1.一种低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:包括:终端位置更新:当终端的驻留波束不在系统分配的邻区列表时或者到达系统为其分配分配邻区列表的时间,终端进行新的位置更新;
终端仰角预测:通过终端的地理位置信息,结合卫星在将来一段时间的位置信息,对终端仰角进行预测;
终端邻区列表设计:通过对终端仰角的预测,结合卫星多波束天线拓扑模型,对终端的驻留波束进行分配,为终端设计出合适的邻区列表。
2.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:所述终端位置更新,具体包括以下步骤:S11:终端向系统上报自己的位置信息,其触发仅在于是否满足位置更新触发条件;
S12:当终端的驻留波束不在系统分配的邻区列表时或者到达系统为其分配邻区列表的时间,终端进行新的位置更新。
3.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:所述终端仰角预测,具体包括以下步骤:γ(t)表示当前时刻卫星星下点轨迹与终端U的角距离,ψ(t)是当前时刻星下点P与t时刻星下点Q的角距离,根据球面三角形PQU,有cosγ(t)=cosψ(t)×cosγm‑1
γ(t)=cos (cosψ(t)×cosγm)卫星运行轨迹由星历获取,星下点是地球上确定的点,设 和 是卫星在某个时刻的经纬度,γm由下式计算:
‑1
γm=min{2sin (Ω)}其中,N为 和 的取点长度;
在地心固定ECF坐标中,ψ(t)由ω得到:|ψ(t)|=∫ωdt
ψ(t)=‑(ωS‑ωEcosi)t+ψ0‑1
γ(t)=cos (cos((ωEcosi‑ωS)t+ψ0)×cosγm)有
扩展得
变形得
将卫星的可视时间开始的瞬时时刻t定义为0,有cosγ(0)=cosψ(0)×cosγm令卫星的最小通信仰角为θC,此时时间t=0结合各式得
仰角为
4.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:所述终端邻区列表设计,包括以下步骤:S31:终端向系统上报自己的位置信息,终端收不到系统为其分配的驻留信息,发起新的位置更新;
S32:地面站结合卫星星历、终端地理位置以及多波束卫星天线拓扑模型,预测终端的仰角随时间的变化,并为终端分配一个邻区列表;
S33:终端每隔一定时间检查自己的驻留波束,若系统分配的邻区列表移动出终端所在位置,发起新的位置更新,系统为其分配新的邻区列表;
在一段时间T内,终端的驻留用下式表示:其中,UEi为终端的编号,CampSeq(UEi)为该终端的驻留信息序列,第一列表示该段时间内驻留的波束信息,C表示波束,下标取值从1到N,分别表示波束信息,C1表示驻留的第一个波束,CN表示驻留的第N个波束;第二列表示各个波束驻留的起始时刻,tsi1为驻留第一个波束的起始时刻,tsiN为驻留第N个波束的起始时刻;第三列表示各个波束驻留的结束时刻,tei1为驻留第一个波束的结束时刻,teiN为驻留第N个波束的结束时刻,有tsi1
5.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:还包括终端位置更新是否成功的判定,包括:终端进行位置更新之后,系统反馈一个信令告知终端;
终端在发起一次位置更新之后,自己的上报状态设置为未完成,当在一个时间间隔之内收到系统反馈的信令,上报状态才设置为已完成;当在这个时间间隔之内未收到系统反馈的信令,则终端再次进行位置更新上报。
6.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:还包括位置寻呼过程,包括以下步骤:
S31:主叫终端发起呼叫;
S32:主叫终端的服务卫星及波束处理该呼叫,为主叫终端预留资源,并向系统转发该呼叫;
S33:若主叫终端未收到卫星的信道分配消息,则选择新的一颗卫星,并跳转至步骤S31;
S34:地面站收到寻呼消息,根据系统存储的终端分配邻区列表信息,在当前的驻留波束中发起寻呼;
S35:被呼终端收到寻呼消息,给系统发送一个反馈;若系统未收到被呼终端的反馈,则进行二次寻呼,所述二次寻呼为:若一次寻呼失败,则再在邻区列表的其余波束内进行寻呼。
7.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:所述终端邻区列表设计,具体包括以下步骤:首先令卫星广播导频;
步骤一:终端开机,测量卫星导频信号,将可以进行通信的卫星及波束信息、自己的位置信息选择导频信号最强波束上报,进行第一次位置更新,同时设定位置更新计时器T1;
步骤二:将步骤一的信息上报到源卫星;
步骤三:源卫星将步骤一的信息转发至地面站进行处理;
步骤四:地面站处理步骤一的信息,为终端设计合适的邻区列表;地面站查阅卫星星历信息得到卫星星历,根据最近卫星、最长服务时间、卫星负载信息,根据终端的上报信息、卫星星历为终端设计邻区列表;
步骤五:转发地面站信息,通知为该终端分配的驻留卫星,其中,源卫星与驻留卫星可能是同一颗卫星,也可能不是同一颗卫星;
步骤六:终端的驻留卫星根据分配的波束信息,发送给终端反馈信息;
步骤七:驻留卫星下发分配波束信息;
步骤八:若终端收到驻留信息,更新自己的位置更新计时器T1,更新自己的邻区列表和邻区列表驻留时间;若终端在T1定时器内未收到来自系统的更新反馈,则转至步骤一重新进行位置上报;
步骤九:导频发送;
步骤十:终端在邻区列表设计的波束内更换驻留波束,若达到邻区列表中设定的时间,则发起新的位置更新;若检测不到邻区列表中的信息,则表明邻区列表预测失效,发起新的位置更新。
8.根据权利要求1所述的低轨卫星网络的终端位置管理方法,其特征在于:所述低轨卫星网络具有星历预测及纠正能力;包括:至少一颗卫星,卫星具有星上处理能力,卫星除第一轨道和最后一个轨道外,其他轨道面上的卫星具有前后左右四条星间链路,卫星具有信令处理能力;
终端能定位自己的经纬度;
至少一个地面信关站,地面信关站同一时刻仅与一颗卫星相连,各信关站之间通过有线链路连接;
一个地面运控中心,位置管理数据库设置于所述地面运控中心,所有的信关站都与所述地面运控中心有线连接,位置更新和位置寻呼的信令均发送到地面运控中心进行处理。