一种卫星与移动蜂窝网切换判决方法
文献发布时间：2023-06-19 16:11:11
技术领域
本发明涉及一种网络切换判决方法，特别是一种卫星与移动蜂窝网切换判决方法。
背景技术
随着5G商用网络大规模建设，业界已经将技术研究的重点转向6G。目前6G相关标准还未开始制定，但6G全球研究的序幕已经展开。3GPP预计将于2023年开启对于6G的研究，实质性6G国际标准化预计将于2025年启动。2030年后商用的6G网络，有望实现真正意义上的全球无缝覆盖。
对于全球无缝覆盖的实现，必将基于移动蜂窝网络，并融合卫星通信等多种通信方式，构建天地一体化网络架构。
在天地一体网络架构下，由于终端的移动，必将带来终端在陆地蜂窝网和卫星系统间的切换。对于跨空域的切换方案、切换技术等，目前来看都需要进一步研究。目前移动蜂窝网间切换的过程可以分为三个阶段：无线测量、网络判决和系统执行。
(1)无线测量阶段。终端(移动台)不断搜索本小区和周围基站小区下行链路的信号强度等信息，同时基站也不断测量移动台的上行链路的信号，测量结果在某些预设的条件下发送给相应的网络单元、终端、控制中心等。
(2)网络判决阶段。在网络将测量结果和预先定义的门限进行比较，并确认目标小区可以提供目前正在服务的用户业务后，网络最终决定是否开始本次切换。
(3)系统执行阶段。在终端收到网络单元发来的切换确认命令后，开始进入到切换执行阶段，终端进入特定的切换状态，开始接收或发送与新基站所对应的信号，完成切换。
目前移动通信网络中采用的切换算法，多数围绕下行链路的信号强度这个参数进行设计的。但在天地一体化网络架构下，卫星网络相对于移动蜂窝网络，具有频段较高、网络容量小、时延大等特点。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种卫星与移动蜂窝网切换判决方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种卫星与移动蜂窝网切换判决方法，包括以下步骤：
步骤1，测量卫星网络小区下行链路参考信号接收功率即信号强度RSRP
步骤2，计算终端由移动蜂窝网向卫星网络切换的偏移量OF
步骤3，计算终端由卫星网络小区向移动蜂窝网络小区切换的切换迟滞时间T
步骤4，终端进行卫星与移动蜂窝网切换判决，并执行网络切换操作；
步骤5，等待时间T后，重新执行步骤1。
本发明中，步骤1包括：
步骤1-1，卫星通信网络和移动蜂窝网多模终端在一定时间T内，进行N次测量，针对RSRP
步骤1-2，计算时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
步骤1-3，计算时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
本发明中，步骤1-2包括：
在时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
时间T内，RSRP
则在时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
RSRP
本发明中，步骤1-3包括：
在时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
时间T内，RSRP
则在时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
RSRP
本发明中，步骤2包括：
步骤2-1，测量卫星网络和移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
步骤2-2，计算卫星网络小区无线资源利用率UL
步骤2-3，计算得到卫星和移动蜂窝网络切换偏移量OF
本发明中，步骤2-1包括：
在时间T内，进行N次测量，针对卫星和移动蜂窝网络小区无线资源利用率的第i次测量结果分别为UL
本发明中，步骤2-2包括：
在时间T内，卫星网络小区无线资源利用率UL
时间T内，UL
则在时间T内，卫星网络小区无线资源利用率UL
UL
在时间T内，移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
时间T内，UL
则在时间T内，移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
UL
本发明中，步骤2-3包括：
根据卫星和移动蜂窝网络小区的无线资源利用率的等效值UL
OF
OF
其中，OF为网络间切换固定偏移量。
本发明中，步骤3包括：
基于卫星和移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
其中，T
本发明中，步骤4包括：
步骤4-1，如果终端驻留在卫星通信网络小区，即源小区为卫星通信网络小区，目的小区为移动蜂窝网小区，经过T
RSRP
则终端执行从卫星通信网络小区向移动蜂窝网络小区的切换过程，并执行步骤5；
如果不满足该条件，则直接执行步骤5；
步骤4-2，如果终端驻留在移动蜂窝网络小区，即源小区为移动蜂窝网络小区，目的小区为卫星通信网络小区，经过T
RSRP
则终端执行从移动蜂窝网络小区向卫星通信网络小区的切换过程，并执行步骤5；
如果不满足该条件，则直接执行步骤5。
有益效果：
1、本发明提供的方法，考虑了卫星网络和移动蜂窝网络无线资源利用率。在卫星网络无线利用率远低于移动蜂窝网络时，终端倾向于驻留或切换到卫星网络小区；反之终端倾向于驻留或切换到移动蜂窝网小区。这样可以在一定程度上实现卫星网络和移动蜂窝网络之间的负荷均衡。
2、本发明提供的方法，考虑了卫星网络(覆盖范围大、容量小、时延大)和移动蜂窝网络(覆盖范围小、容量大，时延小)的特点，因此对卫星网络和移动蜂窝网络的无线资源利用率做预处理后应用于切换门限判决中。这样可以在均衡无线资源利用率的同时，使终端利于切换到移动蜂窝网中，可以提升业务的传输速率和时延性能。
3、本发明提供的方法，在设计切换迟滞时间时，在固定迟滞时间基础上，考虑了网络下行链路信号强度稳定度这一参数，从而使切换判决门限的确定，更能体现网络的实际质量，这样可以最大程度减小乒乓切换发生的概率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
卫星和移动蜂窝网小区之间进行切换操作，在进行无线测量、网络判决时，主要考虑目的小区和源小区下行链路信号强度和预设偏移量。当目的小区下行链路信号强度和预设偏移量之和大于源小区下行链路信号强度和预设偏移量之和，且持续一定的时间(迟滞时间)，则终端(移动台)将从源小区切换到目的小区。在这里，我们将目的小区和源小区预设的偏移量，与小区的无线利用率相关联，当小区的无线利用率较高时，采用较小的预设偏移量；当小区的无线利用率较低时，采用较大的预设偏移量，以利于终端从无线利用率较高的小区向无线利用率较低的小区进行切换，从而均衡不同小区的无线利用率。另外，关于切换迟滞时间，设定的目的是为了降低小区间乒乓切换发生的概率，但由于切换迟滞时间一般是固定值，不会根据网络质量(信号稳定性)进行动态调整，因此需要将切换迟滞时间与网络质量(信号稳定性)相关联，在网络质量较好的时候，设定较小的切换迟滞时间，以便终端快速完成切换；在网络质量相对较差的时候，设定较大的切换迟滞时间，以便降低乒乓切换发生的概率。
在天地一体通信网络下的卫星和移动蜂窝网共存的系统中，假设卫星通信网络中小区下行链路参考信号接收功率(这里简称信号强度)为RSRP
步骤1：卫星网络和移动蜂窝网络小区下行链路参考信号接收功率为RSRP
卫星通信网络和移动蜂窝网多模终端在一定时间T内，进行N次测量，针对RSRP
在时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
R
则在时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
RSRP
在时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
R
则在时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
RSRP
步骤2：卫星网络和移动蜂窝网络小区切换偏移量OF
步骤2.1：卫星网络和移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
在一定时间T内，进行N次测量，针对卫星和移动蜂窝网络小区无线资源利用率的第i次测量结果分别为UL
在时间T内，卫星网络小区无线资源利用率UL
U
则在时间T内，卫星网络小区无线资源利用率UL
UL
在时间T内，移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
U
则在时间T内，移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
UL
步骤2.2：卫星和移动蜂窝网络切换偏移量OF
根据卫星和移动蜂窝网络小区的无线资源利用率的等效值UL
OF
OF
其中，OF为网络间切换固定偏移量，其数值由网络运营企业自行设定。
步骤3：卫星和移动蜂窝网络小区切换的切换迟滞时间T
基于卫星和移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
其中，T
步骤4：终端(移动台)执行切换操作。
步骤4.1：如果终端(移动台)驻留在卫星通信网络小区，即源小区为卫星通信网络小区，目的小区为移动蜂窝网小区，如果经过T
RSRP
则终端(移动台)执行从卫星通信网络小区向移动蜂窝网络小区的切换过程。然后执行步骤5。
如果不满足公式(17)，则直接执行步骤5。
步骤4.2：如果终端(移动台)驻留在移动蜂窝网络小区，即源小区为移动蜂窝网络小区，目的小区为卫星通信网络小区，如果经过T
RSRP
则终端(移动台)执行从移动蜂窝网络小区向卫星通信网络小区的切换过程。然后执行步骤5。
如果不满足公式(18)，则直接执行步骤5。
步骤5：等待一段时间T后，执行步骤1。
实施例：
(1)步骤1
假设卫星通信网络和移动蜂窝网多模终端在一定时间T(30s)内，进行N(10次)次测量，针对RSRP
RSRP
RSRP
-100dBm、-102dBm、-89dBm、-95dBm、-96dBm。
根据上述测量结果，在时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
时间T内，RSRP
在时间T内，卫星网络小区下行链路信号强度RSRP
RSRP
时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
时间T内，RSRP
在时间T内，移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
RSRP
(2)步骤2
测量卫星网络和移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
UL
UL
在时间T(30s)内，卫星网络小区无线资源利用率UL
时间T内，UL
在时间T内，卫星网络小区无线资源利用率UL
UL
在时间T内，移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
时间T(30s)内，UL
在时间T内，移动蜂窝网络小区无线资源利用率UL
UL
根据卫星和移动蜂窝网络小区的无线资源利用率的等效值UL
OF
OF
(3)步骤3
基于卫星和移动蜂窝网络小区下行链路信号强度RSRP
(4)步骤4
1)如果终端驻留在卫星通信网络小区，即源小区为卫星通信网络小区，目的小区为移动蜂窝网小区，经过T
RSRP
RSRP
满足RSRP
2)如果终端驻留在移动蜂窝网络小区，即源小区为移动蜂窝网络小区，目的小区为卫星通信网络小区，经过T
RSRP
RSRP
不满足RSRP
本发明提供了一种卫星与移动蜂窝网切换判决方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。