分層網絡的註冊方法、裝置和系統與流程

2023-12-01 04:38:21 4

本發明涉及衛星通信領域，特別涉及一種分層網絡的註冊方法、裝置和系統。

背景技術：

衛星通信技術經過多年的發展，廣泛應用在遙感，監測，物流跟蹤，定位，廣播和寬帶業務領域中。衛星通信的現狀是獨立的發展，單獨運營。1987年，行動電話全球普及率不到10％，技術不成熟，通話地域有限，GSM網間漫遊和切換時常發生掉線。「銥星計劃」使人類在任何「能見到天空的地方」都可中斷的通信，打造「真正意義上的全球通」。其後的結果是GSM由於技術的飛越發展，用戶和業務開展順利，而衛星業務由於技術更新緩慢，業務和用戶不足以支撐盈利，導致破產。衛星通信的發展策略制定和執行也並沒有結合移動通信進行調整調整。所以衛星通信發展識別的教訓是：獨立於蜂窩發展，並在競爭中失敗！

衛星通信由於其覆蓋廣，跟蹤能力強，仍然獲得一定的發展。而地面網絡雖然獲得了廣大的用戶，但是由於各國部署運營商獨立部署網絡，跨國業務必須付出很高的漫遊費用。而且，很多地區例如沙漠和海平面等都基本沒有信號或者覆蓋很弱。衛星網絡由於存在室內覆蓋問題，容量問題，其獨立業務發展受到約束。所以未來衛星網絡的發展技術路線是向地面網絡融合，而地面網絡的發展是需要衛星網絡補充進去，形成優勢互補。地面網絡的用戶在有地面網絡信號時，優先接入到地面網絡，這是因為地面網絡容量大，且延遲低。地面網絡的用戶在地面網絡信號丟失或者很差，例如在野外、沙漠等，即可接入到衛星網絡。為了保證地面用戶的業務相對連續，需要有一套技術確保地面用戶快速完成從地面網絡到衛星的切換以及從衛星網絡到地面網絡的切換。這樣衛 星上的交換處理單元建立與現有無線通信網絡之間的關聯，用衛星系統進行通信過程中的信令的正常交互。

在用衛星系統進行通信中的信令的正常交互前，現有技術中的是由終端觸發向衛星路由器註冊交換信息，即現有技術中是基於用戶級的信息註冊，其缺點是衛星系統容量本來就不夠，不足以支撐上億用戶在短時間內的周期註冊，而且現有技術需要地面用戶實時跟蹤衛星網絡的信號，這樣對地面用戶終端的電池有很大的挑戰。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種基於無線基站設備級向空中網絡進行註冊技術以支撐上億用戶在短時間內的周期註冊並提高用戶終端的電池使用時長。

本發明實施例應用在分層網絡中。一種分層網絡包括一層地面網絡和至少一層空中網絡。其中，在一個實施例中，空中網絡可以由一層或多層氣球網絡(不同的高度)；或者也可以由一層或多層衛星網絡(不同軌道高度)；或者一層或者多層混合網絡(不同高度的氣球和衛星)組成。

在分層網絡下，地面網絡假定靜止不動，而空中網絡則可能相對地面發生變動，尤其是衛星網絡，除同步衛星外，都與地面有相當大的移動速度。而氣球網絡由於部署的靈活性，也具有一定的移動性。從而導致衛星節點和地面無線節點之間覆蓋重疊的區域不斷變化。

在不斷變化的過程中，如果要通過空中網絡和地面網絡進行通信，需要及時獲取空中網絡中網絡節點的位置，並進行註冊然後切換到最新的空中網絡節點中。

本發明公開了一種基於分層網絡的無線註冊方法，屬於具有空中網絡和地面網絡多層網絡系統技術領域。該方法包括：1)地面網絡無線節點定時或者基於空中網絡節點狀態的改變，向空中網絡發起註冊請求；2)空中網絡節點接收到註冊請求後，記錄為本地無線節點路由表，經過空中網絡的路由表信息交換之後，生成全球無線節點路由表。3)地面網絡無線節點接收註冊響應，並生成相應的空中網絡節點屬性以及波束屬性信息。4)無線節點將空中網絡節點屬性以及波束屬性信息發送給移動用戶，移動用戶存儲在內存。5)移動用 戶用相應的空中網絡節點屬性以及波束屬性信息快速完成從地面無線節點向空中節點快速切換。5)空中網絡結合全球無線節點路由表，可以為移動用戶建立數據會話以及語音連接。

無線網絡節點註冊成功，空中網絡的空中網絡節點會存儲一個以無線網絡節點為用戶的本地路由信息。空中網絡節點通過交換本地路由信息，將構成一個以無線網絡節點為用戶的全球路由信息。

本發明的方法的空中網絡可以是衛星網絡，所述的分層網絡即是衛星網絡和地面無線網絡構成的分層網絡。本發明的方法的空中網絡可以是氣球網絡，所述的分層網絡即是氣球網絡和地面無線網絡構成的分層網絡。

本發明又一實施例公開了一種分層網絡的註冊方法，所述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：

無線網絡節點獲得空中網絡節點的註冊結果；所述無線網絡節點位於所述地面網絡中，所述空中網絡節點位於所述空中網絡中，且覆蓋所述無線網絡節點；所述註冊結果包括所述空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

所述無線網絡節點將所述註冊結果攜帶在廣播消息中，並將所述廣播消息廣播給所述無線網絡節點所覆蓋的移動用戶。

所述無線網絡節點獲得空中網絡節點的註冊結果，包括：

所述無線網絡節點向所述空中網絡節點發起註冊請求；

所述無線網絡節點接收所述空中網絡節點註冊響應消息獲取所述註冊結果。

或者，所述無線網絡節點獲得空中網絡節點註冊結果，包括：

所述無線網絡節點監測所述空中網絡節點的狀態；

當所述無線網絡節點檢測到所述空中網絡節點的狀態發生變化時，所述無線網絡節點通過公共信道監聽以獲取所述空中網絡節點的註冊結果。

所述無線網絡節點向所述空中網絡節點發起註冊請求，包括：

所述無線網絡節點監測所述空中網絡節點的狀態；

當所述無線網絡節點檢測到所述空中網絡節點的狀態發生變化時，所述無線網絡節點向覆蓋所述無線網絡節點的空中網絡節點發起註冊請求。

所述無線網絡節點監測所述空中網絡節點的狀態，包括：

所述無線網絡節點監測所述空中網絡節點的軌道或者所述空中網絡節點的高度或者所述空中網絡節點的波束方向；

所述當所述無線網絡節點檢測到所述空中網絡節點的狀態發生變化時，所述無線網絡節點向覆蓋所述無線網絡節點的空中網絡節點發起註冊請求，具體包括：

當所述無線網絡節點檢測到所述衛星節的軌道或者所述空中網絡節點的高度或者所述空中網絡節點的波束方向發生變化時，所述無線網絡節點向覆蓋所述無線網絡節點的空中網絡節點發起註冊請求。

可選地，所述無線網絡節點周期性的向所述空中網絡節點發起註冊請求。

可選地，所述註冊請求攜帶所述無線網絡節點的屬性信息。

本發明又一實施例提供一種地面移動用戶快速切換方法，所述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：

移動用戶接收無線節點通過廣播信道通知的空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

移動用戶通過空中網絡節點的屬性信息和波束信息對應的空中信道向空中網絡發送接入請求消息。

移動用戶接收所述空中網絡節點反饋的接入成功消息，並通過所述空中網絡節點分配的信令信道進行數據或話音的業務建立。

本發明又一實施例提供一種建立數據會話的方法，所述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：

空中網關節點接收移動用戶通過信令信道發送的數據會話請求；所述信令信道為空中網絡節點在接收到所述移動用戶發送的接入請求後為所述移動用戶分配的；所述空中網關節點和所述空中網絡節點位於所述空中網絡中；

為所述移動用戶分配空地鏈路資源；所述空地鏈路資源和所述端到端空中網絡資源用於使所述移動用戶通過所述空中網絡和所述地面網絡完成數據業務通信；

空中網關節點發送會話成功消息給所述移動用戶；所述空中網關節點是所述空中網絡的控制器，負責分配移動用戶的空中網絡資源，包括移動用戶和空中網絡節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡節點之間傳送的無線鏈 路，移動用戶數據在空中網絡和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；所述空中網絡節點是移動用戶接入到空中網絡的站點。

可選地，所述空中網關節點為所述移動用戶進行空地鏈路資源分配包括：

向地面中繼站為所述移動用戶分配空地連接資源以建立所述空中網絡節點和所述地面中繼站之間的信道，所述信道用於在所述空中網絡節點和地面中繼站之間傳輸所述移動用戶的數據業務；

如果所述空地連接資源分配成功，為所述移動用戶分配端到端的空中網絡資源；所述端到端的空中網絡資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述移動用戶的數據業務；所述端到端空中網絡資源包括所述移動用戶和所述空中節點之間的無線鏈路，所述空中節點和所述空中網關節點之間的無線鏈路。

可選地，所述方法還包括：如果所述端到端空中網絡資源分配失敗，向所述地面網絡中繼站發送空地連資源接釋放請求；

接收所述地面網絡中繼站發送的空地連資源接釋放請求響應，並釋放所述空地連接資源。

所述空中網絡可以為衛星網絡。所述的空中網關節點即是衛星網關，所述衛星網關是所述衛星網絡的控制器，負責分配移動用戶的衛星資源，包括移動用戶和衛星節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在衛節點星和衛星節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在衛星節點和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；所述的空中網絡節點即是衛星節點，所述衛星節點是移動用戶接入所述衛星網絡的站點。

本發明又一實施例提供一種語音通話建立方法，所述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：

空中網關節點接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；所述信令信道為空中網絡節點在接收到所述主叫移動用戶發送的接入請求後為所述主叫移動用戶分配的；

向地面網關節點發送位置請求以獲得對應所述呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

接收所述地面網關反饋的被叫移動用戶的位置信息；

根據所述被叫移動用戶的位置信息確定目標空中網絡節點，所述目標空中 網絡節點為覆蓋所述被叫移動用戶的空中網絡節點；

向所述目標空中網絡節點發送尋呼請求消息，所述尋呼請求消息用於請求所述目標空中網絡節點向所述被叫移動用戶發送尋呼消息以呼叫被叫用戶；

為所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；所述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶的語音業務；

向所述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用於告知所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

可選地，為所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源包括：

為所述主叫移動用戶和覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；

為所述被叫移動用戶和所述目標空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源。

可選地，為所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源還包括：為所述覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點和所述目標空中網絡節點分配空間鏈路資源。

本發明又一實施例提供一種語音通話建立方法，所述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，所述方法包括：

空中網關節點接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；所述信令信道為空中網絡節點在接收到所述主叫移動用戶發送的接入請求後為所述主叫移動用戶分配的

向地面網關節點發送位置請求以獲得對應所述呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

接收所述地面網關節點發送的位置響應消息，為所述主叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；所述位置響應消息用於指示對應於所述地面網關節點的地面網絡節點尋呼所述被叫移動用戶成功；所述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶的語音業務；

向所述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用於告知所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

可選地，為所述主叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源包括：

為所述主叫移動用戶和覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；

分配和所述覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點之間的空間鏈路資源。

本發明又一實施例提供一種無線網絡節點，所述無線網絡節點包括：

獲得模塊，用於獲得空中網絡節點的註冊結果；所述無線網絡節點位於地面網絡中，所述空中網絡節點位於所述空中網絡中，且覆蓋所述無線網絡節點；所述註冊結果包括所述空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

廣播模塊，用於將所述獲得模塊獲得的所述註冊結果攜帶在廣播消息中，並將所述廣播消息廣播給所述無線網絡節點所覆蓋的移動用戶。

可選第，所述獲得模塊在一種實現方式中，包括：

發送單元，用於向所述空中網絡節點發起註冊請求；

接收單元，用於接收所述空中網絡節點註冊響應消息獲取所述註冊結果。

可選地，所述獲得模塊在另一中實現方式，包括：

監控單元，所述無線網絡節點監測所述空中網絡節點的狀態；

監聽單元，當所述無線網絡節點檢測到所述空中網絡節點的狀態發生變化時，所述無線網絡節點通過公共信道監聽以獲取所述空中網絡節點的註冊結果。

本發明又一實施例提供一種移動終端，所述終端包括：

接收模塊，用於接收無線節點通過廣播信道通知的空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

發送模塊，用於通過空中網絡節點的屬性信息和波束信息對應的空中信道向空中網絡發送接入請求消息。

建立模塊，用於接收所述空中網絡節點反饋的接入成功消息，並通過所述空中網絡節點分配的信令信道進行數據或話音的業務建立。

本發明又一實施例提供一種空中網關節點，所述空中網關節點包括：

接收模塊，用於接收移動用戶通過信令信道發送的數據會話請求；所述信 令信道為空中網絡節點在接收到所述移動用戶發送的接入請求後為所述移動用戶分配的；所述空中網關節點和所述空中網絡節點位於所述空中網絡中；

分配模塊，用於為所述移動用戶分配空地鏈路資源；所述空地鏈路資源和所述端到端空中網絡資源用於使所述移動用戶通過所述空中網絡和所述地面網絡完成數據業務通信；

發送模塊，用於發送會話成功消息給所述移動用戶；所述空中網關節點是所述空中網絡的控制器，負責分配移動用戶的空中網絡資源，包括移動用戶和空中網絡節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；所述空中網絡節點是移動用戶接入到空中網絡的站點。

可選地，所述分配模塊包括：

第一分配單元，用於向地面中繼站為所述移動用戶分配空地連接資源以建立所述空中網絡節點和所述地面中繼站之間的信道，所述信道用於在所述空中網絡節點和地面中繼站之間傳輸所述移動用戶的數據業務；

第二分配單元，用於在所述第一分配單元分配所述空地連接資源成功後，為所述移動用戶分配端到端的空中網絡資源；所述端到端的空中網絡資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述移動用戶的數據業務；所述端到端空中網絡資源包括所述移動用戶和所述空中節點之間的無線鏈路，所述空中節點和所述空中網關節點之間的無線鏈路。

可選地，在一個實施例中，所述發送模塊還用於，如果所述端到端空中網絡資源分配失敗，向所述地面網絡中繼站發送空地連資源接釋放請求；

所述接收模塊還用於，接收所述地面網絡中繼站發送的空地連資源接釋放請求響應，並釋放所述空地連接資源。

本發明又一實施例提供一種空中網關節點，所述空中網關節點包括：

接收模塊，用於接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；所述信令信道為空中網絡節點在接收到所述主叫移動用戶發送的接入請求後為所述主叫移動用戶分配的；

發送模塊，向地面網關節點發送位置請求以獲得對應所述呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

所述接收模塊還用於，接收所述地面網關反饋的被叫移動用戶的位置信息；

確定模塊，用於根據所述被叫移動用戶的位置信息確定目標空中網絡節點，所述目標空中網絡節點為覆蓋所述被叫移動用戶的空中網絡節點；

所述發送模塊還用於，向所述目標空中網絡節點發送尋呼請求消息，所述尋呼請求消息用於請求所述目標空中網絡節點向所述被叫移動用戶發送尋呼消息以呼叫被叫用戶；

分配模塊，用於為所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；所述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶的語音業務；

所述發送模塊還用於，向所述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用於告知所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

可選地，所述分配模塊包括：

第一分配單元，用於為所述主叫移動用戶和覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；

第二分配單元，用於為所述被叫移動用戶和所述目標空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源。

可選地，所述分配模塊還包括：

第三分配單元，用於為所述覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點和所述目標空中網絡節點分配空間鏈路資源。

本發明又一實施例提供一種空中網關節點，其特徵在於，所述空中網關節點包括：

接收模塊，用於接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；所述信令信道為空中網絡節點在接收到所述主叫移動用戶發送的接入請求後為所述主叫移動用戶分配的

發送模塊，用於向地面網關節點發送位置請求以獲得對應所述呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

分配模塊，用於接收所述地面網關節點發送的位置響應消息，為所述主叫 移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；所述位置響應消息用於指示對應於所述地面網關節點的地面網絡節點尋呼所述被叫移動用戶成功；所述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶的語音業務；

所述發送模塊還用於，向所述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，所述呼叫成功消息用於告知所述主叫移動用戶和所述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

可選地。所述分配模塊包括：第一分配單元，用於為所述主叫移動用戶和覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；第二分配單元，用於分配和所述覆蓋所述主叫移動用戶的空中網絡節點之間的空間鏈路資源。

採用本發明的方案之後，對於分層網絡以及分層網絡的用戶的技術增益：

無線網絡節點註冊後，將註冊後的廣播給移動用戶。移動用戶則可以把數據業務，語音業務的無線鏈路快速的由地面切換到空中網絡節點上去。其中語音業務，可以只切換主叫用戶的鏈路，被叫用戶可切換到空中網絡節點上(此時整個語音鏈路都是從空中網絡傳輸的)，被叫也可以繼續保持在地面鏈路上(此時語音鏈路將跨越空中網絡節點和地面網絡兩個段)。

另外，由於是基於無線網絡節點級別的註冊流程，所以移動用戶不用在和地面網絡通信過程，同時偵聽空中網絡的信號。所以節約了移動用戶的功耗。

由於是基於無線網絡節點級別的註冊流程，而不是基於移動用戶級別的註冊過程，免去了由於成千上萬的移動用戶定時向空中網絡節點註冊，避免了信令風暴。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1：本發明實施例提供的一種分層網絡架構示意圖；

圖2：本發明實施例提供的一種分層網絡架構示意圖；

圖3：本發明實施例提供的一種分層網絡架構示意圖；

圖4：本發明實施例提供的一種分層網絡架構示意圖；

圖5：本發明實施例提供的一種分層網絡架構示意圖；

圖6：本發明實施例提供的一種註冊流程示意圖；

圖7：本發明實施例提供的一種數據會話建立流程圖；

圖8：本發明實施例提供的一種切換流程示意圖；

圖9：本發明實施例提供一種語音通話建立方法流程圖；

圖10：本發明實施例提供一種語音通話建立方法流程圖；

圖11：本發明實施例提供一種分層網絡的註冊方法流程圖；

圖12：本發明實施例提供一種地面移動用戶快速切換方法流程圖；

圖13：本發明實施例提供一種建立數據會話的方法流程圖；

圖14：本發明實施例提供一種語音通話建立方法流程圖；

圖15：本發明實施例提供一種語音通話建立方法流程圖；

圖16：本發明實施例提供一種無線網絡節點結構圖；

圖17：本發明實施例提供一種移動終端結構圖；

圖18：本發明實施例提供一種空中網關節點結構圖；

圖19：本發明實施例提供一種空中網關節點結構圖；

圖20：本發明實施例提供一種空中網關節點結構圖；

圖21：本發明實施例中一種智能終端的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明實施例應用在分層網絡中。一種分層網絡包括一層地面網絡和至少一層空中網絡。其中，在一個實施例中，空中網絡可以由一層或多層氣球網絡(不同的高度)，如圖2所示，就是一層氣球網絡和地面網絡組成的2層網絡 構成的分層網絡；或者也可以由一層或多層衛星網絡(不同軌道高度)，如圖1所示，就是一層衛星網絡和地面網絡組成的兩層網絡構成的分層網絡；或者一層或者多層混合網絡(不同高度的氣球和衛星)組成，如圖3所示，就是一層衛星網絡、一層氣球網絡和地面網絡組成的三層網絡構成的分層網絡，例如還有圖4所示，兩層氣球網絡和地面網絡組成的三層分層網絡；如圖5所示，兩層衛星網絡和地面網絡組成的三層分層網絡。

在分層網絡下，地面網絡假定靜止不動，而空中網絡則可能相對地面發生變動，尤其是衛星網絡，除同步衛星外，都與地面有相當大的移動速度。而氣球網絡由於部署的靈活性，也具有一定的移動性。從而導致衛星節點和地面無線節點之間覆蓋重疊的區域不斷變化。

在不斷變化的過程中，如果要通過空中網絡和地面網絡進行通信，需要及時獲取空中網絡中網絡節點的位置，並進行註冊然後切換到最新的空中網絡節點中。

下述實施例中提到的移動用戶，用戶均指移動終端。為了使本領域普通技術人員更為形象的理解本發明實施例的技術方案，本發明一個實施例採用「一層衛星和地面網絡組成的2層網絡」為例說明本方面的方案。

實施例一：一層衛星和地面網絡組成的2層網絡組成的分層網絡註冊流程；

如圖1所示，在一層衛星和地面網絡組成的2層網絡的分層網絡中，無線網絡節點(無線網絡節點在一個實施例中可以為基站，在一個實施例中可以基站控制器，在一個實施例中還可以為其他控制節點)周期監測接收衛星網絡節點信號。在兩種情形下，發起註冊請求：

(1)周期發起請求

(2)監測到接收信號的衛星節點發生變化。例如無線網絡節點檢測到接收到數據的是新的衛星節點已經變化或者是原衛星節點的另一個波束為其服務。

具體的，當上述兩種情形觸發任一種時，無線網絡節點發起註冊請求，根據無線網絡控制器的具體實現形式(如基站，基站控制器或者其他控制節點)，有以下兩種發起方案：

方案一：基站發起註冊請求；

該註冊請求攜帶本基站的屬性信息。

方案二：基站控制器/一般網絡控制器發起註冊請求；

此時該註冊請求可以攜帶下述三種信息：

方法1：攜帶其下所管理的基站節點的基站屬性信息；

方法2：攜帶控制器的屬性信息；

方法3：攜帶控制器的甦醒信息，同時攜帶其下所管理的基站節點的基站屬性信息；

在一個實施例中，基站的屬性信息如下：

MCC：Mobile Country Code，移動國家代碼(中國的為460)；

MNC：Mobile Network Code，行動網路號碼(中國移動為00，中國聯通為01)；

LAC：Location Area Code，位置區域碼；

CID：Cell Identity，基站編號，是個16位的數據(範圍是0到65535)。

信道列表：各信道的無線技術類型、信道中心頻率、帶寬、MIMO多天線類型。

位置信息：基站的經度和維度，可用於衛星節點校正是否重疊覆蓋。

在一個實施例中，基站控制器的屬性信息如下：

MCC：Mobile Country Code，移動國家代碼(中國的為460)；

MNC：Mobile Network Code，行動網路號碼(中國移動為00，中國聯通為01)；

LAC：Location Area Code，位置區域碼；

CID：Controller Identity，控制器編號，是個16位的數據(範圍是0到65535)。

位置信息：控制器的經度和維度，可用於衛星節點校正是否重疊覆蓋。

實施例二：如圖6所示，本發明實施例提供一種分層網絡註冊方法：

S110，無線網絡節點向覆蓋該無線網絡節點的衛星節點發起註冊請求；

在一個實施例中，無線網絡節可以為基站，在一個實施例中可以基站控制器，在一個實施例中還可以為其他控制節點。

S120衛星節點收到該註冊請求後將並將自身的屬性信息和波束信息作為註冊請求的結果(即，註冊結果)攜帶在註冊響應消息中發送給無線網絡節點，無線網絡節點獲得衛星節點的註冊結果，該註冊結果包括該衛星節點的屬性信息和波束信息；

在一個實施例中，衛星節點的自身的屬性信息包括但不限於：衛星編號，衛星軌道，衛星高度；

在一個實施例中衛星節點的波束信息包括但不限於：波束編號、發送中心頻率，接收中心頻率，發送極化，接收極化，帶寬，有效全向輻射功率(EIRP)。

在一個實施例中，衛星節點接收上述註冊請求，並將自身的屬性信息和波束信息作為註冊請求的結果發送給該無線網絡節點；

在一個實施例中，衛星節點的自身的屬性信息包括但不限於：衛星編號，衛星軌道，衛星高度。

在一個實施例中衛星節點的波束信息包括但不限於：波束編號、發送中心頻率，接收中心頻率，發送極化，接收極化，帶寬，EIRP(dBW)。

S130，無線網絡節點把所獲得的註冊結果廣播給所覆蓋的移動用戶。

由上述流程可知，註冊結果包括了衛星的屬性信息和波束信息，無線網絡節點把其接收到的衛星信息廣播到其覆蓋的用戶，當移動用戶要切換到衛星網絡時，根據所接受到的衛星信息(如屬性信息和波束信息)能快速的切換到衛星網絡。

經過上述流程後，衛星節點建立了以無線網絡節點為用戶的本地路由信息。各個衛星節點相互交互本地路由信息，則衛星網絡可建立一個如表一所示的全球路由表格。根據此路由表格，任何一個衛星節點都能本地判決從哪條衛星路由能把信號轉發到任何一個地面無線網絡節點去。可選地，表一中的的衛星編號可以跨衛星系統進行編號，例如全球星和銥星聯合編號。

表一：全球路由表格

可選地，在一個實施例中，由於無線節點上行信號質量受限，會導致無線節點註冊失敗，但是無線節點仍然可以通過公共信道監聽到衛星節點的相關信息。

實施例三：如圖7所示，本發明實施例提供一種建立數據會話的方法，該方法涉及單用戶由地面向衛星網絡切換，可以增強用戶應用衛星鏈路進行信號補充和切換的性能。

由上述實施例可知，無線網絡節點把所獲得的註冊結果廣播給所覆蓋的移動用戶。在移動用戶接收到無線網絡節點(基站、基站控制器、其他控制節點)的廣播消息後，更新為其服務的衛星節點的屬性信息和波束信息。這些信息可用於用戶在由地面向衛星網絡快速切換。

當終端對當前衛星網絡信號信息更新完畢後，當地面信號太差(比如，長時間沒有信號)或者用戶操作選擇衛星網絡的時候，移動終端可以快速切換到衛星網絡中去。下面以圖7為例詳細說明用戶數據業務從地面向衛星網絡切換的過程：

S210，移動終端向衛星節點發送接入請求；

S220，衛星節點向該移動終端發送接入響應以指示接入成功，為該移動終端分配信令信道，所分配的信令信道用於建立該移動用戶的業務通道；

S230，移動用戶通過該信令信道發送數據會話請求，該數據會話請求由衛星網絡經過轉發到達衛星網關節點；

S240，該衛星網關節點向地面中繼站為該用戶分配星地連接資源，建立衛星和地面中繼之間的信道，該信道用於將用戶的數據業務、數據業務信令可以傳送到地面的英特網絡以及應用伺服器。

S250，衛星網關為移動用戶分配端到端的衛星資源；所述端到端的衛星資源用於在空中網絡節點之間傳輸所述移動用戶的數據業務；在一個實施例中，端到端衛星資源包括移動用戶接入到衛星的上下行鏈路資源，接入衛星節點到 衛星網關衛星之間轉發的星間鏈路資源。如果衛星節點和衛星網關是同一個衛星，則沒有衛星之間的星間鏈路資源。分配成功之後，衛星網關通過衛星節點的信令信道通知給移動用戶。

S260，如果端到端的衛星資源分配鏈路成功，衛星網關通過信令信道向移動用戶反饋會話成功消息指示會話成功。此時移動用戶建立其由端到端衛星鏈路，衛星網關和地面中繼站之間傳送鏈路構成的業務信道，完成數據業務由地面向衛星網絡的切換。此時移動用戶即可通過該業務信道和地面網際網路進行通信。

在一個實施例中，如果端到端的衛星資源分配失敗，那麼衛星網關節點向地面中繼站發送空地連資源接釋放請求，請求釋放步驟S240中分配的星地連接資源。在接收地面網絡中繼站發送的空地連資源接釋放請求響應後，釋放星地鏈路資源。端到端的衛星資源分配鏈路失敗是可能由於資源不夠、星間連接失敗等各種原因導致。

當移動用戶的衛星鏈路失敗，移動用戶簡單的切換回地面網絡即可，切換流程即是當前地面網絡的接入流程。例如，地面網絡是LTE 4G網絡，移動用戶僅完成LTE數據業務接入即可。或者地面網絡信號變好，移動用戶在成功接入到地面網絡之後，它可觸發衛星鏈路資源釋放，來完成從衛星到地面網絡的切換。切換過程的移動用戶重新接入到地面網絡的流程和當前地面網絡正常接入相同，所以下面流程不再敘述。只敘述移動用戶請求釋放衛星網絡資源的流程。

如圖8所示，移動用戶數據業務由衛星向地面網絡的切換流程如下：

1.當移動用戶成功接入到地面網絡，移動用戶向衛星網關發送會話釋放消息，請求網關釋放為其分配的所有衛星資源。

2.或者，當衛星節點長時間發現它和移動用戶之間的信號中斷，衛星節點向網關節點發送該用戶信號失敗指示的消息。

3.網關節點釋放為該用戶分配的星地連接衛星資源。

4.網關節點釋放為該用戶分配的端到端衛星資源。

在一個實施例中本發明還涉及：語音業務中雙用戶由地面向衛星網絡切 換。實際應用中，有一些業務是用戶之間點到點通信的，不經過網絡的某個伺服器集中處理的，例如語音業務。如果兩個用戶的地面鏈路失敗，則雙方都可以向衛星網絡切換。

實施例四：如圖9所示，本發明實施例提供一種語音通話建立方法，該方法可以增強用戶應用衛星鏈路進行信號補充和切換的性能。

根據前述實施例，移動用戶接收到無線網絡節點(基站、基站控制器、其他控制節點)的廣播消息後，更新為其服務的衛星節點的屬性信息和波束信息。這些信息可用於用戶在由地面向衛星網絡快速切換。當地面信號太差(長時間沒有信號)或者用戶操作選擇衛星網絡的時候，可以快速切換到衛星網絡中去。下面以圖9為例詳細說明用戶數據業務從地面向衛星網絡切換的過程：

S310，主叫移動用戶向衛星節點2發送接入請求；衛星節點2是覆蓋主叫移動用戶的衛星節點；

S320，衛星節點2向該主叫移動用戶發送接入響應以指示接入成功，為該移動終端分配信令信道，用於完成呼叫接續流程。所分配的信令信道用於建立該移動用戶的業務通道；

S330，主叫移動用戶通過信令信道向衛星網關發送呼叫請求；呼叫請求中攜帶有被叫用戶的相關信息，例如國家代碼，被叫用戶的號碼等信息；

S340，衛星網關經過地面中繼站向地面網關節點發送位置請求消息，以使地面網關完成被叫用戶信息的解析，例如包括歸屬地、位置等信息。

地面中繼站是一個在衛星網關和地面網關之間的一個信號轉發站。地面中繼站將衛星網關的信號接收下來，轉發給地面網關。地面中繼站將地面網關的信號接收下來，轉發給衛星網關。

S350，地面網關解析被叫用戶的位置信息並通過位置響應消息反饋給衛星網關。地面網關是地面網絡的網關節點，根據被叫用戶最近一次在地面網絡的接入或者註冊，知道用戶最近的註冊。例如用戶的經度和維度；或者用戶在那個基站上接入過。

S360，衛星網關分析被叫用戶的地面信息，結合(無線節點向衛星節點的註冊過程)信息，得到被叫用戶位於的衛星節點1的覆蓋範圍。

S370，衛星網關向衛星節點1發送尋呼請求消息，以請求衛星節點1向被 叫用戶發送尋呼消息以呼叫被叫用戶。經過該步驟，衛星節點1尋呼被叫用戶成功。

S380，衛星網關為主叫移動用戶和被叫移動用戶兩個用戶分配端到端的衛星資源。其中端到端衛星資源包括主叫移動用戶和衛星節點2的上下行衛星鏈路資源，被叫移動用戶和衛星節點1的上下行衛星鏈路資源，衛星節點1和衛星節點2之間的星間連接資源。

S390，衛星網關向主叫移動用戶反饋呼叫成功消息。主被叫之間的連接建立成功，雙方進行語音通信。

在一個實施例中，如果主叫和被叫的服務衛星是合一的，即衛星節點1和衛星節點2是同一顆衛星，此時不用分配星間連接資源。

在一個實施例中，當移動用戶的衛星鏈路資源分配失敗，移動用戶簡單的切換回地面網絡即可，切換流程即是當前地面網絡的接入流程。例如地面網絡是LTE 4G網絡，移動用戶僅完成LTE數據業務接入即可。或者地面網絡信號變好，移動用戶在成功接入到地面網絡之後，它可觸發衛星鏈路資源釋放，來完成從衛星到地面網絡的切換。切換過程的移動用戶重新接入到地面網絡建立語音業務的流程和當前地面網絡正常接入相同，所以下面流程不再敘述。只敘述移動用戶請求釋放衛星網絡資源的流程。本流程中，衛星鏈路釋放的過程和圖8所對應的實施例中的釋放過程相同，這裡不再重複。

實施例五：語音業務：主叫用戶由地面向衛星網絡切換：

在一個實施例中，有一些業務是用戶之間點到點通信的，不經過網絡的某個伺服器集中處理的，例如語音業務。如果其中一個用戶的地面鏈路失敗，則其中一方可以向衛星網絡切換。如圖10所示，本發明實施例提供一種語音通話建立方法，該方法描述了用戶從地面網絡向衛星網絡切換的流程，該流程可以增強用戶應用衛星鏈路進行信號補充和切換的性能。

根據前述實施例，移動用戶接收到無線網絡節點(基站、基站控制器、其他控制節點)的廣播消息後，更新為其服務的衛星節點的屬性信息和波束信息。這些信息可用於用戶在由地面向衛星網絡快速切換。當地面信號太差(長時間沒有信號)或者用戶操作選擇衛星網絡的時候，可以快速切換到衛星網絡中去。下面以圖10為例詳細說明用戶數據業務從地面向衛星網絡切換的過程：

S410，主叫移動用戶向衛星節點發送接入請求；衛星節點是覆蓋主叫移動用戶的衛星節點

S420，衛星節點向該主叫移動用戶發送接入響應以指示接入成功，為該移動終端分配信令信道，用於完成呼叫接續流程。

S430，主叫移動用戶通過信令信道向衛星網關發送呼叫請求；呼叫請求中攜帶有被叫用戶的相關信息，例如國家代碼，被叫用戶的號碼等信息；

S440，衛星網關經過地面中繼站向地面網關節點發送位置請求消息，以使地面網關完成被叫用戶信息的解析，例如包括歸屬地、位置等信息。

地面中繼站是一個在衛星網關和地面網關之間的一個信號轉發站。地面中繼站將衛星網關的信號接收下來，轉發給地面網關。地面中繼站將地面網關的信號接收下來，轉發給衛星網關。

S450，地面網關解析被叫用戶的位置信息，發現被叫用戶的會話仍然駐留在地面網絡。則地面網關向相應的地面無線節點發送尋呼請求。無線節點尋呼成功。地面網關通過位置響應消息反饋給衛星網關，被叫已經尋呼成功。

地面網關是地面網絡的網關節點，根據被叫用戶最近一次在地面網絡的接入或者註冊，知道用戶最近的註冊。例如用戶的經度和維度；或者用戶在那個基站上接入過。

S460，衛星網關為兩個用戶分配端到端的衛星資源。其中端到端衛星資源包括主叫用戶和衛星節點的上下行衛星鏈路資源，衛星節點和衛星網關之間的星間連接資源。

S470，衛星網關向主叫反饋呼叫成功消息。主被叫之間的連接建立成功，雙方進行語音通信。

語音業務：主叫用戶由衛星向地面網絡切換

當移動用戶的衛星鏈路失敗，移動用戶簡單的切換回地面網絡即可，切換流程即是當前地面網絡的接入流程。例如地面網絡是LTE 4G網絡，移動用戶僅完成LTE數據業務接入即可。或者地面網絡信號變好，移動用戶在成功接入到地面網絡之後，它可觸發衛星鏈路資源釋放，來完成從衛星到地面網絡的切換。切換過程的移動用戶重新接入到地面網絡建立語音業務的流程和當前地面網絡正常接入相同，所以下面流程不再敘述。只敘述移動用戶請求釋放衛星 網絡資源的流程。只敘述移動用戶請求釋放衛星網絡資源的流程。本流程中，衛星鏈路釋放的過程和圖8所對應的實施例中的釋放過程相同，這裡不再重複。

需要說明的是上面是以空中網絡是衛星網絡來舉例的，當空中網絡為氣球網絡時，上面的方法流程同樣適用。

另外，當分層網絡是由一層衛星、一層氣球和地面網絡組成的3層網絡組成的分層網絡時，地面無線網絡節點既可以向氣球網絡中的氣球節點註冊也可以向衛星網絡中的衛星節點註冊。向氣球節點註冊的方法和上述提到的向衛星節點註冊的方法類似，僅僅將衛星節點替換為氣球節點即可。當然上上述實施例的星地連接資源即為氣球節點和地面中繼站的連接資源。

當然在三層網絡的情境下，可選地，還可以同時或者增加新的註冊過程：氣球節點向衛星節點進行註冊過程，註冊過程和實施例一相同，註冊成功後，向地面無線節點廣播衛星信息。

在一個實施例中，2層氣球和地面網絡組成的3層網絡組成的分層網絡(如圖4)註冊過程，和前面類似，可以將衛星節註冊的實施例修改為氣球通信節點，其餘註冊過程類似。

可選地，還可以同時或者增加新的註冊過程：低層(即飛行高度低)氣球節點向高層(即飛行高度高)氣球節點進行註冊過程，註冊過程和實施例一相同，註冊成功後，向地面無線節點廣播衛星信息。

在一個實施例中，2層衛星和地面網絡組成的3層網絡組成的分層網絡(如圖5)註冊過程和實施例一地面節點向衛星節點註冊流程相同。可選地，同時或者增加新的註冊過程：低軌道衛星節點向高軌道衛星進行註冊過程，註冊過程和實施例一相同，註冊成功後，向地面無線節點廣播衛星信息。

採用本發明的方案之後，對於分層網絡以及分層網絡的用戶，以衛星網絡和地面網絡構成的分層網絡為例，說明帶來的技術增益：

1，如果無線節點註冊成功，衛星網絡的衛星節點會存儲一個以無線節點為用戶的本地路由信息。衛星節點通過交換本地路由信息，將構成一個以無線節點為用戶的全球路由信息。

2，無線節點註冊後，將註冊後的廣播給移動用戶。移動用戶則可以把數 據業務，語音業務的無線鏈路快速的由地面切換到衛星上去。其中語音業務，可以只切換主叫用戶的鏈路，被叫用戶可切換到衛星上(此時整個語音鏈路都是從衛星網絡傳輸的)，被叫也可以繼續保持在地面鏈路上(此時語音鏈路將跨越衛星和地面網絡兩個段)。

3，由於是基於無線節點級別的註冊流程，所以移動用戶不用在和地面網絡通信過程，同時偵聽衛星網絡的信號。所以節約了移動用戶的功耗。

4，由於是基於無線節點級別的註冊流程，而不是基於移動用戶級別的註冊過程，免去了由於成千上萬的移動用戶定時向衛星節點註冊，避免了信令風暴。

5，由於無線站點註冊了詳細的信息給衛星。當衛星網絡尋呼呼叫時，衛星網關詢問地面網關設備，網關設備只需要反饋移動用戶最近接入的無線節點(地面基站或者基站控制器)，衛星網絡即可通過確定正確的衛星節點尋呼到移動用戶。

基於上述實施例，概括來說：

如圖11所示，本發明實施例提供一種分層網絡的註冊方法，上述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，上述方法包括：

S510，無線網絡節點獲得空中網絡節點的註冊結果；上述無線網絡節點位於上述地面網絡中，上述空中網絡節點位於上述空中網絡中，且覆蓋上述無線網絡節點；上述註冊結果包括上述空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

S520，上述無線網絡節點將上述註冊結果廣播給上述無線網絡節點所覆蓋的移動用戶。

可選地，在一個實施例中，S510，包括：

S5101，上述無線網絡節點向上述空中網絡節點發起註冊請求；

S5102，上述無線網絡節點接收上述空中網絡節點註冊響應消息獲取上述註冊結果。

在一個實施例中，上述無線網絡節點周期性的向上述空中網絡節點發起註冊請求。

在一個實施例中，上述註冊請求攜帶上述無線網絡節點的屬性信息。

在一個實施例中，上述無線網絡節點為基站，上述屬性信息為上述基站的 屬性信息。

在一個實施例中，上述無線網絡節點為基站控制器，上述屬性信息為上述基站控制器的屬性信息。

在一個實施例中，上述無線網絡節點為基站控制器，上述屬性信息包括上述基站控制器的屬性信息和上述基站控制器上述管理的基站的屬性信息。

在一個實施例中，上述基站的屬性信息包括，基站編號、上述基站的經度和緯度、移動國家代碼、行動網路號碼和位置區域碼、信道列表中的至少一種。

上述基站控制器的屬性信息包括，基站控制器編號、上述基站控制器的經度和緯度、移動國家代碼、行動網路號碼和位置區域碼中的至少一種。

在一個實施例中，上述空中網絡節點為氣球節點或者上述空中網絡節點為衛星節點；上述的空中網絡節點的屬性信息包括，衛星編號，衛星軌道，衛星高度中的至少一種；上述的空中網絡節點的波束信息包括，波束編號、發送中心頻率，接收中心頻率，發送極化，接收極化，帶寬，有效全向輻射功率中的至少一種。

當空中網絡節點為衛星節點或者氣球節點時的具體的註冊以及會話建立過程，在前述實施例已經詳細描述，在此不再贅述。

可選地，在一個實施例中，S510，包括：

S5103，上述無線網絡節點監測上述空中網絡節點的狀態；

S5104，當上述無線網絡節點檢測到上述空中網絡節點的狀態發生變化時，上述無線網絡節點通過公共信道監聽以獲取上述空中網絡節點的註冊結果。

可選地在一個實施例中，包括：

S51011，上述無線網絡節點監測上述空中網絡節點的狀態；

S51012當上述無線網絡節點檢測到上述空中網絡節點的狀態發生變化時，上述無線網絡節點向覆蓋上述無線網絡節點的空中網絡節點發起註冊請求。

可選地在一個實施例中，S5103，包括：

S51031，上述無線網絡節點監測上述空中網絡節點的軌道或者上述空中網絡節點的高度或者上述空中網絡節點的波束方向；

S5104，具體包括：S51041，當上述無線網絡節點檢測到上述衛星節的軌 道或者上述空中網絡節點的高度或者上述空中網絡節點的波束方向發生變化時，上述無線網絡節點向覆蓋上述無線網絡節點的空中網絡節點發起註冊請求。

如圖12所示，本發明實施例提供一種地面移動用戶快速切換方法，上述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，上述方法包括：

S610，移動用戶接收無線節點通過廣播信道通知的空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

S620，移動用戶通過空中網絡節點的屬性信息和波束信息對應的空中信道向空中網絡發送接入請求消息；

S630，移動用戶接收上述空中網絡節點反饋的接入成功消息，並通過上述空中網絡節點分配的信令信道進行數據或話音的業務建立。

在一個實施例中，上述空中網絡節點為衛星節點；上述的空中網絡節點的屬性信息包括，衛星編號，衛星軌道，衛星高度中的至少一種；上述的空中網絡節點的波束信息包括，波束編號、發送中心頻率，接收中心頻率，發送極化，接收極化，帶寬，有效全向輻射功率中的至少一種。

如圖13所示，本發明實施例提供一種建立數據會話的方法，上述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，上述方法包括：

S710，空中網關節點接收移動用戶通過信令信道發送的數據會話請求；上述信令信道為空中網絡節點在接收到上述移動用戶發送的接入請求後為上述移動用戶分配的；上述空中網關節點和上述空中網絡節點位於上述空中網絡中；

S720，為上述移動用戶分配空地鏈路資源和端到端空中網絡資源；上述空地鏈路資源和上述端到端空中網絡資源用於使上述移動用戶通過上述空中網絡和上述地面網絡完成數據業務通信；

可選地，當空中網絡為衛星網絡時，上述空地鏈路資源即為實施例三步驟S240提到的星地連接資源；上述端到端空中網絡資源即為實施例三步驟S250提到的端到端的衛星資源；

當然如果是氣球網絡，上述空地鏈路資源即為球地連接資源，該球地連接資源用於建立氣球(即氣球節點)和地面中繼之間的信道，該信道用於將用戶 的數據業務、數據業務信令可以傳送到地面的英特網絡以及應用伺服器。上述端到端空中網絡資源即為，端到端的氣球資源，該資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述移動用戶的數據業務；在一個實施例中，端到端衛星資源包括移動用戶接入到氣球節點的上下行鏈路資源，接入氣球節點到氣球網關節點之間轉發的球間鏈路資源。如果氣球節點和氣球網關是同一個衛星，則沒有氣球之間的球間鏈路資源。分配成功之後，氣球網關通過氣球節點的信令信道通知給移動用戶。

S730，空中網關節點發送會話成功消息給上述移動用戶；上述空中網關節點是上述空中網絡的控制器，負責分配移動用戶的空中網絡資源，包括移動用戶和空中網絡節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；上述空中網絡節點是移動用戶接入到空中網絡的站點。

在一個實施例中，S720包括：

S721，向地面中繼站為上述移動用戶分配空地鏈路資源以建立上述空中網絡節點和上述地面中繼站之間的信道，上述信道用於在上述空中網絡節點和地面中繼站之間傳輸上述移動用戶的數據業務；

S722，如果上述空地連接資源分配成功，為上述移動用戶分配端到端的空中網絡資源；上述端到端的空中網絡資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述移動用戶的數據業務；上述端到端空中網絡資源包括上述移動用戶和上述空中節點之間的無線鏈路，上述空中節點和上述空中網關節點之間的無線鏈路。

上述地面中繼站負責在地面網際網路和衛星網關之間建立一個通信通道，對數據不做處理。

在一個實施例中，上述方法還包括：

S740，如果上述端到端空中網絡資源分配失敗，向上述地面網絡中繼站發送空地連資源接釋放請求；

S750，接收上述地面網絡中繼站發送的空地連資源接釋放請求響應，並釋放上述空地鏈路資源。

在一個實施例中，上述端到端的空中資源包括上述移動用戶接入到上述空中節點的上下行鏈路資源。

在一個實施例中，上述端到端的空中資源還包括：各空中網絡節點之間的空間鏈路資源。

在一個實施例中，上述空中網絡為氣球網絡或衛星網絡。

上述的空中網關節點即是衛星網關，上述衛星網關是上述衛星網絡的控制器，負責分配移動用戶的衛星資源，包括移動用戶和衛星節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在衛節點星和衛星節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在衛星節點和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；上述的空中網絡節點即是衛星節點，上述衛星節點是移動用戶接入上述衛星網絡的站點。衛星節點和衛星網關可以是不同的衛星實體，也可以是相同的衛星實體。

如圖14所示，本發明實施例提供一種語音通話建立方法，上述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，上述方法包括：

S810，空中網關節點接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；上述信令信道為空中網絡節點在接收到上述主叫移動用戶發送的接入請求後為上述主叫移動用戶分配的；

S820，向地面網關節點發送位置請求以獲得對應上述呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

S830，接收上述地面網關反饋的被叫移動用戶的位置信息；

S840，根據上述被叫移動用戶的位置信息確定目標空中網絡節點，上述目標空中網絡節點為覆蓋上述被叫移動用戶的空中網絡節點；

S850，向上述目標空中網絡節點發送尋呼請求消息，上述尋呼請求消息用於請求上述目標空中網絡節點向上述被叫移動用戶發送尋呼消息以呼叫被叫用戶；

S860，為上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；上述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶的語音業務；

S870，向上述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用於告知上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

在一個實施例中，S860，包括：

1、為上述主叫移動用戶和覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上 行和下行空中鏈路資源；如果空中網絡為衛星網絡，這裡即為，實施例四步驟S380提到的主叫移動用戶和衛星節點2的上下行衛星鏈路資源；

類似的，當空中網絡為氣球節點時，上述提到的空中鏈路資源即為，主叫移動用戶和氣球節點2(覆蓋主叫移動用戶的氣球節點)的上下行氣球鏈路資源；

2、為上述被叫移動用戶和上述目標空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源。如果空中網絡為衛星網絡，這裡即為，實施例四步驟S380提到的被叫移動用戶和衛星節點1的上下行衛星鏈路資源；

類似的，當空中網絡為氣球節點時，上述提到的空中鏈路資源，即為被叫移動用戶和氣球節點1(覆蓋被叫用戶的氣球節點的上下行氣球鏈路資源；

3、在一個實施例中，S860，還包括：為上述覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點和上述目標空中網絡節點分配空間鏈路資源。如果空中網絡為衛星網絡，這裡即為，實施例四步驟S280衛星節點1和衛星節點2之間的星間連接資源。

類似的，當空中網絡為氣球節點時，上述提到的空間鏈路資源，氣球節點1和衛氣球點2之間的氣球間連接資源。

當空中網絡為氣球網絡時，上述鏈路資源可以將衛星節點的名字替代為氣球節點鏈路資源的功能是類似的。

在一個實施例中，上述空中網絡為氣球網絡或者衛星網絡；

當為衛星網絡時，上述的空中網關節點即是衛星網關，上述衛星網關是上述衛星網絡的控制器，負責分配移動用戶的衛星資源，包括移動用戶和衛星節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在衛星節點和衛星節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在衛星節點和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；上述的空中網絡節點即是衛星節點，上述衛星節點是移動用戶接入上述衛星網絡的站點。

如圖15所示，本發明實施例提供一種語音通話建立方法，上述方法應用於地面網絡和至少一層空中網絡組成的分層網絡中，上述方法包括：

S910，空中網關節點接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；上述信令信道為空中網絡節點在接收到上述主叫移動用戶發送的接入請求後為上述主叫移動用戶分配的

S920，向地面網關節點發送位置請求以獲得對應上述呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

S930，接收上述地面網關節點發送的位置響應消息，為上述主叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；上述位置響應消息用於指示對應於上述地面網關節點的地面網絡節點尋呼上述被叫移動用戶成功；上述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶的語音業務；

S940，向上述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用於告知上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

在一個實施例中，S930包括：

S931，為上述主叫移動用戶和覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；

S932，分配和上述覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點之間的空間鏈路資源。

在一個實施例中，上述空中網絡為氣球網絡或上述空中網絡為衛星網絡；

當為衛星網絡時，上述的空中網關節點即是衛星網關，上述衛星網關是上述衛星網絡的控制器，負責分配移動用戶的衛星資源，包括移動用戶和衛星節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在衛星節點和衛星節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在衛星節點和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；上述的空中網絡節點即是衛星節點，上述衛星節點是移動用戶接入上述衛星網絡的站點。

採用本發明的方案之後，對於分層網絡以及分層網絡的用戶的技術增益：

1，如果無線網絡節點註冊成功，空中網絡的空中網絡節點會存儲一個以無線網絡節點為用戶的本地路由信息。空中網絡節點通過交換本地路由信息，將構成一個以無線網絡節點為用戶的全球路由信息。

2，無線網絡節點註冊後，將註冊後的廣播給移動用戶。移動用戶則可以把數據業務，語音業務的無線鏈路快速的由地面切換到空中網絡節點上去。其中語音業務，可以只切換主叫用戶的鏈路，被叫用戶可切換到空中網絡節點上(此時整個語音鏈路都是從空中網絡傳輸的)，被叫也可以繼續保持在地面鏈路上(此時語音鏈路將跨越空中網絡節點和地面網絡兩個段)。

3，由於是基於無線網絡節點級別的註冊流程，所以移動用戶不用在和地面網絡通信過程，同時偵聽空中網絡的信號。所以節約了移動用戶的功耗。

4，由於是基於無線網絡節點級別的註冊流程，而不是基於移動用戶級別的註冊過程，免去了由於成千上萬的移動用戶定時向空中網絡節點註冊，避免了信令風暴。

5，由於無線站點註冊了詳細的信息給空中網絡節點。當空中網絡尋呼呼叫時，空中網絡節點網關詢問地面網關設備，網關設備只需要反饋移動用戶最近接入的無線網絡節點(地面基站或者基站控制器)，空中網絡即可通過確定正確的空中網絡節點尋呼到移動用戶。

如圖16所示，本發明實施例提供一種無線網絡節點，其特徵在於，上述無線網絡節點包括：

獲得模塊110，用於獲得空中網絡節點的註冊結果；上述無線網絡節點位於地面網絡中，上述空中網絡節點位於上述空中網絡中，且覆蓋上述無線網絡節點；上述註冊結果包括上述空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

廣播模塊120，用於將上述獲得模塊110獲得的上述註冊結果攜帶在廣播消息中，並將上述廣播消息廣播給上述無線網絡節點所覆蓋的移動用戶。

在一個實施例中，獲得模塊110，包括：

發送單元1101，用於向上述空中網絡節點發起註冊請求；

接收單元1102，用於接收上述空中網絡節點對發送單元1101發送的註冊請求消息的註冊響應消息以獲取上述註冊結果。

在一個實施例中，獲得模塊110，包括：

監控單元1103，用於監測上述空中網絡節點的狀態；

監聽單元1104，當監控單元1103監測到上述空中網絡節點的狀態發生變化時，通過公共信道監聽以獲取上述空中網絡節點的註冊結果。

如圖17所示，本發明實施例提供一種移動終端，上述終端包括：

接收模塊210，用於接收無線節點通過廣播信道通知的空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

發送模塊220，用於通過接收模塊210接收的空中網絡節點的屬性信息和波束信息對應的空中信道向空中網絡發送接入請求消息。

建立模塊230，用於接收上述空中網絡節點反饋的接入成功消息，並通過上述空中網絡節點分配的信令信道進行數據或話音的業務建立。

在一個實施例中，上述空中網絡節點為衛星節點；上述的空中網絡節點的屬性信息包括，衛星編號，衛星軌道，衛星高度中的至少一種；上述的空中網絡節點的波束信息包括，波束編號、發送中心頻率，接收中心頻率，發送極化，接收極化，帶寬，有效全向輻射功率中的至少一種。

如圖18所示，本發明實施例提供一種空中網關節點，上述空中網關節點包括：

接收模塊310，用於接收移動用戶通過信令信道發送的數據會話請求；上述信令信道為空中網絡節點在接收到上述移動用戶發送的接入請求後為上述移動用戶分配的；上述空中網關節點和上述空中網絡節點位於上述空中網絡中；

分配模塊320，用於為上述移動用戶分配空地鏈路資源和端到端空中網絡資源；上述空地鏈路資源和上述端到端空中網絡資源用於使上述移動用戶通過上述空中網絡和上述地面網絡完成數據業務通信；

發送模塊330，用於發送會話成功消息給上述移動用戶；

在分配模塊320分配成功後，發送模塊發送會話成給你個消息給移動用戶。上述空中網關節點是上述空中網絡的控制器，負責分配移動用戶的空中網絡資源，包括移動用戶和空中網絡節點之間的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡節點之間傳送的無線鏈路，移動用戶數據在空中網絡和地面中繼站之間傳送的無線鏈路；上述空中網絡節點是移動用戶接入到空中網絡的站點。

在一個實施例中，如圖18虛線框所示，分配模塊320包括：

第一分配單元321，用於向地面中繼站為上述移動用戶分配空地連接資源以建立上述空中網絡節點和上述地面中繼站之間的信道，上述信道用於在上述空中網絡節點和地面中繼站之間傳輸上述移動用戶的數據業務；

第二分配單元322，用於在上述第一分配單元321分配上述空地連接資源成功後，為上述移動用戶分配端到端的空中網絡資源；上述端到端的空中網絡資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述移動用戶的數據業務；上述端到端空中網絡資源包括上述移動用戶和上述空中節點之間的無線鏈路，上述空中節點和 上述空中網關節點之間的無線鏈路。

在一個實施例中，如果分配模塊320分配上述端到端空中網絡資源失敗，上述發送模塊還用於，向上述地面網絡中繼站發送空地連資源接釋放請求；

接收模塊310還用於，接收上述地面網絡中繼站發送的空地連資源接釋放請求響應，並釋放上述空地連接資源。

如圖19所示，本發明實施例提供一種空中網關節點，空中網關節點包括：

接收模塊410，用於接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；上述信令信道為空中網絡節點在接收到上述主叫移動用戶發送的接入請求後為上述主叫移動用戶分配的；

發送模塊420，向地面網關節點發送位置請求以獲得對應上述接收模塊410接收的呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

上述接收模塊410還用於，接收上述地面網關反饋的被叫移動用戶的位置信息；

確定模塊430，用於根據上述發送模塊獲得的被叫移動用戶的位置信息確定目標空中網絡節點，上述目標空中網絡節點為覆蓋上述被叫移動用戶的空中網絡節點；

上述發送模塊還420用於，向確定模塊430確定的目標空中網絡節點發送尋呼請求消息，上述尋呼請求消息用於請求上述目標空中網絡節點向上述被叫移動用戶發送尋呼消息以呼叫被叫用戶；

分配模塊440，用於為上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；上述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶的語音業務；

上述發送模塊還用於420，向上述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用於告知上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

在一個實施例中，上述分配模塊440包括：

第一分配單元441，用於為上述主叫移動用戶和覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；

第二分配單元442，用於為上述被叫移動用戶和上述目標空中網絡節點分 配上行和下行空中鏈路資源。

在一個實施例中，上述分配模塊還包括：

第三分配單元443，用於為上述覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點和上述目標空中網絡節點分配空間鏈路資源。

如圖20所示，本發明實施例提供一種空中網關節點，上述空中網關節點包括：

接收模塊510，用於接收主叫移動用戶通過信令信道發送的呼叫請求；上述信令信道為空中網絡節點在接收到上述主叫移動用戶發送的接入請求後為上述主叫移動用戶分配的

發送模塊520，用於向地面網關節點發送位置請求以獲得對應接收模塊510接收到的呼叫請求的被叫移動用戶的位置信息；

分配模塊530，用於接收上述地面網關節點發送的位置響應消息，為上述主叫移動用戶分配端到端的空中網絡節點資源；上述位置響應消息用於指示對應於上述地面網關節點的地面網絡節點尋呼上述被叫移動用戶成功；上述端到端的空中網絡節點資源用於在空中網絡節點之間傳輸上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶的語音業務；

上述發送模塊520還用於，向上述主叫移動用戶發送呼叫成功消息，上述呼叫成功消息用於告知上述主叫移動用戶和上述被叫移動用戶之間的連接建立成功。

在一個實施例中，上述分配模塊530，包括：

第一分配單531，用於為上述主叫移動用戶和覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點分配上行和下行空中鏈路資源；

第二分配單元532，用於分配和上述覆蓋上述主叫移動用戶的空中網絡節點之間的空間鏈路資源。

請參閱圖21，圖21為本發明實施例中一種智能終端的結構示意圖；其中該智能終端包括RF電路1201、Wi-Fi模塊1202、顯示單元1203、輸入單元1204、第一存儲器1205、第二存儲器1206、處理器1207、電源1208、GPS模塊1209等硬體模塊，該終端1200可以為手機、平板電腦、PDA(Personal Digital Assistant，個人數字助理)、或車載電腦等。

其中，RF電路1201用來收發通信信號，Wi-Fi模塊1202用來連接網絡和掃描網絡信號。RF電路1201和/或者Wi-Fi模塊1202可以和無線基站聯繫獲取該智能終端的當前位置坐標。

顯示單元1203用來顯示用戶交互界面，該顯示單元1203可用於顯示由用戶輸入的信息或提供給用戶的信息以及該智能終端的各種菜單界面。該顯示單元1203可包括顯示面板，可選的，可以採用LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)或OLED(Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極體)等形式來配置顯示面板。在具體實現中，上述觸控面板覆蓋該顯示面板，形成觸摸顯示屏，處理器1207根據觸摸事件的類型在觸摸顯示屏上提供相應的視覺輸出。

輸入單元1204可用於接收輸入的數字或字符信息，接收用戶切換應用程式界面操作，並產生切換信號，以及產生與終端的用戶設置以及功能控制有關的信號輸入。具體地，本發明實施例中，該輸入單元1204可以包括觸控面板，也稱為觸控螢幕，可收集用戶在其上或附近的觸摸操作(比如用戶使用手指、觸筆等任何適合的物體或附件在觸控面板上操作)，可以採用電阻式、電容式、紅外線以及表面聲波等多種類型實現觸控面板。除了觸控面板，輸入單元1204還可以包括其他輸入設備，包括但不限於物理鍵盤、功能鍵(比如音量控制按鍵、開關按鍵等)、軌跡球、滑鼠、操作杆等中的一種或多種。

其中，第一存儲器1205存儲該終端預設數量的APP以及界面信息；可以理解的，第二存儲器1206可以為該終端1200的外存，第一存儲器1205可以為該智能終端的內存。第一存儲器1205可以為NVRAM非易失存儲器、DRAM動態隨機存儲器、SRAM靜態隨機存儲器、Flash快閃記憶體等其中之一；該智能終端上運行的作業系統通常安裝在第一存儲器1205上。第二存儲器1206可以為硬碟、光碟、USB盤、軟盤或磁帶機、雲伺服器等。可選地，現在有一些第三方的APP也可以安裝在第二存儲器1206上。

處理器1207是智能終端的控制中心，利用各種接口和線路連接整個終端的各個部分，通過運行或執行存儲在該第一存儲器1205內的軟體程序和/或模塊，以及調用存儲在該第二存儲器1206內的數據，執行該智能終端的各種功能和處理數據。可選的，該處理器1207可包括一個或多個處理單元。

電源1208可以為整個終端供電，包括各種型號的鋰電池。

GPS模塊1209用於獲取該智能終端的位置坐標。

當第一存儲器1205中安裝的某個程序接收處理器的指令，執行步驟如下：

1，用於接收無線節點通過廣播信道通知的空中網絡節點的屬性信息和波束信息；

2，用於通過接收的空中網絡節點的屬性信息和波束信息對應的空中信道向空中網絡發送接入請求消息。

3，用於接收上述空中網絡節點反饋的接入成功消息，並通過上述空中網絡節點分配的信令信道進行數據或話音的業務建立。

採用本發明的方案之後，對於分層網絡以及分層網絡的用戶的技術增益：

1，如果無線網絡節點註冊成功，空中網絡的空中網絡節點會存儲一個以無線網絡節點為用戶的本地路由信息。空中網絡節點通過交換本地路由信息，將構成一個以無線網絡節點為用戶的全球路由信息。

2，無線網絡節點註冊後，將註冊後的廣播給移動用戶。移動用戶則可以把數據業務，語音業務的無線鏈路快速的由地面切換到空中網絡節點上去。其中語音業務，可以只切換主叫用戶的鏈路，被叫用戶可切換到空中網絡節點上(此時整個語音鏈路都是從空中網絡傳輸的)，被叫也可以繼續保持在地面鏈路上(此時語音鏈路將跨越空中網絡節點和地面網絡兩個段)。

3，由於是基於無線網絡節點級別的註冊流程，所以移動用戶不用在和地面網絡通信過程，同時偵聽空中網絡的信號。所以節約了移動用戶的功耗。

4，由於是基於無線網絡節點級別的註冊流程，而不是基於移動用戶級別的註冊過程，免去了由於成千上萬的移動用戶定時向空中網絡節點註冊，避免了信令風暴。

5，由於無線站點註冊了詳細的信息給空中網絡節點。當空中網絡尋呼呼叫時，空中網絡節點網關詢問地面網關設備，網關設備只需要反饋移動用戶最近接入的無線網絡節點(地面基站或者基站控制器)，空中網絡即可通過確定正確的空中網絡節點尋呼到移動用戶。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，該的程序可存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。 其中，該的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上該僅為本發明的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的可以對本發明進行各種改動或變型而不脫離本發明的精神和範圍。