[发明专利]一种基于用户切换限制和卸载的卫星跨信关站馈电链路切换方法

说明书

本发明公开了一种基于用户切换限制和卸载的卫星跨信关站馈电链路切换方法，属于卫星通信领域；其工作原理为：以最小化卫星S覆盖区域中单星覆盖区域用户数为目标，计算卫星S切换的轨道位置；预先估算卫星S跨信关站馈电链路切换时覆盖的地理区域以及其中的多星覆盖区域；限制多星覆盖区中接受其它卫星服务的用户切换到卫星S；将多星覆盖区域中被其它卫星同时覆盖的接受卫星S服务的用户，卸载到其它卫星；当卫星S切换信关站时其所属的用户同时切换信关站；卫星S完成跨信关站馈电链路切换后，撤销针对卫星S的切换限制和卸载策略。利用本发明方法可最小化跟随卫星跨信关站馈电链路切换的用户数量，提升卫星跨信关站馈电链路切换时用户的整体体验。

技术领域

本发明属于低轨卫星通信领域，具体涉及到一种基于用户切换限制和卸载的卫星跨信关站馈电链路切换方法。

背景技术

随着低轨卫星星座的蓬勃发展，越来越多的低轨卫星系统正在开展建设。低轨卫星系统所特有的卫星跨信关站馈电链路切换问题已成为系统方案研究的重要课题。尤其是卫星透明转发的低轨卫星系统，卫星仅起到覆盖主用，卫星要能为覆盖区的用户终端服务，必须与信关站一直建立馈电链路连接。低轨卫星高速运动跨信关站覆盖时，馈电链路将从源信关站切换到目标信关站，导致接受卫星服务的用户终端集体发生切换。短时间内大规模用户发起切换，将产生拥塞，切换用户丢失严重。

目前，针对透明转发的卫星馈电链路切换，研究多集中在信关站如何选择新卫星进行连接，出现了基于负载均衡、基于最长服务时间、基于二分图最大匹配等策略。但是，针对因卫星馈电链路切换导致大量用户终端切换的问题，研究较为薄弱。

针对因卫星馈电链路切换导致大量用户终端集体切换的问题，需进一步给出一套有效地解决方案，减少跟随卫星跨信关站切换的用户数量、减少用户切换掉话率，提升卫星跨信关站馈电链路切换情况下系统用户整体体验。

发明内容

为了解决卫星馈电链路切换导致大量用户终端切换的问题，本发明提出了一种基于用户切换限制和卸载的卫星跨信关站馈电链路切换方法，方法基本思想是将需要跨信关站切换的卫星的星下覆盖区中单星覆盖区域最小化(用户数)，同时将其中多星覆盖区的接受卫星服务的用户逐渐卸载到其它卫星，并针对接收其它卫星服务的用户进行限制，避免切换到当前卫星。

本发明提出了一种基于用户切换限制和卸载的卫星跨信关站馈电链路切换方法，如图1所示，该方法的实现流程组成部分包括：满足优化条件的跨信关站馈电链路切换位置计算1、预先估算卫星S跨信关站馈电链路切换时的地面覆盖区域以及其中的多星覆盖区域2、用户切换限制3、用户卸载4、单星覆盖区用户跟随卫星跨信关站切换5、撤销针对卫星S的切换限制和卸载策略6。

本发明技术方案为一种基于用户切换限制和卸载的卫星跨信关站馈电链路切换方法，该方法包括：

步骤1：在源信关站和目标信关站交叠覆盖区域内，以最小化卫星S覆盖区域中单星覆盖区域内用户数量为目标，基于星历、源信关站与目标信关站位置、用户分布率计算出卫星S 跨信关站馈电链路切换的轨道位置；

步骤2：源信关站预先计算出卫星S在跨信关站馈电链路切换位置的地面覆盖区域，以及计算出该覆盖区域内的多星覆盖区域；

步骤3：用户切换限制

针对步骤2中所述的多星覆盖区域中接收其它卫星服务的用户，进行切换限制，这类用户在即将仅被卫星S覆盖时，才向卫星S切换；

步骤4：用户卸载策略

针对步骤2中所述的多星覆盖区域中接收卫星S服务的用户被卫星S和其它卫星同时覆盖，选择其它卫星进行切换，将用户卸载到其它卫星；

步骤5：卫星S跨信关站馈电链路切换，卫星S覆盖下的单星覆盖区域用户集体跟随卫星 S跨信关站切换到目标信关站；

步骤6：卫星S完成跨信关站馈电链路切换后，撤销针对卫星S的用户切换限制和用户卸载策略。