CN113098589B - 对卫星终端的寻呼方法、核心网、计算机装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法、核心网、计算机装置和存储介质，寻呼方法包括获取第一位置信息和第二位置信息，其中第二位置信息由卫星终端生成并上传至AMF网元存储，确定距离卫星终端最接近的通信卫星，通过通信卫星向卫星终端发起寻呼等步骤。本发明通过距离卫星终端最近的通信卫星来对卫星终端发起寻呼，能够减少寻呼消息所经过的通信卫星的数量以及在整个天地一体化信息网络中产生的寻呼消息的数据量，降低网络负担，并且计算距离所用的第二位置信息存储在AMF网元，能够满足卫星终端的频繁上报的性能要求，减少其他网元的数据库的压力，提高响应速度。本发明广泛应用于移动通信技术领域。

Description

对卫星终端的寻呼方法、核心网、计算机装置和存储介质

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其是一种天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法、核心网、计算机装置和存储介质。

背景技术

天地一体化信息网络主要包括核心网、空间基站(通信卫星)、卫星终端(移动终端)等组成部分，图1是天地一体化信息网络的一种结构和连接方式。天地一体化信息网络具备全球时空连续通信、高可靠安全通信、区域大容量通信、高机动全程信息传输等优点。但是，现有技术中，由于缺乏完善的寻呼方案，天地一体化信息网络中的核心网寻呼某一卫星终端时，需要将寻呼(paging)消息发送给所有的通信卫星，在整个天地一体化信息网络中产生巨大的寻呼消息数据量，加剧了网络负担。

发明内容

针对上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法、核心网、计算机装置和存储介质。

一方面，本发明实施例包括一种天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法，包括：

获取第一位置信息；所述第一位置信息用于表示至少一个通信卫星在不同时间点的空间位置；

获取第二位置信息；所述第二位置信息由卫星终端在空闲态下在空间中的移动时间和/或移动距离超过预设阈值后，根据所述卫星终端的当前所在位置生成并上传至AMF网元存储；

根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定距离所述卫星终端最接近的至少一个所述通信卫星；

通过所确定的各所述通信卫星向所述卫星终端发起寻呼。

进一步地，天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法还包括：

获取星历数据；

根据所述星历数据，估算各所述通信在未来时间段内多个时间点的空间位置，从而获得所述第一位置信息；

将所述第一位置信息存储到redis序列中。

进一步地，所述获取第一位置信息，包括：

从所述redis序列读取所述第一位置信息。

进一步地，天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法还包括：

获取所述卫星终端上传的终端标识和所述第二位置信息；

当根据所述终端标识在本地的AMF网元查找到相应的上下文数据，将所述第二位置信息上传至本地的所述AMF网元进行存储，反之，通过查找NRF网元确定所述卫星终端所注册的AMF网元，通过Namf接口将所述第二位置信息透明上传至所注册的所述AMF网元进行存储。

进一步地，所述获取第二位置信息，包括：

从所述AMF网元读取所述第二位置信息。

进一步地，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定距离所述卫星终端最接近的至少一个所述通信卫星，包括：

对所述第二位置信息进行插值处理，获得插值结果；所述插值结果中空间位置对应的时间点与所述第一位置信息的生成时间或上传时间相同；

根据所述插值结果中的空间位置与所述第一位置信息，计算所述卫星终端与所述通信卫星之间的距离；

通过距离排序，筛选出与距离所述卫星终端最接近的至少一个所述通信卫星。

另一方面，本发明实施例还包括一种核心网，所述核心网用于执行实施例中的对卫星终端的寻呼方法。

另一方面，本发明实施例还包括一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例中的对卫星终端的寻呼方法。

另一方面，本发明实施例还包括一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实施例中的对卫星终端的寻呼方法。

本发明的有益效果是：实施例中的对卫星终端的寻呼方法，通过距离卫星终端最近的通信卫星来对卫星终端发起寻呼，能够减少寻呼消息所经过的通信卫星的数量以及在整个天地一体化信息网络中产生的寻呼消息的数据量，降低网络负担，并且计算距离所用的第二位置信息存储在AMF网元，能够满足卫星终端的频繁上报的性能要求，减少其他网元的数据库的压力，提高响应速度。

附图说明

图1为一种天地一体化信息网络的结构示意图；

图2为实施例中将第二位置信息上传至AMF网元进行存储的流程图；

图3为实施例中进行插值处理的原理图。

具体实施方式

本实施例中，天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法可以由5G核心网或者更先进的核心网来执行。天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法包括以下步骤：

S1.获取第一位置信息；第一位置信息用于表示至少一个通信卫星在不同时间点的空间位置；

S2.获取第二位置信息；第二位置信息由卫星终端在空闲态下在空间中的移动时间和/或移动距离超过预设阈值后，根据卫星终端的当前所在位置生成并上传至AMF网元存储；

S3.根据第一位置信息和第二位置信息，确定距离卫星终端最接近的至少一个通信卫星；

S4.通过所确定的各通信卫星向卫星终端发起寻呼。

本实施例中，第一位置信息被存储在了核心网本地的redis序列中，第二位置信息被存储在了AMF(Access and Mobility Management Function，接入和移动性管理功能)网元中。因此步骤S1是从核心网本地的redis序列中读取第一位置信息，步骤S2是从AMF网元中读取第二位置信息。

在执行步骤S1和S2之前，核心网可以先执行接收第一位置信息，并将第一位置信息存储在redis序列的步骤，以及执行接收第二位置信息，并将第二位置信息发送至AMF网元的步骤。

其中，核心网接收第一位置信息，并将第一位置信息存储在redis序列的步骤包括：

P1.获取星历数据；

P2.根据星历数据，估算各通信在未来时间段内多个时间点的空间位置，从而获得第一位置信息；

P3.将第一位置信息存储到redis序列中。

步骤P1中，核心网定时从卫星运控中心获取星历数据，采用轨道六根数和升交点赤经变率7个参数表征，同时添加升交点经度变化率这个变量来表示轨道的变化。

步骤P2和P3中，核心网根据历书预算2个小时的卫星极坐标下位置，并且存储到redis数据中。具体地，核心网采用提前一定周期内10秒一次计算每个卫星的位置，并且存储到redis中，比如核心网设定的未来时间段为2小时，以当前时刻为0时基准，核心网根据星历数据，计算各通信卫星从0:00:00到2:00:00时刻每隔10s位置的位置，那就是{0:00:00,0:00:10,0:00:20,}，同时通信卫星的位置用{x,y,z}标识，以卫星ID为ID1的通信卫星为例，redis序列中存储的信息可以表示为ID:ID1；time:0:00:10；position:{x1,y1,z1}。因此，redis序列中存储的第一位置信息可以由多个形如ID:ID1；time:0:00:10；position:{x1,y1,z1}的数据组成。

通过提前2小时预算卫星位置并且存储到redis数据库中，可以减少每个paging操作的时间复杂度，并且能够合理利用核心网的空闲时间来计算卫星位置，提高整个系统的处理paging能力。

核心网接收第二位置信息，并将第二位置信息发送至AMF网元的步骤包括：

P4.获取卫星终端上传的终端标识和第二位置信息；

P5.当根据终端标识在本地的AMF网元查找到相应的上下文数据，将第二位置信息上传至本地的AMF网元进行存储，反之，通过查找NRF网元确定卫星终端所注册的AMF网元，通过Namf接口将第二位置信息透明上传至所注册的AMF网元进行存储。

步骤P4和P5的原理如图2所示。步骤P4中，当卫星终端在空间中的移动时间和/或移动距离超过某个阈值后，卫星终端根据图3所示的流程，通过NG接口向空间基站即通信卫星上报第二位置信息以及设备号等终端标识，空间基站将第二位置信息以及终端标识转发至核心网。

参照图2，步骤P5中，核心网根据设备号等终端标识查找上下文数据，如果在核心网本地的AMF网元(图2中的AMF-1)查找到相应的上下文数据，核心网将第二位置信息上传至本地的AMF-1网元进行存储；如果没有发现AMF-1，那么核心网通过查找NRF网元确定卫星终端所注册的AMF网元(图2中的AMF-2)，通过Namf接口将第二位置信息透明上传至所注册的AMF-2网元进行存储。

本实施例中，核心网将用于表示卫星终端的位置的第二位置信息存储在AMF网元，由于AMF网元与UDM网元等其他网元相比具有更佳的访问性能，因此本实施例的技术方案能够适应卫星终端的频繁上报第二位置信息的工作特性(例如，卫星终端在900km/h的高速平台下每一小时就会上报多次第二位置信息)，减少UDM网元等的数据库的压力，提高响应速度。

在执行完步骤P1-P5后，可以从核心网本地的redis序列中读取第一位置信息，从AMF网元中读取第二位置信息，从而执行步骤S1-S2。

当执行步骤S3，第二位置信息中所包括的每个通信卫星在不同的时间点所在的空间位置可以表示为(x,y)的形式，其中x表示时间点，y表示空间位置。例如在执行步骤P2时，对卫星ID为ID1的通信卫星可以采集到(x₀,y₀)和(x₁,y₁)等第二位置信息，其中的时间点x₀和x₁不一定与第一位置信息的生成时间或上传时间对应，也就是第二位置信息所表示的通信卫星与第一位置信息所表示的卫星终端不在相同的时空，从而不能直接根据第一位置信息和第二位置信息进行距离计算。本实施例中，参照图3所示的原理，对第二位置信息进行线性插值处理，获得插值结果(x,y)，并且调整插值算法的参数，使得(x,y)中的时间点x与第一位置信息的生成时间或上传时间相同，从而能够根据插值结果和第二位置信息进行距离计算。

在获得不同通信卫星对应的插值结果后，核心网根据插值结果中的空间位置与第一位置信息，计算卫星终端与各通信卫星之间的距离，筛选出与距离卫星终端最接近的至少一个通信卫星，通过这些距离卫星终端最接近的通信卫星向卫星终端发起寻呼。在根据插值结果和第一位置信息计算距离时，可以根据插值结果和第一位置信息的坐标所在卦限初步确定需要参与计算的插值结果的集合，例如，可以筛选出与第一位置信息位于同一卦限或者相邻卦限的插值结果进行距离计算，从而降低计算量。

可以根据本实施例中的对卫星终端的寻呼方法编写计算机程序，将计算机程序写入计算机装置的存储器或者独立的存储介质中，当计算机程序被读取出来后可以指令处理器执行实施例中的对卫星终端的寻呼方法，从而实现与方法实施例相同的技术效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (8)

1.一种天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法，其特征在于，包括：

获取第一位置信息；所述第一位置信息用于表示至少一个通信卫星在不同时间点的空间位置；

获取第二位置信息；所述第二位置信息由卫星终端在空闲态下在空间中的移动时间和/或移动距离超过预设阈值后，根据所述卫星终端的当前所在位置生成并上传至AMF网元存储；

获取所述卫星终端上传的终端标识和所述第二位置信息；当根据所述终端标识在本地的AMF网元查找到相应的上下文数据，将所述第二位置信息上传至本地的所述AMF网元进行存储，反之，通过查找NRF网元确定所述卫星终端所注册的AMF网元，通过Namf接口将所述第二位置信息透明上传至所注册的所述AMF网元进行存储；

根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定距离所述卫星终端最接近的至少一个所述通信卫星；

通过所确定的各所述通信卫星向所述卫星终端发起寻呼。

2.根据权利要求1所述的天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法，其特征在于，还包括：

获取星历数据；

根据所述星历数据，估算各所述通信卫星在未来时间段内多个时间点的空间位置，从而获得所述第一位置信息；

将所述第一位置信息存储到redis序列中。

3.根据权利要求2所述的天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法，其特征在于，所述获取第一位置信息，包括：

从所述redis序列读取所述第一位置信息。

4.根据权利要求1所述的天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法，其特征在于，所述获取第二位置信息，包括：

从所述AMF网元读取所述第二位置信息。

5.根据权利要求1-4任一项所述的天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，确定距离所述卫星终端最接近的至少一个所述通信卫星，包括：

对所述第二位置信息进行插值处理，获得插值结果；所述插值结果中空间位置对应的时间点与所述第一位置信息的生成时间或上传时间相同；

根据所述插值结果中的空间位置与所述第一位置信息，计算所述卫星终端与所述通信卫星之间的距离；

通过距离排序，筛选出距离所述卫星终端最接近的至少一个所述通信卫星。

6.一种核心网，其特征在于，所述核心网用于执行如权利要求1-5任一项所述的天地一体化信息网络中对卫星终端的寻呼方法。

7.一种计算机装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个程序，所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行权利要求1-5任一项所述方法。

8.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-5任一项所述方法。

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