[發明專利]一種基于主動鄰居選擇的衛星網絡切換備份方法

有效

• 申請號: 201310159610.1
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103237325A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 林福宏;周賢偉;陳月云;王建萍;高俊超;安建偉
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W84/06
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種基于主動鄰居選擇的衛星網絡切換備份方法。

背景技術

衛星通信系統由衛星端、地面端、用戶端三部分組成。衛星端在空中起中繼站的作用，即把地面站發上來的電磁波放大后再返送回另一地面站。地面站（也叫接入終端）則是衛星系統與地面公眾網的接口，地面用戶也可以通過地面站出入衛星系統形成鏈路。用戶端即是各種用戶終端。衛星通信主要有如下一些特點：下行廣播，覆蓋范圍廣；工作頻帶寬；通信質量好；網絡建設速度快、成本低；控制復雜。

在衛星通信系統中，按照衛星或接入終端是否移動，可以分為如下幾種服務方式：

1．衛星靜止（靜止地球軌道（GEO）衛星），接入終端相對靜止；

2．衛星靜止，接入終端移動；

3．衛星移動（高軌和底軌衛星），接入終端移動；

4．衛星移動，接入終端移動。

在上述第一種服務模式中，由于整個衛星通信過程中各部分處于相對穩定狀態，因此整個通信過程可以順利進行。而在后三種情況中，由于衛星或接入終端相對位置變化，并且每一顆衛星的覆蓋區域是有限的，再一次通信過程中存在越區切換問題。

為解決越區切換問題，現有技術中提出了各種接入控制算法，如GSM、CDMA，TD-SCDMA，CDMA2000，WCDMA，LTE等。這些算法主要集中在研究何時服務衛星進入切換狀態（如，用戶的接入功率降低到某一個門限值，則開啟切換），從而降低越區切換過程中通信中斷概率，保障用戶的通信質量。但是，現有的越區切換方法由于沒有提前備份接入終端信息，因此雖然能夠在一定程度上降低越區切換過程中通信中斷概率，但是越區切換的中斷概率仍舊非常高。

而事實上，影響越區切換效果的不僅僅是越區切換時刻的選取，另一個重要的因數是下一顆服務衛星的選取，即接入終端要切換到哪一個衛星來獲取服務，能最大情況下降低切換過程中通信的中斷概率。如果在切換發生前，正在提供服務的衛星監測到接入終端可能要發生切換動作時，可以將一些接入終端的某些信息（如，連接信息）提前備份給下一階段可能提供的衛星上，這樣在后續的切換過程中可以降低越區切換過程中通信中斷的概率，進一步保障了用戶的通信質量。因此，如何設計一種方法選取候選信息備份衛星，既可以降低通信的中斷概率，又可以盡可能的降低備份開銷，是衛星通信系統越區切換中需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明提供一種基于主動鄰居選擇的衛星網絡切換備份方法，用于解決現有的衛星通信越區切換方法由于沒有提前備份接入終端信息造成通信中斷概率高的問題。本發明提供的方法的越區切換中斷概率低，用戶的通信質量好。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種基于主動鄰居選擇的衛星網絡切換備份方法，該方法包括：

初始化接入終端、當前服務衛星以及當前服務衛星的鄰居衛星；

當當前服務衛星監測到接入終端要越區切換時，當前服務衛星通知自身的所有鄰居衛星分別監測接入終端的功率值，并將所有當前服務衛星的鄰居衛星監測到的接入終端的功率值記錄到第一功率表中；

等待預定時間，所有當前服務衛星的鄰居衛星再次監測接入終端的功率值，并將所有當前服務衛星的鄰居衛星監測到的接入終端的功率值記錄到第二功率表中；

將所述第二功率表中記錄的當前服務衛星的每個鄰居衛星監測到的接入終端的功率值減去第一功率表中記錄的同一衛星監測到的接入終端的功率值，并將得到的對應于當前服務衛星的每個鄰居衛星的功率差值記錄到功率差值表中；

選取所述功率差值表中所有大于預定閾值的值所對應的衛星組成候選備份衛星集；

當前服務衛星將接入終端的信息備份在所述候選備份衛星集中的每一個衛星上；

判斷接入終端最終是否切換到所述候選備份衛星集中的任一衛星P上，若是，則該衛星P和接入終端建立連接關系并為接入終端提供服務，并通知所述候選備份衛星集中的其他衛星刪除所備份的接入終端的信息并結束流程；否則，刪除所述候選備份衛星集中所有衛星中所備份的接入終端的信息，結束流程。

優選地，上述方法中，所述預定閾值的確定方法為：

初始化衛星節點門限值為0；

選擇所述功率差值表中所有大于所述衛星節點門限值的值所對應的衛星組成衛星節點集；

根據所述衛星節點集中各衛星在所述功率差值表中對應的值的大小對所述衛星節點集中的元素進行降序排序；