CN103532836A - 卫星接入网关设备及具有其的基于ims的卫星网络系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种卫星接入网关设备，包括宽窄带信道适配模块，用于根据多路卫星网络系统的物理信道选择每路卫星网络系统的卫星资源链路及和动态接入每路卫星网络系统；接入控制模块，所述接入控制模块与所述宽窄带信道适配模块进行通信，用于判断所述宽窄带信道适配模块接入的物理信道的通信类型，根据所述物理信道的通信类型对所述物理信道进行对应的接入控制。本发明还提出一种具有该卫星接入网关设备的基于IP多媒体系统IMS的卫星网络系统。本发明可以实现不同卫星网络系统之间的互联互通，从而实现各个卫星通信系统之间的资源共享，进而可以实现向不同卫星网络系统的用户提供统一的业务，提高了通信保障能力。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种卫星接入网关设备及具有该卫星接入网关设备的基于IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体系统）的卫星网络系统。
背景技术
卫星通信系统是以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖。卫星通信系统是陆地通信系统的扩展和延伸，卫星通信网络可以覆盖到海域、空域以及偏远地势复杂地区等地面网络无法触及的地方，可以提供更广域的通信覆盖，在未来的通信系统中将会起到至关重要的作用，卫星网络对地面网络会形成强有力的补充。
现有的卫星通信系统主要以提供透明传输信道为主，不同卫星网络系统之间的互联互通难以有效保证。各个卫星通信系统之间无法实现资源共享，也无法向不同卫星网络系统的用户提供统一的业务，从而降低了通信保障能力。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种卫星接入网关设备，该设备可以实现不同卫星网络系统之间的互联互通，从而实现各个卫星通信系统之间的资源共享，进而可以实现向不同卫星网络系统的用户提供统一的业务，提高了通信保障能力。本发明的另一个目的在于提供一种包括上述卫星接入网关设备的基于IMS的卫星网络系统。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供一种卫星接入网关设备，包括：宽窄带信道适配模块，用于根据多路卫星网络系统的物理信道选择每路卫星网络系统的卫星资源链路及和动态接入每路卫星网络系统；接入控制模块，所述接入控制模块与所述宽窄带信道适配模块进行通信，用于判断所述宽窄带信道适配模块接入的物理信道的通信类型，根据所述物理信道的通信类型对所述物理信道进行对应的接入控制。
根据本发明实施例的卫星接入网关设备，可以将来自不同卫星网络系统的信令或媒体在卫星信道的传输适配以及用户接入控制等方面的具体需求，从而解决不同卫星网络系统的统一接入问题，也为向不同卫星网络系统用户提供统一的业务功能打下基础。
在本发明的一个实施例中，宽窄带信道适配模块用于在选择每路卫星网络系统的卫星资源链路后生成对应的路由配置信息。
并且，宽窄带信道适配模块还用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星资源协商、卫星链路管理和信道承载适配。
具体地，宽窄带信道适配模块用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星资源协商进一步包括：所述宽窄带信道适配模块与业务控制适配设备、接入资源调度的对应协议进行通信以建立或释放卫星资源的协商。
此外，宽窄带信道适配模块用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星链路管理进一步包括：所述宽窄带信道适配模块判断多路卫星网络系统的物理信道的类型，并在判断物理信道的类型为时分多址TDMA或频分多址FDMA时，建立时分多址TDMA、频分多址FDMA之间卫星链路。
在本发明的又一个实施例中，物理信道的通信类型包括：电路交换CS通信和分组交换PS通信。
具体地，当物理信道的通信类型为CS通信时，所述接入控制模块对所述物理信道进行CS接入处理，其中，所述CS接入处理包括对接入的物理信道的信息进行媒体适配和信令适配。
当物理信道的通信类型为PS通信时，所述接入控制模块对所述物理信道进行PS接入处理，其中所述PS接入处理包括对接入的物理信道的分组数据进行移动性管理和会话管理。
在本发明的再一个实施例中，多路卫星网络系统的类型包括窄带信道卫星网络系统、宽带信道卫星网络系统或抗干扰卫星通信系统空间段设备。
本发明第二方面的实施例提供一种基于IMS的卫星网络系统，包括：本发明第一方面实施例提供的卫星接入网关设备和卫星IMS核心控制设备，其中，卫星IMS核心控制设备与所述卫星接入网关设备进行通信，其中，卫星接入网关设备与所述卫星IMS核心控制设备相互独立工作。
根据本发明实施例的基于IMS的卫星网络系统，通过在卫星地面站增设IMS接入网关设备，可将不同卫星网络系统统一接入到IMS系统中，从而提高了通信保障能力，并且本发明实施例提供的基于IMS的卫星网络系统具有较高的适用性，可以应用于警用、油田、煤矿、城市应急等领域，满足该领域内对多卫星网络系统进行统一接入IMS的需求。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的卫星接入网关设备的示意图；
图2为根据本发明实施例的接入控制模块的接入控制的示意图；
图3为根据本发明实施例的接入控制模块进行CS接入的信令适配示意图；
图4为根据本发明实施例的接入控制模块进行CS接入的媒体适配示意图；
图5为根据本发明实施例的基于IMS的卫星网络系统的示意图；以及
图6为根据本发明实施例的卫星IMS系统分层逻辑结构图。
具体实施方式
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，本发明实施例提供的卫星接入网关设备100，包括宽窄带信道适配模块110和接入控制模块120。具体地，宽窄带信道适配模块110用于根据多路卫星网络系统的物理信道选择每路卫星网络系统的卫星资源链路及和动态接入每路卫星网络系统。接入控制模块120与宽窄带信道适配模块110进行通信。接入控制模块120可以用于判断宽窄带信道适配模块110接入的物理信道的通信类型，根据物理信道的通信类型对物理信道进行对应的接入控制。
在本发明的一些示例中，多路卫星网络系统的类型可以包括窄带信道卫星网络系统、宽带信道卫星网络系统或抗干扰卫星通信系统空间段设备。
具体地，宽窄带信道适配模块110可以面向多路卫星网络系统物理信道，具备卫星接入信道选择、承载适配、卫星资源协商、动态接入等功能，从而提升了卫星信道与资源管理网的业务承载能力。
下面分别对宽窄带信道适配模块110的上述功能进行详细描述。
首先，宽窄带信道适配模块110的具备卫星接入信道选择功能，是指宽窄带信道适配模块110可以用于在选择卫星资源链路后生产路由配置信息。并且，宽窄带信道适配模块110还用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星资源协商、卫星链路管理和信道承载适配。
在本发明的一个实施例中，宽窄带信道适配模块110的卫星资源协商功能，是指宽窄带信道适配模块110与业务控制适配设备、接入资源调度的对应协议进行通信以建立或释放卫星资源的协商。
宽窄带信道适配模块110的承载适配功能，是指对TDMA（Time Division MultipleAccess，时分多址）和/或FDMA（（Frequency Division Multiple Access，频分多址）信道进行适配。
在本发明的又一个实施例中，宽窄带信道适配模块110根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星链路管理进一步包括：宽窄带信道适配模块110支持TDMA、FDMA卫星信道终端之间卫星链路建立。具体地，宽窄带信道适配模块110判断多路卫星网络系统的物理信道的类型，并在判断物理信道的类型为时分多址TDMA或频分多址FDMA时，建立时分多址TDMA、频分多址FDMA之间卫星链路。
在本发明的一个实施例中，接入控制模块120可以用于判断宽窄带信道适配模块110接入的物理信道的通信类型。如图2所示，物理信道的通信类型包括电路交换CS通信和分组交换PS通信。具体而言，为了满足现阶段卫星系统接入IMS系统的需求，接入控制模块120根据接入的是CS（Circuit Switching，电路交换）通信还是PS（Packet Switching，分组交换）通信，在接入控制中分别进行CS接入处理与PS接入处理。
具体地，当物理信道的通信类型为CS通信时，接入控制模块120对物理信道进行CS接入处理。其中，CS接入处理包括对接入的物理信道的信息进行媒体适配和信令适配。
在本发明的一个示例中，如图3所示，CS接入处理中的信令适配主要包括会话控制功能和信令转换功能。其中，信令适配中的信令转化功能主要用于实现CS信令和SIPSIP(Session Initiation Protocol)信令的交互。
如图4所示，CS接入处理中的媒体适配主要包括媒体网关控制和媒体处理功能。其中，媒体适配中的媒体网关控制的主要功能包括：完成媒体处理控制，与信令适配进行交互，共同配合完成媒体资源的配置。其中，媒体处理控制的主要功能包括：完成媒体处理功能。
优选地，媒体处理功能可以包括：声码转换、回声抑制、放音、收号、会议桥等，执行媒体编码转换和协议转换。需要说明的是，上述描述仅是处于对媒体处理功能的示例目的，而不是为了限制本发明。本发明中的媒体处理功能还可以包括其他示例，在此不再赘述。
当物理信道的通信类型为PS通信时，接入控制模块120对所述物理信道进行PS接入处理。需要说明的是，PS接入可以实现分组域的交换功能，分组数据包的处理等功能。PS接入主要为PS域进行控制和提供业务处理功能。其中，PS接入处理包括对接入的物理信道的分组数据进行移动性管理和会话管理。
在本发明的一个实施例中，移动性管理用于处理用户设备位置和状态，并且对用户和用户设备进行认证。会话管理用于处理连接接纳控制和处理现有数据连接中的任何变化。，此外，移动性管理也用于监督管理网络的业务和资源，以及对业务流的处理。
针对卫星网络的传播时延长和信道具有不对称性等特点，IP(Internet Protocol,网络之间互连的协议)分组在卫星网络中传输时必须进行相应的转换以适应卫星网络的特性。IP分组的转换由PS接入实现。卫星信道接入和资源分配基本固定，PS接入对进入的IP分组进行处理，将其转换为特定的IP包，并且支持TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)协议欺骗和TCP分段技术以实现IP包加速的功能。
根据本发明实施例的卫星接入网关设备，可以将来自不同卫星网络系统的信令或媒体在卫星信道的传输适配以及用户接入控制等方面的具体需求，从而解决不同卫星网络系统的统一接入问题，也为向不同卫星网络系统用户提供统一的业务功能打下基础。具体地，通过本发明实施例的卫星接入网关设备可以实现宽带卫星系统与窄带卫星系统的统一接入，实现了不同卫星网络系统之间的互联互通，构建覆盖全国的卫星通信系统，从而实现卫星通信资源充分共享和统一业务能力，从而提升通信保障能力。并且，本发明实施例的卫星接入网关设备可以满足来自不同卫星网络系统的信令和/或媒体在卫星信道的传输适配以及用户接入控制等方面的具体需求。
此外，本发明实施例的卫星接入网关设备具备卫星接入信道选择、承载适配、卫星资源协商、动态接入等功能，可以提升卫星信道与资源管理网的业务承载能力。此外，本发明实施例的卫星接入网关设备还可以对CS接入和PS接入进行统一处理。
如图5所示，本发明实施例提供的基于IMS的卫星网络系统1000，包括本发明上述实施例提供的卫星接入网关设备100和卫星IMS核心控制设备200，其中，卫星接入网关设备100与卫星IMS核心控制设备相互独立工作。
本发明实施例的基于IMS的卫星网络系统1000可以提供话音、数据、视频和多媒体等业务的融合接入。图6示出了本发明实施例的基于IMS的卫星网络系统1000的逻辑架构。如图6所示，本发明实施例的基于IMS的卫星网络系统1000包括接入层与IMS核心控制层，上述分层的体系架构可以为基于IMS的卫星网络向卫星用户提供更多的业务带来便利。由于接入层与IMS核心控制层相互独立，IMS核心控制层可以不需要关心底层接入技术的差异性。这种分层的体系架构可以有效地降低各层的复杂度，屏蔽不同层面变化带来的影响。
由于IMS作为实现网络融合的核心技术，已经开始大规模应用于地面网络，为了保证与核心网技术体制的一致性和未来网络的扩展性，卫星通信系统采用IMS架构，可以实现卫星网用户与地面核心网用户之间以及不同卫星网络系统用户之间的互联互通。根据本发明实施例的基于IMS的卫星网络系统，通过在卫星地面站增设IMS接入网关设备，可将不同卫星网络系统统一接入到IMS系统中，从而提高了通信保障能力。并且本发明实施例提供的基于IMS的卫星网络系统具有较高的适用性，可以应用于警用、油田、煤矿、城市应急等领域，满足该领域内对多卫星网络系统进行统一接入IMS的需求。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。
Claims (10)
1.一种卫星接入网关设备，其特征在于，包括：
宽窄带信道适配模块，用于根据多路卫星网络系统的物理信道选择每路卫星网络系统的卫星资源链路及和动态接入每路卫星网络系统；以及
接入控制模块，所述接入控制模块与所述宽窄带信道适配模块进行通信，用于判断所述宽窄带信道适配模块接入的物理信道的通信类型，根据所述物理信道的通信类型对所述物理信道进行对应的接入控制。
2.如权利要求1所述的卫星接入网关设备，其特征在于，所述宽窄带信道适配模块用于在选择所述每路卫星网络系统的卫星资源链路后生成对应的路由配置信息。
3.如权利要求1所述的卫星接入网关设备，其特征在于，所述宽窄带信道适配模块还用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星资源协商、卫星链路管理和信道承载适配。
4.如权利要求3所述的卫星接入网关设备，其特征在于，所述宽窄带信道适配模块用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星资源协商进一步包括：所述宽窄带信道适配模块与业务控制适配设备、接入资源调度的对应协议进行通信以建立或释放卫星资源的协商。
5.如权利要求3所述的卫星接入网关设备，其特征在于，所述宽窄带信道适配模块用于根据多路卫星网络系统的物理信道进行卫星链路管理进一步包括：所述宽窄带信道适配模块判断多路卫星网络系统的物理信道的类型，并在判断物理信道的类型为时分多址TDMA或频分多址FDMA时，建立时分多址TDMA、频分多址FDMA之间卫星链路。
6.如权利要求1所述的卫星接入网关设备，其特征在于，所述物理信道的通信类型包括：电路交换CS通信和分组交换PS通信。
7.如权利要求6所述的卫星接入网关设备，其特征在于，当所述物理信道的通信类型为CS通信时，所述接入控制模块对所述物理信道进行CS接入处理，其中，所述CS接入处理包括对接入的物理信道的信息进行媒体适配和信令适配。
8.如权利要求6所述的卫星接入网关设备，其特征在于，当所述物理信道的通信类型为PS通信时，所述接入控制模块对所述物理信道进行PS接入处理，其中所述PS接入处理包括对接入的物理信道的分组数据进行移动性管理和会话管理。
9.如权利要求1-8任一项所述的卫星接入网关设备，其特征在于，所述多路卫星网络系统的类型包括窄带信道卫星网络系统、宽带信道卫星网络系统或抗干扰卫星通信系统空间段设备。
10.一种基于IP多媒体系统IMS的卫星网络系统，其特征在于，包括：
权利要求1-9任一项所述的卫星接入网关设备；以及
卫星IMS核心控制设备，所述卫星IMS核心控制设备与所述卫星接入网关设备进行通信，其中，所述卫星接入网关设备与所述卫星IMS核心控制设备相互独立工作。
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