一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备，通过应用本发明专利技术实施例所提出的技术方案，通过核心网设备确定接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否符合星上交换触发条件，并在判断结果为是时，通知两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换，从而，有效的降低用户数据传输时延，减少卫星链路资源的开销，提高卫星通信系统频谱效率和业务体验。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备。
技术介绍
为利用地面移动通信系统，可利用LTE（LongTermEvolution，长期演进）系统/LTE-A（LTE-Advanced，高级LTE）系统部署卫星移动通信系统，在第四代卫星移动通信系统中，要求终端尽量重用地面终端芯片设计。卫星通信移动通信系统中，根据卫星轨道位置的不同，分为LEO（LowEarthOrbit，低地轨道），MEO（MediumEarthOrbit，中地轨道）和GEO（GeostationaryEarthOrbit，对地静止轨道），不同轨道位置的高度以及到地面的传播延迟如表1所示。表1轨道位置的高度和传播时延的对应关系GEOMEOLEO轨道高度36000Km5000~20000Km500~1500Km单跳时延120ms17~67ms2~5ms卫星移动通信系统根据卫星的星上处理能力不同，通常包括透明转发模式的卫星移动通信系统和星上处理模式的卫星移动通信系统两种形式。如图1所示，为现有技术中的透明转发模式的卫星移动通信系统的结构示意图。移动通信的接入点（相当于LTE系统中的基站，NodeB）位于卫星上面，卫星和地面移动终端之间通过空口连接，另外一端卫星空中接入点（NodeB）通过卫星和地面信关站通信并和核心网连接。图2所示，为现有技术中的星上处理模式的卫星移动通信系统的结构示意图。在星上处理模式的卫星移动通信系统中，将卫星接入点设备部署在卫星上面，卫星接入点设备与卫星终端之间通过空口连接，并通过卫星与地面信关站通信，由地面信关站与核心网进行通信。将通信接入点（NodeB）放到地面，用户信号通过卫星接收后透明转发给地面的接入点，地面接入点再和核心网相连（同地面基站和核心网相连）。LTE/LTE-A通信系统中，LTE系统内2个任意的用户，包括同一基站或者同一小区下面的2个用户之间通信时，用户1和用户2通信过程的控制面（C-Plane）数据包和用户面（U-Plane）数据包，都需要通过S1-MME和S1-U接口回到核心网，经过核心网MME（MobilityManagementEntity，移动性管理实体）和GW（Gateway，网关）处理后将相应的数据包发送到对方，如图3所示，为现有技术中的星上通信过程的处理场景的示意图。在实现本专利技术的过程中，本专利技术的专利技术人发现现有技术存在以下问题：按照现有地面LTE/LTE-A的信息处理方法和协议流程，基于上述场景，当卫星终端1和卫星终端2之间通信时，需要将数据包从终端1发送给卫星上的透明转发装置，然后转发给地面信关站进入地面基站系统，基站系统将数据包提交到核心网后，在将数据在发给用户2所在的基站（可能和用户1是同一基站，也可能不同），通过卫星透明转发给用户2。整个传输过程中，1个数据包至少需要4次通过地面和卫星的无线传输，以同步轨道卫星GEO为例，一共会带来480ms的延迟，并且4次使用无线接口资源，带来了延迟增大和资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备，以将实现终端设备之间的通信数据的星上交换。为了达到上述目的，本专利技术实施例提供一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法，包括：核心网设备判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否符合星上交换触发条件；如果判断结果为是，所述核心网设备通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种核心网设备，包括：判断模块，用于判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否符合星上交换触发条件；通知模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法，包括：基站接收核心网设备发送的为终端设备分配星上交互无线链路资源的指示消息；所述基站为所述终端设备分配相应的物理层资源，并将相应的分配方案发送给所述核心网设备，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种基站，包括：接收模块，用于接收核心网设备发送的为终端设备分配星上交互无线链路资源的指示消息；分配模块，用于为所述终端设备分配相应的物理层资源；发送模块，用于将所述分配模块所分配的相应的分配方案发送给所述核心网设备，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法，包括：卫星接收核心网设备或基站发送的星上交互无线链路资源的分配方案；所述卫星根据所述分配方案为相应的终端设备分配相应的资源，并确认空口链路可用，完成所述星上交互无线链路的建立；所述卫星向所述核心网设备或基站发送星上交互无线链路建立完成的指示消息，以使相应的两个终端设备通过根据所述星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种卫星，包括：接收模块，用于接收核心网设备或基站发送的星上交互无线链路资源的分配方案；建立模块，用于根据所述分配方案为相应的终端设备分配相应的资源，并确认空口链路可用，完成所述星上交互无线链路的建立；发送模块，用于向所述核心网设备或基站发送星上交互无线链路建立完成的指示消息，以使相应的两个终端设备通过根据所述星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有以下优点：通过应用本专利技术实施例所提出的技术方案，通过核心网设备确定接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否符合星上交换触发条件，并在判断结果为是时，通知两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换，从而，有效的降低用户数据传输时延，减少卫星链路资源的开销，提高卫星通信系统频谱效率和业务体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的透明转发模式的卫星移动通信系统的结构示意图；图2为现有技术中的星上处理模式的卫星移动通信系统的结构示意图；图3为现有技术中的星上通信过程的处理场景的示意图；图4为本专利技术实施例所提出的一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法在核心网设备侧的流程示意图；图5为本专利技术实施例所提出的一种星上交换系统的结构示意图；图6为本专利技术实施例所提出的一种星上交换系统的功能模块和接口示意图；图7为本专利技术实施例所提出的一种具体应用场景下的卫星移动通信系统中的星上交换实现方法的流程示意图；图8为本专利技术实施例所提出的一种核心网设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法，其特征在于，包括：核心网设备判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否符合星上交换触发条件；如果判断结果为是，所述核心网设备通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。

【技术特征摘要】
1.一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法，其特征在于，包括：核心网设备根据判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否属于同一个卫星移动通信系统以及在属于同一个卫星移动通信系统时是否允许星上交换，判断得到两个终端设备是否符合星上交换触发条件；如果判断结果为是，所述核心网设备通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心网设备判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否符合星上交换触发条件，包括：所述核心网设备判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否属于同一个卫星移动通信系统；如果判断结果为属于，所述核心网设备判断所述两个终端设备是否允许星上交换；如果判断结果为允许，所述核心网设备确定所述两个终端设备符合星上交换触发条件；如果判断结果为不属于或不允许，所述核心网设备确定所述两个终端设备不符合星上交换触发条件。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述核心网设备判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否属于同一个卫星移动通信系统，包括：当所述核心网设备判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备属于同一个卫星，或属于同一个移动通信系统下的两个卫星时，所述核心网设备确定所述两个终端设备属于同一个卫星移动通信系统。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心网设备通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源之后，还包括：当所述核心网设备确定星上交互无线链路资源分配完成时，将相应的分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为所述两个终端设备建立星上交互无线链路；当所述核心网设备确定星上交互无线链路建立完成时，向所述两个终端设备发送链路建立完成消息，以使所述两个终端设备通过所述星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述核心网设备确定星上交互无线链路资源分配完成时，将相应的分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为所述两个终端设备建立星上交互无线链路，包括：所述核心网设备接收基站返回的配置信息确认，并将相应的分配方案发送给运控系统，以使所述运控系统对所述卫星的星上交互无线链路建立过程进行控制。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心网设备通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源之后，还包括：所述基站向所述核心网设备发送星上交互无线链路资源分配完成的确认消息，同时将相应的分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为所述两个终端设备建立星上交互无线链路；当所述基站确定星上交互无线链路建立完成时，向相应的终端设备发送链路建立完成消息，以使所述两个终端设备通过所述星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基站将相应的分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为所述两个终端设备建立星上交互无线链路，包括：所述基站直接通过运控系统和所述卫星进行通信，以指示所述卫星执行星上交互无线链路建立过程；或，所述基站直接通过信关站和所述卫星进行通信，以指示所述卫星执行星上交互无线链路建立过程。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换，具体包括：所述卫星通过所述星上交互无线链路中与第一终端设备相对应的上行链路接收所述第一终端设备发送的通信数据，并将所述通信数据直接通过所述星上交互无线链路中与第二终端设备相对应的下行链路发送给所述第二终端设备，完成所述通信数据的星上交换。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一终端设备发送的通信数据，具体为：RAWbits，或原始bits。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述第一终端设备与所述第二终端设备位于同一覆盖小区时，所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换，具体包括：所述卫星将所述第一终端设备和所述第二终端设备所发送的上行通信数据进行合并，并将合并后的通信数据通过相同的物理资源同时发送给所述第一终端设备与所述第二终端设备；所述第一终端设备与所述第二终端设备在所述合并后的通信数据中分别去除自身之前发送的通信数据后，获取到对端所发送的通信数据，所述两个终端设备实现通信数据的星上交换。11.一种核心网设备，其特征在于，包括：判断模块，用于根据判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否属于同一个卫星移动通信系统以及在属于同一个卫星移动通信系统时是否允许星上交换，判断得到两个终端设备是否符合星上交换触发条件；通知模块，用于在所述判断模块的判断结果为是时，通知所述两个终端设备所对应的基站为所述两个终端设备分配星上交互无线链路资源，以使所述两个终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。12.如权利要求11所述的核心网设备，其特征在于，所述判断模块，具体用于：判断接收到的业务请求所对应的两个终端设备是否属于同一个卫星移动通信系统；如果判断结果为属于，判断所述两个终端设备是否允许星上交换；如果判断结果为允许，确定所述两个终端设备符合星上交换触发条件；如果判断结果为不属于或不允许，确定所述两个终端设备不符合星上交换触发条件。13.如权利要求11所述的核心网设备，其特征在于，所述通知模块，还用于：当确定星上交互无线链路资源分配完成时，将相应的分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为所述两个终端设备建立星上交互无线链路；当确定星上交互无线链路建立完成时，向所述两个终端设备发送链路建立完成消息，以使所述两个终端设备通过所述星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。14.一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法，其特征在于，包括：基站接收核心网设备发送的为终端设备分配星上交互无线链路资源的指示消息；所述基站为所述终端设备分配相应的物理层资源，并将相应的分配方案发送给所述核心网设备，以使两个所述终端设备通过根据所述分配方案所建立的星上交互无线链路进行通信数据的星上交换。15.如权利要求14所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦飞，周海军，鲍炜，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：