一种终端无定位能力的非地面网络切换方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种终端无定位能力的非地面网络切换方法及系统，包括：步骤M1：通过源空中通信节点的信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；步骤M2：源空中通信节点以广播方式定期地向候选空中通信节点发出空间信息请求，一个或多个候选空中通信节点向源空中通信节点反馈空间信息，源空中通信节点根据反馈的空间信息为服务区域内的地面终端选择目标空中通信节点；步骤M3：目标空中通信节点根据源空中通信节点发出的切换命令，在源空中通信节点服务中断之后，切换到目标空中通信节点；本发明专利技术解决了地面网络与非地面网络融合的5G、B5G移动通信系统中，大量无定位能力终端的切换问题。

A method and system of non ground network switching without terminal location capability

【技术实现步骤摘要】
一种终端无定位能力的非地面网络切换方法及系统
本专利技术涉及非地面网络(NTN，Non-terrestrialnetworks)领域，具体地，涉及一种终端无定位能力的非地面网络切换方法及系统。
技术介绍
随着5G(第五代移动通信系统)技术的日益成熟，以卫星为代表的非地面通信平台与地面通信网络的融合引起了越来越多的关注，包括3GPP(第三代移动通信伙伴项目)、ITU(国际电信联盟)在内的国际标准化组织成立了专门工作组着手研究星地融合的标准化问题，业内企业与研究组织也投入到星地一体化的研究工作当中。以3GPP(第三代移动通信伙伴项目)为例，从R14(第14版本)开始着手开展星地融合的研究工作。在3GPP(第三代移动通信伙伴项目)名为“面向‘非地面网络’中的5G新空口”研究项目中，定义了包括卫星网络在内的非地面网络(NTN，Non-terrestrialnetworks)的部署场景。作为5G(第五代移动通信系统)及B5G(后5G移动通信系统)多种接入技术之一，卫星可以在地面网络覆盖薄弱地区提供低成本覆盖方案，在一些要求广域覆盖的行业应用场景中也具有明显优势。按照3GPP的定义，5G网络中的NTN应用场景包括8个增强型移动宽带(eMBB)场景和2个大规模机器类通信(mMTC)场景。其中，大规模机器类通信场景中，终端类型以低成本物联网终端为主。与增强型移动宽带场景的终端相比，物联网终端的核心特征是低成本、低处理能力。5G、B5G移动宽带通信系统中，低成本物联网终端的部署密度将数倍甚至数十倍于增强型移动宽带终端。以低成本、低处理能力为核心特征的物联网终端，甚至部分增强型移动宽带终端，往往不具备定位能力；原有的地面网络切换流程，尤其是测量执行与报告等系统行为，对于此类终端配合网络执行和完成相关任务形成严重挑战。相比地面网络，非地面网络小区的覆盖范围较大，单个小区包括大量终端。当非地面网络通信平台与地面之间出现相对运动，将导致小区信息频繁变化，大量终端在短时间内发起移动性管理流程。在5G和B5G网络中，非地面网络支持的最大终端运动速度可达1200公里/小时，终端的极高运动速度会进一步加大切换频率。频繁切换可能导致大量信令开销，引起终端和卫星的功耗加大，恶化移动性相关管理性能。鉴于5G及后5G移动通信系统中非地面网络的广泛应用，非地面网络与地面网络之间的融合是未来5G、B5G移动通信系统的发展方向，也是必须解决的技术难题。目前，5G、B5G移动通信系统中，地面网络与非地面网络的融合，尤其是无定位能力的移动终端的切换问题，尚无完整、可行的解决方案。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种终端无定位能力的非地面网络切换方法及系统。根据本专利技术提供的一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，包括：步骤M1：通过源空中通信节点的信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；步骤M2：源空中通信节点以广播方式定期地向候选空中通信节点发出空间信息请求，一个或多个候选空中通信节点向源空中通信节点反馈空间信息，源空中通信节点根据反馈的空间信息为服务区域内的地面终端选择目标空中通信节点；步骤M3：目标空中通信节点根据源空中通信节点发出的切换命令，在源空中通信节点服务中断之后，切换到目标空中通信节点；所述候选空中通信节点是处于源空中通信节点周围，并且接收到源空中通信节点发出的空间信息请求的空中通信节点。优选地，所述步骤M1包括：通过源空中通信节点的空间位置、运动速度和运动方向信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；当源空中通信节点向服务地理区域内终端提供的服务中断之后，源空中通信节点发起网络侧切换流程；所述网络侧切换流程包括从网络侧由源空中通信节点发起的切换流程；所述计算的周期性取决于包括源空中通信节点的覆盖范围和服务终端数目；所述源空中通信节点包括中轨道卫星、低轨道卫星、无人机和升空热气球。优选地，所述步骤M2包括：所述源空中通信节点发出的空间信息请求包括源空中通信节点的标识、当前位置、运动速度和运动方向信息；所述候选空中通信节点反馈的空间信息包括候选空中通信节点的标识、当前位置、运动速度和运动方向信息；优选地，所述步骤M3包括：步骤M3.1：源空中通信节点通过空中通信节点间的通信接口，向目标空中通信节点发出切换请求；步骤M3.2：目标空中通信节点接收到源空中通信节点发出的切换请求后，目标空中通信节点执行资源准入控制，为服务区域的地面终端的接入分配空口资源和业务的承载资源；步骤M3.3：目标空中通信节点向源空中通信节点提供切换信息作为切换确认；步骤M3.4：以广播方式告知服务区域的地面终端切换到目标空中通信节点的切换命令信息；步骤M3.5：服务区域地面终端接收切换命令信息后，将通信连接切换到目标空中通信节点；所述切换请求包括源空中通信节点服务的地面终端的上下文信息；包括地面终端的身份ID、安全信息、源空中通信节点服务的地面终端的数目、空间密度和业务类型；所述切换信息包括目标空中通信节点ID、载波频率、目标功率、无线资源和物理资源配置；所述切换命令信息包括目标空中通信节点ID、接入目标空中通信节点所需的所有信息、竞争和无竞争随机接入的信息、源空中通信节点服务中断时间和目标空中通信节点的服务开始时间；优选地，所述步骤M3.5包括：服务区域地面终端定期接收切换命令信息，接收广播信息的周期间隔根据预置、部署后设置和/或从非地面网络初始介入信息中获得。本专利技术提供的一种终端无定位能力的非地面网络切换系统，包括：模块M1：通过源空中通信节点的信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；模块M2：源空中通信节点以广播方式定期地向候选空中通信节点发出空间信息请求，一个或多个候选空中通信节点向源空中通信节点反馈空间信息，源空中通信节点根据反馈的空间信息为服务区域内的地面终端选择目标空中通信节点；模块M3：目标空中通信节点根据源空中通信节点发出的切换命令，在源空中通信节点服务中断之后，切换到目标空中通信节点；所述候选空中通信节点是处于源空中通信节点周围，并且接收到源空中通信节点发出的空间信息请求的空中通信节点。优选地，所述模块M1包括：通过源空中通信节点的空间位置、运动速度和运动方向信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；当源空中通信节点向服务地理区域内终端提供的服务中断之后，源空中通信节点发起网络侧切换流程；所述网络侧切换流程包括从网络侧由源空中通信节点发起的切换流程；所述计算的周期性取决于包括源空中通信节点的覆盖范围和服务终端数目；所述源空中通信节点包括中轨道卫星、低轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，其特征在于，包括：/n步骤M1：通过源空中通信节点的信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；/n步骤M2：源空中通信节点以广播方式定期地向候选空中通信节点发出空间信息请求，一个或多个候选空中通信节点向源空中通信节点反馈空间信息，源空中通信节点根据反馈的空间信息为服务区域内的地面终端选择目标空中通信节点；/n步骤M3：目标空中通信节点根据源空中通信节点发出的切换命令，在源空中通信节点服务中断之后，切换到目标空中通信节点；/n所述候选空中通信节点是处于源空中通信节点周围，并且接收到源空中通信节点发出的空间信息请求的空中通信节点。/n

【技术特征摘要】
1.一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，其特征在于，包括：
步骤M1：通过源空中通信节点的信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；
步骤M2：源空中通信节点以广播方式定期地向候选空中通信节点发出空间信息请求，一个或多个候选空中通信节点向源空中通信节点反馈空间信息，源空中通信节点根据反馈的空间信息为服务区域内的地面终端选择目标空中通信节点；
步骤M3：目标空中通信节点根据源空中通信节点发出的切换命令，在源空中通信节点服务中断之后，切换到目标空中通信节点；
所述候选空中通信节点是处于源空中通信节点周围，并且接收到源空中通信节点发出的空间信息请求的空中通信节点。


2.根据权利要求1所述的一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，其特征在于，所述步骤M1包括：通过源空中通信节点的空间位置、运动速度和运动方向信息，源空中通信节点周期性计算源空中通信节点向服务地理区域内终端提供服务的服务持续及服务中断时间；当源空中通信节点向服务地理区域内终端提供的服务中断之后，源空中通信节点发起网络侧切换流程；
所述网络侧切换流程包括从网络侧由源空中通信节点发起的切换流程；
所述计算的周期性取决于包括源空中通信节点的覆盖范围和服务终端数目；
所述源空中通信节点包括中轨道卫星、低轨道卫星、无人机和升空热气球。


3.根据权利要求1所述的一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，其特征在于，所述步骤M2包括：
所述源空中通信节点发出的空间信息请求包括源空中通信节点的标识、当前位置、运动速度和运动方向信息；
所述候选空中通信节点反馈的空间信息包括候选空中通信节点的标识、当前位置、运动速度和运动方向信息。


4.根据权利要求1所述的一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，其特征在于，所述步骤M3包括：
步骤M3.1：源空中通信节点通过空中通信节点间的通信接口，向目标空中通信节点发出切换请求；
步骤M3.2：目标空中通信节点接收到源空中通信节点发出的切换请求后，目标空中通信节点执行资源准入控制，为服务区域的地面终端的接入分配空口资源和业务的承载资源；
步骤M3.3：目标空中通信节点向源空中通信节点提供切换信息作为切换确认；
步骤M3.4：以广播方式告知服务区域的地面终端切换到目标空中通信节点的切换命令信息；
步骤M3.5：服务区域地面终端接收切换命令信息后，将通信连接切换到目标空中通信节点；
所述切换请求包括源空中通信节点服务的地面终端的上下文信息；包括地面终端的身份ID、安全信息、源空中通信节点服务的地面终端的数目、空间密度和业务类型；
所述切换信息包括目标空中通信节点ID、载波频率、目标功率、无线资源和物理资源配置；
所述切换命令信息包括目标空中通信节点ID、接入目标空中通信节点所需的所有信息、竞争和无竞争随机接入的信息、源空中通信节点服务中断时间和目标空中通信节点的服务开始时间。


5.根据权利要求4所述的一种终端无定位能力的非地面网络切换方法，其特征在于，所述步骤M3.5包括：服务区域地面终端定期接收切换命令信息，接收广播信息的周期间隔根据预置、部署后设置和/或从非地面网络初始介入信息中获得。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘扬，刘为，付晓，肖正杰，郝学坤，
申请(专利权)人：上海微波技术研究所中国电子科技集团公司第五十研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31