[发明专利]一种低轨卫星通信系统中的位置管理方法

说明书

本发明涉及一种低轨卫星通信系统中的位置管理方法，属于低轨卫星通信领域。该方法包括：位置更新，在用户终端具有自主定位能力的系统中，当需要进行位置更新的时候，用户终端通过定位系统获取自己的地理位置信息，选择一颗合适的卫星及波束，将位置更新信息发送到卫星，卫星或通过星间链路将该信息转发至地面信关站的位置管理数据库；位置寻呼，当有寻呼到达时，地面信关站通过卫星及波束确定算法，将寻呼信息发送至被呼用户，完成寻呼。本发明平衡了位置更新开销和位置寻呼开销，最大限度地减少了位置管理总开销。

技术领域

本发明属于低轨卫星通信领域，涉及移动性管理中的位置管理，位置更新及位置寻呼，例如寻呼卫星及寻呼波束的确定，通过确定寻呼卫星和波束，对被呼用户进行位置寻呼。

背景技术

低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星通信系统是未来空天地一体化网络的重要组成部分，是当前及未来移动通信领域研究的热点。低轨卫星的轨道高度一般在200～2000km，单颗卫星对地覆盖时间短，大约在10分钟左右。移动性管理是移动通信领域的一个具有挑战性的问题，它主要包括：切换管理和位置管理。位置管理涉及是否可以成功寻呼，在移动性管理中具有举足轻重的作用。

位置管理包括两个方面，位置更新(Location Update)和位置寻呼(Paging)。位置更新是指用户向系统上报自己的位置信息，系统进行登记存储；位置寻呼指的是系统将主叫用户的寻呼消息成功地传递给被呼用户，实现两者之间通信的建立。位置管理涉及到网络处理能力和网络通信能力。网络处理能力涉及到数据库的大小、查询的频度和响应速度等；网络通信能力涉及到传输位置更新和查询信息所增加的业务量和时延等。一个设计良好的位置管理策略可以有效地降低系统开发和信令成本，减少终端用户的能量消耗，显著提高系统性能。如何实现较高寻呼成功率，减少寻呼时延，平衡位置更新与位置寻呼的总开销是位置管理研究的主要问题。

目前，对于低轨卫星网络中的位置管理方面，大多数研究在于终端无自主定位能力，无星上处理能力，采用透明转发方式的，多地面信关站的系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低轨卫星通信系统中的位置管理方法，针对具有自主定位能力的用户终端，卫星具有星上处理能力，单地面信关站的低轨卫星通信系统(也适应于多信关站)，平衡位置更新开销和位置寻呼开销，最大限度减少位置管理总开销。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低轨卫星通信系统中的位置管理方法，包括：

1)位置更新

在用户终端具有自主定位能力的系统中，当需要进行位置更新的时候，用户终端通过定位系统获取自己的地理位置信息，选择一颗合适的卫星及波束，将位置更新信息发送到卫星，卫星(或通过星间链路)将该信息转发至地面信关站的位置管理数据库；

2)位置寻呼

当有寻呼到达时，地面信关站通过卫星及波束确定算法，将寻呼信息发送至被呼用户，完成寻呼。

进一步，所述位置更新具体包括：

(1)用户终端向系统上报自己的位置信息，其触发仅在于是否满足位置更新触发条件，而与用户所处在哪颗卫星、哪个波束没有关系；

(2)卫星在收到用户终端的位置更新请求之后，判断信令的类型和自身的状态；若自身与地面信关站直接连接，则直接发送至地面信关站模块，由地面信关站模块转发至地面运控中心；若自身并没有和地面信关站相连接，则查找与地面信关站相连的最近一颗卫星，发送至星际路由模块，并通过星间最小跳数原则进行星间路由；

(3)地面运控中心在收到用户终端的位置更新请求之后，将用户的地理位置信息进行存储，并给用户终端发送一个位置更新反馈；该反馈沿着原位置更新请求路由线路的相反方向逐次传递，以减少系统的处理次数，减轻系统负担；