[发明专利]低轨卫星移动网络终端切换方法、电子设备和介质

说明书

本发明涉及一种低轨卫星移动网络终端切换方法、电子设备和介质，应用于控制器时，所述方法包括:确定预设时间段内的切换时序图；将所述切换时序图发送给首个卫星，通过所述首个卫星对终端进行鉴权，将所述终端接入首个卫星；基于所述切换时序图，将所述终端依次切入所述切换时序图中的每一卫星。基于切换时序图实现低轨卫星移动网络切换控制，使得其在空间网络场景中，具有高可用度和高性能。

技术领域

本发明涉及低轨卫星技术领域，尤其涉及一种低轨卫星移动网络终端切换方法、控制器和介质。

背景技术

低轨卫星（Low Earth Orbit，简称LEO）网络是由围绕地球运行的低轨卫星通过天地链路和星间链路组成的信息网络，其中一个重要应用是提供类似于地面移动网络一样的移动通信和数据服务。提供移动通信服务的低轨卫星网络可成为低轨卫星移动网络。低轨卫星移动网络中，卫星相当于地面基站，负责接入用户，用户则需要持有与网络匹配的终端才能接入网络。在传统地面移动网络中，基站会辐射电磁波，在电磁波覆盖范围内的用户都可以进行接入，这一范围成为小区。类似地，卫星也会产生一个覆盖范围，形成小区。如图1(a)所示，低轨卫星移动网络的控制体制采用软件定义网络（Software-Defined network，SDN），该控制体制设有逻辑上唯一的集中控制器，控制器通过由天地链路和星间链路虚拟成的控制信道与每一个卫星通信。每一个卫星中，有控制代理（Agent），完成控制信息和交换电路配置指令的双向解析。Agent上有控制接口（例如OpenFlow），负责与控制器中相应进程通信。低轨卫星移动网络的切换控制将运行在这样的控制体制上。如图1(b)所示，低轨卫星距离地表km（通常为500km～1200km），卫星辐射角度为（通常为～），这样，理想状况下一颗卫星的覆盖范围是一个半径为的圆形。需要说明的是，为了利于说明切换管理设计，取圆形，实际情况覆盖范围可能有很多变化，和轨道设计、天线设计等相关，但总的不影响切换管理逻辑。相邻卫星的覆盖范围彼此有交叠，为了方便管理，取圆的内接正方形作为小区形状，从而公平分配了交叠范围，如图1(c)所示。为了方便叙述，将一个小区标记为C_i,j，其中是第个轨道，是第个轨道上的第颗星。因此，C_i,j,C_i+1,j,C_i,j+1,C_i+1,j+1是相邻的四个小区，如图1(d)所示。

不同的是，地面移动网络中基站是固定不动的，用户是相对移动的，当用户移出一个基站的覆盖范围时，会接入邻近基站以保证通信的不间断，这一个过程称为切换，地面移动网络的切换是较为缓慢的。而在卫星移动网络中，由于卫星移动速度很快，如果将卫星看作相对静止，用户相对于卫星的移动速度很高，这样需进行频繁的切换来保证通信的连续性。切换控制是移动网络的关键技术，现有的相关技术都来自于地面移动网络系统，包括3G、长期演进（Long-Term Evolution，LTE）和5G等，这些地面移动网络的切换控制技术中，切换是基于事件触发的。卫星移动网络是一个高频切换的应用场景，而地面网络中切换具有低频特征，虽然基于事件的切换方式在地面移动网络中效率很高，但是并不适用于卫星移动网络。第一，卫星移动网络切换非常频繁，为min量级，而卫星和控制器（核心网所在）通信时延比地面大很多，如果每一次切换都访问核心网，控制时延过大，可能造成业务中断；第二，卫星移动网络中，终端配置多入多出（Multi-In-Multi-Out，MIMO）天线技术还不成熟，因而不能够同时测量多个小区的信道参数，也即不能采用事件驱动的方式实施切换管理。由此可知，如何实现低轨卫星移动网络终端切换成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于，提供一种低轨卫星移动网络终端切换方法、控制器和介质，基于切换时序图实现低轨卫星移动网络切换控制，使得其在空间网络场景中，具有高可用度和高性能。

根据本发明第一实施例，提供了一种低轨卫星移动网络终端切换方法，应用于控制器，包括:

确定预设时间段内的切换时序图；