CN112311447A - 一种星座通信系统的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种星座通信系统的控制方法和装置，涉及卫星通信的技术领域，包括：确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，当前终端为在当前用户接入控制区接入目标卫星的终端；在目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，利用目的信关站将当前终端的数据流发送给当前信关站，以使当前信关站对数据流进行处理，其中，当前信关站为用于为当前用户接入控制区进行服务的信关站，解决了现有的星座系统中由于馈电链路发生切换导致用户集中在短时间内接入的技术问题。

Description

一种星座通信系统的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种星座通信系统的控制方法和装置。

背景技术

随着卫星互联网业务的迅猛发展，NGSO宽带星座通信系统在卫星互联网中的地位变得越来越重要。与传统的由GSO通信卫星所构成的卫星宽带通信系统不同，NGSO星座是由多颗部署在NGSO轨道上的通信卫星组成，多颗卫星部署在多个轨道上，根据轨道的运行规律，交替的为地面某个区域提供宽带卫星互联网服务。在NGSO系统中，轨道上飞行的每一颗卫星，更像是一个倒置的地面蜂窝基站，交替的为地面固定区域提供移动互联网服务。所不同的是在这个服务过程中，基站(空中的卫星)是运动的，而地面某个区域的用户确是相对静止的。

在这样的由NGSO星座构成的倒置蜂窝网中，为保持业务的连续性，同样需要类似地面蜂窝网中的移动性管理。在NGSO星座中，每一个提供服务的卫星一定与至少一个地面信关站通过星间链路和馈电链路实现星地互联，地面信关站是该卫星服务区域下的全部或部分用户的接入控制器。随着卫星的运动，当用户切出或切入该卫星时，也同时表明该用户接入控制区域的变化。这种切换带来的接入控制区域的变化是随着卫星的运动逐渐发生的，与地面蜂窝网中由于终端的移动在不同基站之间切换类似，目前的NGSO卫星互联网星座设计都有处理这种切换的解决方案。

实际上，在由NGSO构成的卫星互联网星座中，每颗卫星的馈电链路也会随着卫星的移动而发生切换，馈电链路的切换也有可能会带来该星下用户接入控制器的变换，而这种变化往往会导致该星下所有用户同时发生，处理不好会引起用户集中在短时间内接入，从而造成接入拥塞。

针对上述问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种星座通信系统的控制方法和装置，以缓解现有星座系统中由于馈电链路发生切换导致用户集中在短时间内接入的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种星座通信系统的控制方法，包括：确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，所述目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，所述当前终端为在所述当前用户接入控制区接入所述目标卫星的终端；在所述目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，以使所述当前信关站对所述数据流进行处理，其中，所述当前信关站为用于为所述当前用户接入控制区进行服务的信关站。

进一步地，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，包括：控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，其中，所述标识信息为所述当前用户接入控制区的标识信息；在确定出所述标识信息之后，基于所述标识信息，控制所述目的信关站将所述数据流发送给所述当前信关站。

进一步地，一个用户接入控制区对应一个编号，控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，包括：控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的编号，并将所述编号确定为所述标识信息。

进一步地，所述数据流包括：控制流和业务流。

第二方面，本发明实施还提供了一种星座通信系统的控制装置，包括：确定单元和控制单元，其中，所述确定单元，用于确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，所述目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，所述当前终端为在所述当前用户接入控制区接入所述目标卫星的终端；所述控制单元，用于在所述目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，以使所述当前信关站对所述数据流进行处理，其中，所述当前信关站为用于为所述当前用户接入控制区进行服务的信关站。

进一步地，所述控制单元，用于：控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，其中，所述标识信息为所述当前用户接入控制区的标识信息；在确定出所述标识信息之后，基于所述标识信息，控制所述目的信关站将所述数据流发送给所述当前信关站。

进一步地，一个用户接入控制区对应一个编号，则所述控制单元，用于：控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的编号，并将所述编号确定为所述标识信息。

进一步地，所述数据流包括：控制流和业务流。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行第一方面中所述方法的步骤。

在本发明实施例中，在卫星通信系统设计中引入了用户接入控制区的概念和定义，当卫星的馈电链路发生切换，由当前信关站切换至目的信关站时，通过地面相邻信关站之间建立链接或星间链路建立链接的方式，将当前终端的数据流送回到当前信关站中，以使当前信关站对数据流进行处理，在逻辑上保证了只要用户接入控制区没有发生变化，就不进行重新接入，达到了星座系统中馈电链路发生切换时，终端无需重新接入的目的，进而解决了星座系统中馈电链路发生切换导致终端集中在短时间内接入的技术问题，从而实现了星座系统中馈电链路发生切换时，终端不会集中接入的技术效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种星座通信系统的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种NGSO卫星通信系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种星座通信系统的控制装置的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例一：

根据本发明实施例，提供了一种星座通信系统的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种星座通信系统的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，所述目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，所述当前终端为在所述当前用户接入控制区接入所述目标卫星的终端；

需要说明的是，上述的星座通信系统可以为NGSO卫星通信或GSO卫星通信系统。

步骤S104，在所述目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，以使所述当前信关站对所述数据流进行处理，其中，所述当前信关站为用于为所述当前用户接入控制区进行服务的信关站。

需要说明的是，所述数据流包括：控制流和业务流。

在本发明实施例中，在卫星通信系统设计中引入了用户接入控制区的概念和定义，当卫星的馈电链路发生切换，由当前信关站切换至目的信关站时，通过地面相邻信关站之间建立链接或星间链路建立链接的方式，将当前终端的数据流送回到当前信关站中，以使当前信关站对数据流进行处理，在逻辑上保证了只要用户接入控制区没有发生变化，就不进行重新接入，达到了星座系统中馈电链路发生切换时，终端无需重新接入的目的，进而解决了星座系统中馈电链路发生切换导致终端集中在短时间内接入的技术问题，从而实现了星座系统中馈电链路发生切换时，终端不会集中接入的技术效果。

在本发明实施例中，步骤S104包括如下步骤：

步骤S11，控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，其中，所述标识信息为所述当前用户接入控制区的标识信息；

步骤S12，在确定出所述标识信息之后，基于所述标识信息，控制所述目的信关站将所述数据流发送给所述当前信关站。

具体的，一个用户接入控制区对应一个编号，则控制目的信关站对当前终端的数据流进行解析，确定出数据流中携带的编号，并将编号确定为标识信息。

下面将对上述方法进行详细说明。

以NGSO星座通信系统为例，卫星相对地面是不断运动的，这会导致终端与卫星的接入链路要不断进行切换，同时也会导致卫星与地面信关站之间的馈电链路要在不同的地面信关站之间切换，如图2所示。

在图2中，SBS为地面信关站中的终端接入控制器，SaGW为信关站中终端与其他网络链接的网关节点。在用户接入控制区1和用户接入控制区2中的终端是由SBS1进行无线链路接入，其业务锚点在SaGW1，用户接入控制区4和用户接入控制区5的用户由SBS2进行无线链路的接入，业务锚点在SaGW2。用户接入控制区3处于SBS1和SBS2共同管理的区域，部分用户由SBS1接入，部分用户由SBS2接入。

传统的解决方案中，馈电链路直接与接入控制器相连且为绑定关系，馈电链路的切换会导致接入控制器的变化，终端需通过重新接入才能完成接入控制器的更换，这会导致终端集中接入的问题出现。

实际上，由于卫星是连续运动，某颗卫星在某个位置通过某个信关站所能服务的终端区域并不像图中画这样清晰，往往是一个模糊的界限。为更好的解决馈电链路的切换问题，我们可以按卫星正在服务的终端接入时或切入时的SBS定义用户接入控制区，终端所接入的SBS，则该终端位于该SBS的用户接入控制区。用户接入控制区与地面上每一个信关站的服务区域相关，也就是接入控制区与地理位置是相关的。进一步可定义相邻接入控制区，类似频率上的4色或7色复用，每一个接入控制区可以有多个相邻的接入控制区。为区分接入控制区，可以为不同的接入控制区赋予一个编号，该编号在全网可复用。在控制区编号可复用的情况下，可以采用较短的接入控制区编号，如采用四位编号就可以实现对15个相邻接入控制区编号。卫星终端在接入信关站时，信关站会告知其用户接入控制区的编号。此后该卫星终端的业务和控制流都会带有这个编号，用以告知系统该终端目前所处的接入控制区。

通常情况下，地面信关站与地面网络是有链接关系的，因此处于不同地理位置的地面信关站可以利用地面网络建立起链接关系，如采用隧道技术建立起相邻地面信关站之间的相互连接关系，如图2SBS之间的虚线箭头所示。

NGSO卫星通信星座在运行过程中，网络中会有一个网络运行控制中心(NOCC)，NOCC会根据星座中每颗卫星的运行轨道和地面信关站的位置，预测馈电链路的切换时间和切换的目标信关站，向卫星和信关站发出馈电链路切换的指令，利用该指令可实现相邻信关站之间隧道的建立。

当星座中的目标卫星其馈电链路从当前信关站切换到目的信关站时，该卫星正在服务的终端也会将其业务流和控制流同时发送到目的信关站。此时目的信关站先判决业务流和控制流中的接入控制区标识信息，按标识信息将业务流和控制流通过地面网络建立的信关站之间的链接，转发到当前信关站上。从逻辑上看，终端和为其提供服务的信关站并没有发生变化，这样也就从根本上避免了由于馈电链路的切换导致的终端需重新接入卫星系统的问题发生，也维持了用户接入链路和业务锚点不变。

卫星的运动也会导致该卫星服务区的变化，从而导致其服务的终端会不断发生切出或切入的切换过程。馈电链路在切换后，将当前用户接入控制区的业务流和控制流重新送回到当前信关站，保持了当前信关站对用户的控制不变，实现了馈电链路切换和用户链路切换的解耦。用户链路可以按已有的设计方案进行，同时由于用户分布的离散性，用户链路的切换不会集中在同一个时刻进行。

以上所描述的馈电链路切换方法，不仅适用于NGSO星座系统中由于卫星的运动导致的馈电链路切换，也适用于NGSO和GSO卫星通信系统中馈电链路分集接收时的业务调整。

终端的业务流和控制流送回当前用户接入控制器的途径可以通过地面网络实现，也可以利用星间链路实现。通过星间链路实现具有安全性高的优势，通过地面网络实现具有链接稳定可靠且成本相对较低的优势。

实施例二：

本发明实施例还提供了一种星座通信系统的控制装置，该星座通信系统的控制装置用于执行本发明实施例上述内容所提供的星座通信系统的控制方法，以下是本发明实施例提供的星座通信系统的控制装置的具体介绍。

如图3所示，图3为上述星座通信系统的控制装置的示意图，该星座通信系统的控制装置包括：确定单元10和控制单元20。

所述确定单元，用于确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，所述目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，所述当前终端为在所述当前用户接入控制区接入所述目标卫星的终端；

所述控制单元，用于在所述目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，以使所述当前信关站对所述数据流进行处理，其中，所述当前信关站为用于为所述当前用户接入控制区进行服务的信关站。

在本发明实施例中，在卫星通信系统设计中引入了用户接入控制区的概念和定义，当卫星的馈电链路发生切换，由当前信关站切换至目的信关站时，通过地面相邻信关站之间建立链接或星间链路建立链接的方式，将当前终端的数据流送回到当前信关站中，以使当前信关站对数据流进行处理，在逻辑上保证了只要用户接入控制区没有发生变化，就不进行重新接入，达到了星座系统中馈电链路发生切换时，终端无需重新接入的目的，进而解决了现有星座系统中馈电链路发生切换导致终端集中在短时间内接入的技术问题，从而实现了星座系统中馈电链路发生切换时，终端不会集中接入的技术效果。

优选地，所述控制单元，用于：控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，其中，所述标识信息为所述当前用户接入控制区的标识信息；在确定出所述标识信息之后，基于所述标识信息，控制所述目的信关站将所述数据流发送给所述当前信关站。

优选地，一个用户接入控制区对应一个编号，则所述控制单元，用于：控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的编号，并将所述编号确定为所述标识信息。

优选地，所述数据流包括：控制流和业务流。

实施例三：

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

参见图4，本发明实施例还提供一种电子设备100，包括：处理器60，存储器61，总线62和通信接口63，所述处理器60、通信接口63和存储器 61通过总线62连接；处理器60用于执行存储器61中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器61可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口63(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线62可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器61用于存储程序，所述处理器60在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例中任一实施例揭示的过程或定义的装置所执行的方法可以应用于处理器60中，或者由处理器60实现。

处理器60可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器60中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器60可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器61，处理器60读取存储器61中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

实施例四：

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一中所述方法的步骤。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种星座通信系统的控制方法，其特征在于，包括：

确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，所述目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，所述当前终端为在所述当前用户接入控制区接入所述目标卫星的终端；

在所述目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，以使所述当前信关站对所述数据流进行处理，其中，所述当前信关站为用于为所述当前用户接入控制区进行服务的信关站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，包括：

控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，其中，所述标识信息为所述当前用户接入控制区的标识信息；

在确定出所述标识信息之后，基于所述标识信息，控制所述目的信关站将所述数据流发送给所述当前信关站。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一个用户接入控制区对应一个编号，控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，包括：

控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的编号，并将所述编号确定为所述标识信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述数据流包括：控制流和业务流。

5.一种星座通信系统的控制装置，其特征在于，包括：确定单元和控制单元，其中，

所述确定单元，用于确定目标卫星服务的当前用户接入控制区和当前终端，其中，所述目标卫星为星座通信系统中任意一颗卫星，所述当前终端为在所述当前用户接入控制区接入所述目标卫星的终端；

所述控制单元，用于在所述目标卫星的馈电链路由当前信关站切换至目的信关站之后，控制所述目的信关站将所述当前终端的数据流发送给所述当前信关站，以使所述当前信关站对所述数据流进行处理，其中，所述当前信关站为用于为所述当前用户接入控制区进行服务的信关站。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于：

控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的标识信息，其中，所述标识信息为所述当前用户接入控制区的标识信息；

在确定出所述标识信息之后，基于所述标识信息，控制所述目的信关站将所述数据流发送给所述当前信关站。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，一个用户接入控制区对应一个编号，则所述控制单元，用于：

控制所述目的信关站对所述当前终端的数据流进行解析，确定出所述数据流中携带的编号，并将所述编号确定为所述标识信息。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述数据流包括：控制流和业务流。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1至4任一项所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至4任一项所述方法。

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