[發明專利]低軌衛星移動網絡終端切換方法、電子設備和介質

有效

• 申請號: 202010570868.0
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111541479B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王岑;焦石;陳津林;賈利敏
• 申請（專利權）人: 北京前沿探索深空科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L29/06;H04W12/06
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 丁慧玲;壽寧

本發明涉及一種低軌衛星移動網絡終端切換方法、電子設備和介質，應用于控制器時，所述方法包括:確定預設時間段內的切換時序圖；將所述切換時序圖發送給首個衛星，通過所述首個衛星對終端進行鑒權，將所述終端接入首個衛星；基于所述切換時序圖，將所述終端依次切入所述切換時序圖中的每一衛星?；谇袚Q時序圖實現低軌衛星移動網絡切換控制，使得其在空間網絡場景中，具有高可用度和高性能。

技術領域

本發明涉及低軌衛星技術領域，尤其涉及一種低軌衛星移動網絡終端切換方法、控制器和介質。

背景技術

低軌衛星（Low Earth Orbit，簡稱LEO）網絡是由圍繞地球運行的低軌衛星通過天地鏈路和星間鏈路組成的信息網絡，其中一個重要應用是提供類似于地面移動網絡一樣的移動通信和數據服務。提供移動通信服務的低軌衛星網絡可成為低軌衛星移動網絡。低軌衛星移動網絡中，衛星相當于地面基站，負責接入用戶，用戶則需要持有與網絡匹配的終端才能接入網絡。在傳統地面移動網絡中，基站會輻射電磁波，在電磁波覆蓋范圍內的用戶都可以進行接入，這一范圍成為小區。類似地，衛星也會產生一個覆蓋范圍，形成小區。如圖1(a)所示，低軌衛星移動網絡的控制體制采用軟件定義網絡（Software-Defined network，SDN），該控制體制設有邏輯上唯一的集中控制器，控制器通過由天地鏈路和星間鏈路虛擬成的控制信道與每一個衛星通信。每一個衛星中，有控制代理（Agent），完成控制信息和交換電路配置指令的雙向解析。Agent上有控制接口（例如OpenFlow），負責與控制器中相應進程通信。低軌衛星移動網絡的切換控制將運行在這樣的控制體制上。如圖1(b)所示，低軌衛星距離地表km（通常為500km～1200km），衛星輻射角度為（通常為～），這樣，理想狀況下一顆衛星的覆蓋范圍是一個半徑為的圓形。需要說明的是，為了利于說明切換管理設計，取圓形，實際情況覆蓋范圍可能有很多變化，和軌道設計、天線設計等相關，但總的不影響切換管理邏輯。相鄰衛星的覆蓋范圍彼此有交疊，為了方便管理，取圓的內接正方形作為小區形狀，從而公平分配了交疊范圍，如圖1(c)所示。為了方便敘述，將一個小區標記為C_i,j，其中是第個軌道，是第個軌道上的第顆星。因此，C_i,j,C_i+1,j,C_i,j+1,C_i+1,j+1是相鄰的四個小區，如圖1(d)所示。

不同的是，地面移動網絡中基站是固定不動的，用戶是相對移動的，當用戶移出一個基站的覆蓋范圍時，會接入鄰近基站以保證通信的不間斷，這一個過程稱為切換，地面移動網絡的切換是較為緩慢的。而在衛星移動網絡中，由于衛星移動速度很快，如果將衛星看作相對靜止，用戶相對于衛星的移動速度很高，這樣需進行頻繁的切換來保證通信的連續性。切換控制是移動網絡的關鍵技術，現有的相關技術都來自于地面移動網絡系統，包括3G、長期演進（Long-Term Evolution，LTE）和5G等，這些地面移動網絡的切換控制技術中，切換是基于事件觸發的。衛星移動網絡是一個高頻切換的應用場景，而地面網絡中切換具有低頻特征，雖然基于事件的切換方式在地面移動網絡中效率很高，但是并不適用于衛星移動網絡。第一，衛星移動網絡切換非常頻繁，為min量級，而衛星和控制器（核心網所在）通信時延比地面大很多，如果每一次切換都訪問核心網，控制時延過大，可能造成業務中斷；第二，衛星移動網絡中，終端配置多入多出（Multi-In-Multi-Out，MIMO）天線技術還不成熟，因而不能夠同時測量多個小區的信道參數，也即不能采用事件驅動的方式實施切換管理。由此可知，如何實現低軌衛星移動網絡終端切換成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明目的在于，提供一種低軌衛星移動網絡終端切換方法、控制器和介質，基于切換時序圖實現低軌衛星移動網絡切換控制，使得其在空間網絡場景中，具有高可用度和高性能。

根據本發明第一實施例，提供了一種低軌衛星移動網絡終端切換方法，應用于控制器，包括:

確定預設時間段內的切換時序圖；