[发明专利]一种用于低轨移动卫星通信系统的终端接入与切换方法

说明书

本发明涉及卫星通信领域，公开了一种用于低轨移动卫星通信系统的终端接入与切换方法，其技术方案要点是用户终端通过定位模块获取当前时间和地理位置信息；用户终端通过当前时间和地理位置信息得到历史卫星数据，并根据历史卫星数据选择对应在当前时间和位置的最优卫星完成对星；对星完成后，用户终端通过发起RRM测量选择最优的小区进行入网；入网后的用户终端更新最新卫星数据和持续进行RRM测量，并判断是否进行接入卫星切换和小区切换；当触发预设的接入卫星切换条件，则根据最新卫星数据切换接入卫星；当触发预设的小区切换条件，则根据RRM测量结果选择最优的小区进行入网。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，更具体地说，它涉及一种用于低轨移动卫星通信系统的终端接入与切换方法。

背景技术

目前，低轨移动卫星通信系统已成为卫星通信技术研究领域的热点。低轨移动卫星通信系统提出“天地一体化”的系统架构，在空间段，采用透明转发或处理转发的低轨星座系统，实现广域覆盖和长距离通信接入；在地面段，采用与当前移动通信一致或类似的4G/5G通信技术体系，通过信关站连接接入网eNB/gNB网元和核心网的EPC/GC，从而实现“天网”和“地网”的充分融合和无缝连接。

相比于高轨卫星通信系统，低轨移动卫星通信系统的卫星星座、波束（小区）覆盖、用户终端位置均处于动态移动状态下，系统拓扑结构高度动态。因此，保证用户终端的接入与切换性能，是低轨移动卫星通信系统研究领域重难点问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于低轨移动卫星通信系统的终端接入与切换方法，增强用户侧对于接入和切换的控制能力，降低切换复杂度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于低轨移动卫星通信系统的终端接入与切换方法，包括以下步骤：

用户终端通过定位模块获取当前时间和地理位置信息；

用户终端通过当前时间和地理位置信息得到历史卫星数据，并根据历史卫星数据选择对应在当前时间和位置的最优卫星完成对星；

对星完成后，用户终端通过发起RRM测量选择最优的小区进行入网；

入网后的用户终端更新最新卫星数据和持续进行RRM测量，并判断是否进行接入卫星切换和小区切换；

当触发预设的接入卫星切换条件，则根据最新卫星数据切换接入卫星；当触发预设的小区切换条件，则根据RRM测量结果选择最优的小区进行入网。

作为本发明的一种优选技术方案，所述当前时间和地理位置信息包括当前UTC时间、经度、纬度以及高度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述历史卫星数据为历史保存的低轨星座广播星历、低轨卫星轨道参数。

作为本发明的一种优选技术方案，用户终端根据历史卫星数据选择最优卫星的方法是：根据历史卫星数据预报以当前时间T为起点的的时间段内，用户终端所在位置的卫星星下点轨迹和可视时间，根据终端仰角和可视时间加权算法，选择出最优卫星；入网后的用户终端选择最优卫星的方法是：更新最新卫星数据，包括接收最新的低轨星座广播星历，对星历数据进行解算，预报更新最新卫星数据的时间时段内卫星终端所在位置的卫星星下点轨迹和可视时间，根据终端仰角和可视时间加权算法，选择出最优卫星。

作为本发明的一种优选技术方案，所述终端仰角和可视时间加权算法为：建立代价函数C，令，其中为终端接入卫星仰角加权系数，为卫星可视时间加权系数，为最小仰角，为在T时刻终端卫星接入仰角，为在卫星T时刻剩余可视时间，为卫星最大可视时间，当C的值越小，则卫星更优。

作为本发明的一种优选技术方案，完成对星的方法为：在选择出最优卫星之后，用户终端调整天线对星指向的方位和俯仰角，接入新的卫星。