分层网络的注册方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；所述无线网络节点将所述注册结果广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。本发明专利技术的方法的空中网络可以是卫星网络，所述的分层网络即是卫星网络和地面无线网络构成的分层网络。本发明专利技术的方法的空中网络可以是气球网络，所述的分层网络即是气球网络和地面无线网络构成的分层网络。

【技术实现步骤摘要】
分层网络的注册方法、装置和系统
本专利技术涉及卫星通信领域，特别涉及一种分层网络的注册方法、装置和系统。
技术介绍
卫星通信技术经过多年的发展，广泛应用在遥感，监测，物流跟踪，定位，广播和宽带业务领域中。卫星通信的现状是独立的发展，单独运营。1987年，移动电话全球普及率不到10％，技术不成熟，通话地域有限，GSM网间漫游和切换时常发生掉线。“铱星计划”使人类在任何“能见到天空的地方”都可中断的通信，打造“真正意义上的全球通”。其后的结果是GSM由于技术的飞越发展，用户和业务开展顺利，而卫星业务由于技术更新缓慢，业务和用户不足以支撑盈利，导致破产。卫星通信的发展策略制定和执行也并没有结合移动通信进行调整调整。所以卫星通信发展识别的教训是：独立于蜂窝发展，并在竞争中失败！卫星通信由于其覆盖广，跟踪能力强，仍然获得一定的发展。而地面网络虽然获得了广大的用户，但是由于各国部署运营商独立部署网络，跨国业务必须付出很高的漫游费用。而且，很多地区例如沙漠和海平面等都基本没有信号或者覆盖很弱。卫星网络由于存在室内覆盖问题，容量问题，其独立业务发展受到约束。所以未来卫星网络的发展技术路线是向地面网络融合，而地面网络的发展是需要卫星网络补充进去，形成优势互补。地面网络的用户在有地面网络信号时，优先接入到地面网络，这是因为地面网络容量大，且延迟低。地面网络的用户在地面网络信号丢失或者很差，例如在野外、沙漠等，即可接入到卫星网络。为了保证地面用户的业务相对连续，需要有一套技术确保地面用户快速完成从地面网络到卫星的切换以及从卫星网络到地面网络的切换。这样卫星上的交换处理单元建立与现有无线通信网络之间的关联，用卫星系统进行通信过程中的信令的正常交互。在用卫星系统进行通信中的信令的正常交互前，现有技术中的是由终端触发向卫星路由器注册交换信息，即现有技术中是基于用户级的信息注册，其缺点是卫星系统容量本来就不够，不足以支撑上亿用户在短时间内的周期注册，而且现有技术需要地面用户实时跟踪卫星网络的信号，这样对地面用户终端的电池有很大的挑战。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于无线基站设备级向空中网络进行注册技术以支撑上亿用户在短时间内的周期注册并提高用户终端的电池使用时长。本专利技术实施例应用在分层网络中。一种分层网络包括一层地面网络和至少一层空中网络。其中，在一个实施例中，空中网络可以由一层或多层气球网络(不同的高度)；或者也可以由一层或多层卫星网络(不同轨道高度)；或者一层或者多层混合网络(不同高度的气球和卫星)组成。在分层网络下，地面网络假定静止不动，而空中网络则可能相对地面发生变动，尤其是卫星网络，除同步卫星外，都与地面有相当大的移动速度。而气球网络由于部署的灵活性，也具有一定的移动性。从而导致卫星节点和地面无线节点之间覆盖重叠的区域不断变化。在不断变化的过程中，如果要通过空中网络和地面网络进行通信，需要及时获取空中网络中网络节点的位置，并进行注册然后切换到最新的空中网络节点中。本专利技术公开了一种基于分层网络的无线注册方法，属于具有空中网络和地面网络多层网络系统
该方法包括：1)地面网络无线节点定时或者基于空中网络节点状态的改变，向空中网络发起注册请求；2)空中网络节点接收到注册请求后，记录为本地无线节点路由表，经过空中网络的路由表信息交换之后，生成全球无线节点路由表。3)地面网络无线节点接收注册响应，并生成相应的空中网络节点属性以及波束属性信息。4)无线节点将空中网络节点属性以及波束属性信息发送给移动用户，移动用户存储在内存。5)移动用户用相应的空中网络节点属性以及波束属性信息快速完成从地面无线节点向空中节点快速切换。5)空中网络结合全球无线节点路由表，可以为移动用户建立数据会话以及语音连接。无线网络节点注册成功，空中网络的空中网络节点会存储一个以无线网络节点为用户的本地路由信息。空中网络节点通过交换本地路由信息，将构成一个以无线网络节点为用户的全球路由信息。本专利技术的方法的空中网络可以是卫星网络，所述的分层网络即是卫星网络和地面无线网络构成的分层网络。本专利技术的方法的空中网络可以是气球网络，所述的分层网络即是气球网络和地面无线网络构成的分层网络。本专利技术又一实施例公开了一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；所述无线网络节点将所述注册结果携带在广播消息中，并将所述广播消息广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。所述无线网络节点获得空中网络节点的注册结果，包括：所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求；所述无线网络节点接收所述空中网络节点注册响应消息获取所述注册结果。或者，所述无线网络节点获得空中网络节点注册结果，包括：所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点通过公共信道监听以获取所述空中网络节点的注册结果。所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求，包括：所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态，包括：所述无线网络节点监测所述空中网络节点的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向；所述当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求，具体包括：当所述无线网络节点检测到所述卫星节的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。可选地，所述无线网络节点周期性的向所述空中网络节点发起注册请求。可选地，所述注册请求携带所述无线网络节点的属性信息。本专利技术又一实施例提供一种地面移动用户快速切换方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：移动用户接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；移动用户通过空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息。移动用户接收所述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过所述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。本专利技术又一实施例提供一种建立数据会话的方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，所述方法包括：空中网关节点接收移动用户通过信令信道发送的数据会话请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述移动用户发送的接入请求后为所述移动用户分配的；所述空中网关节点和所述空中网络节点位于所述空中网络中；为所述移动用户分配空地链路资源；所述空地链路资源和所述端到端空中网络资源用于使所述移动用户通过所述空中网络和所述地面网络完成数据业务通信；空中网关节点发送会话成功消息给所述移动用户；所述空中网关节点是所述空中网络的控制器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；所述无线网络节点将所述注册结果广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。

【技术特征摘要】
1.一种分层网络的注册方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：无线网络节点获得空中网络节点的注册结果；所述无线网络节点位于所述地面网络中，所述空中网络节点位于所述空中网络中，且覆盖所述无线网络节点；所述注册结果包括所述空中网络节点的属性信息和波束信息；所述无线网络节点将所述注册结果广播给所述无线网络节点所覆盖的移动用户。2.如权利要求1所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点获得空中网络节点的注册结果，包括：所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求；所述无线网络节点接收所述空中网络节点注册响应消息获取所述注册结果。3.如权利要求1所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点获得空中网络节点注册结果，包括：所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点通过公共信道监听以获取所述空中网络节点的注册结果。4.如权利要求2所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求，包括：所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态；当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。5.如权利要求4所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点监测所述空中网络节点的状态，包括：所述无线网络节点监测所述空中网络节点的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向；所述当所述无线网络节点检测到所述空中网络节点的状态发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求，具体包括：当所述无线网络节点检测到所述卫星节的轨道或者所述空中网络节点的高度或者所述空中网络节点的波束方向发生变化时，所述无线网络节点向覆盖所述无线网络节点的空中网络节点发起注册请求。6.如权利要求2所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点向所述空中网络节点发起注册请求，包括：所述无线网络节点周期性的向所述空中网络节点发起注册请求。7.如权利要求2、5或6所述的注册方法，其特征在于，所述注册请求携带所述无线网络节点的属性信息。8.如权利要求7所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点为基站，所述属性信息为所述基站的属性信息。9.如权利要求7所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点为基站控制器，所述属性信息为所述基站控制器的属性信息。10.如权利要求7所述的注册方法，其特征在于，所述无线网络节点为基站控制器，所述属性信息包括所述基站控制器的属性信息和所述基站控制器所述管理的基站的属性信息。11.如权利要求8或10所述的注册方法，其特征在于，所述基站的属性信息包括，基站编号、所述基站的经度和纬度、移动国家代码、移动网络号码和位置区域码、信道列表中的至少一种。12.如权利要求9或10所述的注册方法，其特征在于，所述基站控制器的属性信息包括，基站控制器编号、所述基站控制器的经度和纬度、移动国家代码、移动网络号码和位置区域码中的至少一种。13.如权利要求1-12任一项所述的注册方法，其特征在于，所述空中网络节点为气球节点。14.如权利要求1-12任一项所述的注册方法，其特征在于，所述空中网络节点为卫星节点；所述的空中网络节点的属性信息包括，卫星编号，卫星轨道，卫星高度中的至少一种；所述的空中网络节点的波束信息包括，波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率中的至少一种。15.一种地面移动用户快速切换方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：移动用户接收无线节点通过广播信道通知的空中网络节点的属性信息和波束信息；移动用户通过空中网络节点的属性信息和波束信息对应的空中信道向空中网络发送接入请求消息。移动用户接收所述空中网络节点反馈的接入成功消息，并通过所述空中网络节点分配的信令信道进行数据或话音的业务建立。16.如权利要求15所述的切换方法，其特征在于，所述空中网络节点为卫星节点；所述的空中网络节点的属性信息包括，卫星编号，卫星轨道，卫星高度中的至少一种；所述的空中网络节点的波束信息包括，波束编号、发送中心频率，接收中心频率，发送极化，接收极化，带宽，有效全向辐射功率中的至少一种。17.一种建立数据会话的方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：空中网关节点接收移动用户通过信令信道发送的数据会话请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述移动用户发送的接入请求后为所述移动用户分配的；所述空中网关节点和所述空中网络节点位于所述空中网络中；为所述移动用户分配空地链路资源和端到端空中网络资源；所述空地链路资源和所述端到端空中网络资源用于使所述移动用户通过所述空中网络和所述地面网络完成数据业务通信；空中网关节点发送会话成功消息给所述移动用户；所述空中网关节点是所述空中网络的控制器，负责分配移动用户的空中网络资源，包括移动用户和空中网络节点之间的无线链路，移动用户数据在空中网络节点之间传送的无线链路，移动用户数据在空中网络和地面中继站之间传送的无线链路；所述空中网络节点是移动用户接入到空中网络的站点。18.如权利要求17所述的一种建立数据会话的方法，其特征在于，所述空中网关节点为所述移动用户进行空地链路资源和端到端空中网络资源分配包括：向地面中继站为所述移动用户分配空地链路资源以建立所述空中网络节点和所述地面中继站之间的信道，所述信道用于在所述空中网络节点和地面中继站之间传输所述移动用户的数据业务；如果所述空地连接资源分配成功，为所述移动用户分配端到端的空中网络资源；所述端到端的空中网络资源用于在空中网络节点之间传输所述移动用户的数据业务；所述端到端空中网络资源包括所述移动用户和所述空中节点之间的无线链路，所述空中节点和所述空中网关节点之间的无线链路。19.如权利要求18所述的建立数据会话的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述端到端空中网络资源分配失败，向所述地面网络中继站发送空地连资源接释放请求；接收所述地面网络中继站发送的空地连资源接释放请求响应，并释放所述空地链路资源。20.如权利要求18所述的建立数据会话的方法，其特征在于，所述端到端的空中资源包括所述移动用户接入到所述空中节点的上下行链路资源。21.如权利要求19所述的建立数据会话的方法，其特征在于，所述端到端的空中资源还包括：各空中网络节点之间的空间链路资源。22.如权利要求17-21所述的建立数据会话的方法，其特征在于，所述空中网络为气球网络。23.如权利要求17-21所述的建立数据会话的方法，其特征在于，所述空中网络为卫星网络。所述的空中网关节点即是卫星网关，所述卫星网关是所述卫星网络的控制器，负责分配移动用户的卫星资源，包括移动用户和卫星节点之间的无线链路，移动用户数据在卫节点星和卫星节点之间传送的无线链路，移动用户数据在卫星节点和地面中继站之间传送的无线链路；所述的空中网络节点即是卫星节点，所述卫星节点是移动用户接入所述卫星网络的站点。24.一种语音通话建立方法，所述方法应用于地面网络和至少一层空中网络组成的分层网络中，其特征在于，所述方法包括：空中网关节点接收主叫移动用户通过信令信道发送的呼叫请求；所述信令信道为空中网络节点在接收到所述主叫移动用户发送的接入请求后为所述主叫移动用户分配的；向地面网关节点发送位置请求以获得对应所述呼叫请求的被叫移动用户的位置信息；接收所述地面网关反馈的被叫移动用户的位置信息；根据所述被叫移动用户的位置信息确定目标空中网络节点，所述目标空中网络节点为覆盖所述被叫移动用户的空中网络节点；向所述目标空中网络节点发送寻呼请求消息，所述寻呼请求消息用于请求所述目标空中网络节点向所述被叫移动用户发送寻呼消息以呼叫被叫用户；为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源；所述端到端的空中网络节点资源用于在空中网络节点之间传输所述主叫移动用户和所述被叫移动用户的语音业务；向所述主叫移动用户发送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用于告知所述主叫移动用户和所述被叫移动用户之间的连接建立成功。25.如权利要求24所述的语音通话建立方法，其特征在于，为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源包括：为所述主叫移动用户和覆盖所述主叫移动用户的空中网络节点分配上行和下行空中链路资源；为所述被叫移动用户和所述目标空中网络节点分配上行和下行空中链路资源。26.如权利要求25所述的语音通话建立方法，其特征在于，为所述主叫移动用户和所述被叫移动用户分配端到端的空中网络节点资源还包括：为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕林军，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44