[0001] 本发明属于低轨卫星移动通信移动性管理技术领域，涉及一种基于资源预留的快速免RACH(Random Access Channel，即随机接入信道)切换方法、接入网及切换系统

[0002] 切换方案设计的总体目的，是为了保证通信中的用户到卫星的通信链路，不随卫星或用户的移动而中断，用户数据能够顺利接入卫星，并在天基承载网与接入网之间可以顺利转换。

[0003] 地面运营商网络的移动性管理通过终端上报测量报告，在网络完成“切换判断”后，请求目标波束资源，通过Handover Command(切换命令)告知终端是否可以进行切换。由于传统方法需要通过多步信令才能完成切换，而在卫星互联网场景中，信令交互具有较大时延，极易导致切换失败。

[0032] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0033] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0034] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

[0035] 如图1所示，本发明公开了一种基于资源预留的快速免RACH切换方法，本方案设计了一种切换资源准备与切换方案选择机制，该机制在接入网确定目标波束后，提前预留突发配置资源，包括频段、载波、时隙配置等信息，根据终端与目标波束的同步情况，指示终端是否触发RACH。该方法包括如下步骤：

[0036] 接入网接收终端的测量信息,终端的测量信息包括：终端根据网络侧配置的测量间隙配置信息(MeasGapConfig)得到邻区(相邻的服务小区)测量的频点和时隙(可用于计
算时频特性)、信号强度(可用于判断目标波束)，终端测量时，保存邻波束的时偏和相对本波束的时偏；

[0037] 接入网确定目标波束后，根据终端ID查询该终端的源波束突发类型和时频资源；由于波束的资源配置通过接入网向卫星的LSC接口(LEO‑satellite control接口，低轨卫星控制接口)进行配置，可根据源波束和目标波束的ID在接入网查询到对应突发类型与时频资源；

[0038] 接入网的控制器RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层向无线资源管理模块申请相同突发类型，若目标波束不存在该突发类型，则无线资源管理模块向RRC层发送拒绝指令，接入网尝试其他目标波束；若存在该突发类型，则无线资源管理模块向RRC层发送请求成功指令；

[0039] RRC层接收到请求成功指令，RRC层判断是否为跨星切换，若为同星切换，RRC层判断是否开启星内免RACH切换算法开关，若切换前后使用的同一卫星的波束的交叠区域较少，小于阈值，则开启星内免RACH切换算法，若开启则MobilityControlInfo(移动控制信息)中不携带rachIndicator(信道指示信息)；若为跨星切换，则判断是否开启星间免RACH切换算法开关，若切换前后使用的不同卫星的波束的交叠区域较少，小于阈值，则开启星间免RACH切换算法，若开启则移动控制信息中不携带rachIndicator，同时为该终端提前预留突发资源并分配新的时频资源，通过RRC重配置(RRC Connection Reconfiguration)下发给终端；通过提前预留突发配置资源，实现快速免RACH切换，不需要经过传统的随机接入过程，减少信令开销，减小了传输时延，降低了因信令传输时延过长导致的切换失败的可能性；

[0040] 若接入网判断无法完成开启星内或星间免RACH切换算法开关的过程，则进行RACH切换，进行RACH切换即为终端切换至目标星，通过RACH或SYCH(Synchronization Channel，同步信道)过程进行同步，再进入专用信道。移动控制信息中携带rachIndicator，RRC层通过服务卫星向终端发送RRC重配置，重配置携带移动控制信息进行信道控制，服务卫星接收到该RRC重配置命令，将其转发给终端，接入网发送重配置命令后立即停止发送下行数据，并将数据缓存至网络；

[0041] 否则，不执行RACH切换，数据保留在原始信道上。

[0042] 本发明的一种优选方案中，判断是否跨星切换的方法如下：

[0043] 根据终端的标识查询源波束ID(Serving  Beam  ID)，结合目标波束ID(targetBeamId)，通过在接入网预置波束ID与卫星ID的对应关系，可以判断目标波束是否在相同卫星。

[0044] 本发明的一种优选方案中，开启星内免RACH切换算法开关的方法：

[0045] 时频同步过程可接续(即无需随机接入)，无需重新同步终端切到目标星时，不发送RACH过程，直接在分配的专用信道上发数据，目标波束上行信号发送前的预补偿处理与源波束接续。

[0046] 本发明的一种优选方案中，开启星间免RACH切换算法开关的方法：

[0047] 终端切到目标星时，不发送RACH过程，直接在分配的专用信道上发数据，对目标波束上行信号提前进行预补偿处理。

[0048] 本发明还提供一种接入网，所述接入网执行本发明所述方法。将切换的资源准备、切换方案判决等过程放在地面，减轻了卫星节点的计算压力，降低商用成本。

[0049] 接入网可按设定方法进行运行，实现免RACH切换，利于使用。

[0050] 如图2所示，本发明还提供一种基于资源预留的快速免RACH切换系统，包括卫星、终端和接入网，接入网接收终端的测量信息，接入网执行本发明所述方法，进行免RACH切换，实现终端和卫星的连接。

[0051] 利用该系统，基于终端在原波束的突发类型时频资源，通过在网络侧提前预留资源，实现终端无感知的快速免RACH切换，不仅减少了信令开销，实现快速切换，同时将算力集中在地面网络，减小了星上开销，有效降低商用成本。基于卫星通信网络的特性，即接入网具有波束与卫星对应关系及所有波束资源配置信息，具备工程可实现性。

[0052] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0053] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。