專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的 基于聯(lián)合位置區(qū)位置更新的方法。
技術(shù)背景在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，位置更新技術(shù)作為低軌(LEO)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的一項(xiàng) 關(guān)鍵技術(shù)，關(guān)系著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。目前在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，使用最為廣泛的 位置更新辦法是使用位置區(qū)(Location area, LA)。這種嚴(yán)格的劃分位置區(qū)的方 法不能很好地適應(yīng)移動(dòng)用戶(hù)多樣化的移動(dòng)特性，使系統(tǒng)用于位置更新的系統(tǒng)資 源消耗過(guò)大。在低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，目前常用的位置區(qū)劃分方式主要有以下四種 第一種方案是按用戶(hù)地理位置地面預(yù)先劃分多個(gè)固定的位置區(qū)(LA)，地 球表面分成一條條帶狀區(qū)域，以行號(hào)l、 2、 M表示，在帶狀區(qū)域中，分M個(gè) 位置區(qū)，每個(gè)位置區(qū)長(zhǎng)為寬為P。每個(gè)位置區(qū)可用行列號(hào)唯一確定，每 個(gè)位置區(qū)(LA)由一個(gè)訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)管理；用戶(hù)需先知道自己的位置(經(jīng) 緯度)才能確定所處的位置區(qū)，此方案的缺點(diǎn)是在不同位置區(qū)(LA)的邊界移動(dòng) 的用戶(hù)會(huì)發(fā)送大量的位置更新信息，并且需要輔助設(shè)施使用戶(hù)預(yù)先得到自身的 位置。第二種方案是基于衛(wèi)星覆蓋范圍每個(gè)衛(wèi)星(SAT)的覆蓋范圍表示一個(gè)位 置區(qū)(LA),隨著衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)為移動(dòng)終端(MT)服務(wù)的衛(wèi)星改變時(shí)，移動(dòng)終 端(MT)發(fā)起位置更新。由于低軌(LEO)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)很快，所以移動(dòng)終端(MT)位置 更新的頻率較高。當(dāng)有呼叫時(shí)，當(dāng)前服務(wù)移動(dòng)終端(MT)的衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)的 所有地面站都要發(fā)尋呼信息，造成大量的信令開(kāi)銷(xiāo)。第三種方案是基于地面站覆蓋范圍每個(gè)地面站(FES)的覆蓋范圍表示一 個(gè)位置區(qū)(LA),移動(dòng)終端(MT)不在當(dāng)前地面站的覆蓋范圍時(shí)，移動(dòng)終端(MT) 發(fā)起位置更新。因?yàn)橐粋€(gè)地面站同時(shí)由多個(gè)衛(wèi)星覆蓋，所以其位置區(qū)(LA)很大， 移動(dòng)終端(MT)位置更新頻率較低。但是，當(dāng)有呼叫到達(dá)移動(dòng)終端(MT)時(shí)，地 面站必須通過(guò)所有覆蓋它的衛(wèi)星尋呼移動(dòng)終端(MT)，信令開(kāi)銷(xiāo)非常大。第四種方案是基于(SAT， FES)對(duì)一顆衛(wèi)星與一個(gè)地面站共同覆蓋的區(qū)域 表示一個(gè)位置區(qū)(LA):位置區(qū)(LA)的覆蓋范圍最小，但由于衛(wèi)星的持續(xù)運(yùn)動(dòng)， 增加了用戶(hù)位置更新的次數(shù)，網(wǎng)絡(luò)用于用戶(hù)位置更新的開(kāi)銷(xiāo)很大。以上四種基于位置區(qū)的位置管理方法在設(shè)計(jì)中只考慮了位置更新和尋呼 開(kāi)銷(xiāo)的平衡，忽略了移動(dòng)終端移動(dòng)性的多樣化這一影響位置管理策略的重要因 素。尤其對(duì)于某些在位置區(qū)邊界做頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)的用戶(hù)，無(wú)論采用以上何種位 置區(qū)(LA)設(shè)計(jì)方法，其頻繁的越區(qū)都導(dǎo)致了系統(tǒng)中大量的位置更新開(kāi)銷(xiāo)，而在 實(shí)際環(huán)境中，這種用戶(hù)對(duì)于系統(tǒng)的影響不可以忽略。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決進(jìn)一步降低在位置區(qū)邊界做頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)用戶(hù)的位置更 新頻率及系統(tǒng)資源損耗，并且進(jìn)一步降低系統(tǒng)的尋呼帶寬的問(wèn)題，而提出了一 種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的方法。本發(fā)明的一種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的方法包括以下步驟步驟一移動(dòng)終端(MT)的位置更新控制器上設(shè)置有控制模塊，控制用戶(hù)發(fā) 起位置更新操作；步驟二移動(dòng)終端(MT)開(kāi)機(jī)向網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，網(wǎng)絡(luò)中歸屬位置寄存器(HLR)以 及用戶(hù)所在地面站覆蓋區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)記錄用戶(hù)的位置信息；步驟三網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)機(jī)移動(dòng)終端(MT)持續(xù)接收衛(wèi)星和地面站位置區(qū)標(biāo)識(shí) 碼，當(dāng)所接收的兩種位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼均發(fā)生改變，用戶(hù)發(fā)起一次位置更新操作； 歸屬位置寄存器(HLR)及訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)更新其所記錄的用戶(hù)位置信 息；步驟四當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要向用戶(hù)傳遞呼叫時(shí)，采用基于聯(lián)合位置區(qū)的兩步尋呼方法和終端建立連接。本發(fā)明的技術(shù)效果是 一、采用了地面站和衛(wèi)星兩種位置區(qū)，位置更新控 制器根據(jù)用戶(hù)自身的移動(dòng)特性發(fā)起位置更新操作，實(shí)現(xiàn)了在固定位置區(qū)的方式 下，不同移動(dòng)特性用戶(hù)的動(dòng)態(tài)位置更新。二、本發(fā)明與背景技術(shù)中所述的基于 地面站覆蓋范圍劃分位置區(qū)、基于衛(wèi)星覆蓋范圍劃分位置區(qū)、基于(SAT， FES) 對(duì)劃分位置區(qū)三種低軌衛(wèi)星固定位置區(qū)位置管理方法相比較，采用本發(fā)明的位5置區(qū)劃分方式和位置更新機(jī)制，可以在保證最低位置更新代價(jià)的前提下，進(jìn)一 步降低了在位置區(qū)邊界頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)用戶(hù)的位置更新頻率及系統(tǒng)資源損耗。 三、采用本發(fā)明中基于聯(lián)合位置區(qū)的兩步尋呼方法，可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)用于建立呼 叫連接的尋呼帶寬。


圖1是本發(fā)明的歸屬位置寄存器(HLR)中存儲(chǔ)的用戶(hù)位置信息數(shù)據(jù)基本結(jié) 構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)中存儲(chǔ)的用戶(hù)位置信息數(shù)據(jù)基本 結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的位置更新碼基本結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的位置更新操 作示意圖；圖5是具體實(shí)施方式
五的流程圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的步驟如下步驟一移動(dòng)終端(MT)的位置更新控制器上設(shè)置有控制模塊，控制用戶(hù)發(fā) 起位置更新操作；步驟二移動(dòng)終端(MT)開(kāi)機(jī)向網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，網(wǎng)絡(luò)中歸屬位置寄存器(HLR)以 及用戶(hù)所在地面站覆蓋區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)記錄用戶(hù)的位置信息；步驟三網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)機(jī)移動(dòng)終端(MT)持續(xù)接收衛(wèi)星和地面站位置區(qū)標(biāo)識(shí) 碼，當(dāng)所接收的兩種位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼均發(fā)生改變，用戶(hù)發(fā)起一次位置更新操作； 歸屬位置寄存器(HLR)及訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)更新其所記錄的用戶(hù)位置信 息；步驟四當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要向用戶(hù)傳遞呼叫時(shí)，采用基于聯(lián)合位置區(qū)的兩步尋呼 方法和終端建立連接。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟一中的控制用戶(hù)發(fā)起位置更新操作；位置更新碼為3bit結(jié)構(gòu)，TAG為一個(gè)lbit標(biāo)識(shí)位，用來(lái)標(biāo)識(shí)終端是否接收到了位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼。若 接收到，則置l，否則為0。 SAI標(biāo)志著用戶(hù)所接收到的衛(wèi)星位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼是 否改變。若已改變，則置l，否則為0。 FAI標(biāo)志著用戶(hù)所接收到的地面站位 置區(qū)標(biāo)識(shí)碼是否改變。若已改變，則置l,否則為0。其余步驟與具體實(shí)施方 式一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟二中的網(wǎng)絡(luò)中歸屬位置寄存器(HLR)以及用戶(hù)所在 地面站覆蓋區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)記錄用戶(hù)的位置信息。歸屬位置寄存器(HLR)設(shè)置在地面站中，系統(tǒng)僅設(shè)置一個(gè)歸屬位置寄存器 (HLR)。結(jié)合圖1說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的歸屬位置寄存器(HLR)中存儲(chǔ)的用戶(hù)位置信息數(shù) 據(jù)的基本結(jié)構(gòu)，歸屬位置寄存器(HLR)中記錄的用戶(hù)位置信息包括用戶(hù)身份信 息(MID)、用戶(hù)所在歸屬位置寄存器(HLR)的ID(VID)、以及一個(gè)lbit標(biāo)識(shí)位， 用來(lái)標(biāo)記用戶(hù)是否已經(jīng)開(kāi)機(jī)注冊(cè)，用戶(hù)身份信息(MID)以及歸屬位置寄存器 (HLR)的ID(VID)所占用比特?cái)?shù)由網(wǎng)絡(luò)決定。訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)設(shè)置在地面站中，系統(tǒng)在每個(gè)地面站處設(shè)置一個(gè)訪(fǎng) 問(wèn)位置寄存器(VLR)。結(jié)合圖2說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)中存儲(chǔ)的用 戶(hù)位置信息數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)，歸屬位置寄存器(HLR)中記錄的用戶(hù)位置信息包 括用戶(hù)身份信息(MID)、覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星的ID信息(SID)、覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星波 束的ID信息(CID)，用戶(hù)身份信息(MID)、覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星的ID信息(SID)和 覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星波束的ID信息(CID)所占用比特?cái)?shù)由網(wǎng)絡(luò)決定。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中控制用戶(hù)發(fā)起 位置更新操作步驟為-步驟一移動(dòng)終端(MT)的位置更新控制器上設(shè)置有控制模塊，通過(guò)控制 模塊中的位置更新碼進(jìn)行更新；步驟二移動(dòng)終端(MT)開(kāi)機(jī)向網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，接收到網(wǎng)絡(luò)中的兩種位置區(qū)標(biāo) 識(shí)碼，位置更新控制器將TAG位置1;步驟三當(dāng)用戶(hù)在運(yùn)動(dòng)中所接收到的衛(wèi)星或地面站位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼改變后， 位置更新控制器中的控制模塊的位置更新碼將與之向?qū)?yīng)的比特位SAI或FAI 位置1;當(dāng)位置更新碼的3個(gè)比特位均為1時(shí)，位置更新控制器將轉(zhuǎn)告用戶(hù)發(fā) 起一次位置更新操作；位置更新操作成功后,位置更新控制器重新將SAI和 FAI位置0。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。圖4表示本發(fā)明中一次位置更新操作示意圖。假設(shè)移動(dòng)終端(MT)從位置區(qū)(SAT1， FES1)移動(dòng)到了位置區(qū)(SAT2， FES2),位置更新操作步驟為移動(dòng)終端(MT)通過(guò)SAT2向FES2發(fā)起一次位置更新操作；FES2將位置更 新請(qǐng)求傳遞給VLR2; VLR2更新其數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)關(guān)于移動(dòng)終端(MT)的位置信息， 并向HLR傳遞移動(dòng)終端(MT)的位置更新請(qǐng)求；HLR通過(guò)必要操作對(duì)移動(dòng)終端 (MT)進(jìn)行鑒定后，修改其中儲(chǔ)存的關(guān)于移動(dòng)終端(MT)的位置信息(即將VID中 存儲(chǔ)的VLR1的ID改為VLR2的ID)，隨后，HLR發(fā)送應(yīng)答信令給VLR2; HLR向移動(dòng)終端(MT)所在的前VLR(即VLR1)發(fā)送取消注冊(cè)信令；VLR1刪除 其數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的關(guān)于移動(dòng)終端(MT)的位置信息數(shù)據(jù)，并發(fā)送應(yīng)答信令給 HLR。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于步驟四與網(wǎng)絡(luò)中位置更新方式相適應(yīng)的基于聯(lián)合位置區(qū)的兩步 尋呼方法，網(wǎng)絡(luò)首先在衛(wèi)星波束下尋呼用戶(hù)，第二步則在地面站范圍內(nèi)尋呼用 戶(hù)，保證連接的建立，其步驟如下一、 網(wǎng)絡(luò)在歸屬位置寄存器(HLR)內(nèi)査詢(xún)移動(dòng)終端(MT)的位置信息，得到 移動(dòng)終端(MT)所在地面站的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)的歸屬位置寄存器(HLR)的ID(VID);二、 網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)終端(MT)所在訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)內(nèi)査詢(xún)移動(dòng)終端(MT) 的位置信息，得到移動(dòng)終端(MT)所在覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星波束的ID信息(CID);三、 網(wǎng)絡(luò)在該衛(wèi)星波束下尋呼終端，若移動(dòng)終端(MT)有應(yīng)答，則建立連接;四、 若移動(dòng)終端(MT)在一個(gè)尋呼周期內(nèi)無(wú)應(yīng)答，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)衛(wèi)星星歷表査詢(xún) 覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星的ID信息(SID)是否覆蓋原地面站歸屬位置寄存器(HLR)的 ID(VID》五、 若衛(wèi)星仍覆蓋原地面站，則網(wǎng)絡(luò)在地面站(FES)覆蓋區(qū)域內(nèi)其它衛(wèi)星波 束下尋呼移動(dòng)終端(MT)，尋呼完成后，地面站(FES)更新其訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器 (VLR)內(nèi)的用戶(hù)信息，并建立連接；六、 若衛(wèi)星未覆蓋原地面站，則網(wǎng)絡(luò)在地面站(FES)全部覆蓋區(qū)域內(nèi)尋呼移 動(dòng)終端(MT),尋呼完成后，地面站(FES)更新其訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)內(nèi)的用 戶(hù)信息，并建立連接。其它步驟與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求
1. 一種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的方法，其特征在于它的步驟如下步驟一移動(dòng)終端(MT)的位置更新控制器上設(shè)置有控制模塊，控制用戶(hù)發(fā)起位置更新操作；步驟二移動(dòng)終端(MT)開(kāi)機(jī)向網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，網(wǎng)絡(luò)中歸屬位置寄存器(HLR)以及用戶(hù)所在地面站覆蓋區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)記錄用戶(hù)的位置信息；步驟三網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)機(jī)移動(dòng)終端(MT)持續(xù)接收衛(wèi)星和地面站位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼，當(dāng)所接收的兩種位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼均發(fā)生改變，用戶(hù)發(fā)起一次位置更新操作；歸屬位置寄存器(HLR)及訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)更新其所記錄的用戶(hù)位置信息；步驟四當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要向用戶(hù)傳遞呼叫時(shí)，采用基于聯(lián)合位置區(qū)的兩步尋呼方法和終端建立連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的 方法，其特征在于步驟一中的控制模塊的位置更新碼為3bit結(jié)構(gòu)，TAG為一 個(gè)lbit標(biāo)識(shí)位，用來(lái)標(biāo)識(shí)終端是否接收到了位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼，SAI標(biāo)志著用戶(hù)所 接收到的衛(wèi)星位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼是否改變，F(xiàn)AI標(biāo)志著用戶(hù)所接收到的地面站位置 區(qū)標(biāo)識(shí)碼是否改變。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的 方法，其特征在于步驟四與網(wǎng)絡(luò)中位置更新方式相適應(yīng)的基于聯(lián)合位置區(qū)的兩 步尋呼方法，網(wǎng)絡(luò)首先在衛(wèi)星波束下尋呼用戶(hù)，第二步則在地面站范圍內(nèi)尋呼 用戶(hù)，保證連接的建立，其步驟如下一、 網(wǎng)絡(luò)在歸屬位置寄存器(HLR)內(nèi)査詢(xún)移動(dòng)終端(MT)的位置信息，得到 移動(dòng)終端(MT)所在地面站的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)的歸屬位置寄存器(HLR)的ID(VID);二、 網(wǎng)絡(luò)在移動(dòng)終端(MT)所在訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)內(nèi)查詢(xún)移動(dòng)終端(MT) 的位置信息，得到移動(dòng)終端(MT)所在覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星波束的ID信息(CID);三、 網(wǎng)絡(luò)在該衛(wèi)星波束下尋呼終端，若移動(dòng)終端(MT)有應(yīng)答，則建立連接；四、 若移動(dòng)終端(MT)在一個(gè)尋呼周期內(nèi)無(wú)應(yīng)答，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)衛(wèi)星星歷表査詢(xún) 覆蓋用戶(hù)的衛(wèi)星的ID信息(SID)是否覆蓋原地面站歸屬位置寄存器(HLR)的ID(VID);五、 若衛(wèi)星仍覆蓋原地面站，則網(wǎng)絡(luò)在地面站(FES)覆蓋區(qū)域內(nèi)其它衛(wèi)星波 束下尋呼移動(dòng)終端(MT)，尋呼完成后，地面站(FES)更新其訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器 (VLR)內(nèi)的用戶(hù)信息，并建立連接；六、 若衛(wèi)星未覆蓋原地面站，則網(wǎng)絡(luò)在地面站(FES)全部覆蓋區(qū)域內(nèi)尋呼移 動(dòng)終端(MT)，尋呼完成后，地面站(FES)更新其訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器(VLR)內(nèi)的用 戶(hù)信息，并建立連接。
全文摘要
一種基于聯(lián)合位置區(qū)低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)位置更新的方法，它涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，它解決了位置更新頻率及系統(tǒng)資源損耗，并且降低系統(tǒng)的尋呼帶寬的問(wèn)題。其步驟如下一、移動(dòng)終端的位置更新控制器上設(shè)置有控制模塊，控制用戶(hù)發(fā)起位置更新操作；二、開(kāi)機(jī)注冊(cè)，網(wǎng)絡(luò)中歸屬位置寄存器以及用戶(hù)所在地面站覆蓋區(qū)域的訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器記錄用戶(hù)的位置信息；三、網(wǎng)絡(luò)中的開(kāi)機(jī)移動(dòng)終端持續(xù)接收衛(wèi)星和地面站位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼，當(dāng)所接收的兩種位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼均發(fā)生改變，用戶(hù)發(fā)起一次位置更新操作；歸屬位置寄存器及訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器更新其所記錄的用戶(hù)位置信息；四、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)需要向用戶(hù)傳遞呼叫時(shí)，采用兩步尋呼方法和終端建立連接。本發(fā)明節(jié)省網(wǎng)絡(luò)用于建立呼叫連接的尋呼帶寬。
文檔編號(hào)H04B7/185GK101262272SQ20081006438
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者竹 張, 王振永, 慶 郭 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)