CN106817763B - 分层网络的注册方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；所述无线网络节点将所述注册结果广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。本发明的方法的空中网络可以是卫星网络，所述的分层网络即是卫星网络和地面无线网络构成的分层网络。本发明的方法的空中网络可以是气球网络，所述的分层网络即是气球网络和地面无线网络构成的分层网络。

Description

分层网络的注册方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种分层网络的注册方法、装置和系统。
背景技术
卫星通信技术经过多年的发展，广泛应用在遥感，监测，物流跟踪，定位，广播和宽带业务领域中。卫星通信的现状是独立的发展，单独运营。1987年，移动电话全球普及率不到10％，技术不成熟，通话地域有限，GSM网间漫游和切换时常发生掉线。“铱星计划”使人类在任何“能见到天空的地方”都可中断的通信，打造“真正意义上的全球通”。其后的结果是GSM由于技术的飞越发展，用户和业务开展顺利，而卫星业务由于技术更新缓慢，业务和用户不足以支撑盈利，导致破产。卫星通信的发展策略制定和执行也并没有结合移动通信进行调整调整。所以卫星通信发展识别的教训是：独立于蜂窝发展，并在竞争中失败！
卫星通信由于其覆盖广，跟踪能力强，仍然获得一定的发展。而地面网络虽然获得了广大的用户，但是由于各国部署运营商独立部署网络，跨国业务必须付出很高的漫游费用。而且，很多地区例如沙漠和海平面等都基本没有信号或者覆盖很弱。卫星网络由于存在室内覆盖问题，容量问题，其独立业务发展受到约束。所以未来卫星网络的发展技术路线是向地面网络融合，而地面网络的发展是需要卫星网络补充进去，形成优势互补。地面网络的用户在有地面网络信号时，优先接入到地面网络，这是因为地面网络容量大，且延迟低。地面网络的用户在地面网络信号丢失或者很差，例如在野外、沙漠等，即可接入到卫星网络。为了保证地面用户的业务相对连续，需要有一套技术确保地面用户快速完成从地面网络到卫星的切换以及从卫星网络到地面网络的切换。这样卫星上的交换处理单元建立与现有无线通信网络之间的关联，用卫星系统进行通信过程中的信令的正常交互。
在用卫星系统进行通信中的信令的正常交互前，现有技术中的是由终端触发向卫星路由器注册交换信息，即现有技术中是基于用户级的信息注册，其缺点是卫星系统容量本来就不够，不足以支撑上亿用户在短时间内的周期注册，而且现有技术需要地面用户实时跟踪卫星网络的信号，这样对地面用户终端的电池有很大的挑战。
发明内容
本发明实施例提供一种基于无线基站设备级向空中网络进行注册技术以支撑上亿用户在短时间内的周期注册并提高用户终端的电池使用时长。
本发明实施例应用在分层网络中。一种分层网络包括一层地面网络和至少一层空中网络。其中，在一个实施例中，空中网络可以由一层或多层气球网络 (不同的高度)；或者也可以由一层或多层卫星网络(不同轨道高度)；或者一层或者多层混合网络(不同高度的气球和卫星)组成。
在分层网络下，地面网络假定静止不动，而空中网络则可能相对地面发生变动，尤其是卫星网络，除同步卫星外，都与地面有相当大的移动速度。而气球网络由于部署的灵活性，也具有一定的移动性。从而导致卫星节点和地面无线节点之间覆盖重叠的区域不断变化。
在不断变化的过程中，如果要通过空中网络和地面网络进行通信，需要及时获取空中网络中网络节点的位置，并进行注册然后切换到最新的空中网络节点中。
本发明公开了一种基于分层网络的无线注册方法，属于具有空中网络和地面网络多层网络系统技术领域。该方法包括：1)地面网络无线节点定时或者基于空中网络节点状态的改变，向空中网络发起注册请求；2)空中网络节点接收到注册请求后，记录为本地无线节点路由表，经过空中网络的路由表信息交换之后，生成全球无线节点路由表。3)地面网络无线节点接收注册响应，并生成相应的空中网络节点属性以及波束属性信息。4)无线节点将空中网络节点属性以及波束属性信息发送给移动用户，移动用户存储在内存。5)移动用户用相应的空中网络节点属性以及波束属性信息快速完成从地面无线节点向空中节点快速切换。5)空中网络结合全球无线节点路由表，可以为移动用户建立数据会话以及语音连接。
无线网络节点注册成功，空中网络的空中网络节点会存储一个以无线网络节点为用户的本地路由信息。空中网络节点通过交换本地路由信息，将构成一个以无线网络节点为用户的全球路由信息。
本发明的方法的空中网络可以是卫星网络，所述的分层网络即是卫星网络和地面无线网络构成的分层网络。本发明的方法的空中网络可以是气球网络，所述的分层网络即是气球网络和地面无线网络构成的分层网络。
本发明又一实施例公开了一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：
无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；
所述无线网络节点将所述注册结果携带在广播消息中，并将所述广播消息广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。
所述无线网络节点获得空中网络节点的注册结果，包括：
所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求；
所述无线网络节点接收所述空中网络节点注册响应消息获取所述注册结果。
或者，所述无线网络节点获得空中网络节点注册结果，包括：
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；
当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点通过公共信道监听以获取所述空中网络节点的注册结果。
所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求，包括：
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；
当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态，包括：
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向；
所述当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求，具体包括：
当所述无线网络节点检测到所述卫星节的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。
可选地，所述无线网络节点周期性的向所述空中网络节点发起注册请求。
可选地，所述注册请求携带所述无线网络节点的属性信息。
本发明又一实施例提供一种地面移动用户快速切换方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：
移动用户接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；
移动用户通过空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息。
移动用户接收所述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过所述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。
本发明又一实施例提供一种建立数据会话的方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：
空中网关节点接收移动用户通过信令信道发送的数据会话请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述移动用户发送的接入请求后为所述移动用户分配的；所述空中网关节点和所述空中网络节点位于所述空中网络中；
为所述移动用户分配空地链路资源；所述空地链路资源和所述端到端空中网络资源用于使所述移动用户通过所述空中网络和所述地面网络完成数据业务通信；
空中网关节点发送会话成功消息给所述移动用户；所述空中网关节点是所述空中网络的控制器，负责分配移动用户的空中网络资源，包括移动用户和空中网络节点之间的无线链路，移动用户数据在空中网络节点之间传送的无线链路，移动用户数据在空中网络和地面中继站之间传送的无线链路；所述空中网络节点是移动用户接入到空中网络的站点。
可选地，所述空中网关节点为所述移动用户进行空地链路资源分配包括：
向地面中继站为所述移动用户分配空地连接资源以建立所述空中网络节点和所述地面中继站之间的信道，所述信道用于在所述空中网络节点和地面中继站之间传输所述移动用户的数据业务；
如果所述空地连接资源分配成功，为所述移动用户分配端到端的空中网络资源；所述端到端的空中网络资源用于在空中网络节点之间传输所述移动用户的数据业务；所述端到端空中网络资源包括所述移动用户和所述空中节点之间的无线链路，所述空中节点和所述空中网关节点之间的无线链路。
可选地，所述方法还包括：如果所述端到端空中网络资源分配失败，向所述地面网络中继站发送空地连资源接释放请求；
接收所述地面网络中继站发送的空地连资源接释放请求响应，并释放所述空地连接资源。
所述空中网络可以为卫星网络。所述的空中网关节点即是卫星网关，所述卫星网关是所述卫星网络的控制器，负责分配移动用户的卫星资源，包括移动用户和卫星节点之间的无线链路，移动用户数据在卫节点星和卫星节点之间传送的无线链路，移动用户数据在卫星节点和地面中继站之间传送的无线链路；所述的空中网络节点即是卫星节点，所述卫星节点是移动用户接入所述卫星网络的站点。
本发明又一实施例提供一种语音通话建立方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：
空中网关节点接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述主叫移动用户发送的接入请求后为所述主叫移动用户分配的；
向地面网关节点发送位置请求以获得对应所述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
接收所述地面网关反馈的被叫移动用户的位置信息；
根据所述被叫移动用户的位置信息确定目标空中网络节点，所述目标空中网络节点为覆盖所述被叫移动用户的空中网络节点；
向所述目标空中网络节点发送寻呼请求消息，所述寻呼请求消息用于请求所述目标空中网络节点向所述被叫移动用户发送寻呼消息以呼叫被叫用户；
为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；所述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输所述主叫移动用户和所述被叫移动用户的语音业务；
向所述主叫移动用户发送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用于告知所述主叫移动用户和所述被叫移动用户之间的连接建立成功。
可选地，为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源包括：
为所述主叫移动用户和覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；
为所述被叫移动用户和所述目标空中网络节点分配上行和下行空中链路资源。
可选地，为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源还包括：为所述覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点和所述目标空中网络节点分配空间链路资源。
本发明又一实施例提供一种语音通话建立方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：
空中网关节点接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述主叫移动用户发送的接入请求后为所述主叫移动用户分配的
向地面网关节点发送位置请求以获得对应所述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
接收所述地面网关节点发送的位置响应消息，为所述主叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；所述位置响应消息用于指示对应于所述地面网关节点的地面网络节点寻呼所述被叫移动用户成功；所述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输所述主叫移动用户和所述被叫移动用户的语音业务；
向所述主叫移动用户发送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用于告知所述主叫移动用户和所述被叫移动用户之间的连接建立成功。
可选地，为所述主叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源包括：
为所述主叫移动用户和覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；
分配和所述覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点之间的空间链路资源。
本发明又一实施例提供一种无线网络节点，所述无线网络节点包括：
获得模块，用于获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；
广播模块，用于将所述获得模块获得的所述注册结果携带在广播消息中，并将所述广播消息广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。
可选第，所述获得模块在一种实现方式中，包括：
发送单元，用于向所述空中网络节点发起注册请求；
接收单元，用于接收所述空中网络节点注册响应消息获取所述注册结果。
可选地，所述获得模块在另一中实现方式，包括：
监控单元，所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；
监听单元，当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点通过公共信道监听以获取所述空中网络节点的注册结果。
本发明又一实施例提供一种移动终端，所述终端包括：
接收模块，用于接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；
发送模块，用于通过空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息。
建立模块，用于接收所述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过所述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。
本发明又一实施例提供一种空中网关节点，所述空中网关节点包括：
接收模块，用于接收移动用户通过信令信道发送的数据会话请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述移动用户发送的接入请求后为所述移动用户分配的；所述空中网关节点和所述空中网络节点位于所述空中网络中；
分配模块，用于为所述移动用户分配空地链路资源；所述空地链路资源和所述端到端空中网络资源用于使所述移动用户通过所述空中网络和所述地面网络完成数据业务通信；
发送模块，用于发送会话成功消息给所述移动用户；所述空中网关节点是所述空中网络的控制器，负责分配移动用户的空中网络资源，包括移动用户和空中网络节点之间的无线链路，移动用户数据在空中网络节点之间传送的无线链路，移动用户数据在空中网络和地面中继站之间传送的无线链路；所述空中网络节点是移动用户接入到空中网络的站点。
可选地，所述分配模块包括：
第一分配单元，用于向地面中继站为所述移动用户分配空地连接资源以建立所述空中网络节点和所述地面中继站之间的信道，所述信道用于在所述空中网络节点和地面中继站之间传输所述移动用户的数据业务；
第二分配单元，用于在所述第一分配单元分配所述空地连接资源成功后，为所述移动用户分配端到端的空中网络资源；所述端到端的空中网络资源用于在空中网络节点之间传输所述移动用户的数据业务；所述端到端空中网络资源包括所述移动用户和所述空中节点之间的无线链路，所述空中节点和所述空中网关节点之间的无线链路。
可选地，在一个实施例中，所述发送模块还用于，如果所述端到端空中网络资源分配失败，向所述地面网络中继站发送空地连资源接释放请求；
所述接收模块还用于，接收所述地面网络中继站发送的空地连资源接释放请求响应，并释放所述空地连接资源。
本发明又一实施例提供一种空中网关节点，所述空中网关节点包括：
接收模块，用于接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述主叫移动用户发送的接入请求后为所述主叫移动用户分配的；
发送模块，向地面网关节点发送位置请求以获得对应所述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
所述接收模块还用于，接收所述地面网关反馈的被叫移动用户的位置信息；
确定模块，用于根据所述被叫移动用户的位置信息确定目标空中网络节点，所述目标空中网络节点为覆盖所述被叫移动用户的空中网络节点；
所述发送模块还用于，向所述目标空中网络节点发送寻呼请求消息，所述寻呼请求消息用于请求所述目标空中网络节点向所述被叫移动用户发送寻呼消息以呼叫被叫用户；
分配模块，用于为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；所述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输所述主叫移动用户和所述被叫移动用户的语音业务；
所述发送模块还用于，向所述主叫移动用户发送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用于告知所述主叫移动用户和所述被叫移动用户之间的连接建立成功。
可选地，所述分配模块包括：
第一分配单元，用于为所述主叫移动用户和覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；
第二分配单元，用于为所述被叫移动用户和所述目标空中网络节点分配上行和下行空中链路资源。
可选地，所述分配模块还包括：
第三分配单元，用于为所述覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点和所述目标空中网络节点分配空间链路资源。
本发明又一实施例提供一种空中网关节点，其特征在于，所述空中网关节点包括：
接收模块，用于接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述主叫移动用户发送的接入请求后为所述主叫移动用户分配的
发送模块，用于向地面网关节点发送位置请求以获得对应所述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
分配模块，用于接收所述地面网关节点发送的位置响应消息，为所述主叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；所述位置响应消息用于指示对应于所述地面网关节点的地面网络节点寻呼所述被叫移动用户成功；所述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输所述主叫移动用户和所述被叫移动用户的语音业务；
所述发送模块还用于，向所述主叫移动用户发送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用于告知所述主叫移动用户和所述被叫移动用户之间的连接建立成功。
可选地。所述分配模块包括：第一分配单元，用于为所述主叫移动用户和覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；第二分配单元，用于分配和所述覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点之间的空间链路资源。
采用本发明的方案之后，对于分层网络以及分层网络的用户的技术增益：
无线网络节点注册后，将注册后的广播给移动用户。移动用户则可以把数据业务，语音业务的无线链路快速的由地面切换到空中网络节点上去。其中语音业务，可以只切换主叫用户的链路，被叫用户可切换到空中网络节点上(此时整个语音链路都是从空中网络传输的)，被叫也可以继续保持在地面链路上 (此时语音链路将跨越空中网络节点和地面网络两个段)。
另外，由于是基于无线网络节点级别的注册流程，所以移动用户不用在和地面网络通信过程，同时侦听空中网络的信号。所以节约了移动用户的功耗。
由于是基于无线网络节点级别的注册流程，而不是基于移动用户级别的注册过程，免去了由于成千上万的移动用户定时向空中网络节点注册，避免了信令风暴。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本发明实施例提供的一种分层网络架构示意图；
图2：本发明实施例提供的一种分层网络架构示意图；
图3：本发明实施例提供的一种分层网络架构示意图；
图4：本发明实施例提供的一种分层网络架构示意图；
图5：本发明实施例提供的一种分层网络架构示意图；
图6：本发明实施例提供的一种注册流程示意图；
图7：本发明实施例提供的一种数据会话建立流程图；
图8：本发明实施例提供的一种切换流程示意图；
图9：本发明实施例提供一种语音通话建立方法流程图；
图10：本发明实施例提供一种语音通话建立方法流程图；
图11：本发明实施例提供一种分层网络的注册方法流程图；
图12：本发明实施例提供一种地面移动用户快速切换方法流程图；
图13：本发明实施例提供一种建立数据会话的方法流程图；
图14：本发明实施例提供一种语音通话建立方法流程图；
图15：本发明实施例提供一种语音通话建立方法流程图；
图16：本发明实施例提供一种无线网络节点结构图；
图17：本发明实施例提供一种移动终端结构图；
图18：本发明实施例提供一种空中网关节点结构图；
图19：本发明实施例提供一种空中网关节点结构图；
图20：本发明实施例提供一种空中网关节点结构图；
图21：本发明实施例中一种智能终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例应用在分层网络中。一种分层网络包括一层地面网络和至少一层空中网络。其中，在一个实施例中，空中网络可以由一层或多层气球网络 (不同的高度)，如图2所示，就是一层气球网络和地面网络组成的2层网络构成的分层网络；或者也可以由一层或多层卫星网络(不同轨道高度)，如图 1所示，就是一层卫星网络和地面网络组成的两层网络构成的分层网络；或者一层或者多层混合网络(不同高度的气球和卫星)组成，如图3所示，就是一层卫星网络、一层气球网络和地面网络组成的三层网络构成的分层网络，例如还有图4所示，两层气球网络和地面网络组成的三层分层网络；如图5所示，两层卫星网络和地面网络组成的三层分层网络。
在分层网络下，地面网络假定静止不动，而空中网络则可能相对地面发生变动，尤其是卫星网络，除同步卫星外，都与地面有相当大的移动速度。而气球网络由于部署的灵活性，也具有一定的移动性。从而导致卫星节点和地面无线节点之间覆盖重叠的区域不断变化。
在不断变化的过程中，如果要通过空中网络和地面网络进行通信，需要及时获取空中网络中网络节点的位置，并进行注册然后切换到最新的空中网络节点中。
下述实施例中提到的移动用户，用户均指移动终端。为了使本领域普通技术人员更为形象的理解本发明实施例的技术方案，本发明一个实施例采用“一层卫星和地面网络组成的2层网络”为例说明本方面的方案。
实施例一：一层卫星和地面网络组成的2层网络组成的分层网络注册流程；
如图1所示，在一层卫星和地面网络组成的2层网络的分层网络中，无线网络节点(无线网络节点在一个实施例中可以为基站，在一个实施例中可以基站控制器，在一个实施例中还可以为其他控制节点)周期监测接收卫星网络节点信号。在两种情形下，发起注册请求：
(1)周期发起请求
(2)监测到接收信号的卫星节点发生变化。例如无线网络节点检测到接收到数据的是新的卫星节点已经变化或者是原卫星节点的另一个波束为其服务。
具体的，当上述两种情形触发任一种时，无线网络节点发起注册请求，根据无线网络控制器的具体实现形式(如基站，基站控制器或者其他控制节点)，有以下两种发起方案：
方案一：基站发起注册请求；
该注册请求携带本基站的属性信息。
方案二：基站控制器/一般网络控制器发起注册请求；
此时该注册请求可以携带下述三种信息：
方法1：携带其下所管理的基站节点的基站属性信息；
方法2：携带控制器的属性信息；
方法3：携带控制器的苏醒信息，同时携带其下所管理的基站节点的基站属性信息；
在一个实施例中，基站的属性信息如下：
MCC：Mobile Country Code，移动国家代码(中国的为460)；
MNC：Mobile Network Code，移动网络号码(中国移动为00，中国联通为01)；
LAC：Location Area Code，位置区域码；
CID：Cell Identity，基站编号，是个16位的数据(范围是0到65535)。
信道列表：各信道的无线技术类型、信道中心频率、带宽、MIMO多天线类型。
位置信息：基站的经度和维度，可用于卫星节点校正是否重叠覆盖。
在一个实施例中，基站控制器的属性信息如下：
MCC：Mobile Country Code，移动国家代码(中国的为460)；
MNC：Mobile Network Code，移动网络号码(中国移动为00，中国联通为01)；
LAC：Location Area Code，位置区域码；
CID：Controller Identity，控制器编号，是个16位的数据(范围是0到 65535)。
位置信息：控制器的经度和维度，可用于卫星节点校正是否重叠覆盖。
实施例二：如图6所示，本发明实施例提供一种分层网络注册方法：
S110，无线网络节点向覆盖该无线网络节点的卫星节点发起注册请求；
在一个实施例中，无线网络节可以为基站，在一个实施例中可以基站控制器，在一个实施例中还可以为其他控制节点。
S120卫星节点收到该注册请求后将并将自身的属性信息和波束信息作为注册请求的结果(即，注册结果)携带在注册响应消息中发送给无线网络节点，无线网络节点获得卫星节点的注册结果，该注册结果包括该卫星节点的属性信息和波束信息；
在一个实施例中，卫星节点的自身的属性信息包括但不限于：卫星编号，卫星轨道，卫星高度；
在一个实施例中卫星节点的波束信息包括但不限于：波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率(EIRP)。
在一个实施例中，卫星节点接收上述注册请求，并将自身的属性信息和波束信息作为注册请求的结果发送给该无线网络节点；
在一个实施例中，卫星节点的自身的属性信息包括但不限于：卫星编号，卫星轨道，卫星高度。
在一个实施例中卫星节点的波束信息包括但不限于：波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，EIRP(dBW)。
S130，无线网络节点把所获得的注册结果广播给所覆盖的移动用户。
由上述流程可知，注册结果包括了卫星的属性信息和波束信息，无线网络节点把其接收到的卫星信息广播到其覆盖的用户，当移动用户要切换到卫星网络时，根据所接受到的卫星信息(如属性信息和波束信息)能快速的切换到卫星网络。
经过上述流程后，卫星节点建立了以无线网络节点为用户的本地路由信息。各个卫星节点相互交互本地路由信息，则卫星网络可建立一个如表一所示的全球路由表格。根据此路由表格，任何一个卫星节点都能本地判决从哪条卫星路由能把信号转发到任何一个地面无线网络节点去。可选地，表一中的的卫星编号可以跨卫星系统进行编号，例如全球星和铱星联合编号。
表一：全球路由表格
Figure BDA0000861040700000141
Figure BDA0000861040700000151
可选地，在一个实施例中，由于无线节点上行信号质量受限，会导致无线节点注册失败，但是无线节点仍然可以通过公共信道监听到卫星节点的相关信息。
实施例三：如图7所示，本发明实施例提供一种建立数据会话的方法，该方法涉及单用户由地面向卫星网络切换，可以增强用户应用卫星链路进行信号补充和切换的性能。
由上述实施例可知，无线网络节点把所获得的注册结果广播给所覆盖的移动用户。在移动用户接收到无线网络节点(基站、基站控制器、其他控制节点) 的广播消息后，更新为其服务的卫星节点的属性信息和波束信息。这些信息可用于用户在由地面向卫星网络快速切换。
当终端对当前卫星网络信号信息更新完毕后，当地面信号太差(比如，长时间没有信号)或者用户操作选择卫星网络的时候，移动终端可以快速切换到卫星网络中去。下面以图7为例详细说明用户数据业务从地面向卫星网络切换的过程：
S210，移动终端向卫星节点发送接入请求；
S220，卫星节点向该移动终端发送接入响应以指示接入成功，为该移动终端分配信令信道，所分配的信令信道用于建立该移动用户的业务通道；
S230，移动用户通过该信令信道发送数据会话请求，该数据会话请求由卫星网络经过转发到达卫星网关节点；
S240，该卫星网关节点向地面中继站为该用户分配星地连接资源，建立卫星和地面中继之间的信道，该信道用于将用户的数据业务、数据业务信令可以传送到地面的英特网络以及应用服务器。
S250，卫星网关为移动用户分配端到端的卫星资源；所述端到端的卫星资源用于在空中网络节点之间传输所述移动用户的数据业务；在一个实施例中，端到端卫星资源包括移动用户接入到卫星的上下行链路资源，接入卫星节点到卫星网关卫星之间转发的星间链路资源。如果卫星节点和卫星网关是同一个卫星，则没有卫星之间的星间链路资源。分配成功之后，卫星网关通过卫星节点的信令信道通知给移动用户。
S260，如果端到端的卫星资源分配链路成功，卫星网关通过信令信道向移动用户反馈会话成功消息指示会话成功。此时移动用户建立其由端到端卫星链路，卫星网关和地面中继站之间传送链路构成的业务信道，完成数据业务由地面向卫星网络的切换。此时移动用户即可通过该业务信道和地面互联网络进行通信。
在一个实施例中，如果端到端的卫星资源分配失败，那么卫星网关节点向地面中继站发送空地连资源接释放请求，请求释放步骤S240中分配的星地连接资源。在接收地面网络中继站发送的空地连资源接释放请求响应后，释放星地链路资源。端到端的卫星资源分配链路失败是可能由于资源不够、星间连接失败等各种原因导致。
当移动用户的卫星链路失败，移动用户简单的切换回地面网络即可，切换流程即是当前地面网络的接入流程。例如，地面网络是LTE 4G网络，移动用户仅完成LTE数据业务接入即可。或者地面网络信号变好，移动用户在成功接入到地面网络之后，它可触发卫星链路资源释放，来完成从卫星到地面网络的切换。切换过程的移动用户重新接入到地面网络的流程和当前地面网络正常接入相同，所以下面流程不再叙述。只叙述移动用户请求释放卫星网络资源的流程。
如图8所示，移动用户数据业务由卫星向地面网络的切换流程如下：
1.当移动用户成功接入到地面网络，移动用户向卫星网关发送会话释放消息，请求网关释放为其分配的所有卫星资源。
2.或者，当卫星节点长时间发现它和移动用户之间的信号中断，卫星节点向网关节点发送该用户信号失败指示的消息。
3.网关节点释放为该用户分配的星地连接卫星资源。
4.网关节点释放为该用户分配的端到端卫星资源。
在一个实施例中本发明还涉及：语音业务中双用户由地面向卫星网络切换。实际应用中，有一些业务是用户之间点到点通信的，不经过网络的某个服务器集中处理的，例如语音业务。如果两个用户的地面链路失败，则双方都可以向卫星网络切换。
实施例四：如图9所示，本发明实施例提供一种语音通话建立方法，该方法可以增强用户应用卫星链路进行信号补充和切换的性能。
根据前述实施例，移动用户接收到无线网络节点(基站、基站控制器、其他控制节点)的广播消息后，更新为其服务的卫星节点的属性信息和波束信息。这些信息可用于用户在由地面向卫星网络快速切换。当地面信号太差(长时间没有信号)或者用户操作选择卫星网络的时候，可以快速切换到卫星网络中去。下面以图9为例详细说明用户数据业务从地面向卫星网络切换的过程：
S310，主叫移动用户向卫星节点2发送接入请求；卫星节点2是覆盖主叫移动用户的卫星节点；
S320，卫星节点2向该主叫移动用户发送接入响应以指示接入成功，为该移动终端分配信令信道，用于完成呼叫接续流程。所分配的信令信道用于建立该移动用户的业务通道；
S330，主叫移动用户通过信令信道向卫星网关发送呼叫请求；呼叫请求中携带有被叫用户的相关信息，例如国家代码，被叫用户的号码等信息；
S340，卫星网关经过地面中继站向地面网关节点发送位置请求消息，以使地面网关完成被叫用户信息的解析，例如包括归属地、位置等信息。
地面中继站是一个在卫星网关和地面网关之间的一个信号转发站。地面中继站将卫星网关的信号接收下来，转发给地面网关。地面中继站将地面网关的信号接收下来，转发给卫星网关。
S350，地面网关解析被叫用户的位置信息并通过位置响应消息反馈给卫星网关。地面网关是地面网络的网关节点，根据被叫用户最近一次在地面网络的接入或者注册，知道用户最近的注册。例如用户的经度和维度；或者用户在那个基站上接入过。
S360，卫星网关分析被叫用户的地面信息，结合(无线节点向卫星节点的注册过程)信息，得到被叫用户位于的卫星节点1的覆盖范围。
S370，卫星网关向卫星节点1发送寻呼请求消息，以请求卫星节点1向被叫用户发送寻呼消息以呼叫被叫用户。经过该步骤，卫星节点1寻呼被叫用户成功。
S380，卫星网关为主叫移动用户和被叫移动用户两个用户分配端到端的卫星资源。其中端到端卫星资源包括主叫移动用户和卫星节点2的上下行卫星链路资源，被叫移动用户和卫星节点1的上下行卫星链路资源，卫星节点1和卫星节点2之间的星间连接资源。
S390，卫星网关向主叫移动用户反馈呼叫成功消息。主被叫之间的连接建立成功，双方进行语音通信。
在一个实施例中，如果主叫和被叫的服务卫星是合一的，即卫星节点1 和卫星节点2是同一颗卫星，此时不用分配星间连接资源。
在一个实施例中，当移动用户的卫星链路资源分配失败，移动用户简单的切换回地面网络即可，切换流程即是当前地面网络的接入流程。例如地面网络是LTE 4G网络，移动用户仅完成LTE数据业务接入即可。或者地面网络信号变好，移动用户在成功接入到地面网络之后，它可触发卫星链路资源释放，来完成从卫星到地面网络的切换。切换过程的移动用户重新接入到地面网络建立语音业务的流程和当前地面网络正常接入相同，所以下面流程不再叙述。只叙述移动用户请求释放卫星网络资源的流程。本流程中，卫星链路释放的过程和图8所对应的实施例中的释放过程相同，这里不再重复。
实施例五：语音业务：主叫用户由地面向卫星网络切换：
在一个实施例中，有一些业务是用户之间点到点通信的，不经过网络的某个服务器集中处理的，例如语音业务。如果其中一个用户的地面链路失败，则其中一方可以向卫星网络切换。如图10所示，本发明实施例提供一种语音通话建立方法，该方法描述了用户从地面网络向卫星网络切换的流程，该流程可以增强用户应用卫星链路进行信号补充和切换的性能。
根据前述实施例，移动用户接收到无线网络节点(基站、基站控制器、其他控制节点)的广播消息后，更新为其服务的卫星节点的属性信息和波束信息。这些信息可用于用户在由地面向卫星网络快速切换。当地面信号太差(长时间没有信号)或者用户操作选择卫星网络的时候，可以快速切换到卫星网络中去。下面以图10为例详细说明用户数据业务从地面向卫星网络切换的过程：
S410，主叫移动用户向卫星节点发送接入请求；卫星节点是覆盖主叫移动用户的卫星节点
S420，卫星节点向该主叫移动用户发送接入响应以指示接入成功，为该移动终端分配信令信道，用于完成呼叫接续流程。
S430，主叫移动用户通过信令信道向卫星网关发送呼叫请求；呼叫请求中携带有被叫用户的相关信息，例如国家代码，被叫用户的号码等信息；
S440，卫星网关经过地面中继站向地面网关节点发送位置请求消息，以使地面网关完成被叫用户信息的解析，例如包括归属地、位置等信息。
地面中继站是一个在卫星网关和地面网关之间的一个信号转发站。地面中继站将卫星网关的信号接收下来，转发给地面网关。地面中继站将地面网关的信号接收下来，转发给卫星网关。
S450，地面网关解析被叫用户的位置信息，发现被叫用户的会话仍然驻留在地面网络。则地面网关向相应的地面无线节点发送寻呼请求。无线节点寻呼成功。地面网关通过位置响应消息反馈给卫星网关，被叫已经寻呼成功。
地面网关是地面网络的网关节点，根据被叫用户最近一次在地面网络的接入或者注册，知道用户最近的注册。例如用户的经度和维度；或者用户在那个基站上接入过。
S460，卫星网关为两个用户分配端到端的卫星资源。其中端到端卫星资源包括主叫用户和卫星节点的上下行卫星链路资源，卫星节点和卫星网关之间的星间连接资源。
S470，卫星网关向主叫反馈呼叫成功消息。主被叫之间的连接建立成功，双方进行语音通信。
语音业务：主叫用户由卫星向地面网络切换
当移动用户的卫星链路失败，移动用户简单的切换回地面网络即可，切换流程即是当前地面网络的接入流程。例如地面网络是LTE 4G网络，移动用户仅完成LTE数据业务接入即可。或者地面网络信号变好，移动用户在成功接入到地面网络之后，它可触发卫星链路资源释放，来完成从卫星到地面网络的切换。切换过程的移动用户重新接入到地面网络建立语音业务的流程和当前地面网络正常接入相同，所以下面流程不再叙述。只叙述移动用户请求释放卫星网络资源的流程。只叙述移动用户请求释放卫星网络资源的流程。本流程中，卫星链路释放的过程和图8所对应的实施例中的释放过程相同，这里不再重复。
需要说明的是上面是以空中网络是卫星网络来举例的，当空中网络为气球网络时，上面的方法流程同样适用。
另外，当分层网络是由一层卫星、一层气球和地面网络组成的3层网络组成的分层网络时，地面无线网络节点既可以向气球网络中的气球节点注册也可以向卫星网络中的卫星节点注册。向气球节点注册的方法和上述提到的向卫星节点注册的方法类似，仅仅将卫星节点替换为气球节点即可。当然上上述实施例的星地连接资源即为气球节点和地面中继站的连接资源。
当然在三层网络的情境下，可选地，还可以同时或者增加新的注册过程：气球节点向卫星节点进行注册过程，注册过程和实施例一相同，注册成功后，向地面无线节点广播卫星信息。
在一个实施例中，2层气球和地面网络组成的3层网络组成的分层网络(如图4 )注册过程，和前面类似，可以将卫星节注册的实施例修改为气球通信节点，其余注册过程类似。
可选地，还可以同时或者增加新的注册过程：低层(即飞行高度低)气球节点向高层(即飞行高度高)气球节点进行注册过程，注册过程和实施例一相同，注册成功后，向地面无线节点广播卫星信息。
在一个实施例中，2层卫星和地面网络组成的3层网络组成的分层网络(如图5 )注册过程和实施例一地面节点向卫星节点注册流程相同。可选地，同时或者增加新的注册过程：低轨道卫星节点向高轨道卫星进行注册过程，注册过程和实施例一相同，注册成功后，向地面无线节点广播卫星信息。
采用本发明的方案之后，对于分层网络以及分层网络的用户，以卫星网络和地面网络构成的分层网络为例，说明带来的技术增益：
1，如果无线节点注册成功，卫星网络的卫星节点会存储一个以无线节点为用户的本地路由信息。卫星节点通过交换本地路由信息，将构成一个以无线节点为用户的全球路由信息。
2，无线节点注册后，将注册后的广播给移动用户。移动用户则可以把数据业务，语音业务的无线链路快速的由地面切换到卫星上去。其中语音业务，可以只切换主叫用户的链路，被叫用户可切换到卫星上(此时整个语音链路都是从卫星网络传输的)，被叫也可以继续保持在地面链路上(此时语音链路将跨越卫星和地面网络两个段)。
3，由于是基于无线节点级别的注册流程，所以移动用户不用在和地面网络通信过程，同时侦听卫星网络的信号。所以节约了移动用户的功耗。
4，由于是基于无线节点级别的注册流程，而不是基于移动用户级别的注册过程，免去了由于成千上万的移动用户定时向卫星节点注册，避免了信令风暴。
5，由于无线站点注册了详细的信息给卫星。当卫星网络寻呼呼叫时，卫星网关询问地面网关设备，网关设备只需要反馈移动用户最近接入的无线节点 (地面基站或者基站控制器)，卫星网络即可通过确定正确的卫星节点寻呼到移动用户。
基于上述实施例，概括来说：
如图11所示，本发明实施例提供一种分层网络的注册方法，上述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，上述方法包括：
S510，无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；上述无线网络节点位于上述地面网络中，上述空中网络节点位于上述空中网络中，且覆盖上述无线网络节点；上述注册结果包括上述空中网络节点的属性信息和波束信息；
S520，上述无线网络节点将上述注册结果广播给上述无线网络节点所覆盖的移动用户。
可选地，在一个实施例中，S510，包括：
S5101，上述无线网络节点向上述空中网络节点发起注册请求；
S5102，上述无线网络节点接收上述空中网络节点注册响应消息获取上述注册结果。
在一个实施例中，上述无线网络节点周期性的向上述空中网络节点发起注册请求。
在一个实施例中，上述注册请求携带上述无线网络节点的属性信息。
在一个实施例中，上述无线网络节点为基站，上述属性信息为上述基站的属性信息。
在一个实施例中，上述无线网络节点为基站控制器，上述属性信息为上述基站控制器的属性信息。
在一个实施例中，上述无线网络节点为基站控制器，上述属性信息包括上述基站控制器的属性信息和上述基站控制器上述管理的基站的属性信息。
在一个实施例中，上述基站的属性信息包括，基站编号、上述基站的经度和纬度、移动国家代码、移动网络号码和位置区域码、信道列表中的至少一种。
上述基站控制器的属性信息包括，基站控制器编号、上述基站控制器的经度和纬度、移动国家代码、移动网络号码和位置区域码中的至少一种。
在一个实施例中，上述空中网络节点为气球节点或者上述空中网络节点为卫星节点；上述的空中网络节点的属性信息包括，卫星编号，卫星轨道，卫星高度中的至少一种；上述的空中网络节点的波束信息包括，波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率中的至少一种。
当空中网络节点为卫星节点或者气球节点时的具体的注册以及会话建立过程，在前述实施例已经详细描述，在此不再赘述。
可选地，在一个实施例中，S510，包括：
S5103，上述无线网络节点监测上述空中网络节点的状态；
S5104，当上述无线网络节点检测到上述空中网络节点的状态发生变化时，上述无线网络节点通过公共信道监听以获取上述空中网络节点的注册结果。
可选地在一个实施例中，包括：
S51011，上述无线网络节点监测上述空中网络节点的状态；
S51012当上述无线网络节点检测到上述空中网络节点的状态发生变化时，上述无线网络节点向覆盖上述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。
可选地在一个实施例中，S5103，包括：
S51031，上述无线网络节点监测上述空中网络节点的轨道或者上述空中网络节点的高度或者上述空中网络节点的波束方向；
S5104，具体包括：S51041，当上述无线网络节点检测到上述卫星节的轨道或者上述空中网络节点的高度或者上述空中网络节点的波束方向发生变化时，上述无线网络节点向覆盖上述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。
如图12所示，本发明实施例提供一种地面移动用户快速切换方法，上述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，上述方法包括：
S610，移动用户接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；
S620，移动用户通过空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息；
S630，移动用户接收上述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过上述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。
在一个实施例中，上述空中网络节点为卫星节点；上述的空中网络节点的属性信息包括，卫星编号，卫星轨道，卫星高度中的至少一种；上述的空中网络节点的波束信息包括，波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率中的至少一种。
如图13所示，本发明实施例提供一种建立数据会话的方法，上述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，上述方法包括：
S710，空中网关节点接收移动用户通过信令信道发送的数据会话请求；上述信令信道为空中网络节点在接收到上述移动用户发送的接入请求后为上述移动用户分配的；上述空中网关节点和上述空中网络节点位于上述空中网络中；
S720，为上述移动用户分配空地链路资源和端到端空中网络资源；上述空地链路资源和上述端到端空中网络资源用于使上述移动用户通过上述空中网络和上述地面网络完成数据业务通信；
可选地，当空中网络为卫星网络时，上述空地链路资源即为实施例三步骤 S240提到的星地连接资源；上述端到端空中网络资源即为实施例三步骤S250 提到的端到端的卫星资源；
当然如果是气球网络，上述空地链路资源即为球地连接资源，该球地连接资源用于建立气球(即气球节点)和地面中继之间的信道，该信道用于将用户的数据业务、数据业务信令可以传送到地面的英特网络以及应用服务器。上述端到端空中网络资源即为，端到端的气球资源，该资源用于在空中网络节点之间传输上述移动用户的数据业务；在一个实施例中，端到端卫星资源包括移动用户接入到气球节点的上下行链路资源，接入气球节点到气球网关节点之间转发的球间链路资源。如果气球节点和气球网关是同一个卫星，则没有气球之间的球间链路资源。分配成功之后，气球网关通过气球节点的信令信道通知给移动用户。
S730，空中网关节点发送会话成功消息给上述移动用户；上述空中网关节点是上述空中网络的控制器，负责分配移动用户的空中网络资源，包括移动用户和空中网络节点之间的无线链路，移动用户数据在空中网络节点之间传送的无线链路，移动用户数据在空中网络和地面中继站之间传送的无线链路；上述空中网络节点是移动用户接入到空中网络的站点。
在一个实施例中，S720包括：
S721，向地面中继站为上述移动用户分配空地链路资源以建立上述空中网络节点和上述地面中继站之间的信道，上述信道用于在上述空中网络节点和地面中继站之间传输上述移动用户的数据业务；
S722，如果上述空地连接资源分配成功，为上述移动用户分配端到端的空中网络资源；上述端到端的空中网络资源用于在空中网络节点之间传输上述移动用户的数据业务；上述端到端空中网络资源包括上述移动用户和上述空中节点之间的无线链路，上述空中节点和上述空中网关节点之间的无线链路。
上述地面中继站负责在地面互联网和卫星网关之间建立一个通信通道，对数据不做处理。
在一个实施例中，上述方法还包括：
S740，如果上述端到端空中网络资源分配失败，向上述地面网络中继站发送空地连资源接释放请求；
S750，接收上述地面网络中继站发送的空地连资源接释放请求响应，并释放上述空地链路资源。
在一个实施例中，上述端到端的空中资源包括上述移动用户接入到上述空中节点的上下行链路资源。
在一个实施例中，上述端到端的空中资源还包括：各空中网络节点之间的空间链路资源。
在一个实施例中，上述空中网络为气球网络或卫星网络。
上述的空中网关节点即是卫星网关，上述卫星网关是上述卫星网络的控制器，负责分配移动用户的卫星资源，包括移动用户和卫星节点之间的无线链路，移动用户数据在卫节点星和卫星节点之间传送的无线链路，移动用户数据在卫星节点和地面中继站之间传送的无线链路；上述的空中网络节点即是卫星节点，上述卫星节点是移动用户接入上述卫星网络的站点。卫星节点和卫星网关可以是不同的卫星实体，也可以是相同的卫星实体。
如图14所示，本发明实施例提供一种语音通话建立方法，上述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，上述方法包括：
S810，空中网关节点接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；上述信令信道为空中网络节点在接收到上述主叫移动用户发送的接入请求后为上述主叫移动用户分配的；
S820，向地面网关节点发送位置请求以获得对应上述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
S830，接收上述地面网关反馈的被叫移动用户的位置信息；
S840，根据上述被叫移动用户的位置信息确定目标空中网络节点，上述目标空中网络节点为覆盖上述被叫移动用户的空中网络节点；
S850，向上述目标空中网络节点发送寻呼请求消息，上述寻呼请求消息用于请求上述目标空中网络节点向上述被叫移动用户发送寻呼消息以呼叫被叫用户；
S860，为上述主叫移动用户和上述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；上述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输上述主叫移动用户和上述被叫移动用户的语音业务；
S870，向上述主叫移动用户发送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用于告知上述主叫移动用户和上述被叫移动用户之间的连接建立成功。
在一个实施例中，S860，包括：
1、为上述主叫移动用户和覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；如果空中网络为卫星网络，这里即为，实施例四步骤 S380提到的主叫移动用户和卫星节点2的上下行卫星链路资源；
类似的，当空中网络为气球节点时，上述提到的空中链路资源即为，主叫移动用户和气球节点2(覆盖主叫移动用户的气球节点)的上下行气球链路资源；
2、为上述被叫移动用户和上述目标空中网络节点分配上行和下行空中链路资源。如果空中网络为卫星网络，这里即为，实施例四步骤S380提到的被叫移动用户和卫星节点1的上下行卫星链路资源；
类似的，当空中网络为气球节点时，上述提到的空中链路资源，即为被叫移动用户和气球节点1(覆盖被叫用户的气球节点的上下行气球链路资源；
3、在一个实施例中，S860，还包括：为上述覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点和上述目标空中网络节点分配空间链路资源。如果空中网络为卫星网络，这里即为，实施例四步骤S280卫星节点1和卫星节点2之间的星间连接资源。
类似的，当空中网络为气球节点时，上述提到的空间链路资源，气球节点 1和卫气球点2之间的气球间连接资源。
当空中网络为气球网络时，上述链路资源可以将卫星节点的名字替代为气球节点链路资源的功能是类似的。
在一个实施例中，上述空中网络为气球网络或者卫星网络；
当为卫星网络时，上述的空中网关节点即是卫星网关，上述卫星网关是上述卫星网络的控制器，负责分配移动用户的卫星资源，包括移动用户和卫星节点之间的无线链路，移动用户数据在卫星节点和卫星节点之间传送的无线链路，移动用户数据在卫星节点和地面中继站之间传送的无线链路；上述的空中网络节点即是卫星节点，上述卫星节点是移动用户接入上述卫星网络的站点。
如图15所示，本发明实施例提供一种语音通话建立方法，上述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，上述方法包括：
S910，空中网关节点接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；上述信令信道为空中网络节点在接收到上述主叫移动用户发送的接入请求后为上述主叫移动用户分配的
S920，向地面网关节点发送位置请求以获得对应上述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
S930，接收上述地面网关节点发送的位置响应消息，为上述主叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；上述位置响应消息用于指示对应于上述地面网关节点的地面网络节点寻呼上述被叫移动用户成功；上述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输上述主叫移动用户和上述被叫移动用户的语音业务；
S940，向上述主叫移动用户发送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用于告知上述主叫移动用户和上述被叫移动用户之间的连接建立成功。
在一个实施例中，S930包括：
S931，为上述主叫移动用户和覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；
S932，分配和上述覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点之间的空间链路资源。
在一个实施例中，上述空中网络为气球网络或上述空中网络为卫星网络；
当为卫星网络时，上述的空中网关节点即是卫星网关，上述卫星网关是上述卫星网络的控制器，负责分配移动用户的卫星资源，包括移动用户和卫星节点之间的无线链路，移动用户数据在卫星节点和卫星节点之间传送的无线链路，移动用户数据在卫星节点和地面中继站之间传送的无线链路；上述的空中网络节点即是卫星节点，上述卫星节点是移动用户接入上述卫星网络的站点。
采用本发明的方案之后，对于分层网络以及分层网络的用户的技术增益：
1，如果无线网络节点注册成功，空中网络的空中网络节点会存储一个以无线网络节点为用户的本地路由信息。空中网络节点通过交换本地路由信息，将构成一个以无线网络节点为用户的全球路由信息。
2，无线网络节点注册后，将注册后的广播给移动用户。移动用户则可以把数据业务，语音业务的无线链路快速的由地面切换到空中网络节点上去。其中语音业务，可以只切换主叫用户的链路，被叫用户可切换到空中网络节点上 (此时整个语音链路都是从空中网络传输的)，被叫也可以继续保持在地面链路上(此时语音链路将跨越空中网络节点和地面网络两个段)。
3，由于是基于无线网络节点级别的注册流程，所以移动用户不用在和地面网络通信过程，同时侦听空中网络的信号。所以节约了移动用户的功耗。
4，由于是基于无线网络节点级别的注册流程，而不是基于移动用户级别的注册过程，免去了由于成千上万的移动用户定时向空中网络节点注册，避免了信令风暴。
5，由于无线站点注册了详细的信息给空中网络节点。当空中网络寻呼呼叫时，空中网络节点网关询问地面网关设备，网关设备只需要反馈移动用户最近接入的无线网络节点(地面基站或者基站控制器)，空中网络即可通过确定正确的空中网络节点寻呼到移动用户。
如图16所示，本发明实施例提供一种无线网络节点，其特征在于，上述无线网络节点包括：
获得模块110，用于获得空中网络节点的注册结果；上述无线网络节点位于地面网络中，上述空中网络节点位于上述空中网络中，且覆盖上述无线网络节点；上述注册结果包括上述空中网络节点的属性信息和波束信息；
广播模块120，用于将上述获得模块110获得的上述注册结果携带在广播消息中，并将上述广播消息广播给上述无线网络节点所覆盖的移动用户。
在一个实施例中，获得模块110，包括：
发送单元1101，用于向上述空中网络节点发起注册请求；
接收单元1102，用于接收上述空中网络节点对发送单元1101发送的注册请求消息的注册响应消息以获取上述注册结果。
在一个实施例中，获得模块110，包括：
监控单元1103，用于监测上述空中网络节点的状态；
监听单元1104，当监控单元1103监测到上述空中网络节点的状态发生变化时，通过公共信道监听以获取上述空中网络节点的注册结果。
如图17所示，本发明实施例提供一种移动终端，上述终端包括：
接收模块210，用于接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；
发送模块220，用于通过接收模块210接收的空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息。
建立模块230，用于接收上述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过上述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。
在一个实施例中，上述空中网络节点为卫星节点；上述的空中网络节点的属性信息包括，卫星编号，卫星轨道，卫星高度中的至少一种；上述的空中网络节点的波束信息包括，波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率中的至少一种。
如图18所示，本发明实施例提供一种空中网关节点，上述空中网关节点包括：
接收模块310，用于接收移动用户通过信令信道发送的数据会话请求；上述信令信道为空中网络节点在接收到上述移动用户发送的接入请求后为上述移动用户分配的；上述空中网关节点和上述空中网络节点位于上述空中网络中；
分配模块320，用于为上述移动用户分配空地链路资源和端到端空中网络资源；上述空地链路资源和上述端到端空中网络资源用于使上述移动用户通过上述空中网络和上述地面网络完成数据业务通信；
发送模块330，用于发送会话成功消息给上述移动用户；
在分配模块320分配成功后，发送模块发送会话成给你个消息给移动用户。上述空中网关节点是上述空中网络的控制器，负责分配移动用户的空中网络资源，包括移动用户和空中网络节点之间的无线链路，移动用户数据在空中网络节点之间传送的无线链路，移动用户数据在空中网络和地面中继站之间传送的无线链路；上述空中网络节点是移动用户接入到空中网络的站点。
在一个实施例中，如图18虚线框所示，分配模块320包括：
第一分配单元321，用于向地面中继站为上述移动用户分配空地连接资源以建立上述空中网络节点和上述地面中继站之间的信道，上述信道用于在上述空中网络节点和地面中继站之间传输上述移动用户的数据业务；
第二分配单元322，用于在上述第一分配单元321分配上述空地连接资源成功后，为上述移动用户分配端到端的空中网络资源；上述端到端的空中网络资源用于在空中网络节点之间传输上述移动用户的数据业务；上述端到端空中网络资源包括上述移动用户和上述空中节点之间的无线链路，上述空中节点和上述空中网关节点之间的无线链路。
在一个实施例中，如果分配模块320分配上述端到端空中网络资源失败，上述发送模块还用于，向上述地面网络中继站发送空地连资源接释放请求；
接收模块310还用于，接收上述地面网络中继站发送的空地连资源接释放请求响应，并释放上述空地连接资源。
如图19所示，本发明实施例提供一种空中网关节点，空中网关节点包括：
接收模块410，用于接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；上述信令信道为空中网络节点在接收到上述主叫移动用户发送的接入请求后为上述主叫移动用户分配的；
发送模块420，向地面网关节点发送位置请求以获得对应上述接收模块 410接收的呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
上述接收模块410还用于，接收上述地面网关反馈的被叫移动用户的位置信息；
确定模块430，用于根据上述发送模块获得的被叫移动用户的位置信息确定目标空中网络节点，上述目标空中网络节点为覆盖上述被叫移动用户的空中网络节点；
上述发送模块还420用于，向确定模块430确定的目标空中网络节点发送寻呼请求消息，上述寻呼请求消息用于请求上述目标空中网络节点向上述被叫移动用户发送寻呼消息以呼叫被叫用户；
分配模块440，用于为上述主叫移动用户和上述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；上述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输上述主叫移动用户和上述被叫移动用户的语音业务；
上述发送模块还用于420，向上述主叫移动用户发送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用于告知上述主叫移动用户和上述被叫移动用户之间的连接建立成功。
在一个实施例中，上述分配模块440包括：
第一分配单元441，用于为上述主叫移动用户和覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；
第二分配单元442，用于为上述被叫移动用户和上述目标空中网络节点分配上行和下行空中链路资源。
在一个实施例中，上述分配模块还包括：
第三分配单元443，用于为上述覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点和上述目标空中网络节点分配空间链路资源。
如图20所示，本发明实施例提供一种空中网关节点，上述空中网关节点包括：
接收模块510，用于接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；上述信令信道为空中网络节点在接收到上述主叫移动用户发送的接入请求后为上述主叫移动用户分配的
发送模块520，用于向地面网关节点发送位置请求以获得对应接收模块 510接收到的呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；
分配模块530，用于接收上述地面网关节点发送的位置响应消息，为上述主叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；上述位置响应消息用于指示对应于上述地面网关节点的地面网络节点寻呼上述被叫移动用户成功；上述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输上述主叫移动用户和上述被叫移动用户的语音业务；
上述发送模块520还用于，向上述主叫移动用户发送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用于告知上述主叫移动用户和上述被叫移动用户之间的连接建立成功。
在一个实施例中，上述分配模块530，包括：
第一分配单531，用于为上述主叫移动用户和覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；
第二分配单元532，用于分配和上述覆盖上述主叫移动用户的空中网络节点之间的空间链路资源。
请参阅图21，图21为本发明实施例中一种智能终端的结构示意图；其中该智能终端包括RF电路1201、Wi-Fi模块1202、显示单元1203、输入单元1204、第一存储器1205、第二存储器1206、处理器1207、电源1208、GPS 模块1209等硬件模块，该终端1200可以为手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)、或车载电脑等。
其中，RF电路1201用来收发通信信号，Wi-Fi模块1202用来连接网络和扫描网络信号。RF电路1201和/或者Wi-Fi模块1202可以和无线基站联系获取该智能终端的当前位置坐标。
显示单元1203用来显示用户交互界面，该显示单元1203可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及该智能终端的各种菜单界面。该显示单元1203可包括显示面板，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)或OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板。在具体实现中，上述触控面板覆盖该显示面板，形成触摸显示屏，处理器1207根据触摸事件的类型在触摸显示屏上提供相应的视觉输出。
输入单元1204可用于接收输入的数字或字符信息，接收用户切换应用程序界面操作，并产生切换信号，以及产生与终端的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地，本发明实施例中，该输入单元1204可以包括触控面板，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上操作)，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板，输入单元1204 还可以包括其他输入设备，包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
其中，第一存储器1205存储该终端预设数量的APP以及界面信息；可以理解的，第二存储器1206可以为该终端1200的外存，第一存储器1205可以为该智能终端的内存。第一存储器1205可以为NVRAM非易失存储器、DRAM 动态随机存储器、SRAM静态随机存储器、Flash闪存等其中之一；该智能终端上运行的操作系统通常安装在第一存储器1205上。第二存储器1206可以为硬盘、光盘、USB盘、软盘或磁带机、云服务器等。可选地，现在有一些第三方的APP也可以安装在第二存储器1206上。
处理器1207是智能终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在该第一存储器1205内的软件程序和/或模块，以及调用存储在该第二存储器1206内的数据，执行该智能终端的各种功能和处理数据。可选的，该处理器1207可包括一个或多个处理单元。
电源1208可以为整个终端供电，包括各种型号的锂电池。
GPS模块1209用于获取该智能终端的位置坐标。
当第一存储器1205中安装的某个程序接收处理器的指令，执行步骤如下：
1，用于接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；
2，用于通过接收的空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息。
3，用于接收上述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过上述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。
采用本发明的方案之后，对于分层网络以及分层网络的用户的技术增益：
1，如果无线网络节点注册成功，空中网络的空中网络节点会存储一个以无线网络节点为用户的本地路由信息。空中网络节点通过交换本地路由信息，将构成一个以无线网络节点为用户的全球路由信息。
2，无线网络节点注册后，将注册后的广播给移动用户。移动用户则可以把数据业务，语音业务的无线链路快速的由地面切换到空中网络节点上去。其中语音业务，可以只切换主叫用户的链路，被叫用户可切换到空中网络节点上 (此时整个语音链路都是从空中网络传输的)，被叫也可以继续保持在地面链路上(此时语音链路将跨越空中网络节点和地面网络两个段)。
3，由于是基于无线网络节点级别的注册流程，所以移动用户不用在和地面网络通信过程，同时侦听空中网络的信号。所以节约了移动用户的功耗。
4，由于是基于无线网络节点级别的注册流程，而不是基于移动用户级别的注册过程，免去了由于成千上万的移动用户定时向空中网络节点注册，避免了信令风暴。
5，由于无线站点注册了详细的信息给空中网络节点。当空中网络寻呼呼叫时，空中网络节点网关询问地面网关设备，网关设备只需要反馈移动用户最近接入的无线网络节点(地面基站或者基站控制器)，空中网络即可通过确定正确的空中网络节点寻呼到移动用户。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，该的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory， ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上该仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：
无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述无线网络节点为基站或者基站控制器，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；
所述无线网络节点将所述注册结果广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户；
所述无线网络节点获得空中网络节点的注册结果，包括：
所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求；
所述无线网络节点接收所述空中网络节点注册响应消息获取所述注册结果；
所述无线网络节点获得空中网络节点注册结果，包括：
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；
当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点通过公共信道监听以获取所述空中网络节点的注册结果。
2.如权利要求1所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求，包括：
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；
当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。
3.如权利要求2所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态，包括：
所述无线网络节点监测所述空中网络节点的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向；
所述当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求，具体包括：
当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。
4.如权利要求1所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求，包括：
所述无线网络节点周期性的向所述空中网络节点发起注册请求。
5.如权利要求1、3或4所述的注册方法，其特征在于，所述注册请求携带所述无线网络节点的属性信息。
6.如权利要求5所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点为基站，所述属性信息为所述基站的属性信息。
7.如权利要求5所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点为基站控制器，所述属性信息为所述基站控制器的属性信息。
8.如权利要求5所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点为基站控制器，所述属性信息包括所述基站控制器的属性信息和所述基站控制器管理的基站的属性信息。
9.如权利要求6或8所述的注册方法，其特征在于，所述基站的属性信息包括，基站编号、所述基站的经度和纬度、移动国家代码、移动网络号码和位置区域码、信道列表中的至少一种。
10.如权利要求7或8所述的注册方法，其特征在于，所述基站控制器的属性信息包括，基站控制器编号、所述基站控制器的经度和纬度、移动国家代码、移动网络号码和位置区域码中的至少一种。
11.如权利要求1-4,7,8任一项所述的注册方法，其特征在于，所述空中网络节点为气球节点。
12.如权利要求1-4,7,8任一项所述的注册方法，其特征在于，所述空中网络节点为卫星节点；
所述的空中网络节点的属性信息包括，卫星编号，卫星轨道，卫星高度中的至少一种；
所述的空中网络节点的波束信息包括，波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率中的至少一种。
13.一种无线网络节点，其特征在于，所述无线网络节点包括：
获得模块，用于获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于地面网络中，所述无线网络节点为基站或者基站控制器，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；
广播模块，用于将所述获得模块获得的所述注册结果携带在广播消息中，并将所述广播消息广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户；
所述获得模块，包括：
发送单元，用于向所述空中网络节点发起注册请求；
接收单元，用于接收所述空中网络节点注册响应消息获取所述注册结果；
所述获得模块，还包括：
监控单元，用于监测所述空中网络节点的状态；
监听单元，用于在所述无线网络节点监测到所述空中网络节点的状态发生变化时，通过公共信道监听以获取所述空中网络节点的注册结果。
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