[发明专利]面向低轨道卫星基站-飞行器用户终端的通信连接建立方法

说明书

本发明公开了一种面向低轨道卫星基站‑飞行器用户终端的通信连接建立方法，包括步骤如下：第一低轨道卫星基站获取自身、邻近的卫星以及同一轨道卫星的星历、身份信息，并广播系统信息块信息；飞行器用户终端监听第一低轨道卫星基站广播的系统信息块信息，并结合自身位置、运动信息判断是否与第一低轨道卫星基站建立连接；飞行器用户终端根据卫星的星历、自身位置与运动信息进行定时提前值估计；向第一低轨道卫星基站发送连接请求、发送自身的位置、运动信息、自身的定时提前值估计能力；第一低轨道卫星基站接收到飞行器用户终端连接请求后，反馈上行调度许可，等待飞行器用户终端确认连接建立；待连接建立后，飞行器用户终端周期性进行定时提前值估计，并更新定时提前值。

技术领域

本发明涉及面向移动通信技术领域，更具体的，涉及面向5G的非陆地网络 (Non-Terrestrial Networks，NTN)场景下，低轨道卫星基站(Low Earth Orbit Satellite BaseStation，LEO-SBS)与飞行器用户设备(User Equipment，UE)的通信建立连接的方法。

背景技术

NTN通信技术通过卫星、高空平台站(High Altitude Platform Station，HAPS)等为飞行器用户设备(User Equipment，UE)提供通信服务，是未来空天地海一体化网络演进发展的重要支撑基础。

NTN通信平台包括地球同步轨道(Geostationary Earth orbit，GEO)卫星、中地球轨道(Medium Earth Orbit，MEO)卫星、低地球轨道(Low Earth Orbit， LEO)卫星、高椭圆轨道(High Elliptical Orbit，HEO)卫星以及包括高空平台站在内的无人机系统(Unmanned Aerial System，UAS)[3GPP Technical Specification 38.811V15.1.0(2019-06),“Study on New Radio(NR)to support non-terrestrial networks”,www.3gpp.org]。

NTN平台之间的相互通信及与地面站的连接来实现对UE的通信服务。高海拔的特点赋予它们广泛的服务覆盖能力，同时减少了其对物理攻击和自然灾害的脆弱性。因此，NTN可以在地面5G网络无法覆盖的非常规服务区域(如隔离 /偏远区域、飞机或船只等)和服务不足的区域(如郊区、农村区域等)提供5G 服务，以经济有效的方式弥补地面网络的限制。同时，它还可通过为设备间通信 (Machine-to-Machine，M2M)、物联网(Internet ofThings，IoT)设备或移动平台上的乘客(如机动车、飞机、轮船、高铁、公共汽车等)的乘客提供连续服务，从而确保网络对任何地方的UE的服务可用性。3GPP对NTN的卫星通信场景作了如下规定[3GPP Technical Specification 38.821V16.0.0(2019-12), “Solutions forNR to support non-terrestrial networks(NTN)”,www.3gpp.org]：基于GEO的透传卫星场景A(Scenario A)及再生卫星场景B(Scenario B)，和基于 LEO(非GEO平台)的透传卫星场景C(Scenario C)及再生卫星场景D(Scenario D)。对于GEO卫星，由于位置对地面相对静止，其网络身份特点，如5G基站 (gNB)标识(ID)，小区ID，跟踪区域代码(Track Area Code，TAC)等，与地面网络相似。对于LEO卫星，其覆盖范围会由于轨道运动而移动，导致网络的移动性是卫星运动和UE运动的共同作用的结果；而卫星移动的快速性，导致可能每几秒或十几秒就要发生一次切换。