CN113746523B - 指示基站与信关站建立连接的方法、装置及计算设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种指示基站与信关站建立连接的方法、装置及计算设备，属于通信技术领域。该方法包括：获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息；基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段；基于多个信关站的有效通信时间段和相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站，其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期；指示目标基站分别与每个目标信关站建立连接。采用本申请，能够降低卫星通信网络的建设成本。

Description

指示基站与信关站建立连接的方法、装置及计算设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种指示基站与信关站建立连接的方法、装置及计算设备。

背景技术

随着通信技术的发展，非地面通信网络NTN(Non-Terrestrial Network)，即卫星通信网络具有全球覆盖、远距离传输、组网灵活、部署方便和不受地理条件限制等显著优点，已经被广泛应用于海上通信、定位导航、抗险救灾、科学实验、视频广播和对地观测等多个领域。

现有的卫星通信网络可以包括通信卫星、信关站、gNB(5G Node B,5G基站)、UE(User Equipment,用户终端)等。通信卫星和gNB之间可以通过信关站建立连接，通信卫星广播gNB对应的小区的系统信息，UE通过搜索对小区的系统信息与通信卫星建立连接，从而可以实现数据在UE和gNB之间传送。

在实现本申请的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

由于通信卫星的运动以及地球的自转，会导致分布在地面上的信关站和通信卫星之间并不能一直可见，即信关站并不会一直在通信卫星的信号覆盖范围之内，所以通信卫星会在不同的时间段与地面上不同的信关站建立连接。为了保证卫星通信网络的正常运作，在建设卫星通信网络时，gNB需要与地面上所有的信关站建立连接，但也导致了卫星通信网络的建设成本增加。

发明内容

本申请实施例提供了一种指示基站与信关站建立连接的方法、装置及计算设备，用于指示基站与信关站的建立。

第一方面，本申请提供了一种指示基站与信关站建立连接的方法，该方法包括：获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息；基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段；基于多个信关站的有效通信时间段和相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站，其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期；指示目标基站分别与每个目标信关站建立连接。

本发明实施例所示的方案可以应用在组建卫星通信网络的过程中，在卫星通信网络中，包括通信卫星、信关站、gNB、UE等，gNB与多个信关站连接，通信卫星在不同的时间段与不同的信关站进行连接，并广播gNB对应的小区系统信息，UE通过接收gNB对应的小区系统信息实现卫星通信。具体的，技术人员可以根据星历信息精确计算通信卫星在不同的时刻的位置、速度等运行状态。再获取卫星通信系统中的各个信关站的位置信息，位置信息可以是每个信关站的经纬度。然后根据通信卫星在不同的时刻的位置与各个信关站的位置信息确定，每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内能够进行通信的时间段(即有效时间段)。其中，在多个相对运动周期中对应的相同时刻目标通信卫星和各个信关站的相对位置相同。然后可以根据每个信关站的有效通信时间段和相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站，其中，在部分目标信关站中的各个信关站的有效通信时间段的并集，能够覆盖整个相对运动周期。最后可以设置目标基站与每个目标信关站建立连接。这样，保证了卫星通信网络的正常通信的情况下，减少了gNB和信关站的连接成本，以及卫星与信关站之间进行馈电链路切换的次数。

在一种可能的实现方式中，相对运动周期的时长为地球自转周期的时长和目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数。

本发明实施例所示的方案，可以将目标通信卫星围绕地球一圈的时长(目标通信卫星的运动周期)与地球自转周期时长的公倍数或最小公倍数确定为目标通信卫星和地球的相对运动周期的相对运动周期。这样，在每个相对运动周期中的任一相同的时刻，目标通信卫星和各个信关站的相对位置相同。

在一种可能的实现方式中，基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段，包括：基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段；分别基于每个信关站对应的可见时间段，确定每个信关站对应的有效通信时间段，其中，每个信关站对应的有效通信时间段的时长小于可见时间段的时长。

本发明实施例所示的方案，在确定每个信关站与目标通信卫星在相对运动周期内的有效通信时间段之前，可以先确定每个信关站和目标通信卫星的可见时间段。信关站的可见时间段为信关站在目标通信卫星的广播信号的覆盖范围内的时间段，可以通过星历信息能计算出目标通信卫星在不同的时刻的位置，再根据各个信关站的位置信息，以及目标通信卫星广播信号的覆盖面积计算出每个信关站可见时间段。有效通信时间段为目标通信卫星和信关站能够正常通信的时间段，信关站的有效通信时间段的开始与结束时间点在可见时间段之内。这样，可以根据计算得到的可见时间段确定对应的有效通信时间段。

在一种可能的实现方式中，基于多个信关站的有效通信时间段和相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站，包括：确定在相对运动周期中划分的多个连接时间段；基于多个连接时间段、多个信关站的有效通信时间段以及相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站。

本发明实施例所示的方案，在确定目标信关站的过程中，可以预先将目标通信卫星和地球的相对运动周期划分为多个连接时间段。通过每个信关站的有效通信时间段和在相对运动周期划分为多个连接时间段，确定与gNB建立连接的部分目标信关站。在每个连接时间段内，目标通信卫星只与对应的目标信关站建立连接。

在一种可能的实现方式中，基于多个连接时间段、多个信关站的有效通信时间段以及相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站，包括：基于多个连接时间段和多个信关站的有效通信时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内；以每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，其中，在有向图中，若任意两个第一顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则两个第一顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个第二顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则两个第二顶点之间的边的权重为第二数值，其中，第一数值小于第二数值；基于最短路径算法，在有向图中确定最短路径；确定最短路径上的顶点对应的目标信关站。

本发明实施例所示的方案，技术人员可以根据每个信关站的有效通信时间段或可见时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，每个信关站可以对应的多个连接时间段，然后将每个信关站对应的连接时间段作为顶点，并按照每个连接时间段的开始和结束时间建立有向图。如果相邻的两个顶点的连接时间段对应的信关站相同则可以将相邻的两个顶点之间的边的权重设置为第一数值，如果相邻的两个顶点的连接时间段对应的信关站不相同则可以将相邻的两个顶点之间的边的权重设置为第二数值，其中，第一数值小于第二数值。然后根据最短路径算法，确定出至少一条最短路径。这样，通过最短路径算法，确定出的最短路径上的顶点对应的目标信关站的数目最少。

在一种可能的实现方式中，在确定目标信关站之后，基于每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段；基于每个目标信关站对应的总连接时间段，确定通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间；基于目标通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间，以及目标通信卫星与目标基站的连接方式，确定中断指示信息，其中，中断指示信息中包括中断类型、中断时间段，中断指示信息由目标信关站向用户终端发送，以指示用户终端由于目标通信卫星与目标信关站进行馈电链路切换产生的信号中断的中断类型和中断时间段。

本发明实施例所示的方案，目标通信卫星在不同的连接时间段可能需要与不同的信关站建立连接，那么在每个连接时间段的结束时间点或开始时间点，目标通信卫星可能与信关站之间馈电链路切换，即断开当前连接的信关站，与下一个待连接的信关站建立连接。所以可以根据每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段，每个目标信关站对应的总连接时间段的开始时间点或结束时间点为目标通信卫星进行馈电链路切换的时间点，为了避免UE因目标通信卫星进行馈电链路切换而产生数据传输中断，可以在目标通信卫星进行馈电链路切换之前，向UE发送中断指示信息，在中断指示信息中包括开始时间点的结束时间点，中断的开始时间点为每个目标信关站对应的总连接时间段的开始时间点和结束时间点，结束时间点可以由技术人员根据中断的开始时间点进行设置，中断的类型可以根据gNB与目标通信卫星的连接方式确定，其中包括上行下行全中断和下行中断上行不中断。这样可以在目标通信卫星进行馈电链路切换之前，预先UE发送中断指示信息，可以避免UE因目标通信卫星进行馈电链路切换而产生数据传输中断。

第二方面，提供了一种指示基站与信关站建立连接的装置，该装置包括：获取模块，用于获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息；确定模块，用于基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段；基于多个信关站的有效通信时间段和相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站，其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期；指示模块，用于指示目标基站分别与每个目标信关站建立连接。

在一种可能的实现方式中，相对运动周期的时长为地球自转周期的时长和目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数。

在一种可能的实现方式中，该确定模块，用于：基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段；分别基于每个信关站对应的可见时间段，确定每个信关站对应的有效通信时间段，其中，每个信关站对应的有效通信时间段的时长小于可见时间段的时长。

在一种可能的实现方式中，该确定模块用于：确定在相对运动周期中划分的多个连接时间段；基于多个连接时间段、多个信关站的有效通信时间段以及相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站。

在一种可能的实现方式中，该确定模块用于：

基于多个连接时间段和多个信关站的有效通信时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内；以每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，其中，在有向图中，若任意两个第一顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则两个第一顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个第二顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则两个第二顶点之间的边的权重为第二数值，其中，第一数值小于第二数值；基于最短路径算法，在有向图中确定最短路径；确定最短路径上的顶点对应的目标信关站。

在一种可能的实现方式中，该指示模块还用于：基于每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段；基于每个目标信关站对应的总连接时间段，确定通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间；基于目标通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间，以及目标通信卫星与目标基站的连接方式，确定中断指示信息，其中，中断指示信息中包括中断类型、中断时间段，中断指示信息由目标信关站向用户终端发送，以指示用户终端由于目标通信卫星与目标信关站进行馈电链路切换产生的信号中断的中断类型和中断时间段。

第三方面，提供了一种指示基站与信关站建立连接的计算设备，该计算设备包括处理器和存储器，其中：存储器中存储有计算机指令；处理器执行计算机指令以实现第一方面及其可能的实现方式的方法。

第四方面，提供了计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，当该计算机可读存储介质中的计算机指令被计算设备执行时，使得计算设备执行第一方面及其可能的实现方式的方法，或者使得计算设备实现上述第二方面及其可能的实现方式的装置的功能。

第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算设备上运行时，使得计算设备执行上述第一方面及其可能的实现方式的方法，或者使得计算设备实现上述第二方面及其可能的实现方式的装置的功能。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过获取多个信关站的位置信息和目标通信卫星的星历信息，确定出每个信关站与目标通信卫星的有效通信时间段，再通过设置目标通信卫星与地球的相对运动周期，根据相对运动周期预计每个信关站对应的有效通信时间段，在卫星通信网络中的多个信关站中，确定出部分目标信关站，最后通过指示gNB与目标信关站建立连接，采用本申请，通过指示gNB与多个信关站中的部分目标信关站建立连接，能够在保证卫星通信网络的正常运作情况下，降低卫星通信网络的建设成本。

附图说明

图1是本申请一个示例性实施例提供的一种实施环境示意图；

图2本申请一个示例性实施例提供的系统架构图；

图3是本申请一个示例性实施例提供的一种指示基站与信关站建立连接的方法流程图；

图4是本申请一个示例性实施例提供的一种指示基站与信关站建立连接的方法示意图；

图5是本申请一个示例性实施例提供的一种指示基站与信关站建立连接的装置结构示意图；

图6是本申请一个示例性实施例提供的计算设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种指示基站与信关站建立连接的方法，可以应用在建立卫星通信网络的过程中。其中，卫星通信网络属于非地面通信网络中的一种，具有全球覆盖、远距离传输、组网灵活、部署方便和不受地理条件限制等显著优点，能够实现用户终端直接连接通信卫星实现数据的传输。卫星通信网络可以由通信卫星、信关站、gNB、UE等设备组成。图1是本申请实施例提供的一种实施环境示意图，其中，通信卫星可以为透传卫星，在卫星通信网络中负责在UE和gNB/信关站之间转发数据。gNB可以接入核心网络，与卫星通信网络内的信关站建立有线连接，例如通过光纤进行连接。信关站再通过与通信卫星连接，从而组建卫星通信网络。在组建卫星通信网络之后，通信卫星可以广播gNB对应的小区的系统信息，UE通过搜索对小区的系统信息与通信卫星建立连接，从而可以实现数据在UE和gNB之间传送。在卫星通信网络中一个通信卫星可以对应多个信关站，多个信关站可以与同一个gNB建立连接，也可以与多个信关站建立连接。

本申请实施例提供的指示基站与信关站建立连接的方法能够在通信卫星对应的多个信关站中选择一部分信关站，以指示gNB与部分信关站建立卫星通信网络。指示基站与信关站建立连接的方法可以由指示基站与信关站建立连接的方法装置执行(后续可称为指示装置)。指示装置既可以是一个硬件装置，如服务器、终端计算设备等，也可以是一个软件装置(如可以为运行在硬件装置上的一套软件程序)。示例性的，如图2所示，指示装置可以运行在云计算设备系统(可以包括至少一个云计算设备，如服务器等)，也可以运行在边缘计算设备系统(可以包括至少一个边缘计算设备，如服务器、台式电脑等)，还可以运行在各种终端计算设备上(如笔记本电脑、个人台式电脑等)。

指示装置在逻辑上也可以是由各个部分构成的装置，如指示装置可以包括获取模块、确定模块和指示模块。指示装置中的各个组成部分可以分别部署在不同的系统或者服务器中。指示装置的各个部分可以分别运行在云计算设备系统、边缘计算设备系统、终端计算设备中的任意两个中。云计算设备系统、边缘计算设备系统和终端计算设备之间由通信通路连接，可以互相进行通信和数据传输。

下面将结合图3对本申请实施例提供的种指示基站与信关站建立连接的方法进行说明，该方法可以由指示装置执行。参见图3，该方法的处理流程如下：

步骤301、获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息。

在卫星通信网络中，信关站分布在地球的各个地区、国家。多个信关站可以与同一个基站建立连接，该基站可以称为目标基站。与目标基站和多个信关站组成卫星通信网络的通信卫星为目标基站对以的通信卫星。每个卫星都有星历信息，也可以称为卫星星历，卫星星历以开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数，具有极高的精度。技术人员可以通过目标通信卫星星历精确的计算出目标通信卫星的飞行时间、飞行位置、飞行速度等运行状态，即可以得到目标通信卫星在不同的时刻对应的飞行位置。技术人员还可以获取卫星通信网络中多个信关站的位置信息，该位置信息可以为每个信关站的经纬度。

步骤302、基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段。

在实施中，当技术人员获取卫星通信网络各个信关站的位置信息，以及目标通信卫星在不同的时刻对应的飞行位置之后，可以根据各个信关站的位置信息，以及目标通信卫星的在各个时刻的飞行位置计算出每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段。

其中，目标通信卫星和地球的相对运动周期的时长为目标通信卫星与地球上的任一参考点完成一次相对运动的时长，这样可以在每个目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期相同的时刻，目标通信卫星与地球上的相同的参考点的相对位置是相同的。例如，相对运动周期的时长为48小时，参考点为珠穆朗玛峰，目标通信卫星围绕地球飞行的时间为480个小时，即目标通信卫星完成了10个相对运动周期的飞行，则在每个相对运动周期的同一时刻目标通信卫星与珠穆朗玛峰的相对位置是相同的，在每个相对运动周期的目标通信卫星与珠穆朗玛峰的相对位置变化是相同的。

可选的，相对运动周期的时长为地球自转周期的时长和目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数。如果要满足每个相对运动周期的目标通信卫星与珠穆朗玛峰的相对位置变化是相同的条件，则需要将地球自转周期的时长和目标通信卫星的运动周期的时长的公倍数确定为相对运动周期的时长。其中为了便于技术人员计算可以将地球自转周期的时长和目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数确定为相对运动周期的时长。

其中，信关站与目标通信卫星在相对运动周期内的有效通信时间段，为信关站在目标通信卫星的信号覆盖范围内，且能与目标通信卫星建立连接并保持正常速度的数据传输的时间段。计算人员可以根据信关站的位置信息，以及目标通信卫星在不同的时刻对应的飞行位置计算出每个信关站对应的有效通信时间段。计算方式如下：基于目标通信卫星的星历信息以及多个信关站的位置信息，确定每个信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段；分别基于每个信关站对应的可见时间段，确定每个信关站对应的有效通信时间段，其中，每个信关站对应的有效通信时间段的时长小于可见时间段的时长。

信关站与目标通信卫星在目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段，为信关站在目标通信卫星的信号覆盖范围内的时间段。技术人员可以先根据信关站的位置信息、目标通信卫星在不同的时刻对应的飞行位置、以及目标通信卫星信号覆盖范围，计算出信关站在一个相对运动周期内，信关站在目标通信卫星的信号覆盖范围内的至少一个时间段，该至少一个时间段即为信关站与目标通信卫星的可见时间段。一般受天气、地理位置等因素的影响，在信关站与目标通信卫星的可见时间段的开始时间片段与结束开始时间片段中，信关站可能无法与目标通信卫星建立连接，或者，保证数据的正常传输，所以信关站与目标通信卫星的可见时间段不一定为信关站与目标通信卫星的有效通信时间段，一般信关站与目标通信卫星的有效通信时间段的时长小于对应可见时间段的时长，技术人员可以设置开始时间片段与结束开始时间片段的时长，在信关站与目标通信卫星的可见时间段中减去，设置开始时间片段与结束开始时间片段的时长得到对应的有效通信时间段。开始时间片段与结束开始时间片段的时长可以由技术人员根据经验进行设置，此处不对开始时间片段与结束开始时间片段的时长进行限制。例如，信关站A与目标通信卫星的可见时间段为30min-40min，技术人员设置的开始时间片段与结束开始时间片段的时长分别为2min与3min，则信关站A与目标通信卫星的有效通信时间段为32min-37min。

步骤303、基于多个信关站的有效通信时间段和相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站。

其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期。

在实施中，在得到卫星通信网络中各个信关站的有效通信时间段和目标通信卫星与地球的相对运动周期的之后，可以在各个信关站中确定出一部分与gNB建立连接的信关站，即目标信关站。

在一种可行的方式中，技术人员可以根据每个信关站的有效通信时间段的开始时间点进行排序，并按照每个信关站的有效通信时间段的开始时间点的顺序以及每个信关站的有效通信时间段的时长确定目标信关站。

在实施中，如果多个信关站的有效通信时间段的开始时间点相同，则可以将对应的信关站的排序位置相同。技术人员在信关站的有效通信时间段的开始时间点的顺序，确定至少一个起始信关站，该起始信关站的开始时间点可以为相对运动周期的开始时间点，也可以位于相对运动周期开始时间点之前，即在起始信关站的开始时间点可以在该相对运动周期的上一个相对运动周期，结束时间点在该相对运动周期之内。当起始信关站为多个时，则将对应的结束时间点靠后的确定为第一个目标信关站。在确定第一个目标信关站之后，可以将开始时间点与第一个目标信关站的结束时间点相同的信关站，或者，开始时间点位于第一个目标信关站的有效通信时间段之内的信关站确定为第一中间信关站，如果第一中间信关站只有一个时，则第一中间信关站为第二个目标信关站，如当第一中间信关站为多个时，则将对应的结束时间点靠后的确定为第二个目标信关站。在确定第二个目标信关站之后，可以将开始时间点与第二个目标信关站的结束时间点相同的信关站，或者，开始时间点位于第二个目标信关站的有效通信时间段之内的信关站确定为第二中间信关站，如果第二中间信关站只有一个时，则第二中间信关站为第三个目标信关站，如当第二中间信关站为多个时，则将对应的结束时间点靠后的确定为第三个目标信关站。然后以此类推，确定之后的信关站。当第N个目标信关站的结束时间点为相对运动周期的结束时间点，或第N个目标信关站的结束时间点位于第一个目标信关站的有效通信时间段时，则将第N个目标信关站确定为最后一个目标信关站。

在另一中可行的方式中，技术人员可以确定在相对运动周期中划分的多个连接时间段；基于多个连接时间段、多个信关站的有效通信时间段以及相对运动周期，在多个信关站中确定部分目标信关站。相应的处理如下：基于多个连接时间段和多个信关站的有效通信时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内；以每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，其中，在有向图中，若任意两个第一顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则两个第一顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个第二顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则两个第二顶点之间的边的权重为第二数值，其中，第一数值小于第二数值；基于最短路径算法，在有向图中确定最短路径；确定最短路径上的顶点对应的目标信关站。

在实施中，技术人员可以将相对运动周期划分的多个连接时间段，例如，相对运动周期为48小时，连接时间段为10分钟，则相对运动周期对应有288个连接时间段。其中，每个连接时间段的时长可以相等也可以不相等，在本申请实施例中以每个连接时间段的时长可以相等对方案进行详细说明，每个连接时间段的时长不相等的情况与每个连接时间段的时长相等的处理方式类似，此处不再赘述。在每个连接时间段中，目标通信卫星仅与对应的信关站建立连接，目标通信卫星与多个信关站之前进行馈电链路切换的时间为每个连接时间段的结束时间点。在确定相对运动周期中划分的多个连接时间段之后，可以确定每个信关站对应的连接时间段，每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内，即每个信关站的有效通信时间段的时长要长于对应的连接时间段，且信关站对应的连接时间段的开始时间点与结束时间段在对应该信关站的有效通信时间段之内。其中，一个信关站可能有多个有效通信时间段，在每个有效通信时间段内也可以对应多个连接时间段。例如，相对运动周期为48小时，即相对运动周期的时间段为00:00:00-:47:59:59，连接时间段分别为00:00:00-:00:09:59，00:10:00-:00:19:59，…，47:50:00-:47:59:59，信关站B的有效通信时间为00:25:00-:02:54:00，则信关站B对应的连接时间段为00:30:00-:00:39:59，00:40:00-:00:49:59。然后，可以将每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，该有向图可以为带权有向图，若两个顶点对应的连接时间段上的相邻，则该两个顶点为相邻顶点，即两个顶点之间可以存在一条边。该边的权重可以通过两个顶点对应的信关站确定。当两个顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则两个顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则两个顶点之间的边的权重为第二数值，其中，第一数值小于第二数值，例如，第一数值可以为趋近于0的数值，第二数值可以为1。如图4为连接时间段为顶点构建的带权有向图。

在构建带权有向图之后。技术人员可以根据基于最短路径算法，例如，Dijkstra算法(一种最短路径算法)，并指定开始顶点和结束顶点，得到指定的开始顶点到指定的结束顶点的最短路径。其中，指定的开始顶点的可以为相对运动周期中的第一个连接时间段，该连接时间段的开始时间点与相对运动周期的开始时间点相同。指定的结束顶点可以为相对运动周期中的最后一个连接时间段，该连接时间段的结束时间点与相对运动周期的结束时间点相同。在最短路径上的顶点对应的连接时间段对应的信关站为与基站建立连接的目标信关站。另外，目标通信卫星可能同时与多个信关站建立连接，则技术人员可以根据最短路径算法，在建立的带权有向图中确定多条最短路径，其中最短路径的个数与目标通信卫星同时连接的信关站的个数相同，不同的最短路径上的顶点个数是相同的，不同的最短路径上的顶点对应的信关站各不相同。

步骤304、指示目标基站分别与每个目标信关站建立连接。

在实施中，但在卫星通信网络中确定部分目标信关站之后，可以在建立卫星通信网络时，指示目标基站与目标信关站建立连接。

在卫星通信网络中，目标通信卫星在不同的连接时间段可能需要与不同的信关站建立连接，那么在每个连接时间段的结束时间点或开始时间点，目标通信卫星可能与信关站之间馈电链路切换，即断开当前连接的信关站，与下一个待连接的信关站建立连接。由于目标通信卫星进行馈电链路切换的过程需要一定的时间，在目标通信卫星进行馈电链路切换的过程中，目标通信卫星并没有和信关站建立连接，如果此时使用卫星通信网络的UE进行数据传输，则会发生数据传输中断。其中，中断包括下行中断或上行、下行全中断等。为了避免UE因目标通信卫星进行馈电链路切换而产生数据传输中断，则可以预先在目标通信卫星进行馈电链路切换之前，向UE发送中断指示信息，通知UE中断的时间和中断的类型，相应的处理如下：基于每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段；基于每个目标信关站对应的总连接时间段，确定通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间；基于目标通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间，以及目标通信卫星与目标基站的连接方式，确定中断指示信息，其中，中断指示信息中包括中断类型、中断时间段，中断指示信息由目标信关站向用户终端发送，以指示用户终端由于目标通信卫星与目标信关站进行馈电链路切换产生的信号中断的中断类型和中断时间段。

在实施中，可以根据在上述步骤303中，确定的每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站的总连接时间段。例如，信关站C对应的连接时间段为00:00:00-:00:09:59，00:10:00-:00:19:59，则信关站C对应的总连接时间段为00:00:00-00:19:59。然后根据每个目标信关站对应的总连接时间段，确定目标通信卫星与每个目标信关站进行馈电链路切换的时间。例如，信关站C对应的总连接时间段为00:00:00-00:19:59，信关站D对应的总连接时间段为00:20:00-00:29:59，则对应的目标通信卫星进行馈电链路切换的时间为00:19:59。然后还可以根据目标通信卫星与目标基站的连接方式确定中断类型。在本申请实施例提供的卫星通信网络的架构中，基站位于地面可以通过信关站与目标通信卫星进行连接，目标通信卫星为透传卫星，即目标通信卫星只负责数据在UE和信关站/gNB之间的转发，当目标通信卫星进行馈电链路切换时，目标通信卫星与信关站断开连接，则目标通信卫星无法完成对数据在UE和信关站/gNB之间的转发，对应的中断类型为上行、下行全中断。在另一种卫星通信网络的架构中，基站位于卫星上，即使目标通信卫星进行馈电链路切换时，基站还可以接收UE发送的数据，但无法接收信关站的数据，此时对应的中断类型为下行中断，上行不中断。在得到中断时间和中断类型之后可以生成对应的中断指示信息，如下：

其中，type为终端类型，当type为0时对应上、下行都中断，当type为1时对应下行中断、上行不中断；

Time-duration-on为中断开始时间；

Time-duration-off为中断结束时间。

技术人员可以根据中断开始时间设置中断结束时间，例如，中断开始时间01:59:59:59，中断结束时间为02:00:00:20。

通过在卫星通信网络中的多个信关站中确定部分信关站，在建立卫星通信网络之后，由于卫星通信网络中的信关站数目变少，所以目标通信卫星与信关站之间的馈电链路切换的次数也会随之减少，中断发生的次数也会随之减少。再通过预先向UE发送中断指示信息，还避免UE因目标通信卫星进行馈电链路切换而产生数据传输中断。

本发明实施例中，通过获取多个信关站的位置信息和目标通信卫星的星历信息，确定出每个信关站与目标通信卫星的有效通信时间段，再通过设置目标通信卫星与地球的相对运动周期，根据相对运动周期预计每个信关站对应的有效通信时间段，在卫星通信网络中的多个信关站中，确定出部分目标信关站，最后通过指示gNB与目标信关站建立连接，采用本申请，通过指示gNB与多个信关站中的部分目标信关站建立连接，能够在保证卫星通信网络的正常运作情况下，减低卫星通信网络的建设成本。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种指示基站与信关站建立连接的装置，如图5所示，该装置包括：

获取模块510，用于获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及所述目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息，具体可以实现上述步骤301中的获取功能，以及其他隐含步骤；

确定模块520，用于基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段；基于所述多个信关站的有效通信时间段和所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站，其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期，具体可以实现上述步骤302和步骤303中的确定功能，以及其他隐含步骤；

指示模块，用于指示所述目标基站分别与每个目标信关站建立连接，具体可以实现上述步骤304中的指示功能，以及其他隐含步骤。

可选的，所述相对运动周期的时长为所述地球自转周期的时长和所述目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数。

可选的，所述确定模块520，用于：

基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段；

分别基于每个信关站对应的可见时间段，确定每个信关站对应的有效通信时间段，其中，每个信关站对应的有效通信时间段的时长小于可见时间段的时长。

可选的，所述确定模块520，用于：

确定在所述相对运动周期中划分的多个连接时间段；

基于所述多个连接时间段、所述多个信关站的有效通信时间段以及所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站。

可选的，所述确定模块520，用于：

基于所述多个连接时间段和所述多个信关站的有效通信时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，所述每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内；

以每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，其中，在所述有向图中，若任意两个第一顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则所述两个第一顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个第二顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则所述两个第二顶点之间的边的权重为第二数值，其中，所述第一数值小于第二数值；

基于最短路径算法，在所述有向图中确定最短路径；

确定所述最短路径上的顶点对应的目标信关站。

可选的，所述指示模块530还用于：

基于每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段；

基于所述每个目标信关站对应的总连接时间段，确定所述通信卫星与所述每个目标信关站进行馈电链路切换的时间；

基于所述目标通信卫星与所述每个目标信关站进行馈电链路切换的时间，以及所述目标通信卫星与目标基站的连接方式，确定中断指示信息，其中，所述中断指示信息中包括中断类型、中断时间段，所述中断指示信息由目标信关站向用户终端发送，以指示用户终端由于所述目标通信卫星与目标信关站进行馈电链路切换产生的信号中断的中断类型和中断时间段。

本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时也可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成为一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

该集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是个人计算机，手机，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，上述获取模块510、确定模块520、指示模块530可以由处理器实现，或者由处理器配合存储器、收发器来实现。

上述实施例提供的指示基站与信关站建立连接的装置在指示基站与信关站建立连接时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的指示基站与信关站建立连接的装置与指示基站与信关站建立连接的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本申请实施例中还提供了一种指示基站与信关站建立连接的计算设备。图6示例性的提供了计算设备600的一种可能的架构图。

计算设备600包括存储器601、处理器602、通信接口603以及总线604。其中，存储器601、处理器602、通信接口603通过总线604实现彼此之间的通信连接。

存储器601可以是ROM，静态存储设备，动态存储设备或者RAM。存储器601可以存储程序，当存储器601中存储的程序被处理器602执行时，处理器602和通信接口603用于指示基站与信关站建立连接的方法。存储器601还可以存储数据集合，例如：存储器601中的一部分存储资源被划分成一个数据集存储模块，用于存储指示基站与信关站建立连接的所需的数据集。

处理器602可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，图形处理器(graphics processing unit，GPU)或者一个或多个集成电路。

处理器602还可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，本申请的指示基站与信关站建立连接的装置的部分或全部功能可以通过处理器602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602还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，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申请上述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。结合本申请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601，处理器602读取存储器601中的信息，结合其硬件完成本申请实施例的指示基站与信关站建立连接的装置的部分功能。

通信接口603使用例如但不限于收发器一类的收发模块，来实现计算设备600与其他设备或通信网络之间的通信。例如，可以通过通信接口603获取数据集。

总线604可包括在计算设备600各个部件(例如，存储器601、处理器602、通信接口603)之间传送信息的通路。

在计算机设备600为多个时，上述每个计算设备600间通过通信网络建立通信通路。每个计算设备600上运行上述获取模块510、确定模块520、指示模块530中的任意一个或多个。任一计算设备600可以为云数据中心中的计算设备(例如：服务器)，或边缘数据中心中的计算设备，或终端计算设备。

上述各个附图对应的流程的描述各有侧重，某个流程中没有详述的部分，可以参见其他流程的相关描述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现，当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，在设备上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴光缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是设备能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(如软盘、硬盘和磁带等)，也可以是光介质(如数字视盘(Digital Video Disk，DVD)等)，或者半导体介质(如固态硬盘等)。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种指示基站与信关站建立连接的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及所述目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息；

基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段；

基于所述多个信关站的有效通信时间段和所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站，其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期；

指示所述目标基站分别与每个目标信关站建立连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相对运动周期的时长为所述地球自转周期的时长和所述目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段，包括：

基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段；

分别基于每个信关站对应的可见时间段，确定每个信关站对应的有效通信时间段，其中，每个信关站对应的有效通信时间段的时长小于可见时间段的时长。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个信关站的有效通信时间段和所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站，包括：

确定在所述相对运动周期中划分的多个连接时间段；

基于所述多个连接时间段、所述多个信关站的有效通信时间段以及所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个连接时间段、所述多个信关站的有效通信时间段以及所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站，包括：

基于所述多个连接时间段和所述多个信关站的有效通信时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，所述每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内；

以每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，其中，在所述有向图中，若任意两个第一顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则所述两个第一顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个第二顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则所述两个第二顶点之间的边的权重为第二数值，其中，所述第一数值小于第二数值；

基于最短路径算法，在所述有向图中确定最短路径；

确定所述最短路径上的顶点对应的目标信关站。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段；

基于所述每个目标信关站对应的总连接时间段，确定所述通信卫星与所述每个目标信关站进行馈电链路切换的时间；

基于所述目标通信卫星与所述每个目标信关站进行馈电链路切换的时间，以及所述目标通信卫星与目标基站的连接方式，确定中断指示信息，其中，所述中断指示信息中包括中断类型、中断时间段，所述中断指示信息由目标信关站向用户终端发送，以指示用户终端由于所述目标通信卫星与目标信关站进行馈电链路切换产生的信号中断的中断类型和中断时间段。

7.一种指示基站与信关站建立连接的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取目标基站对应的目标通信卫星的星历信息，以及所述目标通信卫星对应的多个信关站的位置信息；

确定模块，用于基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的有效通信时间段；基于所述多个信关站的有效通信时间段和所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站，其中，各目标信关站的有效通信时间段的并集时间段能够覆盖整个相对运动周期；

指示模块，用于指示所述目标基站分别与每个目标信关站建立连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述相对运动周期的时长为所述地球自转周期的时长和所述目标通信卫星的运动周期的时长的最小公倍数。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

基于所述目标通信卫星的星历信息以及所述多个信关站的位置信息，确定每个信关站与所述目标通信卫星在所述目标通信卫星和地球的相对运动周期内的可见时间段；

分别基于每个信关站对应的可见时间段，确定每个信关站对应的有效通信时间段，其中，每个信关站对应的有效通信时间段的时长小于可见时间段的时长。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

确定在所述相对运动周期中划分的多个连接时间段；

基于所述多个连接时间段、所述多个信关站的有效通信时间段以及所述相对运动周期，在所述多个信关站中确定部分目标信关站。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块，用于：

基于所述多个连接时间段和所述多个信关站的有效通信时间段，确定每个信关站对应的连接时间段，其中，所述每个信关站对应的连接时间段在对应的有效通信时间段的范围内；

以每个信关站对应的连接时间段为顶点建立有向图，其中，在所述有向图中，若任意两个第一顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应相同的信关站，则所述两个第一顶点之间的边的权重为第一数值，若任意两个第二顶点对应的连接时间段在时间上相邻且对应不同的信关站，则所述两个第二顶点之间的边的权重为第二数值，其中，所述第一数值小于第二数值；

基于最短路径算法，在所述有向图中确定最短路径；

确定所述最短路径上的顶点对应的目标信关站。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述指示模块还用于：

基于每个目标信关站对应的连接时间段，确定每个目标信关站对应的总连接时间段；

基于所述每个目标信关站对应的总连接时间段，确定所述通信卫星与所述每个目标信关站进行馈电链路切换的时间；

基于所述目标通信卫星与所述每个目标信关站进行馈电链路切换的时间，以及所述目标通信卫星与目标基站的连接方式，确定中断指示信息，其中，所述中断指示信息中包括中断类型、中断时间段，所述中断指示信息由目标信关站向用户终端发送，以指示用户终端由于所述目标通信卫星与目标信关站进行馈电链路切换产生的信号中断的中断类型和中断时间段。

13.一种指示基站与信关站建立连接的计算设备，其特征在于，所述计算设备包括处理器和存储器，其中：

所述存储器中存储有计算机指令；

所述处理器执行所述计算机指令以实现如所述权利要求1-6中任一项所述的方法。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机可读存储介质中的计算机指令被计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述权利要求1-6中任一项权利要求所述的方法，或者使得所述计算设备实现所述权利要求7-12中任一项所述装置的功能。

Images