[发明专利]低轨卫星数据链的分布式移动性管理方法

说明书

本发明涉及低轨卫星数据链系统的移动性管理技术领域，公开了一种低轨卫星数据链的分布式移动性管理方法，包括：S100，构建若干虚拟服务区；S200，定义卫星服务区地址表示卫星覆盖地理区域、移动用户接入点地址表示卫星接入域、用户私有地址表示用户设备域、移动卫星地址表示卫星运行区域；S300，卫星中设置位置存储表；S400，卫星中设置本地移动位置存储表、广域移动位置存储表；S500，卫星利用位置存储表进行卫星位置更新，利用本地移动位置存储表、广域移动位置存储表进行用户位置更新；S600，当有寻呼发生时，对目的用户进行寻呼；该方法降低了基于虚拟服务区的分布式移动性管理的网络开销，有效减少位置更新的多跳广播开销。

技术领域

本发明涉及低轨卫星数据链系统的移动性管理技术领域，具体涉及一种低轨卫星数据链的分布式移动性管理方法。

背景技术

低轨卫星数据链系统（LEO Datalink：Low Earth Orbit Datalink）居高临下、依天构网，可以有效克服地理地形束缚，为空中、远海、高山、荒原、僻地等提供可与地面数据链相媲美的无线接入和中继传输服务。典型的低轨卫星数据链系统由搭载数据链载荷的低轨卫星星座、网管站、信关站和用户终端组成。低轨卫星星座主要部署在距地面500~ 2000公里的近地轨道上，具有较低的通信时延、更多的可用带宽、在轨卫星功耗更低、全网可用网络容量更高等优势。

低轨卫星移动性管理是一项重要的技术内容，主要目标是为卫星通信系统提供被叫终端的位置信息，保证通信的连续性。这是因为低轨卫星绕地运行过程中，卫星的星下区域并非一成不变，卫星在运行过程中与地面的用户终端以及地面站之间需要不断切换。典型地，当卫星轨道高度为1000公里时，卫星与地面站之间的单次连接时长仅能持续10分钟左右。为了保持网络连接，终端用户需要在不同的服务卫星之间频繁切换，卫星也需要在不同地面站之间频繁切换。目前低轨卫星网络的移动性管理都是集中式或半分布式的，用户终端依赖于地面信关站进行位置注册和更新，存在单点失效、可扩展性差、长时延、信令开销大等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种低轨卫星数据链的分布式移动性管理方法，该方法可以实施分布式移动性管理策略，解决了现有移动性管理的部署困难、信令交换时延长、信令开销大问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

低轨卫星数据链的分布式移动性管理方法，其特征在于，包括：S100，构建若干虚拟服务区，虚拟服务区由若干卫星组成，每个卫星均搭载有计算载荷；S200，定义卫星服务区地址表示卫星覆盖地理区域、移动用户接入点地址表示卫星接入域、用户私有地址表示用户设备域、移动卫星地址表示卫星运行区域，虚拟服务区地址表示虚拟服务区，虚拟服务区地址与卫星服务区地址静态绑定，移动卫星地址与虚拟服务区地址动态绑定，用户私有地址与移动用户接入点地址动态绑定；S300，卫星中设置位置存储表，位置存储表中存储有虚拟服务区地址、卫星成员列表、生存期，虚拟服务区地址用于标识当前卫星服务区对应的虚拟服务区编号，卫星成员列表用于记录归属于当前服务区的移动卫星编号，生存期用于记录各成员卫星在此服务区的剩余服务时间；S400，卫星中设置本地移动位置存储表、广域移动位置存储表，本地移动位置存储表中存储有移动用户接入点地址与用户私有地址的动态绑定关系，广域移动位置存储表中存储有卫星服务区地址与用户私有地址的动态绑定关系；S500，卫星利用位置存储表进行卫星位置更新，利用本地移动位置存储表、广域移动位置存储表进行用户位置更新；S600，当有寻呼发生时，对目的用户进行寻呼。

在本发明中，优选的，S500和S600中的卫星之间的通信采用鱼眼状态路由策略。

在本发明中，优选的，虚拟服务区由2颗本轨道卫星和1至4颗相邻轨道卫星构成，卫星之间通过星间链路进行高速通信，形成一跳的邻接关系。

在本发明中，优选的，位置存储表中还包含下一个虚拟服务区地址。