[发明专利]一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法

说明书

本发明公开的一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法，属于卫星通信系统中移动性管理领域。本发明通过判断是否存在过载卫星，决定是否触发切换；基于移动用户接收相邻卫星的信号强度、质量以及相邻卫星的覆盖时间和负载情况进行多属性的加权决策选择方法，选择合适的目标卫星；以源卫星与目标卫星的参考信号接收强度和参考信号接收质量，满足切换触发条件的时间是否大于时间迟滞门限来决定是否执行切换，优化卫星过载情况；通过星间切换信令流程执行切换。本发明适用于卫星通信领域，用于降低切换失败率以及掉话率，也能够在一定程度上降低乒乓切换发生的概率；为移动用户提供更优的通话质量。

技术领域

本发明涉及一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法，属于卫星通信系统中移动性管理领域。

背景技术

由于卫星相对地面高速运动，用户会面临频繁的切换，因此切换技术是卫星通信系统的关键技术之一。为了让用户能够快速顺利的接入通话，并在切换时避免掉话，提升用户体验，采用合理的切换方法和切换流程来提升切换的质量，是研究的重点和热点。

传统的切换方法仅以参考信号强度、卫星仰角等单一变量作为判决依据，忽略了信道突变所引起的噪声干扰以及异构卫星过顶时间相差甚远的情况，存在部分卫星负载过高、信道资源紧缺或信道环境恶化而导致切换失败的风险，影响系统的整体性能。因此传统方法还存在着较大的改进提升空间。

发明内容

针对传统卫星切换方法未考虑异构卫星过顶时间相差甚远和信道突变所引起的噪声干扰无法适用于低轨卫星通信系统的技术缺陷，本发明主要目的是提供一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法，能够降低卫星通信过程中的切换失败率以及掉话率，提高通讯质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明公开的一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法，基于移动用户接收相邻卫星的信号强度、质量、卫星负载以及相邻卫星覆盖时间的多属性联合决策的目标卫星选择及切换方案，首先进行切换准备，确定参数指标体系并完成信息收集测量工作，然后通过各项指标，结合本发明所提的判决方法判断是否触发切换，若触发切换，则根据目标卫星选择方法选择合适的目标卫星作为切换对象，执行切换过程，与目标卫星建立通信链路并完成用户数据迁移工作直至切换结束。

本发明公开的一种低轨卫星通信系统中基于星历的多属性联合切换方法，包括以下步骤：

步骤一：切换测量，确定参数指标体系，收集各卫星的负载、星历信息，同时地面移动用户开始测量各卫星的参考信号的接收强度和质量；

地面移动用户接收到相邻卫星的信号强度(RSRP)计算方法如式：

P_r＝P_t-L_r(d)-L_s(d)-L_f(d)-L_ra(d) (1)

其中，P_r为地面移动终端接收到的信号强度，用功率表示；P_t为相邻卫星的发射功率；L_r(d)为信号从卫星传播到地面移动终端的路径损耗；L_s(d)为阴影衰落；L_f(d)为快衰落；L_ra(d)为雨衰；d为低轨卫星到地面移动终端的直线距离。

接收参考信号质量(RSRQ)的计算方法如式：

其中N为RSSI的测量带宽中的资源块RB的数量；RSSI是接收信号的强度指示，包括有用信号和干扰信号。

步骤二：切换判决，当地面移动用户处于卫星覆盖重叠区域时，需要实时测量卫星负载、参考信号强度和质量，并根据相应的切换触发条件判决是否需要进行切换；