一种低轨卫星通信系统的信道切换方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108964814A(43)申请公布日2018.12.07(21)申请号201810757781.7(22)申请日2018.07.11(71)申请人北京零重空间技术有限公司地址100176北京市大兴区科创十三街锋创科技园5号16层(72)发明人王智博(51)Int.Cl.H04B17/382(2015.01)H04B17/391(2015.01)H04W36/00(2009.01)H04W36/08(2009.01)H04W36/22(2009.01)H04W84/06(2009.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种低轨卫星通信系统的信道切换方法(57)摘要本发明属于卫星移动通信领域，提供了一种低轨卫星通信系统的信道切换方法。该方法包括：在卫星的各波束中预留切换专用信道；预留的信道数动态变化，若波束中切换呼叫拥塞概率增加，增加切换专用的预留信道，若波束中原始呼叫拥塞率增加，减少切换专用的预留信道，保持切换拥塞概率和原始呼叫拥塞概率成比例；原始呼叫发起前，在目标波束中预留所需的切换专用信道；预留成功后，可在当前波束下接入呼叫。其有益效果是：在保证正在进行的呼叫不会发生切换失败的同时，也保证了原始呼叫和切换呼叫之间的公平性，卫星能够自适应根据用户流量变化调整信道。CN108964814ACN108964814A权利要求书1/1页1.一种低轨卫星通信系统的信道切换方法，其特征在于，所述方法包括：设定信道切换的场景，建立低轨卫星通信系统的模型；在卫星的各波束中为将信道分为切换专用信道和公用信道两部分；切换专用信道数根据该波束下的信息进行分配，动态调整切换专用信道数；在源波束中的原始呼叫发起前，在目标波束中预留所需的切换专用信道；若目标波束中成功预留切换专用信道，该原始呼叫可以接入；若目标波束中预留切换专用信道不成功，该原始呼叫进入排队队列等待，等待超时后则丢弃该呼叫接入请求。2.根据权利要求1所述的建立低轨卫星通信系统的模型，其特征在于:假设低轨卫星是具有多个点波束的通信系统，每个波束下的信道数、业务类型一致，每个波束下的用户发起原始呼叫和切换呼叫的到达服从泊松分布，相应的到达时间间隔服从到达率为λa和λb的负指数分布；原始呼叫和切换呼叫在每个波束内的信道占用时间服从负指数分布。3.根据权利要求1所述的在卫星的各波束中为将信道分为切换专用信道和公用信道两部分，其特征在于：设每个波束的信道数为C，专用信道的阈值设为CH，0到CH之间的信道被切换专用信道占用，CH到C之间的信道被公用信道竞争占用。4.根据权利要求1所述的切换专用信道数根据该波束下的信息进行分配，动态调整切换专用信道数，其特征在于：信息来源于切换呼叫阻塞计数和原始呼叫阻塞计数的关系。5.根据权利要求4所述的切换呼叫阻塞计数和原始呼叫阻塞计数的关系，其特征在于：当原始呼叫阻塞计数器Sn大于原始呼叫阻塞计数器的阈值Tn，信道阈值CH减少一个步长tn；当切换呼叫阻塞计数Sh大于切换呼叫阻塞计数器的阈值Th，信道阈值CH增加一个步长th。6.根据权利要求1所述的若目标波束中预留切换专用信道不成功，该原始呼叫进入排队队列等待，其特征在于：为切换呼叫增加一个排队队列，利用发生切换的两个点波束，投影在地面的两个相邻小区之间的重叠区域，减小由于缺少空闲信道而导致强迫中断的概率。7.根据权利要求6所述的为切换呼叫增加一个排队队列，其特征在于定义一个切换缓冲区和一个排队门限；当切换用户的接收功率衰减到排队门限以下，且切换用户进入切换缓冲区时，该用户就向目标小区发起切换请求；如果目标小区内所有信道均处于忙状态，切换请求则进入队列排队。8.根据权利要求1所述的等待超时后则丢弃该呼叫接入请求，其特征在于，当目标小区中任一信道释放时，处于队列首位的呼叫请求将自动获得信道，队列依次刷新；若呼叫请求即将移出切换缓冲区而仍未能被分配信道，则此呼叫请求将被强制丢弃。2CN108964814A说明书1/4页一种低轨卫星通信系统的信道切换方法技术领域[0001]本发明属于卫星通信领域，具体为低轨卫星通信系统的信道切换方法。背景技术[0002]在卫星移动通信系统中，处于卫星覆盖区内的所有地球站都能访问卫星，但是由于通信卫星的频率和功率资源比较宝贵，这些资源都是由系统中的所有用户共享，因此，必须要控制地球站对卫星的访问，这就是信道分配方式研究的问题。[0003]卫星通常配备多波束天线，卫星的一个波束覆盖区就相当于地面系统中的一个蜂窝小区，只是卫星波束覆盖区的直径在几百至几千公里，要远大于地面蜂窝小区的直径。由于卫星和用户都可能是移动的，在用户的通信过程中很可能会发生用户从一个波束覆盖区进入另一个波束覆盖区的情形。为确保