本發(fā)明涉及衛(wèi)星電信領(lǐng)域，關(guān)于衛(wèi)星系統(tǒng)與如由3gpp標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定的第五代(5g)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的集成。更具體而言，本發(fā)明涉及一種集成在與衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)作的活躍(active)的第五代網(wǎng)絡(luò)核心中、被稱為覆蓋管理的網(wǎng)絡(luò)功能。本發(fā)明還涉及包括這樣的網(wǎng)絡(luò)功能的網(wǎng)絡(luò)核心，以及在根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)功能內(nèi)實(shí)現(xiàn)的方法。

背景技術(shù)：

1、3gpp標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了定義移動通信系統(tǒng)的需求、架構(gòu)和操作的標(biāo)準(zhǔn)。無論其是地球靜止軌道、低軌道還是中軌道，與衛(wèi)星系統(tǒng)相關(guān)的規(guī)范要素都在開發(fā)中。

2、在5g網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的上下文中，因此假設(shè)由衛(wèi)星控制中心管理的一組衛(wèi)星提供5g移動電話覆蓋。因此，這組衛(wèi)星(單獨(dú)或與地面網(wǎng)絡(luò)相組合)將構(gòu)成到由移動電話運(yùn)營商管理的網(wǎng)絡(luò)核心的接入網(wǎng)絡(luò)。這樣的網(wǎng)絡(luò)核心實(shí)現(xiàn)這個網(wǎng)絡(luò)固有的不同功能：安全性、移動性管理、計費(fèi)等。

3、由于不同的原因，諸如例如，衛(wèi)星星座的逐步部署，衛(wèi)星系統(tǒng)在設(shè)計上不允許完全覆蓋全球乃至全球的一個區(qū)域。無論是由于維護(hù)操作還是由于衛(wèi)星接入系統(tǒng)的部分故障，因此給定的地理區(qū)域都可能沒有受益于連續(xù)的衛(wèi)星覆蓋。一旦衛(wèi)星系統(tǒng)集成到5g電信系統(tǒng)(5gs)中，這樣的覆蓋的不連續(xù)性(無論是否反復(fù)出現(xiàn))都將具有對5g電信系統(tǒng)的影響。

4、當(dāng)前存在用于提供衛(wèi)星覆蓋要素的因特網(wǎng)服務(wù)，例如銥星系統(tǒng)：https://www.gsattrack.com/home/iridiumsatellites。然而，這個系統(tǒng)基于因特網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，具有這個基礎(chǔ)設(shè)施中固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

5、更準(zhǔn)確地說，在現(xiàn)有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)(因此是非地面電信)中，可能存在覆蓋漏洞。這樣的區(qū)域在幾分鐘內(nèi)不斷變化。在被要求用于操作預(yù)期使用衛(wèi)星系統(tǒng)的第五代電信網(wǎng)絡(luò)的過程中，必須考慮到這些覆蓋波動。例如，這對于保存移動終端的電池是特別重要的。實(shí)際上，期望這些終端不要在未覆蓋的區(qū)域中搜索衛(wèi)星，并且由于覆蓋的間歇性質(zhì)，期望它們避免執(zhí)行注冊/(取消)注冊操作和頻繁的位置更新。

6、地面網(wǎng)絡(luò)中也存在覆蓋漏洞，但基站不具有如在衛(wèi)星情況下的高移動性。對于地面網(wǎng)絡(luò)來說，覆蓋漏洞是固定的，這與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)形成對比，在所述衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，覆蓋漏洞是移動的，并且因此更難由用戶設(shè)備來預(yù)測。

7、出于這個原因，必須在網(wǎng)絡(luò)(nw)中定義智能方法，以能夠跟蹤衛(wèi)星盲區(qū)/覆蓋漏洞，并相應(yīng)地調(diào)適移動性管理過程。

8、當(dāng)前未由負(fù)責(zé)定義5g網(wǎng)絡(luò)的3gpp來定義衛(wèi)星覆蓋要素的提供。這導(dǎo)致5g網(wǎng)絡(luò)核心功能(諸如負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)接入和終端移動性的amf(接入和移動性管理)或向第三方服務(wù)提供有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的信息的nef(網(wǎng)絡(luò)暴露功能))必須與銥星服務(wù)一樣多的專有接口對接，從而生成額外的集成成本。此外，如果大量用戶裝置需要由這些接口提供的信息，則每次需要時對這些要素的調(diào)用可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過載。

9、現(xiàn)今，存在對于一種用于應(yīng)對衛(wèi)星覆蓋的動態(tài)性的有效且簡單的解決方案的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在允許實(shí)時集成跟蹤衛(wèi)星覆蓋。

2、本發(fā)明涉及集成在第五代網(wǎng)絡(luò)核心中的所謂的覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能，所述第五代網(wǎng)絡(luò)核心被配置成與具有動態(tài)覆蓋的衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)作操作，所述網(wǎng)絡(luò)核心與接入網(wǎng)絡(luò)(ran)協(xié)作，所述覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能響應(yīng)對于網(wǎng)絡(luò)功能的為基于服務(wù)的架構(gòu)定義的要求，這個覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)一步被配置成通過衛(wèi)星系統(tǒng)收集覆蓋信息，以根據(jù)由核心網(wǎng)絡(luò)的另一網(wǎng)絡(luò)功能定義的至少一個地理區(qū)域來處理這個覆蓋信息，還滿足為基于服務(wù)的架構(gòu)定義的要求，以便實(shí)時生成接入網(wǎng)絡(luò)可用性信息并將其提供給核心網(wǎng)絡(luò)的這個其他的網(wǎng)絡(luò)功能。

3、因此，本發(fā)明提出了衛(wèi)星系統(tǒng)的區(qū)域覆蓋的特性及其向5g網(wǎng)絡(luò)核心的要素的供應(yīng)。因此，本發(fā)明提出了標(biāo)準(zhǔn)意義上的網(wǎng)絡(luò)功能(nf)，這個網(wǎng)絡(luò)功能專用于收集覆蓋信息并將其提供給需要它的實(shí)體，以便相應(yīng)地調(diào)適其他網(wǎng)絡(luò)功能。本發(fā)明在基于服務(wù)的架構(gòu)(sba)中定義了新的核心網(wǎng)絡(luò)功能(nf)。本發(fā)明作為集中式平臺操作，以用于提供集成到5g網(wǎng)絡(luò)中的衛(wèi)星覆蓋信息。

4、值得注意的是，在本發(fā)明的上下文中上面根本沒有提及的基于服務(wù)的架構(gòu)特別適用于對于定期請求衛(wèi)星覆蓋的需要以及在覆蓋變化時提供通知。沒有已知的用于確定衛(wèi)星覆蓋的解決方案還允許提供自動發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)功能的通知。這里很好地理解了本發(fā)明的益處和原創(chuàng)性。

5、此外，以唯一、集中式和共享的方式為所有網(wǎng)絡(luò)功能創(chuàng)建架構(gòu)的事實(shí)允許所有這些功能共享相同的信息。如果適用的話，這對于通用算法的實(shí)現(xiàn)特別有用。對于管理終端的移動性和優(yōu)化終端的電池壽命，情況將特別如此。所有網(wǎng)絡(luò)功能共享相同的唯一的、同質(zhì)的和池化的信息。這樣的優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)有技術(shù)解決方案中是未知的。

6、因此，根據(jù)由3gpp定義的模式，根據(jù)“基于服務(wù)的架構(gòu)”(sba)概念，它提出將表征服務(wù)集成在核心網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)中。

7、關(guān)于因特網(wǎng)上可訪問的服務(wù)，與sba集成的nf網(wǎng)絡(luò)功能特別地具有sba架構(gòu)中固有的以下優(yōu)點(diǎn)：

8、-用于訪問信息的方法和接口的標(biāo)準(zhǔn)化，使得能夠?qū)⑾嗤男畔?這里特別是映射、事件等)集中和分發(fā)到其他網(wǎng)絡(luò)功能(nf)，

9、-池化關(guān)于衛(wèi)星覆蓋的信息的收集，

10、-安全，

11、-與運(yùn)營商的nf的切片策略和虛擬化的集成，

12、-與其他nf共有的生命周期管理功能。值得注意的是，本發(fā)明提出了衛(wèi)星覆蓋管理服務(wù)的這些優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，當(dāng)本領(lǐng)域的技術(shù)人員研究動態(tài)衛(wèi)星覆蓋的問題時，這些優(yōu)點(diǎn)尤其不是所尋求的首要事物。

13、因此，本發(fā)明可部署在所有第五代網(wǎng)絡(luò)上，因此實(shí)現(xiàn)具有可能的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接入的基于服務(wù)的架構(gòu)，并且所述架構(gòu)將希望集成衛(wèi)星覆蓋預(yù)測。

14、根據(jù)有利特征，信息的處理包括根據(jù)收集的衛(wèi)星覆蓋信息外推衛(wèi)星覆蓋，可用性信息是這個外推的函數(shù)。

15、通過使用所收集信息的外推，網(wǎng)絡(luò)功能可實(shí)時生成未來覆蓋信息，并在提供覆蓋信息后的可變時間段內(nèi)提供未來覆蓋信息。這允許需要知道覆蓋狀態(tài)的實(shí)體根據(jù)時間和覆蓋預(yù)測來管理其連接，根據(jù)本發(fā)明，通過提供信息使得所述覆蓋預(yù)測可獲得。

16、有利的是，覆蓋信息包括衛(wèi)星操作和維護(hù)信息、衛(wèi)星的星歷表、波束方向信息等。

17、這個覆蓋信息允許網(wǎng)絡(luò)功能知道覆蓋的當(dāng)前狀態(tài)并基于對衛(wèi)星的操作和移動的現(xiàn)實(shí)的真實(shí)反映生成網(wǎng)絡(luò)可用性信息。

18、根據(jù)有利實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)功能還被配置成附加地收集地面覆蓋信息，覆蓋信息的處理集成這個地面覆蓋信息，以便在考慮衛(wèi)星覆蓋和地面覆蓋的情況下，實(shí)時生成接入網(wǎng)絡(luò)的可用性信息并提供它。

19、添加有關(guān)地面上可用的接入網(wǎng)絡(luò)的信息使得有可能通知需要根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)功能的網(wǎng)絡(luò)功能關(guān)于在其中衛(wèi)星覆蓋不提供接入到網(wǎng)絡(luò)的可能性的時段期間在必要時切換至地面網(wǎng)絡(luò)的可能性。

20、根據(jù)第一操作模式，網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)一步被配置用于：

21、-根據(jù)基于服務(wù)的架構(gòu)從另一網(wǎng)絡(luò)功能接收可用性請求，這個可用性請求包括地理區(qū)域，

22、-響應(yīng)于可用性請求，實(shí)時生成并提供可用性信息，所述可用性信息包括接收到請求時的覆蓋狀態(tài)。

23、這個操作模式對應(yīng)于如標(biāo)準(zhǔn)化文檔中定義的基于服務(wù)的架構(gòu)中所定義的第一請求/響應(yīng)操作模式。必要時，它允許任何網(wǎng)絡(luò)功能周期性地請求本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)功能。這里注意的是，對管理覆蓋的實(shí)體(那么這里是覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能)的調(diào)用在如標(biāo)準(zhǔn)中所定義的網(wǎng)絡(luò)核心中的實(shí)現(xiàn)和集成方面特別簡單和容易。在現(xiàn)有技術(shù)解決方案中并非如此。

24、有利的是，可用性信息還包括地理區(qū)域上的覆蓋和無覆蓋的定時要素。

25、這個特征確保網(wǎng)絡(luò)功能將具有足夠的要素，例如，以用于在接收到對其請求的響應(yīng)后的未來時段內(nèi)適當(dāng)修改用戶設(shè)備的操作。

26、根據(jù)有利特征，可用性請求還包括全部或部分覆蓋的指示，可用性信息然后還包括全部或部分覆蓋信息。

27、這樣的指示通過考慮對于相關(guān)地理區(qū)域上的全部或部分覆蓋的需要，使得有可能滿足對于網(wǎng)絡(luò)功能的真實(shí)需要。

28、根據(jù)另一種操作模式，網(wǎng)絡(luò)功能被配置成根據(jù)基于服務(wù)的架構(gòu)從另一網(wǎng)絡(luò)功能接收注冊請求，向用于發(fā)送可用性通知的服務(wù)進(jìn)行注冊，這些注冊請求包括地理區(qū)域，

29、-在注冊的地理區(qū)域上的覆蓋狀態(tài)改變期間，實(shí)時生成通知并向在服務(wù)上注冊的網(wǎng)絡(luò)功能提供通知，這個通知包括可用性信息，所述可用性信息包括地理區(qū)域上的覆蓋和無覆蓋的定時要素。

30、這個操作模式對應(yīng)于如標(biāo)準(zhǔn)的基于服務(wù)的架構(gòu)中所定義的注冊/通知模式。它允許任何網(wǎng)絡(luò)功能注冊，以便對給定地理區(qū)域上的覆蓋演進(jìn)保持更新。這里注意的是，這種允許給出網(wǎng)絡(luò)可用性信息的通知的共享發(fā)送的注冊系統(tǒng)當(dāng)前不在由第五代網(wǎng)絡(luò)中衛(wèi)星系統(tǒng)的集成所針對的目標(biāo)中。就如標(biāo)準(zhǔn)中所定義的網(wǎng)絡(luò)核心中的集成和實(shí)現(xiàn)而言，本發(fā)明使得有可能以簡單和容易的方式執(zhí)行這種自動發(fā)送。已知的現(xiàn)有技術(shù)沒有解決方案提供這種服務(wù)。

31、這里還有利的是，可用性信息包括地理區(qū)域上的覆蓋和無覆蓋的定時要素。

32、還有利的是，注冊請求還包括全部或部分覆蓋的指示，可用性信息然后還包括全部或部分覆蓋信息。

33、本發(fā)明還涉及第五代網(wǎng)絡(luò)核心，其被配置成與具有動態(tài)覆蓋的衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)作操作，所述網(wǎng)絡(luò)核心與接入網(wǎng)絡(luò)(ran)協(xié)作，所述網(wǎng)絡(luò)核心包括根據(jù)本發(fā)明的覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能，因此響應(yīng)對于網(wǎng)絡(luò)功能的為基于服務(wù)的架構(gòu)定義的要求，這個覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能因此被配置成通過衛(wèi)星系統(tǒng)收集覆蓋信息并根據(jù)由網(wǎng)絡(luò)核心的另一網(wǎng)絡(luò)功能定義的至少一個地理區(qū)域來處理這個覆蓋信息，還滿足為基于服務(wù)的架構(gòu)定義的要求，以實(shí)時生成接入網(wǎng)絡(luò)的可用性信息，并將其提供給網(wǎng)絡(luò)核心的這個其他的網(wǎng)絡(luò)功能。

34、因此，本發(fā)明提出開發(fā)網(wǎng)絡(luò)核心的架構(gòu)，以便考慮衛(wèi)星系統(tǒng)的具體特征。

35、最后，本發(fā)明涉及一種在本發(fā)明的覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能內(nèi)實(shí)現(xiàn)的用于管理覆蓋的方法，這個網(wǎng)絡(luò)功能被集成到第五代網(wǎng)絡(luò)核心中，所述第五代網(wǎng)絡(luò)核心被配置成與具有動態(tài)覆蓋的衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)作操作，網(wǎng)絡(luò)核心與接入網(wǎng)絡(luò)(ran)協(xié)作，所述覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能滿足對于網(wǎng)絡(luò)功能的為基于服務(wù)的架構(gòu)定義的要求，

36、方法包括以下步驟，對于覆蓋管理網(wǎng)絡(luò)功能：

37、-通過衛(wèi)星系統(tǒng)收集覆蓋信息，

38、-基于由核心網(wǎng)絡(luò)的另一網(wǎng)絡(luò)功能定義的至少一個地理區(qū)域來處理這個覆蓋信息，還滿足為基于服務(wù)的架構(gòu)定義的要求，

39、-實(shí)時生成接入網(wǎng)絡(luò)可用性信息，并將其提供給核心網(wǎng)絡(luò)的這個其他的網(wǎng)絡(luò)功能。

40、在網(wǎng)絡(luò)功能中實(shí)現(xiàn)的這種覆蓋管理方法使得有可能執(zhí)行信息的收集、處理、接入網(wǎng)絡(luò)的可用性信息的生成和提供。它還可以有利地具有如上面所描述的網(wǎng)絡(luò)功能的所有特征。

41、一般而言，這里注意的是，各種特征和實(shí)施例/操作可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或與所要求保護(hù)的特征和實(shí)施例中的一個或另一個組合或并列實(shí)現(xiàn)。因此，一個實(shí)施例可以與另一個實(shí)施例同時實(shí)現(xiàn)。這使得特別有可能取決于所遇到的需求或上下文來應(yīng)對不同的情形。特別地，清楚的是，關(guān)于請求或關(guān)于通知服務(wù)上的注冊的兩個實(shí)施例可以在相同的網(wǎng)絡(luò)功能內(nèi)一起實(shí)現(xiàn)。

42、這里還注意的是，權(quán)利要求集中于具有特定特征和行為的網(wǎng)絡(luò)功能。不言而喻，另一類別的任何權(quán)利要求(例如針對包括具有這些相同特征和行為的這樣的網(wǎng)絡(luò)功能的核心網(wǎng)絡(luò)的權(quán)利要求)要被認(rèn)為是如本技術(shù)中所描述的那樣，并且隨后可以像這樣被要求保護(hù)。

43、這同樣適用于根據(jù)本發(fā)明的方法，所述方法也可具有如針對網(wǎng)絡(luò)功能所要求保護(hù)的所有特征和行為/配置，并且這些特性和行為/配置可在以后像這樣被要求保護(hù)。特別地，與覆蓋和無覆蓋的定時要素以及與全部或部分覆蓋模式指示相關(guān)的特征也與根據(jù)本發(fā)明的方法相關(guān)，并且可以是以后要求保護(hù)的特征。

44、為執(zhí)行前述目標(biāo)和相關(guān)目標(biāo)，若干實(shí)施例包括下面以完整和詳細(xì)的方式描述的特征。