蜂窝核心网络和无线电接入网基础设施以及空间管理制造技术

一种蜂窝网络管理系统管理与用户设备的地面基站通信和轨道基站通信，以提供无线服务，并且根据从状态空间预测确定的基站可用性在地面基站和轨道基站之间分配链路。在地面基站和轨道基站之间分配链路。在地面基站和轨道基站之间分配链路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝核心网络和无线电接入网基础设施以及空间管理


[0001]本公开涉及空间通信网络，该空间通信网络可以操作以与地面移动蜂窝网络一起提供通信。
[0002]优先权的交叉参考及相关申请
[0003]本申请要求于2018年9月6日提交的、名称为“Network Managementand Resource Allocation in a Communication Network Having Both Orbital Nodes and Terrestrial Nodes in a Common Network”、申请号为62/728,015的美国临时专利申请、以及于2018年9月6日提交的、名称为“Orbital
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Based Cellular Network Infrastructure Management System”、申请号为62/727,972的美国临时专利申请的优先权，并且本申请是这两项美国临时专利申请的非临时申请。
[0004]以下专利/申请可在本文中被引用：
[0005]1)2017年12月28日提交的，名称为“Method and apparatus for Handling Communications between Spacecraft Operating in an Orbital Environment and Terrestrial Telecommunications Devices That Use Terrestrial Base Station Communications”，申请号为15/857,073的美国专利申请(在下文中称为“Speidel I”)；
[0006]2)2017年3月2日提交的，名称为“Method for Low
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Cost and Low
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Complexity Inter
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Satellite Link Communications within a Satellite Constellation Network for Near Real
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Time，Continuous，and Global Connectivity”，申请号为62/465,945的美国临时专利申请(在下文中称为“Speidel II”)；以及
[0007]3)2017年4月26日提交的，名称为“Method for Communications between Base Stations Operating in an Orbital Environment and Ground
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Based Telecommunications Devices”，申请号为62/490,298的国临时专利申请(在下文中称为“Speidel III”)。
[0008]上述专利/申请的全部公开内容通过引用并入本文，如同在本文件中出于所有目而完整阐述一样。

技术介绍

[0009]在典型的地面蜂窝电信网络中，多个移动设备与多个电信基础设施元素通信。该电信基础设施可以包括硬件，该硬件可以包括但不限于塔、天线、无线电、收发器、数字信号处理器、电柜、服务器、计算机等。该电信基础设施通常按功能性来组织，并且作为集成系统连接在一起，以管理所服务的各种移动设备的电信业务量。该集成系统可以包括一个或多个网络，并且网络本身通常被设计为也通过各种接口和协议彼此连接。这些协议和接口中的一些可以包括但不限于TCP/IP、ISDN、SS7等。地面蜂窝网络及其功能可以在典型LTE蜂窝网络的环境中使用，然而，这种类型的网络背后的结构和功能可以用于其他地面蜂窝网络，例如GSM、CDMA、EDGE、UMTS等网络。
[0010]图1示出针对典型LTE地面蜂窝网络的高级架构。图1中的每个节点表示网络中的
操作“节点”，在一些实施例中，该操作“节点”由电子硬件执行和托管的软件实现。每个节点可以服务于特定功能或功能集，并且负责控制平面信令和/或用户平面业务路由，并且具有到网络中的其它节点的接口以路由控制或用户业务。访问网络102可以托管无线电接入网(RAN)106和核心网络108。访问网络可以与归属网络104交互，该归属网络104还托管与访问网络相同或相似类型的无线电接入网和核心网络。为简单起见，可能未示出所有元素。网络可以是归属网络或访问网络，这取决于订阅的终端用户。
[0011]无线电接入网可以是E
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UTRAN，核心网络可以是EPC。E
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UTRAN可以包括使得能够通过空中接口(Uu)与UE112通信的基站110。基站可以是用于LTE网络的基站。这样的基站可以是“演进的节点B”或“UTRAN节点B”基站，每个基站通常被称为“eNodeB”或“基站”。基站包括将移动电话网络与移动手机(UE)无线连接的硬件。
[0012]基站可以维持彼此的连接以通过X2接口移动控制和用户信令。基站通过控制平面和用户平面、S1
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CP和S1
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UP连接到EPC。控制平面与MME 114接口，用户平面与S
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GW 116接口。MME可以通过另一控制接口连接到S
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GW，通过S11接口；其它MME通过S10接口；以及HSS数据库122通过S6a接口。EPC还托管P
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GW 118。P
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GW具有通过归属网络中的S5接口到S
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GW的控制和用户平面连接。类似的连接可以存在于访问网络的S
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GW和归属网络120的P
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GW之间。该连接是S8接口，并且还包括控制和用户平面。P
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G与PCRF 124维持控制接口。P
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GW通过SGi接口维持与PDN服务器126的连接。
[0013]图2示出LTE网络中的每个接口的控制平面协议栈。这描述了如何实现传递控制业务的每个节点连接。控制平面接口可以是有线的或无线的。UE栈202操作应用层、IP层、PDCP层、RLC层、MAC层和PHY层，以通过LTE
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Uu接口212与基站栈204通信。基站栈中继应用层和IP层协议分组，但是使用PDCP、RLC、MAC和PHY层来协调空中接口交互和信道分配、调制方案、编码、HARQ、ARQ等要求。基站栈通过S1
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U接口214将业务从UE路由到核心网络，并且路由到S
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GW栈206。隧道协议GTP
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U用于在基站和S
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GW之间传递基于IP的数据分组。S5和S8接口216与S1接口几乎相同。然而，S
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GW栈中继IP分组，以及P
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GW栈208接收IP数据分组。P
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GW充当服务节点，用于使用UE与为终端UE提供后端IP服务的分组数据网络(PDN)栈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蜂窝网络管理系统，包括：第一节点记录的第一数据库表，其中，第一节点记录表示地面基站，并且所述第一节点记录包括所述地面基站的操作细节；第二节点记录的第二数据库表，其中，第二节点记录表示轨道基站，并且所述第二节点记录包括所述轨道基站的操作细节；状态空间预测计算机，所述状态空间预测计算机计算链路预算，以形成网络使用的数据集，所述链路预算针对到所述第一数据库表中表示的基站的连接和到所述第二数据库表中表示的基站的连接；以及状态空间数据库，包括多个状态空间记录，所述多个状态空间记录中的至少一些是从网络使用的数据集导出的，其中，所述多个状态空间记录中的状态空间记录针对覆盖区域中的多个网格点指示哪些活动基站在所述覆盖区域内提供链路服务以及哪些延迟基站暂停其使用由所述活动基站共享的共享协议和共享频带。2.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述延迟基站基于网络资源的分配暂停其对所述共享协议的使用，其中，所述网络资源的分配排除分配给轨道基站的已分配的网络资源，从而导致所述延迟基站暂停其使用，而无需对所述延迟基站进行编程以获知暂停请求。3.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述活动基站包括至少一个活动轨道基站，以及其中，所述延迟基站包括至少一个非活动地面基站，其中，当所述至少一个活动轨道基站被预测为提供对于所述覆盖区域的覆盖时，所述至少一个非活动地面基站基于所述网络使用的数据集而处于非活动状态。4.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述状态空间预测计算机包括逻辑，所述逻辑用于在预测所述轨道基站的未来覆盖时，考虑地球重力模型、地球大气密度模型、磁场模型、航天器能力模型和/或天线辐射方向图模型。5.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，还包括覆盖数据库，所述覆盖数据库包括网格点和多边形覆盖区域，其中，针对相应基站在所述覆盖数据库中参考多边形覆盖区域，以及其中，所述相应基站包括至少一些静态覆盖地面基站、至少一些使用波束成型的静态覆盖轨道基站、以及至少一些使用动态波束的动态覆盖轨道基站，当所述至少一些使用动态波束的动态覆盖轨道基站在相应轨道中移动时，所述动态波束在所述覆盖区域上移动。6.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述状态空间数据库考虑包括新兴事件的覆盖动态，对于所述新兴事件，轨道基站的覆盖基于所述新兴事件而变化。7.根据权利要求6所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述新兴事件包括预测的自然灾害，并且所述覆盖动态包括在受所述预测的自然灾害影响的区域中增加的容量。8.根据权利要求6所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述新兴事件包括预测的自然灾害，并且所述覆盖动态包括基于由第一响应者提供的输入数据而增加的区域的容量。9.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，还包括切换逻辑，所述切换逻辑使用符合地面网络切换协议的信号向用户设备发信号通知：链路即将从第一轨道基站切换到第二轨道基站。10.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，还包括切换逻辑，所述切换逻辑使用符合地面网络切换协议的信号向用户设备发信号通知与隧道链路的连接即将从第一轨道基
站切换到第二轨道基站，从而维持所述用户设备和与由所述蜂窝网络管理系统管理的蜂窝网络远离的计算机系统之间的隧道数据链路。11.根据权利要求1所述的蜂窝网络管理系统，还包括认证逻辑，所述认证逻辑向蜂窝网络认证用户设备UE装置，并且在链路从第一轨道基站切换到第二轨道基站时使用符合地面网络切换协议的信号来维持对所述UE装置的认证。12.根据权利要求11所述的蜂窝网络管理系统，其中，所述认证逻辑在认证轨道基站中实现，并且认证被缓存以在所述第一轨道基站和/或所述第二轨道基站处使用。13.一种用于具有多个基站的蜂窝网络中的路线生成器，所述多个基站中的至少一个是地面基站，并且所述多个基站中的至少一个是轨道基站，所述路线生成器包括：第一生成器，用于生成航天器路线；...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂厄，
申请(专利权)人：环球星链公司，
类型：发明
国别省市：