CN114884553B - 卫星通信系统移动性管理的方法及管理波位参数集的方法 - Google Patents

卫星通信系统移动性管理的方法及管理波位参数集的方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出一种卫星通信系统移动性管理的方法及管理星座网络接入网空口波位参数集的方法。一种卫星通信系统移动性管理的方法,包括:对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理;信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理;当所述卫星离开当前服务小区时,所述卫星将波位参数集镜像传输给接续卫星,从而完成波位状态同步以实现通信服务的连续性。本申请的卫星通信系统移动性管理的方法,可以解决低轨卫星互联网星座的多星移动性管理问题,在卫星通信系统中实现基于星座承载网的多星移动性管理。

Description

卫星通信系统移动性管理的方法及管理波位参数集的方法
技术领域
本申请涉及卫星通讯领域,具体而言,涉及一种卫星通信系统移动性管理的方法及管理星座网络接入网空口波位参数集的方法。
背景技术
低轨卫星与终端之间的相对高速运动,会引起网络拓扑的动态变化和频繁切换等问题,导致终端在网络中的接入位置不断变化,严重影响服务的连续性和可靠性。为了保障网络服务质量,用户及星座卫星的移动性管理是关键。传统卫星通信系统多采用跟踪或静态覆盖的方式,为用户提供点到点数据传输服务,不涉及卫星的移动性管理问题。DVB-S2X标准提供了物理层和MAC层协议,可支持跳波束分时覆盖,但是缺少移动性管理高层协议。针对高轨卫星的GMR(GEO-Mobile Radio Interface)标准提供了卫星移动通信中的用户移动性管理协议,但是未考虑高动态运行条件下的卫星移动性管理问题。
当前通用的卫星管理方法中,基于DVB系列标准的管理方案无法支持星座卫星移动性管理,缺少星地融合的移动性管理高层协议;基于DVB系列标准的管理方案,适用于单星卫星通信系统,不适用星座通信系统;基于GMR系列标准的管理方案,适用于GEO卫星,不支持高动态运行条件下的卫星移动性管理。技术人员在考虑卫星通信系统的移动性管理需求后,提出一种卫星通信系统移动性管理的方法。
在所述背景技术部分,公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术信息。
发明内容
本申请旨在提供一种卫星通信系统移动性管理的方法及管理星座网络接入网空口波位参数集的方法,能够有效的解决卫星移动性管理的问题。
根据本申请的一方面,提出一种卫星通信系统移动性管理的方法,包括:
对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理;
信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理;
当所述卫星离开当前服务小区时,所述卫星将波位参数集镜像传输给接续卫星,从而完成波位状态同步以实现通信服务的连续性。
根据一些实施例,所述对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理,包括:
对接入网单元路由编址;
对承载网单元路由编址。
根据一些实施例,所述对接入网单元路由编址以及对承载网单元路由编址,分别包括:
对控制面路由编址,用于控制信道;
对用户面路由编址,用于建立业务数据信道;
对操作维护面路由编址,用于建立系统运行维护信道。
根据一些实施例,所述对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理,包括:
基于MAC对卫星路由进行分类解耦并编址;和/或
基于IP对卫星路由进行分类解耦并编址;和/或
基于自定义多协议标签对卫星路由进行分类解耦并编址。
根据一些实施例,所述卫星通信系统移动性管理的方法还包括:
所述卫星通过馈电链路直接接入所述承载网;和/或
所述卫星通过星间链多跳接入所述承载网。
根据一些实施例,所述信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理,包括:
当所述卫星在第一信关站的可通信范围内时,与所述第一信关站建立馈电连接,所述第一信关站的运控单元维护所述卫星的链路状态;
当所述卫星运行脱离所述第一信关站的可通信范围,并在第二信关站可通信范围内时,进行卫星馈电链路切换,建立与所述第二信关站的馈电连接,所述第二信关站的运控单元完成链路切换管理;
当所述卫星运行脱离所述第一信关站的可通信范围,且无其他信关站可通信时,进行卫星馈电至星间链路切换,通过星间链路实现基于多跳的星地通信。
根据一些实施例,所述格式化消息基于统一的卫星链路状态表。
根据一些实施例,所述波位参数集包括:
小区级参数、跳波束波控参数、接入网路由参数及组网管理参数。
本申请还提出一种管理星座网络接入网空口波位参数集的方法,包括:
源卫星及接续卫星向馈电连接的信关站周期上报链路状态和空口波束信息;
所述信关站根据所述源卫星及所述接续卫星的链路状态,向所述源卫星、和所述接续卫星发送镜像指令;
所述接续卫星向所述源卫星发送镜像请求;
所述源卫星向所述接续卫星发送波位参数集镜像文件;
所述接续卫星根据接收到的波位参数集镜像文件完成接入网空口波位参数配置更新;
所述源卫星及所述接续卫星向馈电连接的所述信关站报告镜像完成。
根据一些实施例,所述管理星座网络接入网空口波位参数集的方法还包括:
目标卫星向馈电连接的信关站周期上报链路状态和空口波束信息;
源卫星馈电连接的信关站及目标卫星馈电连接的信关站之间通过地面网实现卫星的链路状态消息同步;
所述信关站根据所述源卫星及所述目标卫星的链路状态,向所述源卫星和所述目标卫星发送镜像指令;
所述源卫星向所述目标卫星发送镜像请求;
所述目标卫星向所述源卫星发送波位参数集镜像文件;
所述源卫星根据接收到的波位参数集镜像文件完成接入网空口波位参数配置更新;
所述目标卫星向馈电连接的所述信关站报告镜像完成。
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
通过参照附图详细描述其示例实施例,本申请的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出根据本申请示例实施例的卫星通信系统移动性管理的方法示意图。
图2示出根据本申请一些实施例的卫星通信系统移动性管理的方法示意图。
图3示出根据本申请另一实施例的卫星通信系统移动性管理的方法流程图。
图4示出根据本申请另一实施例的卫星通信系统移动性管理的方法示意图。
图5示出根据本申请一些实施例的管理星座网络接入网空口波位参数集的方法流程图。
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。
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。
按地理区域划分小区时,小区内用户由当前时刻该小区服务卫星提供业务传输宽带服务,以小区波位为系统逻辑设计中心。卫星通过业务波束按需跳变的工作方式为用户提供服务。
低轨星座卫星通信系统可划分为三部分:接入网、承载网、核心网。通过接入网和承载网分级管理分别实现对用户终端的移动性管理和对卫星的移动性管理,即系统通过卫星接入网实现用户终端的接入和用户终端移动性管理,通过星座承载网实现对多颗卫星的移动性管理。
在卫星承载网中,将多颗卫星看作承载网的终端设备,每个卫星节点包括不同类型链路:用户链路、星间链路和馈电链路。由信关站整体规划波位服务状态,并实时监测和统一调度卫星的工作状态。
本申请提出一种新的卫星通信系统移动性管理的方法及管理星座网络接入网空口波位参数集的方法,可以解决低轨卫星互联网星座的多星移动性管理问题,在卫星通信系统中实现基于星座承载网的多星移动性管理。
下面将参照附图,对根据本申请实施例的卫星通信系统移动性管理的方法及管理星座网络接入网空口波位参数集的方法进行详细说明。
图1示出根据本申请示例实施例的卫星通信系统移动性管理的方法示意图。
参见图1,所述卫星通信系统移动性管理的方法包括:对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理;信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理;当所述卫星离开当前服务小区时,所述卫星将波位参数集镜像传输给接续卫星,从而完成波位状态同步以实现通信服务的连续性。
如图1所示,对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理。
在星座承载网中,卫星需要有唯一的识别号,用于对卫星路由寻址以实现状态管理,因此可以通过对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理。
根据一些实施例,如图2所示,对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理包括对接入网单元路由编址和对承载网单元路由编址。
根据一些实施例,如图2所示,对接入网单元路由编址以及对承载网单元路由编址,分别包括:对控制面路由编址,用于控制信道;对用户面路由编址,用于建立业务数据信道;对操作维护面路由编址,用于建立系统运行维护信道。
根据一些实施例,在对卫星路由进行分类解耦并编址以实现所述卫星的状态管理的过程中,卫星编址方式有多种,可以是基于MAC对卫星路由进行分类解耦并编址,可以是基于IP对卫星路由进行分类解耦并编址,也可以是基于自定义多协议标签对卫星路由进行分类解耦并编址,本申请不做限制。
如图1所示,信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理。
由于卫星链路包括前、后、左、右星间链路和星地馈电链路,需设计统一卫星链路状态模板进行管理,卫星链路状态可以转换为相对应的格式化信息,信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理。
如图1所示,当所述卫星离开当前服务小区时,所述卫星将波位参数集镜像传输给接续卫星,从而完成波位状态同步以实现通信服务的连续性。
当所述卫星离开当前服务小区时,为了保障通信服务的连续性,需要其他卫星提供接续服务,所述卫星将波位参数集镜像传输给接续卫星,从而完成波位状态同步以实现通信服务的连续性。
图3示出根据本申请另一实施例的卫星通信系统移动性管理的方法流程图。
如图3所示,在S302,建链请求。
卫星向临近信关站发出建链请求。
在S304,信关站应答。
卫星收到来自信关站的建链回应。
在S306,建链完成。
卫星通过馈电连接接入信关站。
在S308,实时发送卫星状态消息。
卫星将状态信息实时共享给完成馈电连接的信关站。
在S310,调度管理。
完成馈电连接的信关站根据需求对卫星发送工作指令。
根据一些实施例,卫星可以通过馈电链路直接接入承载网,卫星也通过星间链多跳接入承载网,本申请不做限制。
图4示出根据本申请另一实施例的卫星通信系统移动性管理的方法示意图。
根据一些实施例,卫星链路包括前、后、左、右星间链路和星地馈电链路,由统一的卫星链路状态模板进行管理,信关站根据接收到的格式化消息,对每颗卫星进行链路连接状态管理。
如图4所示,当所述卫星在第一信关站的可通信范围内时,与所述第一信关站建立馈电连接,所述第一信关站的运控单元维护所述卫星的链路状态。
当所述卫星运行脱离所述第一信关站的可通信范围,并在第二信关站可通信范围内时,进行卫星馈电链路切换,建立与所述第二信关站的馈电连接,所述第二信关站的运控单元完成链路切换管理。
当所述卫星运行脱离所述第一信关站的可通信范围,且无其他信关站可通信时,进行卫星馈电至星间链路切换,通过星间链路实现基于多跳的星地通信。
图5示出根据本申请一些实施例的管理星座网络接入网空口波位参数集的方法流程图。
参见图1,如图5所示,在S502,源卫星及接续卫星向馈电连接的信关站周期上报链路状态和空口波束信息。
在S504,所述信关站根据所述源卫星及所述接续卫星的链路状态,向所述源卫星、和所述接续卫星发送镜像指令。
在S506,所述接续卫星向所述源卫星发送镜像请求。
在S508,所述源卫星向所述接续卫星发送波位参数集镜像文件。
在S510,所述接续卫星根据接收到的波位参数集镜像文件完成接入网空口波位参数配置更新。
在S512,所述源卫星及所述接续卫星向馈电连接的所述信关站报告镜像完成。
在S514,目标卫星向馈电连接的信关站周期上报链路状态和空口波束信息。
在S516,源卫星馈电连接的信关站及目标卫星馈电连接的信关站之间通过地面网实现卫星的链路状态消息同步;
在S518,所述信关站根据所述源卫星及所述目标卫星的链路状态,向所述源卫星和所述目标卫星发送镜像指令;
在S520,所述源卫星向所述目标卫星发送镜像请求;
在S522,所述目标卫星向所述源卫星发送波位参数集镜像文件;
在S524,所述源卫星根据接收到的波位参数集镜像文件完成接入网空口波位参数配置更新;
在S526,所述目标卫星向馈电连接的所述信关站报告镜像完成。
根据一些实施例,如表1所示,波位参数集包括小区级参数、跳波束波控参数、接入网路由参数及组网管理参数,本申请不做限制。
表1波位镜像参数集
根据一些实施例,小区级参数包括小区ID、小区状态信息、跳波束周期定时器、跳波束周期起始空闲定时器,本申请不做具体限制。
根据一些实施例,跳波束波控参数包括小区簇ID、小区簇分配信息、跳波束周期、终端广播周期、波束跳变图谱,本申请不做具体限制。
根据一些实施例,接入网路由参数包括接入网控制面路由IP、接入网用户面路由IP,本申请不做具体限制。
根据一些实施例,组网管理参数包括信关站能管理的波位集合跟踪区编号,本申请不做具体限制。
以上对本申请实施例进行了详细描述和解释。应清楚地理解,本申请描述了如何形成和使用特定示例,但本申请不限于这些示例的任何细节。相反,基于本申请公开的内容的教导,这些原理能够应用于许多其它实施例。
通过对示例实施例的描述,本领域技术人员易于理解,根据本申请实施例的技术方案至少具有以下优点中的一个或多个。
根据本申请的一些实施例,本申请的卫星通信系统移动性管理的方法及管理星座网络接入网空口波位参数集的方法,将卫星看作星座承载网的终端设备,基于用户移动性管理和卫星移动性管理分离独立设计,提出卫星编址方式和编址策略。
根据本申请的一些实施例,本申请设计卫星链路状态模板、卫星接入承载网信令流程、以及波位镜像参数集和镜像流程,有效解决基于固定跳波束波位的卫星移动性管理问题,提升系统资源利用率和网络服务质量。
根据本申请的一些实施例,本申请基于星座承载网的卫星移动性管理方案,可实现星座自组网与测运控一体星地协同管理。
根据本申请的一些实施例,本申请不仅适用于低轨互联网星座,也适用于其他需要基于自组织网状网络和移动性管理的高中低轨卫星通信系统。
以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是,本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法;相反,本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (9)

1.一种卫星通信系统移动性管理的方法,其特征在于,包括:
对卫星路由进行分类解耦并编址,为每个卫星配置唯一的识别号;
根据所述识别号,将卫星链路状态进行格式化,并发送给信关站;
所述信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态的管理;
当所述卫星离开当前服务小区时,根据所述链路连接状态,所述卫星将波位参数集镜像传输给接续卫星。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对卫星路由进行分类解耦并编址,包括:
对接入网单元路由编址;
对承载网单元路由编址。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述对接入网单元路由编址包括:
对控制面路由编址;
对用户面路由编址;
对操作维护面路由编址;
所述对承载网单元路由编址包括:
对控制面路由编址;
对用户面路由编址;
对操作维护面路由编址。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对卫星路由进行分类解耦并编址,包括:
基于MAC对卫星路由进行分类解耦并编址;
基于IP对卫星路由进行分类解耦并编址;
基于自定义多协议标签对卫星路由进行分类解耦并编址。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
所述卫星通过馈电链路直接接入所述承载网;
所述卫星通过星间链路多跳接入所述承载网。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述信关站根据收到的格式化信息对所述卫星进行链路连接状态管理,包括:
当所述卫星在第一信关站的可通信范围内时,与所述第一信关站建立馈电连接,所述第一信关站的运控单元维护所述卫星的链路状态;
当所述卫星运行脱离所述第一信关站的可通信范围,并在第二信关站可通信范围内时,进行卫星馈电链路切换,建立与所述第二信关站的馈电连接,所述第二信关站的运控单元完成链路切换管理;
当所述卫星运行脱离所述第一信关站的可通信范围,且无其他信关站可通信时,进行卫星馈电至星间链路切换,通过星间链路实现基于多跳的星地通信。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述波位参数集包括:
小区级参数、跳波束波控参数、接入网路由参数及组网管理参数。
8.一种管理星座网络接入网空口波位参数集的方法,其特征在于,包括:
源卫星及接续卫星向馈电连接的信关站周期上报链路状态和空口波束信息;
所述信关站根据所述源卫星及所述接续卫星的链路状态,向所述源卫星和所述接续卫星发送镜像指令;
所述接续卫星向所述源卫星发送镜像请求;
所述源卫星向所述接续卫星发送波位参数集镜像文件;
所述接续卫星根据接收到的波位参数集镜像文件完成接入网空口波位参数配置更新;
所述源卫星及所述接续卫星向馈电连接的所述信关站报告镜像完成。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:
目标卫星向馈电连接的信关站周期上报链路状态和空口波束信息;
源卫星馈电连接的信关站及目标卫星馈电连接的信关站之间通过地面网实现卫星的链路状态消息同步;
根据所述源卫星及所述目标卫星的链路状态,源卫星馈电连接的所述信关站向所述源卫星发送镜像指令,目标卫星馈电连接的所述信关站向所述目标卫星发送镜像指令;
所述源卫星向所述目标卫星发送镜像请求;
所述目标卫星向所述源卫星发送波位参数集镜像文件;
所述源卫星根据接收到的波位参数集镜像文件完成接入网空口波位参数配置更新;
所述目标卫星向馈电连接的所述信关站报告镜像完成。
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