一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法技术方案

本发明专利技术公开了一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法，包括：跟踪区划分，在地球表面进行跟踪区的划分；跟踪区广播策略设置，低轨卫星每个波束都设有广播信道用来广播信息，波束的广播信息中携带的跟踪区识别号由当前波束所处的跟踪区来确定，随着波束的移动，广播信息中的跟踪区识别号随着波束所处的跟踪区而改变。本发明专利技术跟踪区可以与地面移动通信系统极大的融合在一起，有助于卫星网络与地面移动通信网络联合组网，而且在体制上，可以沿用地面移动通信的移动性管理流程，无需做过多的修改；根据用户业务量分布来动态规划跟踪区的大小，提高了无线资源利用率和寻呼效率。提高了无线资源利用率和寻呼效率。提高了无线资源利用率和寻呼效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，特别是一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法。

技术介绍

[0002]低轨星座卫星通信系统是通过低轨星座进行信号转发的卫星通信系统。目前世界上在建或已经建设完成的低轨星座卫星通信系统主要有starlink、O3B、OneWeb、Telesat等，我国主要有虹云、鸿雁等系统。一般来说，低轨星座卫星通信系统由空间段、地面段、应用段三部分组成，如图1所示；
[0003](1)空间段
[0004]空间段由低轨道卫星星座组成。卫星星座是发射入轨能正常工作的卫星的集合，通常是由一些卫星环按一定的方式配置组成的一个卫星网。低轨道卫星星座是若干个低轨道卫星组成的低轨卫星网，通过馈电链路与地面信关站进行信息传输，如图2所示。
[0005](2)地面段
[0006]地面段作为低轨星座卫星通信系统的重要组成部分，完成卫星载荷的管理和低轨星座卫星通信系统的业务处理、网络管理、运营管理、跨国业务结算等功能，同时负责低轨星座卫星通信系统与其他系统的互联互通，主要由运行控制中心、全球运营服务中心、分布在全球各地的信关站组成：a)运行控制中心；运行控制中心简称运控中心，是低轨星座卫星通信系统运维管控的核心组成部分和管理中枢，为系统管控和应用管理提供集中、统一、综合、自动化的平台，保障星座和地面信关站网安全、稳定、可靠的运行。主要完成卫星载荷管理、星地资源运行情况及星地馈电链路状态监视、信关站系统任务规划等功能。b)全球运营服务中心；全球运营服务中心是支撑低轨星座卫星通信系统全球运营的重要组成部分。全球运营服务中心连接各个国家的综合网管及运营支撑系统，主要完成全球结算和信关站网络监控等功能，保障全球网络安全稳定运营。c)信关站系统；信关站系统为低轨星座卫星通信系统提供通信、业务、运营、管理等服务，承担着系统资源管理、用户鉴权与加密、业务路由与交换、业务服务、本地网络运营等功能。主要由部署于各个建站国家或地区的信关站及信关站之间的通信网络组成，是低轨星座卫星通信系统的主要地面设施。低轨星座卫星通信系统通过信关站与地面PLMN、PSTN、Internet以及其他专网进行互联互通。信关站通过馈电链路与低轨卫星进行信息传输。
[0007](3)应用段
[0008]应用段由分布在低轨星座波束覆盖范围内的各种固定及移动终端组成，终端是用户接入低轨星座卫星通信系统的门户和应用平台，用于建立用户与卫星间的数据传输链路，每个终端具备在波束间、卫星间、信关站间的切换能力，能够为用户提供持续不断的业务服务。终端用户通过用户链路与低轨卫星进行信息传输。
[0009]用户的移动性管理和移动自主管理是移动通信系统的基础。当用户在整个移动网络中漫游时，为了把数据或语言信息快速、准确的传输给用户，必须有效的跟踪用户，明确
用户所处的位置，才能在需要寻呼用户终端时及时有效的进行寻呼，所以引入了移动性管理的概念。终端接收系统广播信息，广播信息中包含跟踪区识别号。如果终端发现自己所处的跟踪区发生改变，则会发起跟踪区更新流程，来通知核心网自己所处的新的跟踪区，以便被寻呼时核心网能够准确的定位终端所处的跟踪区并进行寻呼。
[0010]跟踪区(TA，Tracking Area)是LTE系统为用户终端(UE)的位置管理新设立的概念。其被定义为UE不需要更新服务的自由移动区域。UE通过跟踪区注册等流程告知核心网自己的跟踪区TA。每个跟踪区都有一个全网唯一的跟踪区识别号。当UE处于空闲状态时，核心网络能够知道UE所在的跟踪区，同时当处于空闲状态的UE需要被寻呼时，必须在UE所注册的跟踪区的所有波束进行寻呼。TA是波束级的配置，多个波束可以配置相同的TA，且一个波束只能属于一个TA。
[0011]专利1(用于确定低轨道卫星通信系统位置区的方法、设备和存储装置，申请号201910163608.9，申请日2019.03.051)公开了一种用于确定低轨卫星通信系统中的位置区的方法、设备和存储装置，该方法包括：接收低轨卫星通信系统广播的系统信息块，其中所述系统信息块包括位置区信息；以及基于终端自身获得的位置信息和所接收到的所述系统信息块来确定终端当前所处的位置区。利用本专利技术的技术方案，可以动态确定小区与位置区多对多映射关系，解决位置区在低轨卫星场景下应用的问题。但是该专利介绍的是终端如何通过广播信息和自身定位信息来确定终端自己所处的位置区，没有对跟踪区进行规划，也没有给出每个跟踪区的广播中跟踪区识别号的广播策略。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法，对跟踪区进行规划，给出每个跟踪区的广播中跟踪区识别号的广播策略。
[0013]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法，包括：
[0014]跟踪区划分，在地球表面进行跟踪区的划分；
[0015]跟踪区广播策略设置，低轨卫星每个波束都设有广播信道用来广播信息，波束的广播信息中携带的跟踪区识别号由当前波束所处的跟踪区来确定，随着波束的移动，广播信息中的跟踪区识别号随着波束所处的跟踪区而改变。
[0016]进一步地，所述在地球表面进行跟踪区的划分，具体为：
[0017]跟踪区固定在地球表面，按照地理位置划分；
[0018]跟踪区在地球表面，相对固定不变，即，将地球表面划分为多个跟踪区，除了系统重新规划进行跟踪区的划分，否则跟踪区不随卫星的移动而移动，划分方法为：将地球表面划分为多个面积相等的跟踪区；卫星波束在地球表面的投影为圆形或者椭圆形，所以跟踪区按照圆形或者椭圆形来划分；跟踪区的大小为卫星波束在地球表面投影的整数倍；由于卫星每个波束在地球表面的投影的边缘是相互重叠的，所以跟踪区之间边缘也是重叠的。
[0019]进一步地，跟踪区划分采用动态规划，即：划分跟踪区时，根据用户业务量的分布进行跟踪区的划分，地区用户业务量大小与跟踪区大小成反比；
[0020]跟踪区的划分原则为：既要减少卫星终端跟踪区更新流程的频率又要保持跟踪区的面积尽可能的小；在这个原则下，按照业务量的大小对跟踪区进行动态规划，当系统检测
到业务量变化超过阈值时则进行跟踪区的重新划分，以满足该地区的用户业务量需求。
[0021]进一步地，所述跟踪区广播策略设置，具体如下：
[0022]假设波束A和波束B为地轨卫星的两个相邻的波束；
[0023]针对跟踪区包含1个低轨卫星波束的情况，跟踪区TA1的识别号为TAI1，跟踪区TA2的识别号为TAI2，跟踪区TA3的识别号为TAI3，b1、b2、b3代表低轨卫星波束的位置，且b1、b2、b3分别位于跟踪区TA1、跟踪区TA2、跟踪区TA3；
[0024]波束A和波束B按照低轨卫星移动方向移动，当波束A处于位置b1时，广播信息中的跟踪区识别号为TAI1；然后，波束A和波束B继续移动，当波束A移动到位置b2时，波束A广播信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法，其特征在于，包括：跟踪区划分，在地球表面进行跟踪区的划分；跟踪区广播策略设置，低轨卫星每个波束都设有广播信道用来广播信息，波束的广播信息中携带的跟踪区识别号由当前波束所处的跟踪区来确定，随着波束的移动，广播信息中的跟踪区识别号随着波束所处的跟踪区而改变。2.根据权利要求1所述的低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法，其特征在于，所述在地球表面进行跟踪区的划分，具体为：跟踪区固定在地球表面，按照地理位置划分；跟踪区在地球表面，相对固定不变，即，将地球表面划分为多个跟踪区，除了系统重新规划进行跟踪区的划分，否则跟踪区不随卫星的移动而移动，划分方法为：将地球表面划分为多个面积相等的跟踪区；卫星波束在地球表面的投影为圆形或者椭圆形，所以跟踪区按照圆形或者椭圆形来划分；跟踪区的大小为卫星波束在地球表面投影的整数倍；由于卫星每个波束在地球表面的投影的边缘是相互重叠的，所以跟踪区之间边缘也是重叠的。3.根据权利要求1所述的低轨星座卫星通信系统跟踪区划分和广播方法，其特征在于，跟踪区划分采用动态规划，即：划分跟踪区时，根据用户业务量的分布进行跟踪区的划分，地区用户业务量大小与跟踪区大小成反比；跟踪区的划分原则为：既要减少卫星终端跟踪区更新流程的频率又要保持跟踪区的面积尽可能的小；在这个原则下，按照业务量的大小对跟踪区进行动态规划，当系统检测到业务量变化超...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍峰，刘剑锋，丁亚南，
申请(专利权)人：南京熊猫汉达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：