基于时间的低轨卫星移动网络切换方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于时间的低轨卫星移动网络切换方法和装置，所述方法包括判断确定时间调整参数模式是否为固定模式；若是，则将所述时间调整参数的值设置为固定值；否则，获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数，再实时获取预设的切换时间参数，基于所述实时的预设时间参数，判断是否有更小的时间调整参数生成，若有，则更新所述时间调整参数；基于所述时间调整参数生成切换时序图，根据所述切换时序图进行卫星移动网络切换。本发明专利技术提高了卫星移动网络切换准确性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于时间的低轨卫星移动网络切换方法和装置
本专利技术涉及低轨卫星
，尤其涉及一种基于时间的低轨卫星移动网络切换方法和装置。
技术介绍
低轨卫星移动网络是指在距地较低高度（约1000km）轨道部署若干卫星，卫星通过无线电辐射地面形成的网络。覆盖区域内的终端可以通过卫星接入网络、获取数据，其功能与地面移动网络类似。如图1(a)所示，低轨卫星以等分轨道的方式部署，若干轨道的低轨卫星通过星间链路（虚线）形成全球性的网络。理想情况下，一个卫星的覆盖范围可以用圆形表示，这些圆形会彼此交叠，取圆的内接四边形为一个覆盖范围，称为小区。卫星移动网络切换管理基于软件定义网络（Software-DefinedNetwork，SDN）体制。如图1(b)所示，图中卫星和小区是投影模式，卫星是小区中的圆圈。投影外有一圆点、斜线填充，是卫星移动网络控制器，它是逻辑上唯一的，可以理解的是，物理上可能是多个，但有一个主控。该控制器通过逻辑上的控制信道，如点划线所示，与每一个卫星通信，逻辑上的控制信道是依靠卫星网络的天地链路和星间链路承载。移动网络中的一个关键技术是切换控制，用户具有移动性，一个移动网络的接入节点（即基站）只能覆盖一定范围，当用户移出一个基站的覆盖范围时，若要无间断的通信，就需要切换到另一基站。在卫星移动网络中，卫星充当基站的功能，不同的是，地面网络中，用户相对于基站运动速度很低，故切换频率不高，而卫星移动网络中卫星移动速度高，用户接入卫星移动网络后，需要经历频繁的切换。目前地面移动网络的切换管理主要是基于事件进行相应的切换，但是，卫星移动网络在底层技术上无法做到像地面网络那样复杂，因而很难沿用这样复杂的切换触发技术。卫星移动网络可基于时间根据预测的轨迹进行切换，但是，卫星会先于终端接入前存储该终端，这时候会有一定的暴露时间，暴露时间是指卫星收到要切换到本星星下的终端信息的时刻，到终端完成切换到本星时刻之间的时间。若有一个伪终端复刻该终端所有信息就可以在这个暴露时间趁机接入卫星网络，对网络进行攻击，且暴露时间是min级的。因此，如何设定一个切换时间策略，使得控制传递终端信息的时间既要在终端切换到本卫星前，又要尽可能降低或消除暴露时间，提高卫星移动网络切换准确性和安全性，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种基于时间的低轨卫星移动网络切换方法和装置，提高了卫星移动网络切换准确性和安全性。根据本专利技术一方面，提供了一种基于时间的低轨卫星移动网络切换方法，包括:判断确定时间调整参数模式是否为固定模式；若是，则将所述时间调整参数的值设置为固定值；否则，获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数，再实时获取预设的切换时间参数，基于所述实时的预设时间参数，判断是否有更小的时间调整参数生成，若有，则更新所述时间调整参数；基于所述时间调整参数生成切换时序图，根据所述切换时序图进行卫星移动网络切换。进一步的，所述方法还包括：确定所述时间调整参数的固定值，具体包括以下步骤：设终端接入卫星的时刻是,向下一跳覆盖卫星发送剩余切换时序图的时刻是，卫星i收到切换时序图的时刻为，时，为初始状态，将替换为；时，（1）其中，是一颗卫星对终端的覆盖时间，设都相等，取值为；为卫星i的时间调整参数，是一个0到1之间的数值；是卫星到卫星切换时序图的传递时间，等于两卫星间星间链路的传播时延,若存在重传次，则等于；是卫星收到切换时序图的时刻，这一时刻首先要早于终端接入星的时刻，则有;（2）（3）其中，是一个随机数，终端发送信号到任何卫星的传播时间为，保持下限，由此可得：（4）令，，，结合式（1）(2)、(3)和(4),可以得到：在上述范围内取任意值作为所述固定值。进一步的，所述预设的切换时间参数包括：终端接入卫星的时刻、终端接入卫星的时刻、是卫星收到控制信息的时刻、向下一跳覆盖卫星发送剩余时序图的时刻，所述获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数包括：时，为初始状态，将替换为；时，（5）（6）（7）（8）其中，是一颗卫星对终端的覆盖时间；为卫星i的时间调整参数，是一个0到1之间的数值；是卫星到卫星切换时序图的传递时间；基于式(5)到式(8)，可得的绝对计算式为：（9）基于公式（10）通过平均方式确定所述时间调整参数：（10）或者，基于公式（11）通过最小方式确定所述时间调整参数：（11）其中是第次收集的信息计算出。进一步的，所述基于所述时间调整参数生成切换时序图，包括：基于所述时间调整参数确定向下一跳覆盖卫星发送剩余切换时序图的时刻，生成对应的切换时序图，所述切换时序图包括预设的切换轨迹和切换时间参数。根据本专利技术另一方面，提供了一种基于时间的低轨卫星移动网络切换装置，包括:模式判断模块，配置为判断确定时间调整参数模式是否为固定模式；参数确定模块，配置为若是固定模式，则将所述时间调整参数的值设置为固定值；否则，获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数，再实时获取预设的切换时间参数，基于所述实时的预设时间参数，判断是否有更小的时间调整参数生成，若有，则更新所述时间调整参数；网络切换模块，配置为基于所述时间调整参数生成切换时序图，根据所述切换时序图进行卫星移动网络切换。进一步的，所述参数确定模块包括第一参数确定单元，用于确定所述时间调整参数的固定值，具体配置为：设终端接入卫星的时刻是,向下一跳覆盖卫星发送剩余切换时序图的时刻是，卫星i收到切换时序图的时刻为，时，为初始状态，将替换为；时，（1）其中，是一颗卫星对终端的覆盖时间，设都相等，取值为；为卫星i的时间调整参数，是一个0到1之间的数值；是卫星到卫星切换时序图的传递时间，等于两卫星间星间链路的传播时延,若存在重传次，则等于；是卫星收到切换时序图的时刻，这一时刻首先要早于终端接入星的时刻，则有;（2）（3）其中，是一个随机数，终端发送信号到任何卫星的传播时间为，保持下限，由此可得：（4）令，，，结合式（1）(2)、(3)和(4),可以得到：在上述范围内取任意值作为所述固定值。进一步的，所述预设的切换时间参数包括：终端接入卫星的时刻、终端接入卫星的时刻、是卫星收到控制信息的时刻、向下一跳覆盖卫星发送剩余时序图的时刻，所述参数确定模块包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间的低轨卫星移动网络切换方法，其特征在于，包括:/n判断确定时间调整参数模式是否为固定模式；/n若是，则将所述时间调整参数的值设置为固定值；否则，获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数，再实时获取预设的切换时间参数，基于所述实时的预设时间参数，判断是否有更小的时间调整参数生成，若有，则更新所述时间调整参数；/n基于所述时间调整参数生成切换时序图，根据所述切换时序图进行卫星移动网络切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于时间的低轨卫星移动网络切换方法，其特征在于，包括:
判断确定时间调整参数模式是否为固定模式；
若是，则将所述时间调整参数的值设置为固定值；否则，获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数，再实时获取预设的切换时间参数，基于所述实时的预设时间参数，判断是否有更小的时间调整参数生成，若有，则更新所述时间调整参数；
基于所述时间调整参数生成切换时序图，根据所述切换时序图进行卫星移动网络切换。


2.根据权利要求1所述的基于时间的低轨卫星移动网络切换方法，其特征在于，
还包括：确定所述时间调整参数的固定值，具体包括以下步骤：
设终端接入卫星的时刻是,向下一跳覆盖卫星发送剩余切换时序
图的时刻是，卫星i收到切换时序图的时刻为，

时，为初始状态，将替换为；

时，

（1）
其中，是一颗卫星对终端的覆盖时间，设都相等，取值为；为卫星i的时间
调整参数，是一个0到1之间的数值；是卫星到卫星切换时序图的传递时间，等于
两卫星间星间链路的传播时延,若存在重传次，则等于；

是卫星收到切换时序图的时刻，这一时刻首先要早于终端接入星的
时刻，则有;

（2）

（3）
其中，是一个随机数，终端发送信号到任何卫星的传播时间为，保持下限，由
此可得：

（4）
令，，，结合式（1）(2)、(3)和(4),可以得到：



在上述范围内取任意值作为所述固定值。


3.根据权利要求1所述的基于时间的低轨卫星移动网络切换方法，其特征在于，
所述预设的切换时间参数包括：终端接入卫星的时刻、终端接入卫星的时刻、是卫星收到控制信息的时刻、向下一跳覆盖卫星发送剩余时序图的时刻
，
所述获取当前预设的切换时间参数，确定所述时间调整参数包括：

时，为初始状态，将替换为；

时，

（5）

（6）

（7）

（8）
其中，是一颗卫星对终端的覆盖时间；为卫星i的时间调整参数，是一个0到1之间
的数值；是卫星到卫星切换时序图的传递时间；
基于式(5)到式(8)，可得的绝对计算式为：

（9）
基于公式（10）通过平均方式确定所述时间调整参数：

（10）
或者，基于公式（11）通过最小方式确定所述时间调整参数：

（11）
其中是第次收集的信息计算出。


4.根据权利要求2或3所述的基于时间的低轨卫星移动网络切换方法，其特征在于，
所述基于所述时间调整参数生成切换时序图，包括：
基于所述时间调整参数确定向下一跳覆盖卫星发送剩余切换时序图的时刻，生成
对应的切换时序图，所述切换时序图包括预设的切换轨迹和切换时间参数。


5.一种基于时间的低轨卫星移动网络切换装置，其特征在于，包括:
模式判断模块，配置为判断确定时间调整参数模式是否为固定模式；
参数确定模块，配置为若是固定模式，则将所述时间调整参数的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岑，焦石，陈津林，贾利敏，
申请(专利权)人：北京前沿探索深空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11