试论低轨卫星通信系统的切换方案.doc

试论低轨卫星通信系统的切换方案
【摘要】文章主要研究了低轨卫星通信系统的切换方案。本文从低轨卫星通信系统的信关站内用户切换及跨信关站用户切换两方面出发,对通信系统切换方案设置、格式内容等进行探究,深入挖掘了通信系统切换的方案内容。与此同时,本文还对切换目标卫星的选择策略进行分析,全面研究了切换选择策略对系统性能的影响。文章对低轨卫星通信系统发展具有一定的贡献性作用。
【关键词】低轨卫星;通信系统;切换方案

低轨卫星通信系统信关站内用户切换过程主要为:移动用户接收系统信号-判断信号内容并发出需求报告-依照优先级对切换需求报告进行排序,执行切换过程-将消息给予目的卫星,实施无线资源分配-确定无线资源内容,将消息传回信关站-信关站接收应答,向用户发送切换信息-用户接收信息实施切换,目的卫星检测切换是否正确-验证用户消息正确,切换完成,释放无线资源,清除命令,其具体流程见图1。
图1 低轨卫星通信系统信关站内用户切换流程图
该流程中信关站及卫星之间的切换基本信息格式为:
TYPE(取值为MM-H)、HO-num(取值为1)、User-id(取值为用户id)、SRC-Sat(取值为卫星A id)、DST-Sat(取值为卫星B id)、MSC(取值为信关站id)长度8bit,Sub-TYPE(取值为HANDOVER-REQUIRED)长度16bit。信息报告过程中当SRC-Sat与DST-Sat值相同时系统信关站内同一卫星波束见间发生切换。系统各项信息格式在该格式上依照具体环境适当调整,其具体格式内容基本相同,切换完成后进行信息清除。
低轨卫星通信系统切换过程中一旦发生信号异常,系统非常容易出现切换问题,造成切换终止,如信关站发送的切换需求应答信号(HANDOVER-REQUIRED-ACK)接收异常、信关站无法接收到系统接收到拒绝信号(HANDOVER-REQUIRED-REJECT)等。出现上述异常问题后信关站常通过自身需求适时选取对应执行方案,其具体包括:
(1)重新进行切换,执行切换过程;
(2)从切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)出发重新选取目的卫星,选取对应目的卫星体系重建切换,执行切换过程;
(3)等待信关站发送下一切换需求报告(HANDOVER-REQUIRED)。

低轨卫星通信系统跨信关站切换与其他切换之间存在本质上的差异,其信息内容可以在两个信关站之间交互,可以实现移动应用。跨信关站切换过程主要为:移动用户接收信号
-从卫星A向其他卫星发送切换需求报告-依照优先级进行排序,发送切换请求MAP信息-信关站B接收信息,形成切换请求消息-目的卫星接收确认消息,分配无线资源-移动用户接收切换命令,访问无线资源-结束切换,清除命令,其具体切换见图2。
图2 低轨卫星通信系统跨信关站用户切换流程图
该系统基本切换信息格式与信关站内部信息格式基本一致,其HO-num取值转变为2,增加DST-MSC(取值为信关站B id)和,长度为8bit,其他基本无变化。移动用户呼叫结束前,信关站A一直保持着呼叫控制状态,在呼叫完成后需要对各项信息内容进行及时清除,否者系统正常切换将受到影响。
低轨卫星通信系统跨