电信网络的制作方法

1.本发明涉及一种操作电信网络的方法，并且特别是用于集成地面和卫星电信网络的方法。


背景技术：

2.第三代合作伙伴计划(3gpp
rtm
)正致力于将卫星电信网络与地面电信网络集成(例如，参见3gpp tr 38.811-study on new radio(nr)to support non-terrestrial networks and 3gpp tr 38.821-solutions for nr to support non-terrestrial networks)。
3.当前，为了实现3gpp无线电接入网，需要物理层小区标识符(pci)。从用户设备(ue)的角度来看，pci有效地识别小区。然而，pci值在网络上不必须是唯一的，并且可以在网络上甚至在单个网络内被复制。pci的分配由冲突和混淆避免规则规定。此外，pci值也可以是非静态的，并且可以由自组织网络(son)的自配置功能自动分配。
4.然而，地球表面上的低地球轨道(leo)和中地球轨道(meo)卫星的电信信号波束不断改变，并且服务于给定区域的卫星也周期性地改变。如果这样的卫星在其运行时保持恒定pci，则每当另一卫星成为ue的最佳服务器时，地球上的ue将需要执行完全信令切换，这是低效的(至少关于能量、信令和计算处理资源)。此外，即使沿相同轨迹的卫星被设置为具有相同的pci，给定轨迹也可能跨越不同的区域(例如，国家)，并且这些区域中的不同地面电信网络运营商可能具有不同pci规划规则。
5.希望至少减轻一些上述问题。


技术实现要素：

6.根据本发明的第一方面，提供了一种操作无线电信网络的方法，该方法包括以下步骤：识别要向其分配第一物理网络标识符的移动基站的信号覆盖区域，所述移动基站形成第一电信网络的一部分；确定用于使得用户设备能够接入服务于所识别的信号覆盖区域的接入点的第二物理网络标识符，并且其中，所述接入点相对于所述移动基站是固定的，并且形成第二无线电信网络的一部分；将所述第一物理网络标识符与所确定的第二物理网络标识符相关联；以及当所述移动基站正在所识别的信号覆盖区域中提供电信信号时，将所述第一物理网络标识符分配给所述移动基站，从而允许所述信号覆盖区域内的用户设备通过所述第一物理网络标识符来接入所述移动基站。
7.优选地，第一和/或第二物理网络标识符优选地排除gnodeb标识符；小区标识符；和/或类型分配码。优选地，第一和/或第二物理网络标识符包括主同步信号(pss)和辅同步信号(sss)。优选地，在除无线电资源控制协议的协议中设置第一和/或第二物理网络标识符。可选地，该方法用于操作第一和/或第二电信网络。
8.可选地，该方法还包括识别接入点的地理位置的步骤，并且其中，根据识别出接入点的所识别的地理位置和所识别的信号覆盖区域的重叠来执行确定第二物理网络标识符。
9.可选地，用户设备是广域移动电信设备、中继器、转发器或集成接入和回程设备。可选地，用户设备被配置为直接连接到移动基站和/或接入点。优选地，移动基站和接入点被配置为以无线方式通信。可选地，移动基站通过轨道运动或漂移(诸如每辆比空气轻的车辆)来移动。
10.优选地，第二电信网络包括多个接入点，每个接入点相对于移动基站是固定的。优选地，第一电信网络包括多个移动基站。
11.优选地，从第一物理网络标识符的预定列表中选择所分配的第一物理网络标识符。
12.如这里所使用的，“服务于所识别的信号覆盖区域”的接入点意味着服务于所识别的信号覆盖区域的至少一部分、全部或仅全部的接入点。优选地，第一物理网络标识符和第二物理网络标识符为物理层小区标识符(pci)的形式。
13.优选地，所分配的第一物理网络标识符仅在移动基站在信号覆盖区域中向接入点提供电信信号时被分配给移动基站。优选地，当连续移动基站在信号覆盖区域中向接入点提供电信信号时，第一物理网络标识符被分配给连续移动基站。优选地，每次将给定第一物理网络标识符分配给仅一个移动基站。
14.优选地，该方法还包括以下步骤：第一电信网络生成第一物理网络标识符；以及第二电信网络生成第二物理网络标识符。优选地，所述生成在相应电信网络的网络核心中执行。
15.优选地，当移动基站移动时，移动基站的信号覆盖区域服务于新的信号覆盖区域，并且其中，在识别出移动基站的信号覆盖区域的变化时启动该方法。优选地，该方法在识别出第一物理网络标识符和/或第二物理网络标识符的变化时被启动。
16.优选地，该方法在预定时间段之后被重新发起，并且其中，所述时间段是在其之后移动基站不再在信号覆盖区域中提供电信信号而是提供给新的信号覆盖区域的时间，并且更优选地，所述时间段是这样的最短时间段。
17.优选地，第一和/或第二物理网络标识符由自配置功能生成。优选地，自配置功能是自组织网络功能。优选地，在网络核心中实现自配置功能。优选地，该方法还包括从第一电信网络接收第一物理网络标识符的步骤。优选地，确定第二物理网络标识符的步骤包括从第二电信网络接收第二物理网络标识符的步骤。
18.优选地，识别信号覆盖区域的步骤包括：从移动基站和/或从移动基站的位置信息接收从第一电信网络接收的电信信号的波束图信息的步骤。
19.优选地，信号覆盖区域由移动基站发送的至少一个波束提供。优选地，波束图信息包括：波束角；和/或波束立体角。优选地，位置信息包括：移动基站相对于地球和/或接入点的位置(并且更优选地包括海拔高度)；移动基站相对于接入点的轨迹；移动基站相对于接入点的轨道速度。
20.优选地，向移动基站分配第一物理网络标识符的步骤还包括：第一电信网络从第二电信网络接收所分配的第一物理网络标识符的步骤。优选地，上述接收借助于以通信方式连接第一电信网络和第二电信网络的网络接口来执行。
21.优选地，移动基站是空中基站。如这里所使用的，术语“空中”优选地包括太空。优选地，移动基站被配置为在高空操作，并且更优选地在至少10km的海拔高度操作，还更优选
地在30km操作，更优选地在100km操作，并且还更优选地在500km操作。优选地，移动基站被配置为在不超过2000km的海拔高度操作，更优选地在3000km操作。
22.可选地，移动基站形成以下的部分：无人驾驶载具(例如，无人机或比空气轻的载具)；机动车辆；飞行器；和/或火车；和/或船舶。可选地，移动基站是自推进的。
23.可选地，移动基站形成具有已知或可预测移动路径的车辆的一部分，诸如由于预定调度和/或受限移动(诸如，火车的铁轨)。
24.优选地，第二电信网络是地面电信网络。优选地，第二电信网络根据3g、4g和/或5g标准操作。优选地，第一电信网络和第二电信网络包括分离的网络核心。优选地，第一电信网络和第二电信网络由独立网络运营商操作。优选地，第一电信网络和第二电信网络是广域电信网络和/或蜂窝电信网络。
25.优选地，移动基站形成卫星的一部分，并且第一电信网络是卫星电信网络。优选地，卫星遵循非同步轨道。优选地，卫星遵循低地球轨道或中地球轨道。优选地，卫星电信网络包括多个卫星的星座。
26.可选地，移动基站和接入点以相同的频谱频率广播，并且其中，第一物理网络标识符和第二物理网络标识符彼此不同。可选地，移动基站和接入点以不同的频谱频率广播，并且其中，第一物理网络标识符和第二物理网络标识符是相同的。
27.优选地，所识别的第一物理网络标识符同时与多个第二物理网络标识符相关联，其中，所述多个第二物理网络标识符与位于所识别的信号覆盖区域中的多个接入点相关联。
28.优选地，移动基站通过多个波束提供多个信号覆盖区域，并且其中，对每个波束执行这里描述的方法。
29.根据本发明的另一方面，提供了一种电信系统，该电信系统包括：第一电信网络，其包括移动基站；第二电信网络，其包括固定接入点；以及用于在第一电信网络和第二电信网络之间提供通信链路的接口，其中，所述系统被配置成执行如上所述的方法。
30.根据本发明的又一方面，提供了一种地面电信网络，其包括：用于与另一电信网络以通信方式对接的网络接口，其中，所述网络接口被配置成从所述另一电信网络接收：移动基站的信号覆盖区域，所述移动基站形成所述另一电信网络的一部分；以及第一物理网络标识符，其用于使用户设备能够接入所述移动基站；无线接入点，其被分配了用于使用户设备能够接入所述无线电接入点的第二物理网络标识符，其中，所述无线电接入点相对于所述移动基站是固定的；处理器，其被配置成：确定服务于移动基站的信号覆盖区域的无线电接入点的第二物理网络标识符；以及将所接收的第一物理网络标识符与所确定的第二物理网络标识符相关联；以及控制器，其用于当所述移动基站正在所述信号覆盖区域中提供电信信号时，经由所述网络接口向所述另一电信网络传送所述相关联的第一物理网络标识符，以使得所述另一电信网络向所述移动基站分配所述相关联的第一物理网络标识符。
31.本发明包括本文描述和/或说明的任何新颖方面。本发明还扩展到基本上如此处所描述的和/或如参照附图所示的方法和/或装置。本发明还被提供为用于执行这里描述的任何方法和/或用于实现这里描述的任何装置特征的计算机程序和/或计算机程序产品、以及其上存储有用于执行这里描述的任何方法和/或用于实现这里描述的任何装置特征的程序计算机可读介质。描述为以硬件实现的特征可替换地以软件实现，反之亦然。
32.本发明还提供了一种发送信号的方法、以及一种具有操作系统的计算机产品，该操作系统支持用于执行这里描述的任何方法和/或用于实现这里描述的任何装置特征的计算机程序。
33.也可以提供任何装置特征作为方法的相应步骤，反之亦然。如这里所使用的，装置加功能特征可以替换地按照它们相应的结构来表示，例如作为适当编程的处理器。
34.本发明的一个方面中的任何特征可以以任何适当的组合应用于本发明的其它方面。一个方面中的任何、一些和/或所有特征可以以任何适当的组合应用于任何其它方面中的任何、一些和/或所有特征。在本发明的任何方面中描述和定义的各种特征的特定组合可以独立地实现和/或提供和/或使用。
35.如通篇所使用的，词语“或”可以以排他性和/或包含性意义来解释，除非另外指明。
36.本发明扩展到基本上如这里所述和/或基本上如参考附图所示的操作无线电信网络的方法、电信系统和地面电信网络。现在参照附图仅通过举例的方式描述本发明，其中：
37.图1是地面和卫星电信网络的示意图；以及
38.图2示出了用于操作地面和卫星电信网络的过程。
具体实施方式
39.图1是示出地球100的一部分的示意图，在地球100上提供了地面电信网络。
40.地面网络
41.地面电信网络为广域蜂窝无线电信网络(例如，根据3g、4g和/或5g标准)的形式，并且包括地面网络核心(tnc)110，其中，提供蜂窝无线接入网(ran)的多个无线接入点以固定无线电接入点120的形式连接到该地面网络核心。特别地，提供了第一无线电接入点120-1和第二无线电接入点120-2。为了清楚起见，图1所示的地面电信网络的地理范围被放大。
42.tnc 110被配置成至少控制地面电信网络并向每个无线电接入点120分配地面物理网络标识符，从而帮助用户设备(未示出)有效地接入地面电信网络。例如，地面物理网络标识符包括物理层小区标识符(pci)。
43.卫星网络
44.还提供了另一独立电信网络，其为包括多个移动基站的卫星电信网络形式，为空中移动基站的形式，并且还为卫星130的形式，被布置为星座并相对于地球100的表面移动(沿轨道路径)。卫星电信网络还包括卫星网络核心(snc)140(其可以是基于地面的)。
45.每个卫星130向地球100发射波束150，以便向用户设备(包括例如(个人)移动电信设备、中继器、转发器和集成接入和回程(iab)设备)提供对卫星电信网络的接入；该波束在地球上的地理位置和范围在此被称为“信号覆盖区域”160。分别由第一卫星130-1和第二卫星130-2提供第一信号覆盖区域160-1和第二信号覆盖区域160-2；这些信号覆盖区域彼此相邻并重叠(虽然在图1中不可见)。
46.snc 140与每个卫星130通信。因此，对于每个卫星130，snc140可用于：
47.1.为每个卫星分配物理网络标识符(或“卫星物理网络标识符”)，诸如pci；
48.2.确定和/或配置波束150(至少在取向和投影的立体角方面)；
49.3.确定在地球100上的瞬时和预测位置；和/或
50.4.确定信号覆盖区域160。
51.通常，卫星物理网络标识符、波束信息、位置信息和信号覆盖区域信息对于地面电信网络是不可用的。
52.然而，为了更好地集成卫星和地面电信网络，在snc140和tnc110之间提供接口170，其有助于至少在它们之间的这种信息的通信。特别地，接口170与tnc 110和/或snc140的自组织网络功能通信，其分别为无线电接入点120和卫星130分配地面物理网络标识符和卫星物理网络标识符。
53.在一个示例中，接口170是电信链路(诸如，光纤链路或无线微波链路)和路由设备的形式。
54.图2示出了操作卫星和地面电信网络的过程200。
55.在第一步骤210中，tnc 110被配置为经由接口170将每个无线电接入点120的地理位置(并且特别是其小区区域)及其分配的地面物理网络标识符(例如pci)传送到snc140。
56.在下一步骤220中，使用来自步骤210的无线电接入点120的地理位置的知识，snc140为每个卫星确定在与给定卫星的信号覆盖区域重叠的小区区域中提供信号的无线电接入点120。snc由此识别在给定时刻服务于相同地理区域的卫星和无线电接入点对；这些在这里被称为“卫星-无线电接入点对”。
57.在图1所示的示例中，snc 140识别出由第一卫星130-1覆盖的第一信号覆盖区域160-1与由第一无线电接入点120-1提供的小区区域重合；因此，第一卫星130-1和无线电接入点120-1在图1所示的时刻被识别为“卫星-无线电接入点对”。由于相应原因，第二卫星130-2和第二无线电接入点120-2也被识别为另一卫星-无线电接入点对。
58.在下一步骤230，在无线电接入点120的每个地面物理网络标识符和卫星物理网络标识符之间创建映射。这样，给定的无线电接入点与给定的地面物理网络标识符和给定的卫星物理网络标识符相关联。
59.在图1的上下文中，下表1示出了步骤220和230之后的示例性映射。
60.表1
61.无线电接入点地面物理网络标识符卫星物理网络标识符120-1t1s1120-2t2s2
62.在下一步骤240，snc140检索在步骤220和230生成的映射，这些映射被用于向卫星-无线电接入点对中的给定卫星分配对应于同一卫星-无线电接入点对的无线电接入点的地面物理网络标识符的卫星物理网络标识符。即，在步骤240，基于在步骤230生成的卫星和地面标识符之间的映射以及在步骤220确定的配对，将卫星物理网络标识符分配给卫星。
63.例如，参考上面的表1，第一卫星130-1被分配有卫星物理网络标识符“s1”，因为该卫星物理网络标识符与和第一卫星130-1配对的无线电接入点相关联。
64.通过分配地面电信网络已知的卫星物理网络标识符，提供了一种改进的统一电信网络，其能够以ue不可见的方式处理ue到卫星电信网络和/或从卫星电信网络的切换，因为snc 140(和/或tnc 110)可获取卫星和地面物理网络标识符的映射，从而无需ue这样做。因此，从ue的角度来看，通过过程200，执行对卫星的接入，因为ue将接入无线电接入点120。
65.在稍后的时间点，第一卫星120-1将最终相对于地球100并且因此相对于给定的无
线电接入点120移动，使得第一卫星120-1服务于新的信号覆盖区域160，诸如，例如第二信号覆盖区域160-2。因此，在步骤240之后，过程200可用于复位到步骤210(或者可选地复位到步骤220，如果在步骤210中传送的信息是静态的)。这样，第一卫星120-1现在服务于与第二无线电接入点120－2的小区区域重合的第二信号覆盖区域160-2。因此，第一卫星120-1被分配有与第二无线电接入点120-2相关联的卫星物理网络标识符(在表1的示例中为“t2”)，或者根据上表1中所示的示例为“s2”。
66.结果，过程200实际上提供空间上静态的卫星物理网络标识符。即，使给定的卫星物理网络标识符对应于特定小区区域，并且向卫星分配它们在给定时刻服务的小区区域的卫星物理网络标识符。因此，从ue的角度来看，卫星-无线电接入点对的卫星物理网络标识符不随卫星轨道不断地改变。因此，尽管服务于给定信号覆盖区域的卫星改变，但卫星物理网络标识符在给定信号覆盖区域中保持不变。
67.这使得能够在网络内进行更有效的移动性管理，并且避免了ue寻求对卫星物理网络标识符的更新的需要(例如，借助于作为自动邻居关系(anr)过程的一部分的测量报告)，并且可以实现该益处而不管ue当前是附接到snc 140还是tnc 110。此外，处于空闲模式的ue可以避免小区重选，并且当前断开连接的ue可以更快地附接到卫星或地面电信网络。
68.过程200可以在以下情况下被发起或重新发起(视情况而定)：
69.·
tnc 110重新分配地面物理网络标识符；
70.·
snc 140重新分配卫星物理网络标识符；和/或
71.·
在从过程200的先前迭代开始的预定时段之后，例如在期望卫星服务于新信号覆盖区域的时段之后。
72.卫星-无线电接入点对的卫星和无线电接入点以相同频率广播，并且不同的卫星和地面物理网络标识符有助于避免冲突。然而，在另一示例中，以不同的频率执行广播，并且卫星-无线电接入点对的卫星和地面物理网络标识符是相同的。
73.替代方案和修改例
74.在另选示例中，提供了多个独立运行的地面电信网络，每个具有它们自己的无线电接入点和tnc集合。多个地面电信网络可以互连或不互连。在该示例中，多个地面电信网络中的每一个包括到snc140的接口170，以便于过程200。这样，卫星电信网络可以由多个地面电信网络共享。
75.在另一替代方案中，执行过程200，使得在第一步骤210，snc 140被配置成经由接口170向tnc110传送每个卫星的信号覆盖区域(或将允许tnc 110导出信号覆盖区域的信息)和卫星物理网络标识符的列表。tnc 110随后执行步骤220和230。
76.在一个替代方案中，该移动基站形成任何载具(自供电或以其它方式)的一部分，包括：自动车辆；飞行器；火车；海上载具；和/或空中载具(诸如，更通常地，uav或无人机、比空气更轻的载具或航天器)。特别地，移动基站形成具有已知或可预测移动路径的载具的一部分。
77.在另一个另选示例中，卫星130或每个卫星130包括被配置为服务于不同无线电接入点的多个波束。因此，snc 140还存储关于每个波束投射到地球上的信息，并因此知道每个波束的信号覆盖区域。因此，执行过程200，以便将无线电接入点关联到各个波束，并将物理网络标识符分配给每个波束(以分别对应于步骤220和230的方式)。
78.在另选方案中，可以在卫星网络标识符和地面网络标识符之间提供一对多或多对一映射。
79.在一个示例中，对于地理上静态的无线电接入点，给定卫星的典型可预测轨迹，一旦过程200已运行，snc 140就能够在卫星-无线电接入点对改变时预期地向卫星分配卫星物理网络标识符，而无需过程200的进一步迭代，至少直到卫星或地面物理网络标识符改变和/或卫星的轨迹改变为止。
80.可以独立地或以任何适当的组合来提供在此公开的并且(在适当的情况下)作为权利要求和附图的一部分的每个特征。
81.权利要求中出现的任何附图标记仅用于说明，而不应限制权利要求的范围。