[发明专利]一种低轨卫星系统切换方法

说明书

本发明涉及一种低轨卫星系统切换方法，属于卫星通信领域，包括以下步骤：S1：在卫星信关站中建立Active表；S2：卫星信关站确定用户切换资源预留请求时刻及切换执行时刻；S3：到达资源预留请求时刻，卫星信关站向目标卫星发送资源预留请求消息；S4：目标卫星判断波束信道资源是否空闲；S5：若目标卫星波束信道资源空闲，则为切换用户预留波束信道资源，向信关站发送资源预留成功消息；S6：若目标卫星目标波束中无波束信道资源，但存在其它可用信道资源，为切换用户预留其它可用信道资源，并发送切换通知消息至信关站；S7：若目标卫星目标波束中无可用信道资源，则用户进入资源预留缓冲区。

技术领域

本发明属于卫星通信领域，涉及一种低轨卫星系统的切换方法。

背景技术

近年来，卫星通信技术发展迅速，其中，低轨卫星通信系统因通信时延低，传输功耗小，覆盖范围广等优点，在个人通信领域有着广泛的应用。然而，低轨卫星的高速移动导致用户在通信过程中需面临频繁的切换，如何设计高效的切换方法，以解决用户切换过程中可能出现的传输中断，丢包甚至掉话等问题，实现用户通信性能提升已成为重要的研究课题。

目前，已有研究考虑卫星通信系统中的切换问题，如专利(申请号CN 108964814A)“一种低轨卫星通信系统的信道切换方法”，提供了一种低轨卫星通信系统的信道切换方法，基于切换用户中断概率动态调整所预留切换信道，从而有效降低切换时延，提升切换性能。

现有低轨卫星通信系统的切换方法研究中，已考虑切换信道的预留策略，但未充分考虑低轨卫星的轨道特性及运动规律对切换性能的影响，且较少考虑预留资源可用性对用户切换性能的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低轨卫星通信系统的切换方法，提出由卫星信关站创建Active表来保存卫星系统中的用户关联信息，根据该关联信息，切换用户目标卫星在目标波束中预留源波束中相同频点的信道资源，以供切换用户使用。通过低轨卫星的运动规律，可以确定卫星切换的资源预留时刻及切换执行时刻。在资源预留时刻，信关站向目标卫星发送资源预留消息；在切换执行时刻，执行卫星间切换。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低轨卫星通信系统切换方法，包括以下步骤：

S1：在卫星信关站中建立Active表，用于记录各用户当前状态及用户所关联的卫星信息；

S2：卫星信关站根据用户当前位置信息、用户当前关联卫星波束覆盖范围及用户所关联卫星的移动速度，确定切换资源预留请求时刻及切换执行时刻；

S3：到达资源预留请求时刻，卫星信关站向目标卫星发送资源预留请求消息，其中包含切换用户信息，目标波束信道资源信息及切换执行时刻；

S4：目标卫星根据资源预留请求消息中目标波束信道资源，判断波束信道资源是否空闲；

S5：若目标卫星波束信道资源空闲，则为切换用户预留波束信道资源，并向信关站发送资源预留成功消息；切换执行时刻，目标卫星执行透明模式切换，基于波束信道资源与用户进行通信，信关站更新Active表；

S6：若目标卫星目标波束中无波束信道资源，但存在其它可用信道资源，为切换用户预留其它可用信道资源，并发送切换通知消息至信关站；信关站发送切换通知消息至用户；切换执行时刻，切换用户执行波束内切换，目标卫星基于目标波束内信道资源与切换用户进行通信，信关站更新Active表；

S7：若目标卫星目标波束中无可用信道资源，则用户进入资源预留缓冲区；若切换执行时刻到达前，当前波束存在空闲信道资源，则为切换用户预留资源；到达切换执行时刻，若已为切换用户预留切换资源，切换用户执行切换，信关站更新Active表；否则，切换失败。