星地融合网络的群切换方法和装置

专利2024-04-18  20



1.本技术涉及移动通信技术领域,尤其涉及星地融合网络的群切换方法和装置。


背景技术:

2.高速运动载具上的终端通信是无线移动通信的重要场景。以高铁为例,在高铁上终端数量较多,位置分布相对集中并一起运动,且终端业务具有多样性和高流量的特征。目前,通常在高速运动载具的车体上部署车载路由器,实现车体内终端的网络接入和通信服务,并采用群切换技术降低车体内大量终端切换的信令开销。但是,当高速运动载具途径山区、郊外等地面基站密度较低的地区时,稀疏的地面基站无法提供足够的通信容量和带宽,车体内终端的业务质量和通信连续性难以保证。


技术实现要素:

3.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此,本技术的第一个目的在于提出一种星地融合网络的群切换方法,解决了高速运动载具在山区、郊外等地面基站通信容量和带宽受限下的业务质量和通信连续性问题。
5.本技术的第二个目的在于提出一种星地融合网络的群切换装置。
6.本技术的第三个目的在于提出一种计算机设备。
7.本技术的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
8.为达上述目的,本技术第一方面实施例提出了一种星地融合网络的群切换方法,包括:通过车载路由器检测高速运动载具的状态,其中,高速运动载具的状态包括:进入特定区域、离开特定区域,特定区域为基站密度小于阈值、且通信容量和带宽受限的区域;若高速运动载具的状态为进入特定区域,通过车载路由器从已有群组筛选出卫星服务终端群组,之后通过车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络;若高速运动载具的状态为离开特定区域,通过车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站;在将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络之后,还包括:当为卫星服务终端群组服务的第一目标卫星基站运动触发星间切换条件时,通过星地融合路由器基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息确定第二目标卫星基站,之后通过车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站。
9.本技术实施例的星地融合网络的群切换方法,在高速运动载具上,提出设置支持地面与卫星融合通信的星地融合路由器,通过与原车载路由器的协作,实现了高速运动载具移动过程中星地网络融合的群切换控制方法,进一步设计了对应的功能模块和装置,解决了高速运动载具在山区、郊外等地面基站通信容量和带宽受限下的业务质量和通信连续性问题。
10.可选地,在本技术的一个实施例中,将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换
至第一目标卫星网络,具体为:
11.通过车载路由器与已有终端群组进行交互,从而获取终端群组信息,并依据卫星基站网络参数、卫星基站可用资源以及终端群组业务需求来筛选卫星服务终端群组,之后通过车载路由器向星地融合路由器发送携带终端群组信息的迁移准备消息;
12.在星地融合路由器端接收车载路由器发送的携带终端群组信息的迁移准备消息,之后使用星地融合路由器确定第一目标卫星基站;
13.通过星地融合路由器向确定的第一目标卫星基站发送迁入请求消息,之后在星地融合路由器端接收第一目标卫星基站发送的迁入请求确认消息;
14.通过星地融合路由器基于隧道协议对卫星服务终端群组的数据包进行外部ip报头封装;
15.通过星地融合路由器向车载路由器发送迁移准备确认消息,并向第一目标卫星基站发送迁入执行消息;
16.在星地融合路由器端接收第一目标卫星基站发送的迁入执行确认消息,完成切换过程。
17.可选地,在本技术的一个实施例中,将卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站,具体为:
18.通过车载路由器向目标地面基站发送迁移准备消息;
19.在目标地面基站端接收迁移准备消息,之后向星地融合路由器发送迁移准备确认消息;
20.通过车载路由器向星地融合路由器发送的迁移启动消息;
21.在星地融合路由器端接收迁移准备确认消息和迁移启动消息,之后向原卫星基站发送迁出请求消息;
22.在原卫星基站端接收迁出请求消息,之后向星地融合路由器发送迁出请求确认消息;
23.在星地融合路由器端接收迁出请求确认消息,之后向车载路由器发送迁移启动确认消息;
24.在车载路由器端接收迁移启动确认消息,之后向目标地面基站发送迁移执行消息;
25.在目标地面基站端接收迁移执行消息,并执行迁移,之后向车载路由器发送迁移执行确认消息,完成切换过程。
26.可选地,在本技术的一个实施例中,将卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站,具体为:
27.通过星地融合路由器向第二目标卫星基站发送切换请求消息;
28.在第二目标卫星基站端接收切换请求消息,之后向星地融合路由器发送切换请求确认消息;
29.在星地融合路由器端接收切换请求确认消息,之后向车载路由器发送终端信息更新请求消息;
30.在车载路由器端接收终端请求更新消息,之后与卫星服务终端群组进行交互,进而更新终端群组信息,之后向星地融合路由器发送终端信息更新请求确认消息,其中,终端
信息更新请求确认消息携带终端实时位置信息;
31.在星地融合路由器端接收终端信息更新请求确认消息,之后向第一目标基站发送切换准备消息;
32.在第一目标基站端接收切换准备消息,之后释放资源,并向星地融合路由器发送切换准备确认消息;
33.在星地融合路由器端向第二目标卫星基站发送切换执行消息;
34.在第二目标基站端接收切换执行消息,之后执行切换,并向星地融合路由器发送切换执行确认消息,完成切换过程。
35.为达上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种星地融合网络的群切换装置,包括车载路由器、星地融合路由器,其中,
36.车载路由器,用于检测高速运动载具的状态,并从已有群组筛选出卫星服务终端群组,其中,高速运动载具的状态包括:进入特定区域、离开特定区域,特定区域为基站密度小于阈值、且通信容量和带宽受限的区域;
37.星地融合路由器,用于在高速运动载具的状态为进入特定区域时,确定第一目标卫星网络,之后通过与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络;
38.星地融合路由器,还用于在高速运动载具的状态为离开特定区域时,通过与车载路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站;
39.星地融合路由器,还用于在为卫星服务终端群组服务的第一目标卫星基站运动触发星间切换条件时,基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息确定第二目标卫星基站,之后通过与车载路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站。
40.可选地,在本技术的一个实施例中,车载路由器包括第一星地协同模块,车载路由器通过第一星地协同模块与星地融合路由器进行协作。
41.可选地,在本技术的一个实施例中,星地融合路由器包括第二星地协同模块、资源管理模块、切换决策模块、位置管理模块,其中,
42.第二星地协同模块,用于与车载路由器的第一星地协同模块交互终端信息和切换协同信息、与卫星基站的资源管理模块交互迁移与切换信令,采用隧道协议进行ip包头封装;
43.第二星地协同模块,还用于在需要进行卫星基站切换决策时,进行卫星服务终端切换感知并将数据发送给切换决策模块,同时向位置管理模块发送星地轨迹获取的指令,在接收到切换决策模块的切换决策结果后执行切换,在卫星基站接入或发生切换后,更新资源状态并将数据传输给资源管理模块,之后将资源管理模块反馈的卫星服务终端资源管理结果发送给车载路由器;
44.资源管理模块,用于对卫星下发的资源进行调度,接收来自第二星地协同模块的资源状态更新信息并将资源管理结果反馈给第二星地协同模块;
45.切换决策模块,用于进行卫星基站切换决策,根据来自星地协同模块的切换感知信息以及位置管理模块传输的卫星基站和高速运动载具的轨迹数据确定目标基站
46.位置管理模块,用于存储和调度卫星基站与高速运动载具的轨迹信息,在接收到
第二星地协同模块的获取星地轨迹的指令后将卫星和高速运动载具的轨迹数据传输至切换决策模块。
47.为达上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,当所述处理器执行所述计算机程序时,能够执行上述星地融合网络的群切换方法。
48.为了实现上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质,当所述存储介质中的指令由处理器被执行时,能够执行上述星地融合网络的群切换方法。
49.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
50.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
51.图1为本技术实施例一所提供的一种星地融合网络的群切换方法的流程示意图;
52.图2为本技术实施例的星地融合路由器功能模块以及各模块之间的接口关系图;
53.图3为本技术实施例的卫星服务终端群组的群切换整体流程图;
54.图4为本技术实施例的星地融合网络群切换场景;
55.图5为本技术实施例的卫星服务终端群组的地面-卫星迁移流程图;
56.图6为本技术实施例的卫星服务终端群组的卫星基站间切换流程图;
57.图7为本技术实施例的卫星服务终端群组的卫星-地面迁移流程图;
58.图8为本技术实施例的为本技术实施例提供的一种星地融合网络的群切换装置的结构示意图。
具体实施方式
59.下面详细描述本技术的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
60.下面参考附图描述本技术实施例的星地融合网络的群切换方法和装置。
61.图1为本技术实施例一所提供的一种星地融合网络的群切换方法的流程示意图。
62.如图1所示,该星地融合网络的群切换方法包括以下步骤:
63.步骤101,通过车载路由器检测高速运动载具的状态,其中,高速运动载具的状态包括:进入特定区域、离开特定区域,特定区域为基站密度小于阈值、且通信容量和带宽受限的区域;
64.步骤102,若高速运动载具的状态为进入特定区域,通过车载路由器从已有群组筛选出卫星服务终端群组,之后通过车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络;
65.步骤103,若高速运动载具的状态为离开特定区域,通过车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站;
66.步骤104,在将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络之后,还包括:当为卫星服务终端群组服务的第一目标卫星基站运动触发星间切换条件时,通过星地融合路由器基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息确定第二目标卫星基站,之后通过车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站。
67.在高速运动载具上,车载路由器按照车厢位置、用户数量等条件,对车体内的终端进行了分组,并提供网络接入和通信服务。本技术中,当高速运动载具进入山区、郊外等偏远地区时,每个车载路由器依据其服务终端的业务类型、业务质量要求、业务请求量等参数,对终端分组进行筛选,并通过与星地融合路由器协商,将筛选出的终端群组通过星地融合路由器整体切换至卫星网络,由卫星网络提供通信服务。为方便表述,在后文中将筛选出的需要切换至卫星网络的终端称为卫星服务终端,筛选出的所有卫星服务终端构成卫星服务终端群组。这样,高速运动载具上的一部分终端继续由车载路由器通过地面基站提供网络接入和通信服务,另一部分经过星地融合路由器,由卫星网络提供网络接入和通信服务。通常,高速运动载具上的车载路由器按照已有的终端群组进行筛选,再进行终端群组的切换。星地融合路由器采用隧道协议实现终端群组传输路径的重定向,通过卫星网络建立通信传输路径。
68.当为卫星服务终端群组服务的卫星基站运动触发切换条件时,星地融合路由器决策确定目标卫星基站,并与原卫星基站、目标卫星基站进行切换信令交互。星地融合路由器得到确认消息后与车载路由器进行协作,将高速运动载具上的卫星服务终端整体切换至目标卫星基站,实现了群组切换,保证通过卫星网络的终端群组的通信连续性。
69.当高速运动载具进入地面基站条件较好的地区时,星地融合路由器与卫星基站、车载路由器与目标地面基站进行切换信令交互,星地融合路由器得到确认消息后与卫星基站断开连接。先前筛选出的卫星服务终端群组迁移回地面网络,此时高速移动载具上的所有终端均由地面基站通过车载路由器进行服务。
70.本技术的星地融合路由器功能模块以及各模块之间的接口关系如图2所示,包括:车载路由器、星地融合路由器。
71.其中,星地融合路由器的主要功能模块包括:星地协同模块、位置管理模块、切换控制模块和资源管理模块,具体地:
72.星地协同模块负责与车载路由器的星地协同模块交互终端信息和切换协同信息、与卫星基站的资源管理模块交互迁移与切换信令。还负责根据卫星基站参数和终端群组业务需求筛选卫星服务终端群组、采用隧道协议进行ip包头封装。在需要进行卫星基站切换决策时,星地协同模块进行卫星服务终端切换感知并将数据发送给切换决策模块,同时向位置管理模块发送星地轨迹获取的指令。在接收到切换决策模块的切换决策结果后执行切换。在卫星基站接入或发生切换后,星地协同模块更新资源状态并将数据传输给资源管理模块,然后将资源管理模块反馈的卫星服务终端资源管理结果发送给车载路由器;
73.位置管理模块负责存储和调度卫星基站与高速运动载具的轨迹信息,在接收到星地协同模块的获取星地轨迹的指令后将卫星和高速运动载具的轨迹数据传输至切换决策模块;
74.切换决策模块负责进行卫星基站切换决策,综合考虑来自星地协同模块的切换感
知信息以及位置管理模块传输的卫星基站和高速运动载具的轨迹数据决策目标基站;
75.资源管理模块负责对卫星下发的资源进行调度,接收来自星地协同模块的资源状态更新信息并将资源管理结果反馈给星地协同模块;
76.本技术中,高速运动载具上的车载路由器需要扩展星地协同模块,使其能够与本技术提出的星地融合路由器进行协同工作;具体而言,本技术对高速运动载具上的车载路由器扩展了星地协同模块,使其能够与星地融合路由器进行交互终端群组信息以及筛选出的卫星服务终端群组信息,进行协同工作。
77.本技术提出的星地融合网络的群切换方法,卫星服务终端群组的群切换整体流程如图3所示,包括:卫星服务终端群组的地面-卫星迁移流程、卫星服务终端群组的卫星基站间切换流程以及卫星服务终端群组的卫星-地面迁移流程。
78.其中,卫星服务终端群组的地面-卫星迁移流程,能够在高速运动载具进入偏远地区时筛选出卫星服务终端群组,并使卫星基站通过星地融合路由器为卫星服务终端群组提供服务。卫星服务终端群组的卫星基站间切换流程,能实现星地融合路由器在原卫星基站与目标卫星基站的切换,保持卫星服务终端群组的业务连续性。卫星服务终端群组的卫星-地面迁移流程,能够使高速运动载具在离开偏远地区时,将卫星服务终端群组迁回地面网络。
79.本技术的星地融合网络群切换场景如图4所示,主要包括:地面的高速运动载具(如高铁等)以及地面基站和地面通信网络,空中的卫星基站和卫星通信网络。
80.具体地,在本技术实施例中,卫星服务终端群组的地面-卫星迁移流程:当车载路由器检测到高速运动载具进入山区郊外等偏远地区时,每个车载路由器依据其服务车体内的终端业务类型、业务质量要求、业务请求量等参数对车体内的终端分组筛选出卫星服务终端群组。车载路由器实现卫星服务终端群组ip地址的映射,星地融合路由器上采用隧道协议对映射后的ip地址进行封装。通过车载路由器与星都融合路由器的协作使卫星服务终端群组群切换至卫星网络,由卫星网络提供网络接入和通信服务,具体流程如图5所示,包括:
81.1.车载路由器与终端群组交互获取终端群组信息(业务类型、业务需求等)。
82.2.车载路由器向星地融合路由器发送携带终端群组信息的迁移准备消息。
83.3.车载路由器依据卫星基站网络参数(信号强度等)、卫星基站可用资源(带宽、信道数等)以及终端群组业务需求(时延等)来筛选卫星服务终端群组。
84.4.星地融合路由器基于卫星基站网络参数以及终端群组业务需求决策目标卫星基站。
85.5a.星地融合路由器向目标卫星基站发送迁入请求消息。
86.5b.目标卫星基站向星地融合路由器发送迁入请求确认消息。
87.6.星地融合路由器基于隧道协议对卫星服务终端群组的数据包进行外部ip报头封装
88.7.星地融合路由器向车载路由器发送迁移准备确认消息。
89.8a.星地融合路由器向目标卫星基站发送迁入执行消息。
90.8b.目标卫星基站向星地融合路由器发送迁入执行确认消息。
91.本技术中,首先,车载路由器可采用nat等技术,将高速运动载具内终端的私网ip
地址映射为公网ip地址。对于继续通过地面网络进行通信的终端,其对外地址即是映射后的公网ip地址;对于筛选出的卫星服务终端,星地融合路由器基于隧道协议对映射后的公网ip地址进行进一步封装,使通信回传链路的目的地址定位于星地融合路由器。于是,卫星服务终端的信息均通过卫星网络进行传输。
92.在卫星服务终端群组群切换至卫星网络,由卫星网络提供网络接入和通信服务之后,还包括:
93.当因卫星基站运动触发切换时,车载路由器、星地融合路由器与车载路由器和卫星网络协作实现终端的群切换控制,保持通信连续性。
94.卫星服务终端群组的卫星基站间切换流程:当为卫星服务终端群组服务的卫星运动触发切换星间切换条件时,星地融合路由器基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息决策目标卫星基站,然后与车载路由器进行协作,将高速运动载具上的卫星服务终端整体切换至目标卫星基站,其切换流程如图6所示:
95.1.车载路由器与终端群组交互更新终端群组信息。
96.2a.星地融合路由器向目标卫星基站发送切换请求消息。
97.2b.目标卫星基站向星地融合路由器发送切换请求确认消息。
98.3a.星地融合路由器向车载路由器发送终端信息更新请求消息。
99.3b.车载路由器向星地融合路由器发送终端信息更新请求确认消息,并携带终端实时位置信息。
100.4.星地融合路由器向原卫星基站发送切换准备消息。
101.5.原卫星基站释放资源。
102.6.原卫星基站向星地融合路由器发送切换准备确认消息。
103.7a.星地融合路由器向目标卫星基站发送切换执行消息。
104.7b.目标卫星基站向星地融合路由器发送切换执行确认消息。
105.具体地,在本技术实施例中,卫星服务终端群组的卫星-地面迁移流程包括:当车载路由器检测到高速运动载具离开偏远地区时,星地融合路由器与卫星基站、车载路由器与目标地面基站进行切换信令交互,星地融合路由器得到确认消息后与卫星基站断开连接,先前筛选出的卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站。其切换流程如图7所示,包括:
106.1a.车载路由器向目标地面基站发送迁移准备消息。
107.1b.目标地面基站向星地融合路由器发送迁移准备确认消息。
108.2.车载路由器向星地融合路由器发送迁移启动消息。
109.3a.星地融合路由器向原卫星基站发送迁出请求消息。
110.3b.原卫星基站向星地融合路由器发送迁出请求确认消息。
111.4.星地融合路由器向车载路由器发送迁移启动确认消息。
112.5a.车载路由器向目标地面基站发送迁移执行消息。
113.5b.目标地面基站向车载路由器发送迁移执行确认消息。
114.为了实现上述实施例,本技术还提出一种星地融合网络的群切换装置。
115.图8为本技术实施例提供的一种星地融合网络的群切换装置的结构示意图。
116.如图8所示,该星地融合网络的群切换装置包括:车载路由器、星地融合路由器,其
中,
117.车载路由器,用于检测高速运动载具的状态,并从已有群组筛选出卫星服务终端群组,其中,高速运动载具的状态包括:进入特定区域、离开特定区域,特定区域为基站密度小于阈值、且通信容量和带宽受限的区域;
118.星地融合路由器,用于在高速运动载具的状态为进入特定区域时,确定第一目标卫星网络,之后通过与星地融合路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络;
119.星地融合路由器,还用于在高速运动载具的状态为离开预设区域时,通过与车载路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站;
120.星地融合路由器,还用于在为卫星服务终端群组服务的第一目标卫星基站运动触发星间切换条件时,基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息确定第二目标卫星基站,之后通过与车载路由器进行协作,从而将卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站。
121.进一步地,在本技术实施例中,车载路由器包括第一星地协同模块,车载路由器通过第一星地协同模块与星地融合路由器进行协作。
122.进一步地,在本技术实施例中,星地融合路由器包括第二星地协同模块、资源管理模块、切换决策模块、位置管理模块,其中,
123.第二星地协同模块,用于与车载路由器的第一星地协同模块交互终端信息和切换协同信息、与卫星基站的资源管理模块交互迁移与切换信令,采用隧道协议进行ip包头封装;
124.第二星地协同模块,还用于在需要进行卫星基站切换决策时,进行卫星服务终端切换感知并将数据发送给切换决策模块,同时向位置管理模块发送星地轨迹获取的指令,在接收到切换决策模块的切换决策结果后执行切换,在卫星基站接入或发生切换后,更新资源状态并将数据传输给资源管理模块,之后将资源管理模块反馈的卫星服务终端资源管理结果发送给车载路由器;
125.资源管理模块,用于对卫星下发的资源进行调度,接收来自第二星地协同模块的资源状态更新信息并将资源管理结果反馈给第二星地协同模块;
126.切换决策模块,用于进行卫星基站切换决策,根据来自星地协同模块的切换感知信息以及位置管理模块传输的卫星基站和高速运动载具的轨迹数据确定目标基站
127.位置管理模块,用于存储和调度卫星基站与高速运动载具的轨迹信息,在接收到第二星地协同模块的获取星地轨迹的指令后将卫星和高速运动载具的轨迹数据传输至切换决策模块。
128.需要说明的是,前述对星地融合网络的群切换方法实施例的解释说明也适用于该实施例的星地融合网络的群切换装置,此处不再赘述。
129.为了实现上述实施例,本发明还提出了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时,实现上述施例所述的方法。
130.为了实现上述实施例,本发明还提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述实施例的方法。
131.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
132.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
133.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
134.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
135.应当理解,本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。
136.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
137.此外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模
块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
138.上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本技术的限制,本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征:
1.一种星地融合网络的群切换方法,其特征在于,包括以下步骤:通过车载路由器检测高速运动载具的状态,其中,所述高速运动载具的状态包括:进入特定区域、离开特定区域,所述特定区域为基站密度小于阈值、且通信容量和带宽受限的区域;若所述高速运动载具的状态为进入特定区域,通过所述车载路由器从已有群组筛选出卫星服务终端群组,之后通过所述车载路由器与星地融合路由器进行协作,从而将所述卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络;若所述高速运动载具的状态为离开特定区域,通过所述车载路由器与所述星地融合路由器进行协作,从而将所述卫星服务终端群组整体切换至所述目标地面基站;在将所述卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络之后,还包括:当为所述卫星服务终端群组服务的第一目标卫星基站运动触发星间切换条件时,通过所述星地融合路由器基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息确定第二目标卫星基站,之后通过所述车载路由器与所述星地融合路由器进行协作,从而将所述卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至第一目标卫星网络,具体为:通过所述车载路由器与已有终端群组进行交互,从而获取终端群组信息,并依据卫星基站网络参数、卫星基站可用资源以及终端群组业务需求来筛选卫星服务终端群组,之后通过所述车载路由器向所述星地融合路由器发送携带终端群组信息的迁移准备消息;在所述星地融合路由器端接收所述车载路由器发送的携带终端群组信息的迁移准备消息,之后使用所述星地融合路由器确定第一目标卫星基站;通过所述星地融合路由器向确定的第一目标卫星基站发送迁入请求消息,之后在所述星地融合路由器端接收所述第一目标卫星基站发送的迁入请求确认消息;通过所述星地融合路由器基于隧道协议对卫星服务终端群组的数据包进行外部ip报头封装;通过所述星地融合路由器向所述车载路由器发送迁移准备确认消息,并向所述第一目标卫星基站发送迁入执行消息;在所述星地融合路由器端接收所述第一目标卫星基站发送的迁入执行确认消息,完成切换过程。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述卫星服务终端群组整体切换至所述目标地面基站,具体为:通过所述车载路由器向所述目标地面基站发送迁移准备消息;在所述目标地面基站端接收所述迁移准备消息,之后向所述星地融合路由器发送迁移准备确认消息;通过所述车载路由器向所述星地融合路由器发送的迁移启动消息;在所述星地融合路由器端接收所述迁移准备确认消息和所述迁移启动消息,之后向原卫星基站发送迁出请求消息;在所述原卫星基站端接收所述迁出请求消息,之后向所述星地融合路由器发送迁出请
求确认消息;在所述星地融合路由器端接收所述迁出请求确认消息,之后向所述车载路由器发送迁移启动确认消息;在所述车载路由器端接收所述迁移启动确认消息,之后向所述目标地面基站发送迁移执行消息;在所述目标地面基站端接收所述迁移执行消息,并执行迁移,之后向所述车载路由器发送迁移执行确认消息,完成切换过程。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站,具体为:通过所述星地融合路由器向所述第二目标卫星基站发送切换请求消息;在所述第二目标卫星基站端接收所述切换请求消息,之后向所述星地融合路由器发送切换请求确认消息;在所述星地融合路由器端接收所述切换请求确认消息,之后向所述车载路由器发送终端信息更新请求消息;在所述车载路由器端接收所述终端请求更新消息,之后与所述卫星服务终端群组进行交互,进而更新终端群组信息,之后向所述星地融合路由器发送终端信息更新请求确认消息,其中,所述终端信息更新请求确认消息携带终端实时位置信息;在所述星地融合路由器端接收所述终端信息更新请求确认消息,之后向所述第一目标基站发送切换准备消息;在所述第一目标基站端接收所述切换准备消息,之后释放资源,并向所述星地融合路由器发送切换准备确认消息;在所述星地融合路由器端向所述第二目标卫星基站发送切换执行消息;在所述第二目标基站端接收所述切换执行消息,之后执行切换,并向所述星地融合路由器发送切换执行确认消息,完成切换过程。5.一种星地融合网络的群切换装置,其特征在于,包括车载路由器、星地融合路由器,其中,所述车载路由器,用于检测高速运动载具的状态,并从已有群组筛选出卫星服务终端群组,其中,所述高速运动载具的状态包括:进入特定区域、离开特定区域,所述特定区域为基站密度小于阈值、且通信容量和带宽受限的区域;所述星地融合路由器,用于在所述高速运动载具的状态为进入特定区域时,确定第一目标卫星网络,之后通过与所述星地融合路由器进行协作,从而将所述卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至所述第一目标卫星网络;所述星地融合路由器,还用于在所述高速运动载具的状态为离开特定区域时,通过与所述车载路由器进行协作,从而将所述卫星服务终端群组整体切换至所述目标地面基站;所述星地融合路由器,还用于在为所述卫星服务终端群组服务的第一目标卫星基站运动触发星间切换条件时,基于卫星服务终端群组需求与卫星基站信息确定第二目标卫星基站,之后通过与所述车载路由器进行协作,从而将所述卫星服务终端群组整体切换至第二目标卫星基站。6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述车载路由器包括第一星地协同模块,所
述车载路由器通过所述第一星地协同模块与所述星地融合路由器进行协作。7.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述星地融合路由器包括第二星地协同模块、资源管理模块、切换决策模块、位置管理模块,其中,所述第二星地协同模块,用于与所述车载路由器的第一星地协同模块交互终端信息和切换协同信息、与卫星基站的资源管理模块交互迁移与切换信令,采用隧道协议进行ip包头封装;所述第二星地协同模块,还用于在需要进行卫星基站切换决策时,进行卫星服务终端切换感知并将数据发送给所述切换决策模块,同时向所述位置管理模块发送星地轨迹获取的指令,在接收到所述切换决策模块的切换决策结果后执行切换,在卫星基站接入或发生切换后,更新资源状态并将数据传输给所述资源管理模块,之后将资源管理模块反馈的卫星服务终端资源管理结果发送给所述车载路由器;所述资源管理模块,用于对卫星下发的资源进行调度,接收来自所述第二星地协同模块的资源状态更新信息并将资源管理结果反馈给所述第二星地协同模块;所述切换决策模块,用于进行卫星基站切换决策,根据来自星地协同模块的切换感知信息以及位置管理模块传输的卫星基站和高速运动载具的轨迹数据确定目标基站;所述位置管理模块,用于存储和调度卫星基站与高速运动载具的轨迹信息,在接收到所述第二星地协同模块的获取星地轨迹的指令后将卫星和高速运动载具的轨迹数据传输至所述切换决策模块。8.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1-7中任一所述的方法。9.一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结
本申请提出一种星地融合网络的群切换方法,包括:星地融合网络中,若高速运动载具进入特定区域,车载路由器从已有群组筛选出卫星服务终端群组,并与星地融合路由器协作将卫星服务终端群组从原地面网络整体切换至目标卫星网络;若载具离开特定区域,车载路由器与星地融合路由器协作将卫星服务终端群组整体切换至目标地面基站;当为卫星服务终端群组服务的目标卫星基站运动触发星间切换条件时,星地融合路由器确定新的目标卫星基站,之后通过车载路由器与星地融合路由器协作将卫星服务终端群组整体切换至新的目标卫星基站。采用上述方案的本申请解决了高速运动载具在山区、郊外等地面基站通信容量和带宽受限下的业务质量和通信连续性问题。通信连续性问题。通信连续性问题。


技术研发人员:胡博 陈山枝 王屹昂
受保护的技术使用者:北京邮电大学
技术研发日:2022.05.12
技术公布日:2022/11/1
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