CN103391130B - 一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，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。

背景技术

为利用地面移动通信系统，可利用LTE（Long Term Evolution，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（Low EarthOrbit，低地轨道），MEO（Medium Earth Orbit，中地轨道）和GEO（Geostationary EarthOrbit，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

	GEO	MEO	LEO
				轨道高度	36000Km	5000~20000Km	500~1500Km
单跳时延	120 ms	17~67 ms	2~5 ms

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（MobilityManagement Entity，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。

在实现本发明的过程中，本发明的发明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。

发明内容

本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明实施例至少具有以下优点：

通过应用本发明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发明的技术方案，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发明的一些实施例，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为本发明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为本发明实施例所提出的一种星上交换系统的结构示意图；

图6为本发明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为本发明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为本发明实施例所提出的一种核心网设备的结构示意图；

图9为本发明实施例所提出的一种基站的结构示意图；

图10为本发明实施例所提出的一种卫星的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如背景技术所述，由于卫星到地面之间传播距离很大，信号从发射到接收需要较长的时间，将地面移动通信系统协议用于卫星通信时，按照地面流程，同一卫星内的用户之间的通信也需要数据包传回到地面的核心网后，再转发到卫星上另外一个用户，这种方法一方面浪费卫星频率资源，也会带来较大的传输延迟。

为了克服这样的缺陷，本发明实施例提出了基于LTE的卫星移动通信系统中，在当基站位于卫星上时，实现两个卫星移动终端之间数据包直接在星上交换通信的方法。通过该方法能够明显的降低用户数据包传输的延迟，也能够降低卫星移动通信系统中卫星到地面信关站之间的数据链路开销。

如图4所示，为本发明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，该方法具体包括以下步骤：

步骤S401、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，则执行步骤S402；

如果判断结果为否，则按照现有技术方案进行处理，通过地面站点进行通信数据的交换。

在具体的处理场景中，上述的步骤S401的判断过程具体包括：

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。

具体的，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。

当然，在实际应用中，还可以设置其他的判断条件，这样的判断条件的变化并不会影响本发明的保护范围。

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。

步骤S402、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。

需要说明的是，在实际的应用场景中，根据步骤S402之后的处理方式的差异，本技术方案可以分为两种情况：

情况一、由核心网设备实现分配方案的发送，以及终端设备的通知。

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。

需要说明的是，上述的分配方案上报给卫星的处理过程，具体可以通过以下方式完成：

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。

情况二、由基站实现分配方案的发送，以及终端设备的通知。

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。

需要说明的是，上述的基站将相应的分配方案发送给卫星的处理过程，具体可以通过以下两种方式完成：

方式一、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。

方式二、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。

需要说明的是，具体采用上述的哪种方式进行相应的传输可以根据实际需要进行选择，具体采用哪种方式并不会影响本发明的保护范围。

另一方面，对相应的通信数据的星上交换过程具体如下：

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。

其中，所述第一终端设备发送的通信数据的具体形式，可以为RAW bits，也可以是原始bits。

进一步的，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，上述的通信数据的星上交换也可以通过以下方式进行：

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。

另一方面，上述的技术方案在基站侧的处理流程如下：

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。

需要说明的是，在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之后，后续的处理方案同样可以采用前述的两种情况进行处理，相应处理过程，以及具体的通信数据的星上交换过程的说明具体如前，在此不再重复描述。

另一方面，上述的技术方案在卫星侧的处理流程如下：

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。

其中，所述星上交互无线链路资源的分配方案，至少包括相应的两个终端设备所在的小区、时间、频率或者码道资源的信息。

需要说明的是，具体的星上交换过程是由卫星上的相关交换单元完成的，具体的处理过程同样参见前述说明，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

通过应用本发明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。

下面，结合具体的应用场景，对本发明实施例所提出的技术方案进行说明。

本发明实施例给出了一种基于LTE/LTE-A的卫星移动通信系统用户间数据包传输的方法和系统，实现同一颗星覆盖范围内的用户间数据包直接在星上交换传输的功能。

另外，如果多颗卫星之间存在星间通信链路时，也可以实现不同星之间的用户直接在星上交换传输的功能。

该方法基于上述图2的卫星透明转发模式进行增强。

星上处理总体框图如图5所示，用户控制面信息按照常规流程，通过卫星透明转发回到地面并进入地面核心网。而用户的数据面信息则根据地面网络设备给卫星的控制消息（例如类似地面LTE系统中的RRC信息），将源用户所在的LTE物理资源（可以是频率、时隙或者码道等确定）上的用户数据进行信号接收，然后Mapping到目标用户所在的物理资源上（可以是频率、时隙或者码道等确定），然后和用户空口信号和路发送。

首先对于图5和图6所示的系统架构进行说明如下：

（1）卫星

增加星上用户交换系统。该系统包含如下功能：

1、和地面信关站或者地面运控系统的通信和接口，以实现星上交换信令交互。

2、星上交换控制模块（例如，可以类似地面RRC模块），用于控制星上交换具体操作，包括用户星上链路交换的寻址和指配。

3、星上信号处理，将某用户指定位置的卫星空口信号接收并给交换系统。

4、交换模块，用户将源用户的信号Mapping到目的用户的物理资源位置，实现星上交换；也可以用户将同一小区内的2个相互通信的用户的信号直接合并（例如逻辑异或）后在一个频率资源上下发。

5、卫星间链路交换，实现不同星之间的星上直接交换。

（2）位于地面的卫星核心网系统。

增加星上交换判断与处理模块，用于实现判断通信连接的2个用户是否都为星上用户，根据运营策略，选择星上交换模式，并指示基站对星上交换无线资源进行相应的RRC配置和管理。

（3）位于地面的基站系统。

需要根据核心网的指示，为用户进行星上交换无线资源管理和配置，也就是指定2个用户的星上无线资源位置，并给用户相应的信令信息， 同时将配置信息确认给核心网。

为了星上系统得到相应的RRC信息，需要基站将星上交换配置信息通过合适的方式传递给星上交换系统的资源控制部分（RRC部分）。

在实际的应用场景中，相应的可选的三种方法分别包括:

方法一、基站将配置信息确认给核心网，通过核心网在将信息给运控系统，让运控系统对星上交换的RRC进行控制，并将卫星的相关信息确认反馈回地面核心网和基站，则星上交换链路搭建成功，可以开始星上交换。

方法二、基站直接通过运控系统和星上交换的RRC进行通信，相关指示并确认成功后反馈到地面基站。

方法三、基站直接通过信关站和星上交换的RRC进行通信。

需要说明的是，以上三种方式的选择取决于卫星管控的要求以及卫星是否具备相应的接口，具体选择哪种方式并不会影响本发明的保护范围。

基于上述如图5和图6所示的框架和前述的技术方案，相应的星上交换的具体示例如图7所示，具体包括以下步骤：

步骤S701、当用户发起业务请求时，核心网检测到发起用户1和目标用户2为同一星上的用户，则检查运营策略。

如果允许星上交换，则执行步骤S702；

如果不允许星上交换，则采用现有方案进行相应的地上交换，这并不是本申请所关心的内容，在此不再赘述。

步骤S702、核心网通过位于地面的HSS，检查2个用户的签约信息，判断2个用户是否都允许星上交换。

如果允许，则核心网判断2个用户进行星上交换，执行步骤S703；

如果不允许，则采用现有方案进行相应的地上交换，这并不是本申请所关心的内容，在此不再赘述。

步骤S703、核心网和2个用户所在的基站通信，指示基站为2个用户进行星上交换无线链路建立。

步骤S704、2个用户所在的基站在2个用户对应的小区为2个用户分配合适的物理层资源（该资源为卫星的空口链路上的资源），并将分配结果反馈给核心网，确认星上交换无线链路建立。

步骤S705、基站或者核心网按照前述的3种方式中的一种，将星上交换RRC信令发送给卫星。

该信令中包括2个用户所在的小区，时间、频率或者码道等资源。

步骤S706、卫星的RRC模块得到相关信息后，将相应的资源分配给2个用户，并确认空口链路可用，完成星上交换链路的搭建。

步骤S707、卫星的RRC将星上交换确认信息在反馈到地面相应的模块。

步骤S708、核心网或者基站得到将星上交换链路建立确认信息后，将RRC连接建立成功信息反馈给2个用户，2个用户的数据链路建立成功。

步骤S709、2个用户开始后续的通信过程，用户1在指定的物理层资源上将数据发送到星上，卫星交换系统将其信号进行接收处理，根据需要，信号接收可以到RAW Bits（相同的编码），也可以进行译码到原始bits（不同的编码率）。

在此过程中，卫星所接收到的用户1的上行信号，按照相应的处理后，再直接映射到用户2指定的下行物理信道资源上，完成星上交换。

用户2到用户1的数据处理方式和用户1到2类似，在此不再重复说明。

需要特别指出的是，在用户1和用户2位于同一覆盖小区内时，为了节约物理资源，可以将用户1和用户2上行发送上来的信号进行合并（例如：bit级别逻辑与操作），然后在1个相同的物理资源上同时发送给2个用户。2个用户收到信号后，将自身之前发送的信号去掉（例如：bit级别逻辑与操作），便可以检测出对方用户发送的信息。

步骤S710、当用户通信结束，或者是无线资源发生变化时，通过控制面信令，发起无线链路更新或者重建，重新进行上述星上交换RRC过程。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

通过应用本发明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。

为了实现本发明实施例的技术方案，本发明实施例还提供了一种核心网设备，其结构示意图如图8所示，至少包括：

判断模块81，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82，用于在所述判断模块81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。

其中，所述判断模块81，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。

在实际应用中，所述通知模块82，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。

另一方面，本发明实施例还提供了一种基站，其结构示意图如图9所示，具体包括：

接收模块91，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92，用于为所述终端设备分配相应的物理层资源；

发送模块93，用于将所述分配模块92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。

具体的，所述发送模块93，还用于：

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。

另一方面，本发明实施例还提供了一种卫星，其结构示意图如图10所示，具体包括：

接收模块101，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102，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103，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。

其中，所述星上交互无线链路资源的分配方案，至少包括：

相应的两个终端设备所在的小区、时间、频率或者码道资源的信息。

需要说明的是，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

通过应用本发明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。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (30)

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：

RAW bits，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，其特征在于，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两个所述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，以使两个所述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。

16.如权利要求15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两个所述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。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，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之后，还包括：

当所述核心网设备接收到相应的分配方案时，将所述分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为两个所述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，向两个所述终端设备发送链路建立完成消息，以使两个所述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。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，当所述核心网设备接收到相应的分配方案时，将所述分配方案发送给卫星，以使所述卫星根据所述分配方案为两个所述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相应的分配方案，并将所述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。

19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，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，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。

20.如权利要求19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：

RAW bits，或原始bits。

21.如权利要求19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，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，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，两个所述终端设备实现通信数据的星上交换。

22.一种基站，其特征在于，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。

23.如权利要求22所述的基站，其特征在于，所述发送模块，还用于：

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两个所述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，向相应的终端设备发送链路建立完成消息，以使两个所述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。

24.一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：

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。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述星上交互无线链路资源的分配方案，至少包括：

相应的两个终端设备所在的小区、时间、频率或者码道资源的信息。

26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述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，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。

27.如权利要求26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：

RAW bits，或原始bits。

28.如权利要求26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。

29.一种卫星，其特征在于，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。

30.如权利要求29所述的卫星，其特征在于，所述星上交互无线链路资源的分配方案，至少包括：

相应的两个终端设备所在的小区、时间、频率或者码道资源的信息。