CN114828113B - 星座通信系统用户移动性管理的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种星座通信系统用户移动性管理方法，涉及卫星通信技术领域。一种星座通信系统用户移动性管理的方法，包括：卫星终端在由同卫星同波束或不同波束覆盖的区域内移动的情况下，卫星终端向通过源波束向卫星波束控制单元发送请求，卫星波束控制单元自行处理并发送指令，完成用户移动性管理；卫星终端在由不同卫星覆盖的区域内移动的情况下，卫星终端向通过源波束向源卫星波束控制单元发送请求，源卫星波束控制单元、目标卫星波束控制单元和信关站协同处理并发送指令，完成用户移动性管理。根据本申请实施例的技术方案，对星座通信系统进行星地功能划分并设计管理策略及流程，解决了用户移动性管理问题。

Description

星座通信系统用户移动性管理的方法

技术领域

本申请涉及卫星通信技术领域，具体而言，涉及一种星座通信系统用户移动性管理的方法。

背景技术

目前，传统卫星通信系统多采用资源预分配的工作模式为用户提供点到点数据传输服务，无法支持海量用户的移动性管理。DVB-S2X标准提供了物理层和MAC层协议，但是缺少多用户移动性管理高层协议。5G NR技术为地面移动通信用户提供了多用户移动性管理解决方案，尚不能很好的支持低轨星座网络场景。

发明内容

本申请提供了一种星座通信系统用户移动性管理的方法，可用于管理低轨卫星星座通信系统的终端用户的移动性事件。

根据本申请的一方面，一种星座通信系统用户移动性管理的方法，包括：卫星终端从同卫星同波束分时覆盖下的源服务小区向目标服务小区移动，通过源波束向所述卫星的波束控制单元发送请求；所述卫星波束控制单元处理所述卫星终端的移动性事件,所述移动性事件包括所述服务小区重选、切换和重建；所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令；所述卫星终端完成所述服务小区转换；所述卫星终端通过源波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述卫星波束控制单元发送事件完成消息。

根据一些实施例，所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令，包括：所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送所述目标小区系统消息。

根据一些实施例，所述卫星终端完成所述服务小区转换，包括：所述卫星与所述卫星终端完成用户面路径转换配置，所述源波束与所述卫星终端之间开始进行数据传输。

根据本申请的一方面，一种星座通信系统用户移动性管理的方法，包括：所述卫星终端从同卫星不同波束覆盖下的所述源服务小区向所述目标服务小区移动，通过所述源波束向所述卫星的波束控制单元发送请求；所述卫星波束控制单元处理所述卫星终端的移动性事件,所述移动性事件包括所述服务小区重选、切换和重建；所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令；所述卫星终端完成所述服务小区转换；所述卫星终端通过目标波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述卫星波束控制单元发送事件完成消息

根据一些实施例，所述源波束和所述目标波束由所述卫星产生，在所述卫星覆盖范围内相互隔离。

根据一些实施例，所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令，包括：所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送所述目标小区系统消息。

根据一些实施例，所述卫星终端完成所述服务小区转换，包括：所述卫星与所述卫星终端完成用户面路径转换配置，所述目标波束与所述卫星终端之间开始进行数据传输。

根据本申请的一方面，一种星座通信系统用户移动性管理的方法，包括：所述卫星终端从不同卫星覆盖下的所述源服务小区向所述目标服务小区移动时，通过所述源波束向源卫星波束控制单元发送请求，所述源卫星波束控制单元接收后向目标卫星波束控制单元发送请求；所述源卫星波束控制单元与所述目标卫星波束控制单元协同处理所述卫星终端的移动性事件,所述移动性事件包括所述服务小区重选、切换和重建；所述源卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令；所述卫星终端完成所述服务小区转换；所述卫星终端通过所述目标波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述目标卫星波束控制单元发送事件完成消息，所述目标卫星波束控制单元将消息同步推送给所述源卫星波束控制单元。

根据一些实施例，所述源卫星波束控制单元向目标卫星波束控制单元发送请求，包括：所述源卫星与所述目标卫星之间有星间链连接时，通过星间链收发消息；所述源卫星与所述目标卫星之间没有星间链连接时，通过信关站中继收发消息。

根据一些实施例，所述源卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令，包括：所述源卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送所述目标卫星覆盖下的所述目标小区系统消息。

根据一些实施例，所述卫星终端完成所述服务小区转换，包括：所述源卫星、所述目标卫星、所述卫星终端与所述信关站协同完成用户面路径转换配置，所述目标波束与所述卫星终端之间开始进行数据传输。

根据一些实施例，前述方法还包括：所述源卫星与所述目标卫星不处于同一个跟踪区TA时，所述目标卫星波束控制单元向所述信关站上报更新TA请求；所述信关站处理后发送应答消息给所述目标卫星波束控制单元；所述目标卫星完成所述TA的更新；所述目标卫星波束控制单元将所述TA更新完成的消息通过所述目标波束发送至所述卫星终端。

根据示例实施例，本申请采用了星地功能划分的方案，解决了星座通信系统的接入网用户移动性管理的问题，为星座通信系统用户移动性管理设计提供了解决方案。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出本申请示例实施例的一种星座通信系统示意图。

图2示出本申请示例实施例的一种星座通信系统接入网层级管理示意图。

图3示出本申请示例实施例的一种星座通信系统星地功能结构框图。

图4示出本申请示例实施例的一种星座通信系统用户移动性管理方法的交互图。

图5示出本申请示例实施例的另一种星座通信系统用户移动性管理方法的交互图。

图6示出本申请示例实施例的另一种星座通信系统用户移动性管理方法的交互图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

传统卫星通信系统基于DVB系列标准，适用于单星卫星通信系统，不适用星座通信系统，无法支持海量用户的移动性管理，缺少多用户管理高层协议。当前3GPP Release 16标准适用于地面移动通信系统，不能直接用于低轨卫星互联网星座通信系统。本申请提供了一种星座通信系统用户移动性管理方法，采用了接入网星地功能划分、管理跟踪区划分和用户移动管理流程设计等方案，解决了星座通信系统的接入网用户移动性管理的问题。

下面将参照附图，对根据本申请实施例的一种星座通信系统用户移动性管理方法进行详细说明。

术语说明：

覆盖区：一般指卫星信号所覆盖地面的区域。

服务小区：指卫星广播业务所服务的行政区域。

跟踪区TA(Tracking Area)：信关站管理的服务小区集合。

波束：指由卫星天线发射出来的电磁波在地球表面上形成的形状。

波束区：是指卫星发射天线的半功率波束与地面相交所给出的区域。在一般情况下，它几乎与覆盖区吻合。

波位：一般指波束在方位或者俯仰中的某个角度覆盖的位置。

运控中心：是指挥卫星工作的枢纽，负责向卫星发出各种指令，安排卫星工作程序，控制卫星运行姿态，指挥传感器工作及信息的传输，以及控制星载仪器与地面接收站的工作配合等。

星间链：卫星与卫星之间实现距离测量与信息传输的无线电信号链路。

图1示出本申请示例实施例的一种星座通信系统示意图。

如图1所示，根据本申请示例实施例的星座通信系统由接入网101和承载网102两个相对独立的体系构成。

接入网101由卫星终端103、波位104等组成。

承载网102由卫星105、运控中心106等组成。

服务小区按地理区域划分，与所述波位104对应，位置固定，所述服务小区内的所述卫星终端103由当前时刻所述服务小区的所述卫星105提供业务传输宽带服务。

所述卫星105之间有星间链路107连接时，通过星间链路收发消息。

所述卫星105之间没有星间链路107连接时，可通过馈电链路108连接，通过信关站中继收发消息。

图2示出本申请示例实施例的一种星座通信系统接入网层级管理示意图。

如图2所示，根据本申请示例实施例的星座通信系统接入网按服务小区201、服务小区簇202和跟踪区TA203进行分级管理。

所述服务小区201与波位对应，所述波位固定在地面。

所述服务小区簇202由若干个所述服务小区201组成，由卫星产生的波束所覆盖。

所述跟踪区TA 203由若干个所述服务小区簇202组成，与所述卫星覆盖的范围对应，可以是单颗所述卫星覆盖下的所述服务小区201的集合，也可以是多颗所述卫星联合覆盖下的所述服务小区201的集合。

图3示出本申请示例实施例的一种星座通信系统星地功能结构框图。

如图3所示，根据本申请示例实施例的星座通信系统星地功能结构分为单颗卫星波束控制单元310、信关站320。

所述卫星波束控制单元310包括运算单元3110、控制单元3120。

所述运算单元3110包括用户移动性管理模块、波位状态管理模块，运算和处理卫星终端的移动性事件请求，管理所述卫星覆盖区域内的波位状态。

所述控制单元3120包括用户跨星移动模块、用户星内移动模块、波位释放模块、波位激活模块，接收所述运算单元3110运算和处理的结果，调整所述卫星终端移动目标位置的波位状态，向所述卫星终端下发指令。

所述信关站320包括运算单元3210。

所述运算单元3210包括用户移动性管理模块、波位状态同步模块，运算和处理所述卫星传送来的所述卫星终端的移动性事件请求，同步所述卫星之间的波位状态信息。

所述卫星终端在同一卫星覆盖区域内移动时，由所述卫星波束控制单元310处理移动性事件。

所述卫星运算单元3110处理接收到的所述卫星终端发送的请求和测量信息，通过用户移动性管理模块发送所述卫星终端移动的目标信息至所述卫星控制单元3120内的用户星内移动模块。同时，所述卫星运算单元3110内的波位状态管理模块将所述卫星终端移动目标所处的波位信息发送至所述卫星控制单元3120内的波位释放和波位激活模块。

所述卫星控制单元3120调整目标位置的波位状态，并向所述卫星终端发送指令，所述卫星终端移动完成。

所述卫星终端从源卫星覆盖区域向目标卫星覆盖区域移动时，由所述卫星波束控制单元310和所述信关站320协同处理移动性事件。

所述目标卫星运算单元3110处理经由所述源卫星传送来的所述卫星终端发送的请求和测量信息，通过用户移动性管理模块发送所述卫星终端移动的目标信息至所述信关站运算单元3210内的用户移动性管理模块。同时，所述目标卫星运算单元3110内的波位状态管理模块将所述卫星终端移动目标所处的波位信息发送至所述信关站运算单元3210内的波位状态同步模块。

所述信关站运算单元3210对所述源卫星和所述目标卫星的信息进行同步处理后，通过用户移动性管理模块向所述目标卫星控制单元3120的用户跨星移动模块发送信息。

所述目标卫星控制单元3120调整目标位置的波位状态，并向所述卫星终端发送指令，所述卫星终端移动完成。

图4示出本申请示例实施例的一种星座通信系统用户移动性管理方法的交互图。

如图4所示，根据本申请示例实施例的一种星座通信系统用户移动性管理方法，在S401，卫星终端从源服务小区向同卫星同波束覆盖下的目标服务小区移动，通过源波束向卫星波束控制单元发送请求和测量报告(基于位置判断)。

在S402，所述卫星波束控制单元接收消息后，处理所述卫星终端的移动性事件，包括服务小区重选、切换、重建。

在S403，所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令。例如，指令可包括所述目标服务小区系统信息。

在S404，所述卫星终端完成所述服务小区的转换。

根据一些实施例，所述卫星与所述卫星终端完成用户面路径转换配置，所述源波束与所述卫星终端之间开始进行数据传输。

在S405，所述卫星终端移动完成，通过所述源波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述卫星波束控制单元发送事件完成消息。

图5示出本申请示例实施例的另一种星座通信系统用户移动性管理方法的交互图。

如图5所示，据本申请示例实施例的另一种星座通信系统用户移动性管理方法，在S501，卫星终端从源服务小区向同卫星不同波束覆盖下的目标服务小区移动，通过源波束向卫星波束控制单元发送请求和测量报告(基于位置判断)。

在S502，所述卫星波束控制单元接收消息后，处理所述卫星终端的移动性事件，包括服务小区重选、切换、重建。

在S503，所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令。例如，指令可包括所述目标服务小区系统信息。

在S504，所述卫星终端完成所述服务小区的转换。

根据一些实施例，所述卫星与所述卫星终端完成用户面路径的选择和转换配置，通过目标波束开始进行数据传输。

根据一些实施例，所述源波束和所述目标波束由所述卫星产生，在所述卫星覆盖范围内相互隔离。

在S505，所述卫星终端移动完成，通过所述目标波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述卫星波束控制单元发送事件完成消息。

图6示出本申请示例实施例的另一种星座通信系统用户移动性管理方法的交互图。

如图6所示，据本申请示例实施例的另一种星座通信系统用户移动性管理方法，在S601，卫星终端从源服务小区向不同卫星覆盖下的目标服务小区移动，通过源波束向源卫星波束控制单元发送请求和测量报告(基于位置判断)。

在S602，所述源卫星波束控制单元接收消息后，发送请求到覆盖所述目标服务小区的目标卫星波束控制单元。

根据一些实施例，所述源卫星与所述目标卫星之间有星间链连接时，通过星间链收发消息；所述源卫星与所述目标卫星之间没有星间链连接时，通过信关站中继收发消息。

在S603，所述源卫星波束控制单元与所述目标卫星波束控制单元进行信息交换，所述信关站、所述源卫星波束控制单元和所述目标卫星波束控制单元协同处理所述卫星终端的移动性事件，包括服务小区重选、切换、重建。

在S604，所述目标卫星波束控制单元向所述源卫星波束控制单元发送应答消息。

根据一些实施例，所述源卫星与所述目标卫星之间有星间链连接时，通过星间链收发消息；所述源卫星与所述目标卫星之间没有星间链连接时，通过信关站中继收发消息。

在S605，所述源卫星波束控制单元接收后，通过所述源波束向所述卫星终端发送指令。例如，指令可包括所述目标卫星覆盖下的所述目标服务小区系统信息。

在S606，所述卫星终端完成所述服务小区的转换。

根据一些实施例，所述信关站、所述源卫星、所述目标卫星与所述卫星终端协同完成用户面路径的选择和转换配置，通过所述目标波束开始进行数据传输。

在S607，所述源卫星与所述目标卫星不处于同一个跟踪区TA时，所述信关站协同所述目标卫星完成所述TA更新。

根据一些实施例，所述目标卫星波束控制单元向所述信关站上报更新TA请求；所述信关站处理后发送应答消息给所述目标卫星波束控制单元；所述目标卫星完成所述TA的更新；所述目标卫星波束控制单元将所述TA更新完成的消息通过所述目标波束发送至所述卫星终端。

在S608，所述卫星终端移动完成，通过所述目标波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述目标卫星波束控制单元发送事件完成消息，所述目标卫星波束控制单元事件完成消息同步推送至所述源卫星波束控制单元。

根据一些实施例，所述源卫星与所述目标卫星之间有星间链连接时，通过星间链收发消息；所述源卫星与所述目标卫星之间没有星间链连接时，通过信关站中继收发消息。

根据本申请的一些实施例，本申请对星座通信系统进行星地功能和管理区域的划分，并设计用户移动管理的策略及流程，为星座通信系统用户移动性管理提供了解决方案。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (3)

1.一种星座通信系统用户移动性管理的方法，其特征在于，包括：

卫星终端从同卫星同波束分时覆盖下的源服务小区向目标服务小区移动，通过源波束向所述卫星的波束控制单元发送请求和测量报告；

所述卫星波束控制单元处理所述卫星终端的移动性事件,所述移动性事件包括所述服务小区重选、切换和重建；

所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令；

所述卫星终端完成所述服务小区转换；

所述卫星终端通过源波束覆盖的所述目标服务小区控制信道向所述卫星波束控制单元发送事件完成消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送指令，包括：

所述卫星波束控制单元通过所述源波束向所述卫星终端发送所述目标服务小区系统消息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星终端完成所述服务小区转换，包括：

所述卫星与所述卫星终端完成用户面路径转换配置，所述源波束与所述卫星终端之间开始进行数据传输。