CN114006652B - 基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法 - Google Patents

基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法，主要解决传统基于地面站部署位置管理功能单元部署位置受限、管理开销大的问题。其方案是：构建位置管理功能单元，并将其分布式部署在中轨MEO卫星网络层；将卫星网络的位置管理分为对低轨LEO卫星的位置信息更新、对移动用户MU的位置信息更新和对移动用户MU的寻呼三个操作；根据卫星网络位置区的变化采用不同的功能单元，分别对低轨LEO卫星和移动用户MU进行不同的位置信息更新；当有呼叫发生时，利用功能单元存储的移动用户的位置信息，对移动用户进行寻呼。本发明的位置管理功能单元部署不受地理、气候、环境因素限制，位置管理开销低，可用于大规模网络管理。

Description

基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种大规模卫星网络位置管理方法，可用于网络管理。
背景技术
近年来，低轨道LEO卫星网络因其覆盖全球、抗干扰能力强等优点被认为是下一代无线通信网络的重要组成部分。许多商业公司如Iridium NEXT、OneWeb、SpaceX正在计划并发射卫星星座，以提供全球互联网服务。
在LEO卫星移动通信系统中，位置管理在支持终端全球漫游、确保数据无缝传输和业务连续性方面发挥着重要作用。卫星网络位置管理架构影响着位置管理的信令路由和节点传输时延，最终影响位置管理中的位置更新和位置寻呼开销，卫星网络位置管理架构对改善系统开销性能起着至关重要的作用。
目前，多采用基于家乡代理HA、位置字典LD、位置管理器LM的集中位置管理架构，这些管理架构由于均将位置管理功能单元采用集中式部署方式部署在地面站上，因而会导致许多问题，如路由不佳、缺乏可伸缩性和健壮性。为了改进这种体系结构，有学者提出了低轨卫星网络分布式IP移动管理方案DIPS。该方案考虑到集中式部署的局限性，将位置管理功能按分布式方式部署在地面站上，实现用户的位置管理，提高了位置管理的开销性能。另外，有学者提出了一种基于标识符/位置符分离的区域移动管理架构，同样将位置管理功能分布式地部署在地面站上，通过地面站之间的同步实现全局位置管理，从而避免非最优路由，减少位置管理的开销。但是，这两种分布式地部署方案依然存在一些问题。例如，由于地理和政治因素等原因，地面站不能在全球部署。虽然可以使用卫星多中继传输方式解决地面站部署受限问题，但这样必然会占用更多的空间段资源，导致更大的信令开销，尤其是当卫星星座规模和用户接入数量剧增时，问题将变得更加严重。因此，需要对位置管理进行深入研究，以改善大规模卫星星座位置管理开销性能。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法，以减少占用空间段资源，改善信令传输路由，降低位置管理信令开销。
为实现上述目的，本发明基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法，包括：
(1)构建低轨LEO和中轨MEO两层卫星网络，其中低轨LEO采用类似现有 Iridium、OneWeb和Starlink卫星星座的构型；中轨MEO卫星网络采用4*3星座构型，共4 个轨道，每个轨道有3颗中轨MEO卫星；
(2)设计位置管理数据功能单元，用于保存低轨LEO卫星和用户的位置信息；
(3)将位置管理数据功能单元以分布式方式部署在中轨MEO卫星上；
(4)构造卫星网络位置管理场景，定义移动用户MU1当前接入的低轨LEO的卫星为LEO1，当前接入的中轨MEO卫星为MEO1，移动用户MU1与低轨LEO卫星当前所处的卫星网络位置区为SLA1；
(5)移动用户MU1在进行初始注册时建立移动用户MU1的身份标识与其当前所在的卫星网络位置区SLA1标识的映射关系、低轨卫星LEO1的身份标识与其当前所在的卫星网络位置区SLA1标识的映射关系，以及移动用户MU1与当前接入的低轨LEO卫星关联映射关系，并将这三个映射关系保存在位置管理数据功能单元中；
(6)将卫星网络的位置管理分为对低轨LEO1卫星的位置信息更新、对移动用户MU1的位置信息更新和对用户MU1的寻呼这三个操作；
(7)根据网络位置区的变化进行不同的位置信息更新：
当LEO1卫星所处的卫星网络位置区发生改变时，对LEO1卫星的位置信息进行更新，即将位置管理数据功能单元中LEO1卫星身份标识与当前所处卫星网络位置区SLA1标识的映射关系进行更改；
当移动用户MU1所处的卫星网络位置区发生改变时，对移动用户MU1的位置信息进行更新，即将位置管理数据功能单元中移动用户MU1的身份标识与当前所处卫星网络位置区SLA1标识的映射关系进行更改；
(8)当有呼叫发生时，对移动用户MU1进行寻呼：
假设主叫移动用户为MU2，其当前接入的低轨LEO卫星为LEO2，当前接入的中轨道MEO卫星为MEO2，被叫移动用户为MU1；
主叫移动用户MU2通过当前接入的低轨卫星LEO2，将呼叫请求转发给当前接入的中轨MEO2卫星，中轨MEO2卫星在其位置管理数据功能单元中对移动用户MU1的位置信息进行查询：
如果被叫移动用户MU1当前接入的中轨MEO1卫星与主叫移动用户MU2当前接入的中轨MEO2卫星相同，则进行本地寻呼，将呼叫信息传递给被叫用户MU1；
如果被叫移动用户MU1当前接入的中轨MEO1卫星与主叫移动用户MU2当前接入的中轨MEO2卫星不相同，则进行全局寻呼，将呼叫信息传递给被叫用户MU1；
如果寻呼过程中，被叫移动用户MU1和主叫移动用户MU2当前所处的卫星网络位置区发生改变，则进行对被叫移动用户MU1和主叫移动用户MU2的位置信息更新；
如果寻呼过程中，低轨LEO1卫星、低轨LEO2卫星当前所处的卫星网络位置区发生改变，则进行对低轨LEO1卫星和低轨LEO2卫星的位置信息更新。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
第一，本发明提供的基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理中，由于将位置管理数据功能单元分布式的部署在中轨MEO卫星上，根据卫星网络位置区与中轨MEO卫星的覆盖关系，分情况对低轨LEO卫星的位置信息更新、对移动用户的位置信息更新和对移动用户的寻呼流程进行设计，不仅充分利用了中轨MEO卫星对低轨LEO卫星广覆盖的优势，而且解决了传统地面站部署带来的部署位置受限问题。
第二，本发明中将位置管理数据功能单元部署在中轨MEO卫星上，位置更新和寻呼信令消息在低轨LEO卫星与中轨MEO卫星之间传输时仅需一跳，节省了信令在低轨LEO 卫星与中轨MEO卫星之间的传输开销，最终降低了整个卫星网络的位置管理开销。
附图说明
图1为本发明的实现流程图；
图2为本发明中位置管理数据功能单元的结构图；
图3为本发明中对低轨LEO卫星位置信息进行更新的子流程图；
图4为本发明中对移动用户位置信息进行更新的子流程图；
图5为本发明中对移动用户进行寻呼的子流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例和效果作进一步的详细描述。
参照图1，对本实例的具体实现步骤包括如下。
步骤1，构建低轨LEO和中轨MEO两层卫星网络。
低轨LEO采用类似现有Iridium、OneWeb和Starlink卫星星座的构型；
中轨MEO卫星网络采用4*3星座构型，共4个轨道，每个轨道有3颗中轨MEO卫星，MEO卫星星座中的每个轨道高度为5000～10322km，轨道倾角为40°～60°。
步骤2，设计位置管理数据功能单元，用于保存低轨LEO卫星和用户的位置信息。
参见图2，本实施例设计的位置管理数据功能单元模块，主要包括：移动性管理核心控制模块SAMF-C、移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR、移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR、低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR、低轨卫星鉴权管理模块 SAMF-AUSF，低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU这六大功能模块，其中：
移动性管理核心控制模块SAMF-C，用于负责位置管理信令消息的接入与处理，不同中轨MEO的移动性管理核心控制模块SAMF-C具有信息同步功能；
移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR，用于负责移动用户位置信息的登记、更新与存储；
移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR，用于负责移动用户临时位置信息的登记、更新与存储；
低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，用于负责低轨LEO卫星位置信息的更新维护；
低轨卫星鉴权管理模块SAMF-AUSF，用于负责低轨LEO卫星的鉴权与安全管理；
低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU，用于负责移动用户与低轨LEO卫星之间的关联关系的维护。
步骤3，将位置管理数据功能单元以分布式方式部署在中轨MEO卫星上。
步骤4，构造卫星网络位置管理场景。
设置两个移动用户MU1和MU2；
定义移动用户MU1当前接入的低轨LEO卫星为LEO1，当前接入的中轨MEO卫星为MEO1，移动用户MU1与低轨LEO1卫星当前所处的卫星网络位置区为SLA1，随着移动用户MU1和低轨LEO1卫星的移动，其卫星网络位置区不断发生改变；
定义移动用户MU2当前接入的低轨LEO卫星为LEO2，当前接入的中轨MEO卫星为MEO2，移动用户MU2与低轨LEO2卫星当前所处的卫星网络位置区为SLA2，随着移动用户MU2和低轨LEO2卫星的移动，其卫星网络位置区不断发生改变；
在寻呼过程中，将移动用户MU2作为主叫用户，将移动用户MU1作为被叫用户，主叫用户MU2向被叫用户MU1发起通信。
步骤5，移动用户MU1在初始注册时建立三个映射关系，并进行信息反馈。
5a)移动用户MU1向当前接入的低轨LEO1卫星发送注册请求消息，该注册请求消息中包括移动用户MU1的身份标识、当前所处卫星网络位置区SLA1标识和当前接入的低轨卫星LEO1的身份标识；
5b)低轨LEO1卫星收到注册请求消息后，将注册请求消息转发给当前接入的中轨MEO1卫星；
5c)中轨MEO1卫星收到注册请求消息后，建立如下三个映射关系：
一是在移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR中建立移动用户MU1与低轨LEO1 卫星的映射关系，即一条移动用户MU1与卫星网络位置区SLA1的位置信息记录<MU1 ID::SLA1ID>；
二是在低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR中建立低轨卫星LEO1与卫星网络位置区SLA1的映射关系，即一条低轨卫星LEO1与卫星网络位置区SLA1的位置信息记录 <LEO1ID::SLA1 ID>；
三是在低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU中建立移动用户MU1与低轨卫星LEO1的位置信息的映射关系，即一条移动用户MU1与低轨卫星LEO1的位置信息关联记录<MU1 ID::LEO1 ID>；
其中MU1 ID为移动用户MU1的身份标识，LEO1 ID为低轨LEO1卫星身份标识， SLA1ID为卫星网络位置区号；
5d)中轨MEO1卫星向低轨LEO1卫星发送注册请求响应消息，消息中包含移动用户MU1的身份标识、移动用户当前接入的卫星网络位置区标识和移动用户MU1当前接入的LEO1身份标识；
5e)低轨LEO1卫星收到注册请求响应消息后，在其星上路由表中对移动用户MU1的位置映射关系进行缓存，并将注册请求响应消息转发给移动用户MU1。
步骤6，将卫星网络的位置管理分为对低轨LEO1卫星的位置信息更新、对移动用户MU1的位置信息更新和对用户MU1的寻呼这三个操作。
步骤7，根据卫星网络位置区的变化对低轨LEO1卫星的位置信息更新。
当LEO1卫星所处的卫星网络位置区发生改变时，需要对低轨LEO1卫星的位置信息进行更新，本步骤对低轨LEO1卫星的位置信息更新包括在位置管理数据功能单元SAMF 内对低轨LEO1卫星的位置更新,和在位置管理数据功能单元SAMF之间对低轨LEO1卫星的位置更新。
7.1)在位置管理数据功能单元SAMF内对低轨LEO1卫星的位置更新：
参照图3 的 (a)，本步骤的具体实现如下：
7.1.1)低轨LEO1卫星将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前接入中轨道MEO1 卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，该更新请求消息中包括低轨LEO1卫星的身份标识和移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区SLA2；
7.1.2)移动性管理核心控制模块SAMF-C收到卫星网络位置区更新请求消息后，将卫星网络位置区更新请求消息转发给低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，该模块将低轨LEO1卫星与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<LEO1 ID::SLA2 ID>；
7.1.3)低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈卫星网络位置区更新更新响应消息，完成一次位置管理数据功能单元SAMF内对低轨LEO1 卫星的位置更新；
7.1.4)当低轨LEO1卫星从卫星网络位置区SLA2移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与卫星网络位置区SLA2位于同一中轨MEO卫星覆盖区内时，重复7.1.1) -7.1.3)。
7.2)在位置管理数据功能单元SAMF之间对低轨LEO1卫星的位置更新：
参照图3的 (b)，本步骤的具体实现如下：
7.2.1)低轨LEO1卫星将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前新接入中轨MEO2卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，卫星网络位置区更新请求消息中包括低轨LEO1卫星的身份标识和卫星网络位置区SLA2标识；
7.2.2)低轨卫星鉴权管理模块SAMF-AUSF对卫星网络位置区更新请求消息进行鉴权，并将鉴权后的更新请求消息转发给低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，该模块将低轨 LEO1卫星与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<LEO1 ID::SLA2 ID>，然后向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈低轨LEO1卫星映射关系更新响应消息；
7.2.3)中轨卫星MEO2向中轨道卫星MEO1发送低轨LEO1卫星的映射关系删除消息，中轨卫星MEO1收到该消息后，将其转发给低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，该模块对低轨LEO1卫星的位置信息记录进行删除，同时向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈低轨LEO1卫星映射关系删除响应消息；
7.2.4)移动性管理核心控制模块SAMF-C收到低轨LEO1卫星映射关系删除响应消息后，将其转发给低轨LEO1卫星，完成一次位置管理数据SAMF之间对低轨LEO1卫星的位置更新；
7.2.5)当低轨LEO1卫星从卫星网络位置区SLA2移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与SLA2位于不同中轨MEO卫星覆盖区内时，重复7.2.1)-7.2.4)。
步骤8，根据卫星网络位置区的变化对移动用户MU1的位置信息更新。
当移动用户MU1所处的卫星网络位置区发生改变时，需要对移动用户MU1的位置信息进行更新，本步骤对移动用户MU1的位置信息更新包括在位置管理数据功能单元SAMF 内对移动用户MU1的位置更新和在位置管理数据功能单元SAMF之间对移动用户MU1的位置更新。
8.1)在位置管理数据功能单元SAMF内对移动用户MU1的位置更新：
参照图4的 (a)，本步骤的具体实现如下：
8.1.1)移动用户MU1卫星将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前接入的低轨LEO1卫星，卫星网络位置区更新请求消息中包括移动用户MU1的身份标识和移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区SLA3标识；
8.1.2)低轨LEO1卫星收到消息后，将其转发给中轨MEO1卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，该模块收到该消息后，将其转发给移动用户临时位置信息管理模块 SAMF-VLR；
8.1.3)移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR将移动用户MU1与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<MU1 ID::SLA3 ID>；
8.1.4)移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR向低轨LEO1卫星反馈移动用户MU1 映射关系更新响应消息，低轨LEO1卫星收到消息后，在其星上路由表中对移动用户MU1的映射关系缓存进行更新，并将该响应消息转发给移动用户MU1，完成一次位置管理数据功能单元SAMF内对移动用户MU1的位置更新；
8.1.5)当移动用户MU1从卫星网络位置区SLA3移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与卫星网络位置区SLA3位于同一中轨MEO卫星覆盖区内时，重复8.1.1) -8.1.4)。
8.2)在位置管理数据功能单元SAMF之间对移动用户MU1的位置更新：
参照图4的 (b)，本步骤的具体实现如下：
8.2.1)移动用户MU1将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前新接入的低轨LEO2 卫星；
8.2.2)低轨LEO2卫星收到消息后，将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前新接入中轨MEO3卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，卫星网络位置区更新请求消息中包括低轨LEO1卫星的身份标识和卫星网络位置区SLA3标识；
8.2.3)低轨卫星鉴权管理模块SAMF-AUSF对卫星网络位置区更新请求的鉴权，并将鉴权后的更新请求消息发送给移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR，该模块将移动用户MU1与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<MU1 ID::SLA3 ID>，然后向移动性管理核心控制模块SAMF-C发送移动用户MU1映射关系更新响应消息；
8.2.4)移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR向低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU发送用户与卫星关联关系更新请求消息，消息中包含移动用户MU1的身份标识、移动用户MU1当前新接入的低轨LEO2卫星的身份标识，低轨卫星-移动用户关联管理模块 SAMF-SU收到消息后，将移动用户MU1与低轨LEO卫星的关联记录更新为<MU1 ID::LEO2ID>，然后向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈卫星网络位置区更新响应；
8.2.5)中轨卫星MEO3向中轨卫星MEO1发送移动用户MU1的身份标识，中轨卫星MEO1 收到该消息后，将其分别转发给中轨卫星MEO1的SAMF-HLR和SAMF-VLR，SAMF-HLR和SAMF-VLR收到该消息后，分别对移动用户MU1的映射关系记录进行删除，同时向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈低轨移动用户MU1映射关系删除响应消息；
8.2.6)移动性管理核心控制模块SAMF-C收到移动用户MU1映射关系删除响应消息后，将其转发给低轨LEO2卫星，低轨LEO2卫星收到消息后，在其星上路由表中对移动用户MU1 的映射关系缓存进行更新，并将其转发给移动用户MU1，完成一次位置管理数据SAMF之间对移动用户MU1的位置更新。
8.2.7)当移动用户MU1从卫星网络位置区SLA3移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与SLA3位于不同中轨MEO卫星覆盖区内时，重复8.2.1)-8.2.6)。
步骤9，在呼叫发生时，对移动用户MU1进行寻呼。
寻呼是在移动用户最近一次更新位置信息的基础上，网络通过在寻呼信道PCH上发送寻呼消息来寻找移动终端，从而发起业务的过程，即由主叫移动用户MU2向低轨卫星网络中的LEO2卫星发送寻呼消息，低轨LEO2卫星通过寻呼信道PCH向中轨MEO2卫星转发寻呼消息，中轨MEO2卫星在其位置管理数据功能单元中对被叫移动用户MU1当前接入的低轨LEO1 卫星身份标识以及被叫移动用户MU1当前所在卫星网络位置区进行查询，然后寻呼消息由低轨LEO1卫星传递给被叫移动用MU1。
根据被叫移动用户MU1当前接入的中轨MEO1卫星与主叫移动用户MU2当前接入的中轨 MEO2卫星是否相同，将对移动用户MU1的寻呼分为本地寻呼和全局寻呼。
9.1)对被叫移动用户MU1的本地寻呼：
参照图5的 (a)，本步骤的具体实现如下：
9.1.1)主叫移动用户MU2向低轨LEO2卫星发送呼叫请求消息，消息中包含被叫移动用户MU1的身份标识；
9.1.2)低轨LEO2卫星收到呼叫请求消息后，在其星上的路由表中查询被叫移动用户MU1的映射信息，获取被叫移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区标识和当前接入的低轨LEO1卫星身份标识；
9.1.3)低轨LEO2卫星建立从主叫移动用户MU1到被叫移动用户MU2的通信链路，当再次收到来自主叫移动用户MU2的呼叫请求消息时，将其转发给低轨LEO1卫星，低轨 LEO1卫星收到该消息后，将其转发给被叫移动用户MU1，完成对被叫移动用户MU1的本地寻呼。
9.2)对被叫移动用户MU1的全局寻呼：
参照图5的 (b)，本步骤的具体实现如下:
9.2.1)主叫移动用户MU2向低轨LEO2卫星发送呼叫请求消息，消息中包含被叫移动用户MU1的身份标识；
9.2.2)低轨LEO2卫星收到呼叫请求消息后，且在其星上路由表中未查询到主叫移动用户MU2的映射信息，再将该呼叫请求消息转发给当前接入的中轨MEO2卫星；
9.2.3)中轨MEO2卫星收到消息后，在移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR中查询被叫移动用户MU1的映射信息，获取被叫移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区标识和当前接入的低轨LEO1卫星身份标识，并向低轨LEO2卫星反馈呼叫请求响应消息，消息中包含被叫移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区标识和当前接入的低轨LEO1卫星身份标识；
9.2.4)低轨LEO2卫星收到呼叫请求响应消息后，建立从主叫移动用户MU1到被叫移动用户MU2的通信链路，当再次收到来自主叫移动用户MU2的呼叫请求消息时，将其转发给低轨LEO1卫星，低轨LEO1卫星收到该消息后，将其转发给被叫移动用户MU1，完成对被叫移动用户MU1的全局寻呼。
如果寻呼过程中，被叫移动用户MU1和主叫移动用户MU2当前所处的卫星网络位置区发生改变，则进行对被叫移动用户MU1和主叫移动用户MU2的位置信息更新；
如果寻呼过程中，低轨LEO1卫星、低轨LEO2卫星当前所处的卫星网络位置区发生改变，则进行对低轨LEO1卫星和低轨LEO2卫星的位置信息更新。
以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于天基部署功能单元的大规模卫星网络位置管理方法，其特征在于，包括：
（1）构建低轨LEO和中轨MEO两层卫星网络，其中低轨LEO采用现有Iridium、OneWeb或Starlink卫星星座的构型；中轨MEO卫星网络采用4*3星座构型，共4个轨道，每个轨道有3颗中轨MEO卫星；
（2）设计位置管理数据功能单元，用于保存低轨LEO卫星和用户的位置信息；其中位置管理数据功能单元SAMF，包括：
移动性管理核心控制模块SAMF-C，用于负责位置管理信令消息的接入与处理，不同中轨MEO的移动性管理核心控制模块SAMF-C具有信息同步功能；
移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR，用于负责移动用户位置信息的登记、更新与存储；
移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR，用于负责移动用户临时位置信息的登记、更新与存储；
低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，用于负责低轨LEO卫星位置信息的更新维护；
低轨卫星鉴权管理模块SAMF-AUSF，用于负责低轨LEO卫星的鉴权与安全管理；
低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU，用于负责移动用户与低轨LEO卫星之间的关联关系的维护；
（3）将位置管理数据功能单元以分布式方式部署在中轨MEO卫星上；
（4）构造卫星网络位置管理场景，定义移动用户MU1当前接入的低轨LEO的卫星为LEO1，当前接入的中轨MEO卫星为MEO1，移动用户MU1与低轨LEO卫星当前所处的卫星网络位置区为SLA1；
（5）移动用户MU1在进行初始注册时建立移动用户MU1的身份标识与其当前所在的卫星网络位置区SLA1标识的映射关系、低轨卫星LEO1的身份标识与其当前所在的卫星网络位置区SLA1标识的映射关系，以及移动用户MU1与当前接入的低轨LEO卫星关联映射关系，并将这三个映射关系保存在位置管理数据功能单元中；
（6）将卫星网络的位置管理分为对低轨LEO1卫星的位置信息更新、对移动用户MU1的位置信息更新和对用户MU1的寻呼这三个操作；
（7）根据网络位置区的变化进行不同的位置信息更新：
当LEO1卫星所处的卫星网络位置区发生改变时，对LEO1卫星的位置信息进行更新，即将位置管理数据功能单元中LEO1卫星身份标识与当前所处卫星网络位置区SLA1标识的映射关系进行更改；
当移动用户MU1所处的卫星网络位置区发生改变时，对移动用户MU1的位置信息进行更新，即将位置管理数据功能单元中移动用户MU1的身份标识与当前所处卫星网络位置区SLA1标识的映射关系进行更改；
（8）当有呼叫发生时，对移动用户MU1进行寻呼：
假设主叫移动用户为MU2，其当前接入的低轨LEO卫星为LEO2，当前接入的中轨道MEO卫星为MEO2，被叫移动用户为MU1；
主叫移动用户MU2通过当前接入的低轨卫星LEO2，将呼叫请求转发给当前接入的中轨MEO2卫星，中轨MEO2卫星在其位置管理数据功能单元中对移动用户MU1的位置信息进行查询：
如果被叫移动用户MU1当前接入的中轨MEO1卫星与主叫移动用户MU2当前接入的中轨MEO2卫星相同，则进行本地寻呼，将呼叫信息传递给被叫用户MU1;
如果被叫移动用户MU1当前接入的中轨MEO1卫星与主叫移动用户MU2当前接入的中轨MEO2卫星不相同，则进行全局寻呼，将呼叫信息传递给被叫用户MU1;
如果寻呼过程中，被叫移动用户MU1和主叫移动用户MU2当前所处的卫星网络位置区发生改变，则进行对被叫移动用户MU1和主叫移动用户MU2的位置信息更新；
如果寻呼过程中，低轨LEO1卫星、低轨LEO2卫星当前所处的卫星网络位置区发生改变，则进行对低轨LEO1卫星和低轨LEO2卫星的位置信息更新。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， （1）中MEO卫星星座中的每个轨道高度为5000~10322km，轨道倾角为40°~ 60°。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(5)中所述的移动用户MU1在进行初始注册时建立移动用户MU1的身份标识与其当前所在的卫星网络位置区SLA1标识的映射关系、低轨卫星LEO1的身份标识与其当前所在的卫星网络位置区SLA1标识的映射关系，以及移动用户MU1与当前接入的低轨LEO卫星关联映射关系，实现如下：
5a）移动用户MU1向当前接入的低轨LEO1卫星发送注册请求消息，该注册请求消息中包括移动用户MU1的身份标识、当前所处卫星网络位置区SLA1标识和当前接入的低轨卫星LEO1的身份标识；
5b）低轨LEO1卫星收到注册请求消息后，将注册请求消息转发给当前接入的中轨MEO1卫星；
5c）中轨MEO1卫星收到注册请求消息后，在移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR中建立一条移动用户MU1与卫星网络位置区SLA1的位置信息记录，即<MU1 ID::SLA1 ID>；在低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR中建立一条低轨卫星LEO1与卫星网络位置区SLA1的位置信息记录，即<LEO1 ID::SLA1 ID>；在低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU中建立一条移动用户MU1与低轨卫星LEO1的位置信息关联记录，即<MU1 ID::LEO1 ID>，其中MU1ID为移动用户MU1的身份标识，LEO1 ID为低轨LEO1卫星身份标识，SLA1 ID为卫星网络位置区号；
5d）中轨MEO1卫星向低轨LEO1卫星发送注册请求响应消息，消息中包含移动用户MU1的身份标识、移动用户当前接入的卫星网络位置区标识和移动用户MU1当前接入的LEO1身份标识；
5e）低轨LEO1卫星收到注册请求响应消息后，在其星上路由表中对移动用户MU1的位置映射关系进行缓存，并将注册请求响应消息转发给移动用户MU1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(7)中对低轨LEO1卫星的位置信息进行更新，包括在位置管理数据功能单元SAMF内对低轨LEO1卫星的位置更新和在位置管理数据功能单元SAMF之间对低轨LEO1卫星的位置更新。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在位置管理数据功能单元SAMF内对低轨LEO1卫星的位置更新，实现如下：
7a）低轨LEO1卫星将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前接入中轨道MEO1卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，该更新请求消息中包括低轨LEO1卫星的身份标识和移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区SLA2；
7b）移动性管理核心控制模块SAMF-C收到卫星网络位置区更新请求消息后，将卫星网络位置区更新请求消息转发给低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，该模块将低轨LEO1卫星与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<LEO1 ID::SLA2 ID>；
7c）低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈卫星网络位置区更新响应消息，完成一次位置管理数据功能单元SAMF内对低轨LEO1卫星的位置更新；
7d）当低轨LEO1卫星从卫星网络位置区SLA2移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与卫星网络位置区SLA2位于同一中轨MEO卫星覆盖区内时，重复7a）-7c）。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在位置管理数据功能单元SAMF之间对低轨LEO1卫星的位置更新，实现如下：
7e）低轨LEO1卫星将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前新接入中轨MEO2卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，卫星网络位置区更新请求消息中包括低轨LEO1卫星的身份标识和卫星网络位置区SLA2标识；
7f）低轨卫星鉴权管理模块SAMF-AUSF对卫星网络位置区更新请求消息进行鉴权，并将鉴权后的更新请求消息转发给低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，该模块将低轨LEO1卫星与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<LEO1 ID::SLA2 ID>，然后向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈低轨LEO1卫星映射关系更新响应消息；
7g）中轨卫星MEO2向中轨道卫星MEO1发送低轨LEO1卫星的映射关系删除消息，中轨卫星MEO1收到该消息后，将其转发给低轨卫星位置信息管理模块SAMF-SLR，该模块对低轨LEO1卫星的位置信息记录进行删除，同时向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈低轨LEO1卫星映射关系删除响应消息；
7h）移动性管理核心控制模块SAMF-C收到低轨LEO1卫星映射关系删除响应消息后，将其转发给低轨LEO1卫星，完成一次位置管理数据SAMF之间对低轨LEO1卫星的位置更新；
7i）当低轨LEO1卫星从卫星网络位置区SLA2移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与SLA2位于不同中轨MEO卫星覆盖区内时，重复7e）-7h）。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(7)中对移动用户MU1的位置信息进行更新，包括在位置管理数据功能单元SAMF内对移动用户MU1的位置更新和在位置管理数据功能单元SAMF之间对移动用户MU1的位置更新。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在位置管理数据功能单元SAMF内对移动用户MU1的位置更新，实现如下：
7j）移动用户MU1卫星将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前接入的低轨LEO1卫星，卫星网络位置区更新请求消息中包括移动用户MU1的身份标识和移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区SLA3标识；
7k）低轨LEO1卫星收到消息后，将其转发给中轨MEO1卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，该模块收到该消息后，将其转发给移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR;
7l）移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR将移动用户MU1与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<MU1 ID::SLA3 ID>；
7m）移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR向低轨LEO1卫星反馈移动用户MU1映射关系更新响应消息，低轨LEO1卫星收到消息后，在其星上路由表中对移动用户MU1的映射关系缓存进行更新，并将该响应消息转发给移动用户MU1，完成一次位置管理数据功能单元SAMF内对移动用户MU1的位置更新；
7n）当移动用户MU1从卫星网络位置区SLA3移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与卫星网络位置区SLA3位于同一中轨MEO卫星覆盖区内时，重复7j）-7m）。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在位置管理数据功能单元SAMF之间对移动用户MU1的位置更新，实现如下：
7o）移动用户MU1将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前新接入的低轨LEO2卫星；
7p）低轨LEO2卫星收到消息后，将卫星网络位置区更新请求消息发送给当前新接入中轨MEO3卫星的移动性管理核心控制模块SAMF-C，卫星网络位置区更新请求消息中包括低轨LEO1卫星的身份标识和卫星网络位置区SLA3标识；
7q）低轨卫星鉴权管理模块SAMF-AUSF对卫星网络位置区更新请求的鉴权，并将鉴权后的更新请求消息发送给移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR，该模块将移动用户MU1与卫星网络位置区的位置信息记录更新为<MU1 ID::SLA3 ID>，然后向移动性管理核心控制模块SAMF-C发送移动用户MU1映射关系更新响应消息；
7r）移动用户临时位置信息管理模块SAMF-VLR向低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU发送用户与卫星关联关系更新请求消息，消息中包含移动用户MU1的身份标识、移动用户MU1当前新接入的低轨LEO2卫星的身份标识，低轨卫星-移动用户关联管理模块SAMF-SU收到消息后，将移动用户MU1与低轨LEO卫星的关联记录更新为<MU1 ID::LEO2 ID>，然后向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈卫星网络位置区更新响应；
7s）中轨卫星MEO3向中轨卫星MEO1发送移动用户MU1的身份标识，中轨卫星MEO1收到该消息后，将其分别转发给中轨卫星MEO1的SAMF-HLR和SAMF-VLR，SAMF-HLR和SAMF-VLR收到该消息后，分别对移动用户MU1的映射关系记录进行删除，同时向移动性管理核心控制模块SAMF-C反馈低轨移动用户MU1映射关系删除响应消息；
7t）移动性管理核心控制模块SAMF-C收到移动用户MU1映射关系删除响应消息后，将其转发给低轨LEO2卫星，低轨LEO2卫星收到消息后，在其星上路由表中对移动用户MU1的映射关系缓存进行更新，并将其转发给移动用户MU1，完成一次位置管理数据SAMF之间对移动用户MU1的位置更新；
7u）当移动用户MU1从卫星网络位置区SLA3移出进入下一个卫星网络位置区，且该卫星网络位置区与SLA3位于不同中轨MEO卫星覆盖区内时，重复7o）-7t）。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(8)中的本地寻呼，实现如下：
8a）主叫移动用户MU2向低轨LEO2卫星发送呼叫请求消息，消息中包含被叫移动用户MU1的身份标识；
8b）低轨LEO2卫星收到呼叫请求消息后，在其星上的路由表中查询被叫移动用户MU1的映射信息，获取被叫移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区标识和当前接入的低轨LEO1卫星身份标识；
8c）低轨LEO2卫星建立从主叫移动用户MU1到被叫移动用户MU2的通信链路，当再次收到来自主叫移动用户MU2的呼叫请求消息时，将其转发给低轨LEO1卫星，低轨LEO1卫星收到该消息后，将其转发给被叫移动用户MU1，完成对被叫移动用户MU1的本地寻呼。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(8)中的全局寻呼，实现如下：
8d）主叫移动用户MU2向低轨LEO2卫星发送呼叫请求消息，消息中包含被叫移动用户MU1的身份标识；
8e）低轨LEO2卫星收到呼叫请求消息后，且在其星上路由表中未查询到主叫移动用户MU2的映射信息，再将该呼叫请求消息转发给当前接入的中轨MEO2卫星；
8f）中轨MEO2卫星收到消息后，在移动用户位置信息管理模块SAMF-HLR中查询被叫移动用户MU1的映射信息，获取被叫移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区标识和当前接入的低轨LEO1卫星身份标识，并向低轨LEO2卫星反馈呼叫请求响应消息，消息中包含被叫移动用户MU1当前所在的卫星网络位置区标识和当前接入的低轨LEO1卫星身份标识；
8g）低轨LEO2卫星收到呼叫请求响应消息后，建立从主叫移动用户MU1到被叫移动用户MU2的通信链路，当再次收到来自主叫移动用户MU2的呼叫请求消息时，将其转发给低轨LEO1卫星，低轨LEO1卫星收到该消息后，将其转发给被叫移动用户MU1，完成对被叫移动用户MU1的全局寻呼。
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