[发明专利]一种低轨卫星面向高速终端的接入与切换方法

权利要求书

1.一种低轨卫星面向高速终端的接入与切换方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1，高速终端接入时，获取高速终端的位置信息、类型和运行轨迹；

步骤2，定义新呼叫和切换呼叫优先级配置；

优先级配置方法遵循实时业务非实时业务，终端速度越快优先级越高的原则；

步骤3，对终端申请位置进行信道资源评估，根据评估获取的信道等级选取接入卫星，完成新呼叫的接入；

步骤3的具体实现方式如下，

(31)通过步骤1获取高速终端的类型和接入位置，利用STK仿真获取高速终端此时的可视卫星数量M；

(32)若M＝0，即当前用户无卫星覆盖时，新呼叫接入失败；

(33)若M＝1，即用户当前只有一颗卫星覆盖时，判断当前卫星是否存在空闲信道，若存在空闲信道则新呼叫直接接入信道；若当前卫星暂时无空闲信道，则将新呼叫加入卫星信道排队队列，信道排队策略如下：用户呼叫加入信道队列后，计算卫星对当前终端的最长服务时间T_max；

配置排队定时器t，当可视卫星空出信道资源且此时t＜T_max，根据队列中的呼叫优先级依次接入卫星信道，若当前呼叫没有成功接入，则更新此时卫星的最大服务时间T_max，并重新配置排队定时器t，重复上述操作，当t＞T_max时丢弃呼叫；

(34)若M1，即用户处于多颗可视卫星的共同覆盖下时，涉及到接入卫星的选取问题；将用户接入位置的信道资源评估等级定为两级，分别是信道资源充足(G₁)和信道资源不足(G₂)，定义D₀表示用户分布密度，信道评估界限值用U₀表示，若D₀＜U₀，表示信道资源充足，此时等级为G₁，否则定义等级为G₂；在信道资源充足的G₁区域，选取当前服务时间最长的卫星完成接入；在信道资源不足的G₂区域，选取当前可视卫星中空闲信道资源最多的卫星完成接入；

步骤4，对终端轨迹进行分段信道资源评估，根据不同轨迹段的信道评估等级，选取切换卫星预留信道执行切换；

步骤4的具体实现方式如下，

(41)获取终端运行轨迹后，根据卫星的轨道参数配置和天线基本参数计算终端运行轨迹中的可视卫星及卫星覆盖具体信息；

(42)对终端运行的轨迹进行综合信道资源评估，根据评估结果将高速终端的轨迹划分为多个不同的轨迹段，在不同轨迹段根据信道评估结果选取服务时间最长或者信道空闲最多的卫星作为切换卫星；

(43)若切换卫星信道空闲，则计算切换时间并提前预留信道资源；

(44)若卫星信道不空闲，则将切换呼叫加入排队队列，按照步骤3的信道排队策略，以切换呼叫的优先级从高到低的顺序依次完成卫星的切换工作；

步骤5，切换卫星服务性能评估。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星面向高速终端的接入与切换方法，其特征在于：步骤1中所述的高速终端类别包括高铁、民用飞机、高速飞行器和低轨卫星。

3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星面向高速终端的接入与切换方法，其特征在于：步骤1中，通过GPS获取高速终端的位置信息，包括经纬度和高度H信息；

获取高速终端具体类型后，记录高速终端的申请时间T₀，将T₀与具体类型终端的轨迹信息数据集进行数据匹配，获取高速终端的运行轨迹，在STK上根据终端轨迹进行用户的运动模型配置。

4.根据权利要求1所述的一种低轨卫星面向高速终端的接入与切换方法，其特征在于：(33)中用户最长服务时间的计算公式为，

其中，γ₀和w是同卫星网络相关的常数，γ_m是终端轨迹的“迹角”，γ(t)表示当前终端在卫星覆盖范围内的点弧距，定义T_c表示卫星对此终端的最长波束覆盖时间。