[發明專利]一種低軌衛星系統切換方法

有效

• 申請號: 201910454030.2
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110072264B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 柴蓉;劉沖;陳明龍;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/08;H04W84/06;H04B7/185
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種低軌衛星系統切換方法，屬于衛星通信領域，包括以下步驟：S1：在衛星信關站中建立Active表；S2：衛星信關站確定用戶切換資源預留請求時刻及切換執行時刻；S3：到達資源預留請求時刻，衛星信關站向目標衛星發送資源預留請求消息；S4：目標衛星判斷波束信道資源是否空閑；S5：若目標衛星波束信道資源空閑，則為切換用戶預留波束信道資源，向信關站發送資源預留成功消息；S6：若目標衛星目標波束中無波束信道資源，但存在其它可用信道資源，為切換用戶預留其它可用信道資源，并發送切換通知消息至信關站；S7：若目標衛星目標波束中無可用信道資源，則用戶進入資源預留緩沖區。

技術領域

本發明屬于衛星通信領域，涉及一種低軌衛星系統的切換方法。

背景技術

近年來，衛星通信技術發展迅速，其中，低軌衛星通信系統因通信時延低，傳輸功耗小，覆蓋范圍廣等優點，在個人通信領域有著廣泛的應用。然而，低軌衛星的高速移動導致用戶在通信過程中需面臨頻繁的切換，如何設計高效的切換方法，以解決用戶切換過程中可能出現的傳輸中斷，丟包甚至掉話等問題，實現用戶通信性能提升已成為重要的研究課題。

目前，已有研究考慮衛星通信系統中的切換問題，如專利(申請號CN 108964814A)“一種低軌衛星通信系統的信道切換方法”，提供了一種低軌衛星通信系統的信道切換方法，基于切換用戶中斷概率動態調整所預留切換信道，從而有效降低切換時延，提升切換性能。

現有低軌衛星通信系統的切換方法研究中，已考慮切換信道的預留策略，但未充分考慮低軌衛星的軌道特性及運動規律對切換性能的影響，且較少考慮預留資源可用性對用戶切換性能的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種低軌衛星通信系統的切換方法，提出由衛星信關站創建Active表來保存衛星系統中的用戶關聯信息，根據該關聯信息，切換用戶目標衛星在目標波束中預留源波束中相同頻點的信道資源，以供切換用戶使用。通過低軌衛星的運動規律，可以確定衛星切換的資源預留時刻及切換執行時刻。在資源預留時刻，信關站向目標衛星發送資源預留消息；在切換執行時刻，執行衛星間切換。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種低軌衛星通信系統切換方法，包括以下步驟：

S1：在衛星信關站中建立Active表，用于記錄各用戶當前狀態及用戶所關聯的衛星信息；

S2：衛星信關站根據用戶當前位置信息、用戶當前關聯衛星波束覆蓋范圍及用戶所關聯衛星的移動速度，確定切換資源預留請求時刻及切換執行時刻；

S3：到達資源預留請求時刻，衛星信關站向目標衛星發送資源預留請求消息，其中包含切換用戶信息，目標波束信道資源信息及切換執行時刻；

S4：目標衛星根據資源預留請求消息中目標波束信道資源，判斷波束信道資源是否空閑；

S5：若目標衛星波束信道資源空閑，則為切換用戶預留波束信道資源，并向信關站發送資源預留成功消息；切換執行時刻，目標衛星執行透明模式切換，基于波束信道資源與用戶進行通信，信關站更新Active表；

S6：若目標衛星目標波束中無波束信道資源，但存在其它可用信道資源，為切換用戶預留其它可用信道資源，并發送切換通知消息至信關站；信關站發送切換通知消息至用戶；切換執行時刻，切換用戶執行波束內切換，目標衛星基于目標波束內信道資源與切換用戶進行通信，信關站更新Active表；

S7：若目標衛星目標波束中無可用信道資源，則用戶進入資源預留緩沖區；若切換執行時刻到達前，當前波束存在空閑信道資源，則為切換用戶預留資源；到達切換執行時刻，若已為切換用戶預留切換資源，切換用戶執行切換，信關站更新Active表；否則，切換失敗。