[发明专利]结合位置信息和信道测量信息实现的切换方法及系统

说明书

本发明提出了一种结合位置信息和信道测量信息实现的切换方法及系统，该方法包括：位置服务器预估一段时间内终端的切换时刻与波束列表，接入网控制器判断当前时刻与最近切换时刻的时间差是否能够完成基于测量的切换流程；若能则进行信道测量；接入网控制器收到信道测量报告的时间与最近切换时刻的时间差是否小于阈值；如果小于利用切换时刻与波束列表进行切换；如果大于则综合信道质量与波束列表决定切换时刻和目标波束。本发明结合终端位置信息和信道测量信息，提高了切换的效率和可靠性，根据当前时间与切换时刻的差值灵活调整切换方式，增加切换成功的概率。在系统最优的原则下，将算力放在地面进行，减少卫星与网络的计算开销，减低商用成本。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种低轨卫星在通信过程中的星间及波束间切换方案设计，特别是一种基于位置信息和信道测量信息结合实现的切换方法及系统。

背景技术

为了保证通信中的用户到卫星的通信链路不随卫星或用户的移动而中断，用户数据能够顺利接入卫星，并在天基承载网与接入网之间可以顺利转换。当前低轨卫星切换实现流程研究主要分为基于测量的切换和基于位置的切换两种。铱星使用传统地面网络的基于测量的切换流程，虽然有成熟的标准协议和上下游产业链，但是在切换过程中至少需要通过4条信令交互，才能完成切换。网络下发测量配置，终端测量波束列表中的波束强度上报切换波束，网络判决切换波束触发切换，终端执行切换后发送切换完成信令。这种切换方法在低轨星座网络的产生的时延为百毫秒量级，不仅使用户体验感极差，且极易导致切换失败。而终端基于位置信息的切换，由测运控提供卫星星历信息，网络提前规划切换时刻及切换波束，由终端执行切换。由于在切换准备、切换判决等过程都在网络侧完成，基于位置信息的切换仅使用两条信令即可完成切换，时延较低。但是该切换方法不具备实时性，受卫星健康状态、卫星抖动及信道干扰等因素影响，仅依靠星历信息，无法保证切换的可靠性。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于位置信息和信道测量信息结合实现的切换方法及系统。

为实现上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种结合位置信息和信道测量信息实现的切换方法，其包括如下步骤：

位置服务器获取卫星星历信息；

位置服务器将卫星波束地面覆盖范围划分成多个单元格；

位置服务器获取终端位置并判断终端所在单元格；

位置服务器根据终端位置信息以及卫星星历信息预估一段时间T内终端的切换时刻，对切换时刻所对应的单元格中维护的波束进行排序，形成波束列表，将切换时刻及波束列表发送给接入网控制器；

接入网控制器判断当前时刻与最近切换时刻的时间差是否能够完成基于测量的切换流程；若不能完成，则利用位置服务器推送的切换时刻与波束列表进行切换；若能够完成，则进行信道测量；

接入网控制器收到信道测量报告的时间与最近切换时刻的时间差是否小于阈值t；如果小于，则利用位置服务器推送的切换时刻与波束列表进行切换；如果大于，则综合信道质量与位置服务器推送的波束列表决定切换时刻和目标波束。

基于以上技术方案，本发明的切换方法结合终端位置信息和信道测量信息，改进了基于测量的切换机制由于长时延导致的切换失败，以及位置信息不具备实时性和不可靠性，提高了切换的效率和可靠性。本发明还可根据当前时间与切换时刻的差值灵活调整切换方式，增加切换成功的概率。在系统最优的原则下，将算力放在地面进行，减少卫星与网络的计算开销，减低商用成本。

根据本发明的一种优选实施方式，还包括具体切换的步骤：

接入网控制器将切换时刻和目标波束发送给服务卫星，服务卫星接收到该重配置命令并将其转发给终端，服务卫星发送重配置命令后立即停止发送下行数据；