist. Das GSC(o2)/TCS(o) fordert die AOC 38 auf, den angeforderten L-L-Verkehrskanal am Satelliten 12 zu verbinden, während eine Signalisierung des Anrufs auf dem momentan zugewiesenen Kanal stattfindet. Das AOC 38 verbindet den L-L-Kanal und gibt die belegten Ressourcen an das TCS(o) 26 zurück, das wiederum die Ressourcen, die TtT-Parameter enthalten, an GSC(o1), das mit AT(o) 14 verbunden ist, bzw. an GSC(o2) überträgt. Beim Empfang der TtT-Parameter führt das GSC(o1) die Zuordnung der Verkehrskanäle durch, die am Satelliten 12 verbunden sind. Bei erfolgreichem Abschluss der Zuordnung informiert das GSC(o1) das TCS(o). Das TCS seinerseits überträgt die TtT-Parameter zu GSC(o2). GSC(o2) weist beim Empfang des ASSIGNMENT von dem MSC den L-L-Kanal, der am Satelliten 12 verbunden ist, dem AT(t) zu. Beim Aufbau eines Einsprung-Anrufs kommunizieren die ATs miteinander über einen Einsprung. Gleichzeitig hört das GS(o) 20 die Kommunikation beider ATs zum Zwecke des Abfangens ab. Das Signalisierungsprotokoll zwischen dem Netzwerk/AT läuft in der gleichen Weise ab wie es bei GSM abläuft; auf der physikalischen Schicht findet die Kommunikation in AT-zu-Netzwerk-Richtung auf Zubringerverbindungs-Punkt-zu-Punkt-Kanälen statt, und von dem Netzwerk zu dem AT wird die Signalisierungs-Information auf einen Punktzu-Mehrpunkt-Kanal übertragen.
  • 3.3 Unvollständiae Rufbedingunaen
  • 3.3.1 Keine Antwort von AT(t)
  • Falls die abschließende Seite nicht auf ein PAGE und das HPA antwortet, spielt das MSC dem AT(o) 14 eine Ansage vor und leitet den Anruf zu einer Weiterleitungsnummer weiter. Falls die Weiterleitungsnummer nicht verfügbar ist, gibt das MSC den Ruf frei und spielt eine Ansage am AT(o) ab.
  • 3.3.2 Abschließende Seite belegt
  • Falls die abschließende Seite einen Ruf tätigt (beispielsweise einen Sprachanruf, ein SS oder eine SMS), sendet das MSC eine SETUP-Nachricht an das AT(t) 16, und der Rest der Verarbeitung basiert auf der Antwort des AT(t). Beim Empfang der SETUP-Nachricht erzeugt das AT(t) den WAIT-Ton. Falls der Benutzer den Anruf akzeptiert, wird der Anruf zwischen zwei ATs aufgebaut, d. h. AT(o) 14 und AT(t) 16 über einen Zweisprung. Falls der Benutzer den Ruf ablehnt, spielt das MSC eine Ansage (optional) am AT(o) ab und leitet den Ruf an die Weiterleitungsnummer weiter. Falls es keine Weiterleitungsnummer gibt, wird der Ruf aufgelöst, und eine Ansage wird beim AT(o) durch das MSC abgespielt (optional).
  • 3.3.3 Abschließende Seite antwortet nicht
  • Beim Empfang des ALERT startet das MSC einen Timer (Verbindungs-Warte-Timer). Falls die abschließende Partei den Anruf nicht beantwortet, läuft der Verbindungs-Warte-Timer ab, und das MSC führt eine Anzahl von Operationen durch, beginnend mit der Auftrennung der Verbindung an der abschließenden Seite. Gleichzeitig fordert das MSC das GSC(t1) auf, den normalen Verkehrskanal dem AT(o) 14 zuzuweisen, während eine Kanalzuweisungs- (TCH-) Prozedur gestartet wird. Das GSC(t1) 46 empfängt eine ASSIGNMENT-Nachricht von dem MSC und führt die Zuweisung des TCH-Kanals zu dem AT(o) aus. Bei erfolgreichem Abschluss der TCA-Zuweisung sendet das GSC(t1) die ASSIGNMENT COMPLETE-Nachricht an das MSC. Die existierenden TTCH-Kanäle werden freigegeben, und das AT(o) 14 kommuniziert mit MSC über den TCH-Kanal nur mit dem alten gleichen Chiffrierungsschlüssel. Beim Empfang der ASSIGNMENT COMPLETE-Nachricht spielt das MSC die Ansage beim AT(o) ab und initiiert die SS-Dienste.
  • In ungewöhnlichen Fällen der TtT-Anrufe, wie in Unterabschnitten 3.3.1, 3.3.2 und 3.3.3 beschrieben, führt das Netzwerk die folgenden Aktionen aus. Falls ein TtT-Anruf versucht wird und das optimale MSC mit der Weiterleitung oder der Behandlung anstelle der Verbindung des Anrufs mit der gewählten Nummer beginnt, wird der Anruf zu einem TtG-Anruf. Falls der Anruf zu einem AT weitergeleitet wird, ergibt sich ein Zweisprung-Anruf.
  • 3.3.4 TTCH-Zuordnungsfehler
  • Falls aus irgendeinem Grund die TTCH-Zuordnungsprozedur fehlschlägt, benutzt dann die betroffene GSC die existierenden TCH-Ressourcen, und der Anruf wird in einem Zweisprung-Modus bleiben.
  • 3.3.4.1 TTCH-Zuordnunasfehler auf der abschließenden Seite
  • Falls irgendeine der Operationen, die zuvor in Verbindung mit der abschließenden Seite, die die Authentisierung, Chiffrierung und L-L-Verbindung ausführt, fehlschlägt, initiiert das GSC(t2) 44 eine nachfolgende Kanalzuweisungs-Prozedur auf der anrufenden Seite und eine Kanal-Mode-Modifizierungs-Prozedur auf der abschließenden Seite, und der Anruf bleibt in einem Zweisprung-Modus. Das TCS 30 informiert das AOC 38, um TtT-Kanäle, die am Satelliten 12 verbunden sind, freizugeben.
  • In der Kanal-Modus-Modifikations-Prozedur gibt das GSC(t2) 44 eine CHANNEL MODE MODIFY-Nachricht an das angerufene AT(t) 16. Das abschließende bzw. angerufene AT(t) ändert den Modus des Kanals und sendet bei Beendigung eine Bestätigung der Kanalmodus-Modifikation an das GSC(t2), indem die CHANNEL MODE MODIFY ACK-Nachricht übertragen wird. Beim Empfang der CHANNEL MODE MODIFY ACK-Nachricht sendet das GSC(t2) die ASSIGNMENT COMPLETE-Nachricht an das MSC 34 in Antwort auf die ASSIGNMENT-Nachricht, die vom MSC abgegeben wird.
  • 3.3.4.2 AT(o)-AT(t)-Kommunikations-Verbindungsfehler
  • Während der Zuordnung des TTCH-, TCH-Kanals kommuniziert das abschließende AT(t) mit dem anrufenden AT(o) 14. Für den Fall, dass das abschließende AT(t) den Aufbau einer logischen Verbindung mit SAPI 2 auf L-L-Kanälen nicht schafft, berichtet das abschließende AT(t) dem Netzwerk über ASSIGNMENT FALL über den alten TCH mit dem alten (Kc2) und bleibt darauf. In diesem Fall fordert das TCS(t) das anrufende AT(o) auf, auf den alten TCH-Kanal mit dem alten (Kcl) zurückzuschalten und den Anruf in einem Zweisprung-Modus zu halten.
  • 3.3.4.3 TTCH-Zuordnunasfehler auf anrufender Seite
  • Falls die Zuordnung des TTCH fehlschlägt auf der anrufenden Seite, informiert die anrufende GSC(t1) 46 das TCS von dem Ergebnis der TTCH-Zuweisung. Das TCS(t) 30 informiert das GSC(t2) 44 über den Status der Zuweisung. Im Falle, dass es einen Fehler anzeigt, wird die abschließende GSC(t2) die TTCH-Zuweisung beim Empfang der ASSIGNMENT-Nachricht von dem MSC(t) 34 nicht ausführen, und der Anruf wird in einen Zweisprung gehen.
  • 3.3.5 Andere Fehlerzustände
  • Im Fall, dass keine TtT-Ressourcen verfügbar sind, triggert dieses Ereignis den Aufbau eines Zweisprung-Rufs. Der Ruf wird in gleicher Weise wie ein Zuweisungsfehler des TtT-Abschnitts behandelt.
  • Falls das AOC 38 den L-L-Kanal nicht verbinden kann, wird der Anruf als ein Zweisprung-Anruf behandelt. Das TCS(t) 30 gibt die TtT-Einsprung-Funkressourcen frei. Das AT(o) 14 und das AT(t) 16 bleiben mit der GS(t) 22 über nur den anrufenden TCH-Kanal verbunden. Falls das MSC 34 die AT-AT-Meldung nicht anzeigt, verifiziert das MSC die Trägerfähigkeit (BC) IE in der SETUP-Nachricht. Falls die BC-Parameter nicht einen Sprachanruf anzeigen, liefert das MSC keine TtT-Meldung sowie einen TtT-Container zu der abschließenden GSC, und der Anruf wird behandelt als Zweisprung-Anruf. Falls der Satellit 12 die L-L-Kanäle nicht verbindet, wird dieser Fehler von dem abschließenden AT(t) erkannt. Zum Zeitpunkt der TTCH-, TCH-Zuweisung zu AT(t) versucht das AT(t) mit dem AT(o) 14 zu kommunizieren und baut eine Verbindung mit dem AT(o) auf SAPI 2 auf. Falls beide Mobilfunkgeräte nicht kommunizieren können, wird daraus geschlossen, dass der Satellit 12 die L-L-Kanäle nicht verbunden hat, und die Anrufe gehen über einen Zweisprung-Modus.
  • Falls das AOC fehlschlägt und beide ATs bereits beim gleichen GS sind, bleibt der Anruf in einem Zweisprung-Modus, und zusätzliche und SMS-Dienste bleiben noch gesperrt. Das MSAT-System 10 baut vorzugsweise den Zweisprung-Anruf in den folgenden Fällen aufs (1) AT(o) Position ist nicht gültig, und Roaming- und Funkressourcen-Vereinbarungen existieren nicht zwischen den benötigten GS; (2) der Anruf unterscheidet sich von Sprache (Daten, Telefax und alternative Sprach/Telefax-Anrufe); (3) die ATs haben keinen gemeinsamen Chiffrierungs-Algorithmus; oder (4) die ATs bauen keine direkte Kommunikation (SAPI 2) auf den L-L-verbundenen Kanälen auf.
  • 3.4 Ruffreigabe-Prozeduren
  • In dem MSAT-System 10 kann die TtT-Ruffreigabe-Prozedur von dem Operator initiiert werden, sowie von dem User (anrufender/annehmender bzw. abschließender Benutzer). Die Ruffreigabe-Prozedur umfasst drei Phasen: (1) die CC-Freigabe-Prozedur, (2) die Kanalfreigabe-Prozedur und (3) die L-L-Trenn-Prozedur am Satelliten 12. Die Ressource wird verfügbar, sobald die Ressource am Satelliten 12 getrennt wird. In dem MSAT-System 10 kann der Operator die Ruffreigabe-Prozedur starten, wenn der Operator einmal bestimmt hat, den Anruf freizugeben. In diesem Fall wird die Trenn-Nachricht an beide ATs von dem MSC initiiert. Der Nachrichtenfluss ist im Wesentlichen der gleiche wie in dem Fall, bei dem eine Ruffreigabe von dem anrufenden Mobilfunkgerät initiiert wird, mit Ausnahme einiger Änderungen in der Richtung und in der Reihenfolge des Signalisierungs-Nachrichtenflusses. Für eine AT-AT-Ruffreigabe im Zwei-Satelliten-Modus, falls das Netzwerk das AT auffordert, eine Satelliten-Vermittlungsoperation auszuführen (beispielsweise Zurückgehen zum alten Satelliten), führt das AT diese Operation aus. Andernfalls bleibt es auf dem neuen vermittelten Satelliten 12.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf deren Details beschränkt ist. Verschiedene Modifikationen und Ersetzungen wurden in der vorhergehenden Beschreibung vorgeschlagen, und andere ergeben sich für den Durchschnittsfachmann. All diese Ersetzungen sollen innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert ist.

Claims (27)

  1. Erste Gatewaystation in einem Mobilfunk-Satellitensystem zur Errichtung eines Einsprung-, Endgerät-zu-Endgerät-Rufs zwischen einem anrufenden Endgerät (14) und einem Ziel-Endgerät (16), indem zugeordnete Kanäle in einem Satelliten (12) verwendet werden, wobei die erste Gatewaystation (22) aufweist: eine Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (46, 48) zur Errichtung einer Funk-Kommunikationsverbindung mit dem anrufenden Endgerät; und einem Verkehrssteuerungssystem (30), das mit der Sender/Empfänger- und Steuerungsvorrichtung (46, 48) verbunden ist, um zumindest eine einer Vielzahl von Operationen auszuführen, welche Operationen umfassen: Verwalten der Zuweisung der Satellitenkanäle zu der ersten Gatewaystation, Zuordnen zumindest eines Kanals der Kanäle und eines reservierten Kanals der Kanäle dem anrufenden Endgerät (14) für einen Anruf-Pfad in Antwort auf Daten, die von dem anrufenden Endgerät geliefert werden, um anzuzeigen, dass der Endgerät-zu-Endgerät-Anruf zu einem anderen Endgerät in dem System gewünscht wird, Validieren der Position des anrufenden Endgeräts, und Bestimmen der Mobilfunk-Vermittlungsstellenidentität, die dem Ziel-Endgerät (16) entspricht, gekennzeichnet durch die weitere Operation: Zuordnen eines reservierten Kanals der Kanäle dem anrufenden Endgerät (14), um dem anrufenden Endgerät (14) während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs zu signalisieren.
  2. Erste Gatewaystation nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: eine zweite Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (44, 50) zur Errichtung einer Funk-Kommunikationsverbindung mit dem Ziel-Endgerät (16), wobei das Verkehrssteuerungssystem (30) mit der zweiten Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (44, 50) verbunden ist, um zumindest eine einer Vielzahl von Operationen auszuführen, die umfassen: Zuordnen zumindest eines Kanals der Kanäle und eines reservierten Kanals der Kanäle zu dem Ziel-Endgerät (16) für den Anruf-Pfad, und Reservieren eines Kanals der Kanäle zum Signalisieren zu dem Ziel-Endgerät während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs.
  3. Erste Gatewaystation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) aufweist, wobei die Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (46, 48) und die zweite Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (44, 50) jeweils zur Errichtung einer Mobilfunkverwaltungsverbindung mit der Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) betreibbar ist.
  4. Erste Gatewaystation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (46, 48) oder die zweite Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (44, 50) zum Anfordern einer Querverbindung der reservierten Kanäle für den Anruf-Pfad für das anrufende Endgerät und das Ziel-Endgerät betreibbar ist.
  5. Erste Gatewaystation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das anrufende Endgerät (14) oder das Ziel-Endgerät (16) ein Service-Zugangspunkt-Identifikationssignal überträgt mit einem Wert, der anzeigt, dass das Signal ein Endgerät-zu-Endgerät-Signal ist, das von der ersten Gatewaystation (22) zu ignorieren ist und das nur von dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät zu verarbeiten ist.
  6. Erste Gatewaystation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (46, 48) und die zweite Sender/Empfänger- und Steuerungs-Vorrichtung (44, 50) jeweils die reservierten Kanäle der Kanäle für den Endgerät-zu-Endgerät-Anruf nutzen, falls die Querverbindung aufgebaut ist, und zumindest einen der Kanäle, die zuvor zugeordnet wurden, benutzen, um einen Zweisprung-Anruf aufzubauen, falls die Querverbindung nicht erfolgreich war.
  7. Erste Gatewaystation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das anrufende Endgerät (14) eine Funk-Kommunikationsverbindung mit einer zweiten Gatewaystation (20) errichtet hat, die ein zweites Verkehrssteuerungssystem (28) zur Verwaltung der Zuweisung der Satellitenkanäle zu der zweiten Gatewaystation (20) aufweist, wobei die zweite Gatewaystation zur Registrierung bei der Gatewaystation betreibbar ist, wobei das zweite Verkehrssteuerungssystem zur Übertragung von Daten, die die Kanäle für den Anruf-Pfad und für die Signalisierung an das Verkehrssteuerungssystem betreffen, betreibbar ist.
  8. Datensignal, das in einer Trägerwelle eingebunden ist, mit einem Segment, das einen ersten Wert besitzt, falls das Datensignal von einer Gatewaystation in einem Mobilfunk-Satellitenkommunikationssystem verarbeitet werden soll, wobei das Segment einen zweiten Wert besitzt, um anzuzeigen, dass zwei Endgeräte, die an einem Einsprung-, Endgerät-zu-Endgerät-Anruf teilnehmen, das Datensignal verarbeiten sollen, und dass die Gatewaystation das Datensignal ignorieren soll, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wert ein Verifikationssignal ist, das zwischen den Endgeräten über die direkte Satellitenverbindung übertragen wird, um zu verifizieren, dass die Verbindung aufgebaut wurde.
  9. Datensignal, das in einer Trägerwelle eingebunden ist, mit zumindest einem einer Vielzahl von Segmenten, die ein Segment zum Anzeigen aufweisen, das der Endgerät-zu-Endgerät-Anruf gewünscht ist, und ein Segment, das zumindest einen Satellitenkanal für einen Anruf-Pfad zwischen zwei Endgeräten während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs identifiziert, wobei das Datensignal durch ein Segment gekennzeichnet ist, das zumindest einen Satellitenkanal zum Aufbau eines Signalisierungskanals zwischen einer Gatewaystation und einem von zwei Endgeräten während eines Einsprung-, Endgerät-zu-Endgerät-Rnrufs identifiziert.
  10. Mobilfunk-Satelliten-Kommunikationssystem, das Einsprung-Anrufe zwischen Endgeräten (14, 16) in dem System erlaubt, wobei die Endgeräte, von denen ein Anruf ausgeht, ein anrufendes Endgerät (14) sind, und das ausgewählte Endgerät der Endgeräte, für das der Anruf bestimmt ist, ein Ziel-Endgerät (16) ist, wobei der Satellit (12) Satelliten-Ressourcen aufweist, die Kanäle für Anrufverkehr einschließlich Einsprung-Anrufen und Kanäle für Steuerungssignalisierung umfassen, wobei die Satelliten-Ressourcen von einem Betriebszentrum (38), einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) und einem Heimat-Adressregister (36) verwaltet werden, das Daten betreffend den Standort der Endgeräte pflegt, wobei das System aufweist: eine Gatewaystation (22) mit einer Vielzahl von Satelliten-Sender/Empfängern (48, 50) zur Kommunikation mit dem anrufenden Endgerät (14) bzw. dem Ziel-Endgerät (16), einem Gatewaycontroller (44, 46), der mit jedem der Satelliten-Sender/Empfänger verbunden ist und zur Steuerung der Satelliten-Kommunikation mit dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät betreibbar ist, und einem Verkehrssteuerungs-Teilsystem (30), wobei der Gatewaycontroller (44, 46) und das Verkehrssteuerungs-Teilsystem (30) jeweils zur Kommunikation mit der Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) betreibbar sind, wobei das Verkehrssteuerungs-Teilsystem (30) zur Kommunikation mit dem Betriebszentrum betreibbar ist, um den Aufbau einer Einsprung-Satellitenverbindung zwischen dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät durch Querverbinden ausgewählter Kanäle der Kanäle für einen Endgerät-zu-Endgerät-Anruf anzufordern; und einer Global System for Mobile Communication's (GSM) kompatiblen Schnittstelle (42) zwischen der Mobilfunk- Vermittlungsstelle und dem Gatewaycontroller; dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrssteuerungs-Teilsystem (30) zum Zuordnen zumindest eines Kanals der Kanäle zur Errichtung eines Signalisierungskanals betreibbar ist, auf dem der Gatewaycontroller Steuerungssignale zu dem anrufenden Endgerät (14) und/oder dem Ziel-Endgerät (16) während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs überträgt.
  11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungskanal ein gemultiplexter Punkt-zu-Mehrpunkt-Kanal von der Gatewaystation (22) zu einer Vielzahl von Endgeräten (14, 16) ist.
  12. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkehrssteuerungs-Teilsystem (30) zum Zuordnen eines ersten Paars der Kanäle zur Signalisierung durch das anrufende Endgerät bzw. das Ziel-Endgerät bezüglich der Gatewaystation (22) und vor der Errichtung der Einsprung-Satellitenverbindung betreibbar ist und um ein anderes Paar der Kanäle zu reservieren, die die quer zu verbindenden ausgewählten Kanäle der Kanäle während des Endgerätzu-Endgerät-Anrufs sein sollen.
  13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) betreibbar ist, um den Signalisierungskanal zum Senden einer Nachricht, die anzeigt, dass die Errichtung einer Einsprung-Satellitenverbindung nicht erfolgreich war, an das anrufende Endgerät und/oder das Ziel-Endgerät zu benutzen, wo bei die Mobilfunk-Vermittlungsstelle betreibbar ist, um einen Zweisprung-Anruf zwischen dem anrufenden Endgerät (14) und dem Ziel-Endgerät (16) aufrecht zu erhalten, indem das erste Paar der Kanäle verwendet wird.
  14. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System in Verbindung mit kooperierenden Netzwerken arbeitet, die zumindest eine Mobilfunk-Satelliten-Kommunikation und/oder eine terrestrische Mobilfunk-Kommunikation zu Benutzervorrichtungen bereitstellen, wobei das Heimat-Adressregister (36) betreibbar ist, um Daten zu halten, die die Adresse bzw. den Ort der Benutzervorrichtungen in den kooperierenden Netzwerken betreffen.
  15. System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite Gatewaystation (20), bei der das anrufende Endgerät (14) registriert ist, wobei die zweite Gatewaystation (20) zumindest einen Sender/Empfänger (29) zur Kommunikation mit dem anrufenden Endgerät, einen zweiten Gatewaycontroller (28), der mit zumindest einem Sender/Empfänger verbunden ist und zur Steuerung der Satelliten-Kommunikation mit dem anrufenden Endgerät betreibbar ist, ein zweites Verkehrssteuerungs-Teilsystem (28) und eine zweite Mobilfunk-Vermittlungsstelle (32) aufweist, wobei der zweite Gatewaycontroller (20) und das zweite Verkehrssteuerungs-Teilsystem (28) jeweils zur Kommunikation mit der zweiten Mobilfunk-Vermittlungsstelle (32) betreibbar sind, wobei das zweite Verkehrssteuerungs-Teilsystem betreibbar ist, um zumindest einen der Kanäle zuzuweisen, um eine Funk-Kommunikationsverbindung über den Satelliten zwischen dem anrufenden Endgerät und der zweiten Gatewaystation aufzu bauen, wobei die zweite Mobilfunk-Vermittlungsstelle (32) betreibbar ist, um die Identität der Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) zu bestimmen und Daten betreffend die Mobilfunk-Vermittlungsstelle dem anrufenden Endgerät (14) zu liefern, um das anrufende Endgerät erneut bei der Mobilfunk-Vermittlungsstelle zu registrieren.
  16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mobilfunk-Vermittlungsstelle (32) das anrufende Endgerät mit Daten versorgt, die zumindest eine Standort-Gebietskennung entsprechend der Mobilfunk-Vermittlungsstelle und unterschiedlich zu der zweiten Mobilfunk-Vermittlungsstelle, oder eine temporäre Mobilfunkstationskennung aufweisen, um eine Mobilitäts-Verwaltungsverbindung zwischen dem anrufenden Endgerät und der Mobilfunk-Vermittlungsstelle aufzubauen.
  17. System nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein Intranetzwerk-Kommunikationssystem (52), das eine Kommunikation zwischen dem Verkehrssteuerungs-Teilsystem (30) und dem zweiten Verkehrssteuerungs-Teilsystem (28) erlaubt, wobei das zweite Verkehrssteuerungs-Teilsystem (28) betreibbar ist, um an das Verkehrssteuerungs-Teilsystem über das Intranetzwerk-Kommunikationssystem (52) Daten zu übertragen, die einen ausgewählten der Kanäle identifizieren, der zur Errichtung eines zweiten Signalisierungskanals zwischen der zweiten Gatewaystation (20) und dem anrufenden Endgerät (14) während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs zugewiesen wurde.
  18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Gatewaystation (22) den zweiten Signalisierungskanal nach der Neuregistrierung dem anrufenden Endgerät zuordnet.
  19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Gatewaycontroller betreibbar ist, um ein Nachrichtensignal während des Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs über das Intranetzwerk-Kommunikationssystem (52) und den zweiten Signalisierungskanal an den zweiten Gatewaycontroller zu senden.
  20. Verfahren zum Aufbau eines Einsprung-Endgerät-zu-Endgerät-Anrufs über vermittelte Satellitenkanäle zwischen einem anrufenden Endgerät und einem Ziel-Endgerät in einem Mobilfunk-Satellitensystem, mit den Schritten: Aufbauen von Hochfrequenzverbindungen zwischen dem Ziel-Endgerät, dem anrufenden Endgerät (14) bzw. einer Gatewaystation (22), indem jeweilige Gatewaystations-Sender/Empfänger (48, 50) verwendet werden, wobei die Gatewaystation (22) einen Gatewaystationscontroller (44, 46) aufweist, der mit den Gatewaystations-Sender/Empfängern und einer Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) verbunden ist, um die Zuweisung und Nutzung der Satellitenkanäle an der Gatewaystation (22) zu steuern; Zuweisen ausgewählter Satellitenkanäle für eine Querverbindung für einen Einsprung-Anrufs-Pfad zwischen dem anrufenden Endgerät (14) und dem Ziel-Endgerät (16), und zum Senden von Signalen über die Verbindungen zu dem anrufenden Endgerät (14) bzw. dem Ziel-Endgerät (16), die die ausgewählten Satellitenkanäle für die Querverbindung zuordnen; gekennzeichnet durch die weiteren Schritte: Zuweisen ausgewählter Satellitenkanäle zur Signalisierung zwischen der Gatewaystation und dem anrufenden Endgerät und zwischen der Gatewaystation und dem Ziel-Endgerät während des Einsprung-Anrufs; und Senden von Signalen über die Verbindungen zu dem anrufenden Endgerät (14) bzw. dem Ziel-Endgerät (16), die die ausgewählten Satellitenkanäle für die Signalisierung zuordnen, wobei die Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) von einer Signalisierung an das anrufende Endgerät und das Ziel-Endgerät über den Einsprung-Anrufs-Pfad blockiert ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch die Schritte: Aufbauen des Einsprung-Anrufs-Pfads, indem die ausgewählten Satellitenkanäle für die Querverbindung benutzt werden; und Senden eines Verifikationssignals zwischen dem anrufenden Endgerät und dem Ziel-Endgerät auf dem Einsprung-Anrufs-Pfad.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch den Schritt: Aufbauen eines Zweisprung-Anrufs über den Satellit zwischen dem Ziel-Endgerät (16) und dem anrufenden Endgerät (14), indem die Verbindungen benutzt werden, falls der Einsprung-Anrufs-Pfad nicht aufgebaut werden konnte.
  23. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch den Schritt: Senden eines Signals an zumindest das anrufende Endgerät (14) oder das Ziel-Endgerät über den Einsprung-Anrufs-Pfad, wobei das Signal ein Service-Zugangspunkt-Identifikationssignal mit einem Wert ist, der anzeigt, dass das Signal ein Endgerät-zu-Endgerät-Signal ist, das von der Gatewaystation (22) zu ignorieren ist und nur von dem anrufenden Endgerät und/oder dem Ziel-Endgerät zu verarbeiten ist.
  24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziel-Endgerät (16) bei einer zweiten Gatewaystation (20) registriert ist und ferner den Schritt aufweist: Neuregistrierung des anrufenden Endgeräts (14) bei der zweiten Gatewaystation (20).
  25. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Anrufsfortschritts-Nachricht von einer zweiten Mobilfunk-Vermittlungsstelle (32), die mit der zweiten Gatewaystation (20) verbunden ist, an das anrufende Endgerät (14).
  26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mobilfunk-Vermittlungsstelle (32) mit der zweiten Gatewaystation (20) verbunden ist, wobei der Neuregistrierungsschritt die Schritte aufweist: Liefern von Identifikationsdaten, die die Mobilfunk-Vermittlungsstelle (34) betreffen, an das anrufende Endgerät (14); und Auffrischen des Standorts der anrufenden Station und Liefern von Daten betreffend den aufgefrischten Standort an die Gatewaystation (22).
  27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuweisung der ausgewählten Satellitenkanäle dem anrufenden Endgerät (14) und dem Ziel-Endgerät (16) für die Querverbindung und das Signalisieren an der zweiten Gatewaystation (20) bzw. der Gatewaystation (22) ausgeführt wird, und ferner den Schritt aufweist: Übertragen der ausgewählten Satellitenkanäle, die dem anrufenden Endgerät (14) für die Querverbindung und für die Signalisierung an die zweite Gatewaystation (20) zugewiesen wurden.
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