CN108199764B - 一种融合地面移动通信核心网的信关站、卫星通信系统及方法 - Google Patents

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CN108199764B CN201810074429.3A CN201810074429A CN108199764B CN 108199764 B CN108199764 B CN 108199764B CN 201810074429 A CN201810074429 A CN 201810074429A CN 108199764 B CN108199764 B CN 108199764B
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Abstract

本发明实施例提供了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，其中，所述信关站包括：射频收发模块和信关站演进分组核心网ES‑EPC；所述ES‑EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE‑GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本发明实施例构建一种融合地面移动通信核心网的信关站，以通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合。

Description

一种融合地面移动通信核心网的信关站、卫星通信系统及 方法
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统。
背景技术
卫星通信系统以卫星作为中继站转发微波信号，把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，在多个地面站之间通信，主要目的是实现对地面的″无缝隙″覆盖。广播卫星是由通信卫星发展而来的，不需要任何中转就可向地面转播或发射电视广播节目，供公众集体或个体直接接收，实现点对面的广播。卫星广播系统具有传输距离远，覆盖范围广，且不受地形因素影响的优势。
随着全球移动设备总数的大规模增长，用户对无线通信业务的需求也急速增加，为了满足不同种类的业务需求，多种无线通信网络相互共存。为了实现更高覆盖率和更高质量的无线通信，卫星通信网络与地面移动通信网络，如 LTE(Long Term Evolution)网络的融合将成为必然趋势。
目前，卫星通信系统，如BGAN(Broadband Global Area Network)卫星系统或TerreStar卫星系统均不支持与LTE通信标准的兼容。将卫星通信网络与地面通信网络融合，通常是通过卫星通信系统中的信关站与地面通信网络核心网的融合来实现的。
以BGAN通信系统为例，参见图1，图1为现有技术中一种卫星通信网络与地面通信网络融合的网络架构示意图。
图1中中继卫星为Inmarsat-4卫星，地面通信网络可以为PSTN(Public SwitchedTelephone Network，公共交换电话网络)、或ISDN(Integrated Services DigitalNetwork，综合业务数字网)、或GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)、或UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)。
BGAN终端注册入融合网络，用户终端与BGAN终端连接，当用户有业务需求时，用户通过BGAN终端拨号或上网，BGAN终端通过中继卫星将业务请求发送至卫星接入站，卫星接入站再通过标准型接口将该业务请求发送至相应的地面通信网络的核心网。地面通信网络使用其通信协议对业务请求进行处理，最后通过中继卫星、BGAN终端向用户终端返回业务请求响应。
可见，现有技术将卫星接入站与地面通信网络核心网的融合是通过异构网络边缘节点实现的，即：卫星通信网络和地面通信网络是通过标准型接口进行网络拼接实现的融合。这种融合并非通过网络内部结构变化达成协调统一而实现的融合。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，以通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合。具体技术方案如下：
在本发明实施例的第一方面，公开了一种融合地面移动通信核心网的信关站，包括：射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC；
所述射频收发模块，用于对从中继卫星接收的接收信号进行解调，获得接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述ES-EPC接收的发送数据进行调制，获得发送信号发送至中继卫星；
所述ES-EPC包括：协议转换器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW和广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF；
所述协议转换器，用于用户终端接入时，将从所述射频收发模块接收的接收数据转换为地面移动通信协议下的接收数据发送至所述SDSCM；将从所述 SDSCM接收的发送数据转换为卫星通信协议下的发送数据发送至所述射频收发模块；在数据传输时，将从所述射频收发模块接收的接收数据转换为地面移动通信协议下的接收数据发送至所述SDSCM；将从所述SAE-GW接收的发送数据转换为卫星通信协议下的发送数据发送至所述射频收发模块；
所述SDSCM，用于在用户终端接入时，对从所述协议转换器接收的接入请求进行用户鉴权，鉴权成功后将创建默认承载请求发送至所述SAE-GW，将接入请求响应发送给所述协议转换器；将从所述SAE-GW接收到的接受接入发送至所述协议转换器；在数据传输时，接收所述协议转换器发送的业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务，若允许用户获得业务，将所述业务请求和用户签约数据发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW，用于在用户终端接入时，接收所述SDSCM发送的创建默认承载请求，将控制请求信息发送至所述PCRF；接收所述PCRF发送的控制应答信息，将创建默认承载应答发送至所述SDSCM；在数据传输时，接收到所述 SDSCM发送的所述业务请求和用户签约数据，将所述用户签约数据发送至所述PCRF；接收到所述PCRF发送的控制与计费信息，将业务请求发送至信关站外部；从所述信关站外部接收业务数据，进行网关处理后，将处理后的所述业务数据发送至所述协议转换器；
所述PCRF，用于在用户终端接入时，接收所述SAE-GW发送的控制请求信息，将控制应答信息发送至所述SAE-GW；在数据传输时，接收所述SAE-GW 发送的用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述SAE-GW。
可选地，所述射频收发模块包括：天线模块和收发模块；
所述天线模块，用于将从中继卫星接收的接收信号转发至所述收发模块；将从所述收发模块接收的发送信号发送至中继卫星；
所述天线模块包括：户外天线、跟踪接收机和天线控制器；
所述户外天线，用于接收中继卫星发送的接收信号，将所述接收信号发送至所述收发模块；接收所述收发模块发送的发送信号，将所述发送信号发送至中继卫星；
所述跟踪接收机，用于接收所述收发模块接收到所述户外天线发送的接收信号之后反馈的天线调整响应信息，将所述天线调整响应信息发送至所述天线控制器；
所述天线控制器，用于接收所述跟踪接收机发送的天线调整响应信息，根据所述天线调整响应信息，向所述户外天线发送调整天线角度的指令；
所述收发模块包括：接收子模块、调制解调子模块和发射子模块；
所述接收子模块，用于接收所述天线模块发送的接收信号，将所述接收信号发送至所述调制解调子模块；
所述调制解调子模块，用于对从所述接收子模块接收的所述接收信号进行解调，将获得的接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述所述ES-EPC接收的发送数据进行调制，将获得的发送信号发送至发射子模块；
所述发射子模块，用于接收所述调制解调子模块发送的发送信号，将所述发送信号发送至所述天线模块。
可选地，所述ES-EPC还包括：接口卡；
所述接口卡，用于将从所述射频收发模块接收的接收数据转发至所述协议转换器；将从所述协议转换器接收的发送数据转发至所述射频收发模块。
可选地，所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；或
所述信关站的SAE-GW仅具有与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
若所述信关站的SAE-GW仅具有第二网络接口，则其在接收到所述SDSCM 发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至具有第一网络接口的信关站，由所述具有第一网络接口的信关站通过所述第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述具有第一网络接口的信关站，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
若所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口，则其在接收到所述SDSCM 发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络，并通过所述第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
可选地，所述ES-EPC还包括：运维服务器；
所述运维服务器，用于对所属信关站和用户终端的软件部分、硬件部分进行维护和监控。
在本发明实施的第二方面，公开了一种融合地面移动通信核心网的卫星通信系统，包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个上述第一方面中所述的融合地面移动通信核心网的信关站；
所述卫星终端RCST，用于接收用户终端发送的信息，转换为中继卫星能够接收的信号发送至中继卫星；接收中继卫星发送的信号，转换为用户终端能够接收的信号发送至用户终端；
所述中继卫星，用于将从所述RCST接收的信号透明转发至所述信关站，将从所述信关站接收的信号透明转发至所述RCST。
可选地，所述卫星通信系统中，至少一个信关站为带有网络出口的第一信关站，其他信关站为不带网络出口的第二信关站；
所述第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW，由所述第一信关站的SAE-GW通过第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述第一信关站的SAE-GW，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
所述第一信关站的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络，并通过所述第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
在本发明实施的第三方面，公开了一种卫星通信系统的接入方法，应用于上述第二方面所述的通信系统，包括：
卫星终端RCST，接收用户终端发送的接入请求，通过中继卫星将所述接入请求发送至信关站的射频收发模块；
所述信关站的射频收发模块接收到所述接入请求后，将所述接入请求转发送至所述协议转换器；
所述协议转换器接收所述接入请求，将所述接入请求进行协议转换后发送至所述用户数据与服务控制一体化模块SDSCM；
所述SDSCM接收所述接入请求，对所述接入请求中的鉴权信息进行用户鉴权；
用户鉴权完成后，所述SDSCM将接入请求响应发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述接入请求响应发送至所述RCST；
若鉴权成功，所述SDSCM将创建默认承载请求发送至所述服务与分组数据融合网关SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述创建默承载请求，将控制请求信息发送至所述广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF；
所述PCRF接收所述控制请求信息，将所述控制应答消息发送至所述 SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述控制应答消息，将创建默认承载应答消息发送至所述SDSCM；
所述SDSCM接收所述创建默认承载应答消息，将接受接入消息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述接受接入消息发送至所述RCST；
所述RCST接收所述接受接入消息，生成接入完成消息发送至信关站，并将所述接受接入消息发送至用户终端，完成接入过程。
在本发明实施的又一方面，公开了一种卫星通信系统中外部网络业务数据的传输方法，应用于上述第二方面所述的通信系统，所述卫星通信系统的多个信关站中，至少一个信关站为第一信关站；
所述第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口；
所述传输方法，包括：
卫星终端RCST，接收用户终端发送的业务请求，通过中继卫星将所述业务请求发送至所述第一信关站的射频收发模块；
所述第一信关站的射频收发模块接收到所述业务请求后，将所述业务请求转发送至所述协议转换器；
所述协议转换器接收所述业务请求，将所述业务请求进行协议转换后发送至所述SDSCM；
所述SDSCM接收所述业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务；
若不允许，所述SDSCM将业务请求失败信息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述业务请求失败信息发送给所述RCST；
若允许，所述SDSCM将所述业务请求与用户签约数据发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述业务请求与用户签约数据，将所述用户签约数据发送至所述PCRF，并在接收到所述PCRF发送的控制与计费信息后，将所述业务请求发送至外部；
所述PCRF接收所述用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述 SAE-GW；
所述SAE-GW接收外部网络根据所述业务请求返回的业务数据；
所述SAE-GW将所述业务数据，通过所述协议转换器、所述射频收发模块和中继卫星发送至RCST；
所述RCST将所述业务数据发送至用户终端。
可选地，所述卫星通信系统中的其他信关站为不带网络出口的第二信关站；
所述第一信关站还包括与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站中的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
所述第一信关站的SAE-GW，通过第二网络接口接收到所述第二信关站发送的业务请求后，将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络；
所述第一信关站的SAE-GW，通过所述第一网络接口接收外部网络返回的业务数据，判断其是否为针对所述第二信关站的业务请求返回的业务数据；如果是，则通过所述第二网络接口将外部网络返回的业务数据转发至所述第二信关站的SAE-GW；如果否，则将所述外部网络返回的业务数据进行网关处理后发送至第一信关站的协议转换器；
所述第二信关站的SAE-GW，通过所述第二网络接口接收第一信关站转发的外部网络返回的业务数据，进行网关处理后发送至第二信关站的协议转换器。
本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述 ES-EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现了信关站与移动通信网络核心网的融合。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为现有技术中一种卫星通信网络与地面通信网络融合的网络架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的信关站架构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的卫星通信系统结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种卫星通信系统的接入方法流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种卫星通信系统中外部网络业务数据的传输方法流程示意图；
图6为本发明实施例提供的卫星通信系统中业务数据的传输方法另一种流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种卫星通信系统中用户终端通信示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
为了实现卫星通信网络与地面移动通信网络融合，本发明实施例提供了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统。
参见图2，图2为本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的信关站架构的结构示意图，该信关站包括：射频收发模块和信关站演进分组核心网 ES-EPC(EarthStation-Evolved Packet Core)；
如图2所示，射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC相连。
所述射频收发模块，用于对从中继卫星接收的接收信号进行解调，获得接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述ES-EPC接收的发送数据进行调制，获得发送信号发送至中继卫星。
本发明实施例中，所述射频收发模块对从中继卫星接收的接收信号进行解调，再将解调之后得到的接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述ES-EPC接收的所述ES-EPC反馈的发送数据进行调制，将调制之后获取的发送信号发送至所述中继卫星，中继卫星再将所述发送信号通过RCST(Return Channel Satellite Terminal，卫星终端)发送至用户终端。
所述ES-EPC包括：协议转换器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM(Subscriber Data and Service Control Module)、服务与分组数据融合网关 SAE-GW(System Architecture Evolution Gateway)和广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF(Policy and Charging Rules Function)。其中，所述协议转换器一端与所述SDSCM相连、另一端与所述SAE-GW相连，所述SDSCM 一端与所述协议转换器相连、另一端与所述SAE-GW相连，所述SAE-GW一端与所述SDSCM相连、一端与所述协议转换器相连、另一端与所述PCRF相连，所述PCRF与所述SAE-GW相连。
所述协议转换器，用于用户终端接入时，将从所述射频收发模块接收的接收数据转换为地面移动通信协议下的接收数据发送至所述SDSCM；将从所述 SDSCM接收的发送数据转换为卫星通信协议下的发送数据发送至所述射频收发模块；在数据传输时，将从所述射频收发模块接收的接收数据转换为地面移动通信协议下的接收数据发送至所述SDSCM；将从所述SAE-GW接收的发送数据转换为卫星通信协议下的发送数据发送至所述射频收发模块。
本发明实施例中，所述协议转换器主要功能为：将来自射频收发模块的卫星通信协议下接收数据的数据包进行拆分并重新封装为可被SDSCM接收处理的使用地面移动通信协议封装的数据包，以及将来自SDSCM的使用地面移动通信协议封装的数据包进行拆分并重新封装为可被射频收发模块接收和处理的使用卫星通信协议封装的数据包。
所述SDSCM，用于在用户终端接入时，对从所述协议转换器接收的接入请求进行用户鉴权，鉴权成功后将创建默认承载请求发送至所述SAE-GW，将接入请求响应发送给所述协议转换器；将从所述SAE-GW接收到的接受接入发送至所述协议转换器；在数据传输时，接收所述协议转换器发送的业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务，若允许用户获得业务，将所述业务请求和用户签约数据发送至所述SAE-GW。
本发明实施例中，所述SDSCM是归属用户服务器(Home Subscriber Server， HSS)与移动性管理实体(Mobility Management Entity，MME)的功能合设网元。其功能为：主要负责用户终端接入过程中的信令处理、用户鉴权、网络安全认证等，数据传输过程中用户签约数据的集中管理、服务请求的控制等。
所述SAE-GW，用于在用户终端接入时，接收所述SDSCM发送的创建默认承载请求，将控制请求信息发送至所述PCRF；接收所述PCRF发送的控制应答信息，将创建默认承载应答发送至所述SDSCM；在数据传输时，接收到所述 SDSCM发送的所述业务请求和用户签约数据，将所述用户签约数据发送至所述PCRF；接收到所述PCRF发送的控制与计费信息，将业务请求发送至信关站外部；从所述信关站外部接收业务数据，进行网关处理后，将处理后的所述业务数据发送至所述协议转换器。
本发明实施例中，所述SAE-GW是服务网关(Serving GateWay，S-GW) 与分组数据网关(Packet DataGateway，P-GW)的合设网关。当所述信关站为带网络出口的信关站时，该网关SAE-GW为信关站与外部网络的接口网关；当所述信关站为不带网络出口的信关站时，该网关SAE-GW为信关站与信关站的接口网关。所述SAE-GW的主要功能为，在用户终端接入时，负责控制请求信息、创建默认承载应答的发送，在数据传输时，负责业务请求的分配，针对业务数据进行业务计费、门限控制和速率控制。
所述PCRF，用于在用户终端接入时，接收所述SAE-GW发送的控制请求信息，将控制应答信息发送至所述SAE-GW；在数据传输时，接收所述SAE-GW 发送的用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述SAE-GW。
本发明实施例中，所述PCRF主要负责业务数据流和IP承载资源的策略与计费控制。在用户终端接入时，根据接收的所述SAE-GW发送的控制请求信息，结合PCRF的自定义信息作出策略控制与计费决策PCC(Policy Control and Charging)，生成控制应答消息，将所述控制应答信息发送至所述SAE-GW；在数据传输时，根据接收的所述SAE-GW发送的用户签约数据，结合PCRF的自定义信息作出策略控制与计费决策PCC，向SAE-GW提供关于业务数据流检测、门控、基于服务质量QoS(Quality of Service)和基于流计费的网络控制功能，将控制与计费信息发送至所述SAE-GW。
如图2所示，所述射频收发模块，可以包括：天线模块和收发模块；
所述天线模块，用于将从中继卫星接收的接收信号转发至所述收发模块；将从所述收发模块接收的发送信号发送至中继卫星。
本发明实施例中，所述天线模块，主要用于将从中继卫星接收的用户终端发送的接收信号转发至所述收发模块，将从所述收发模块接收的所述ES-EPC 反馈的发送信号发送至中继卫星，中继卫星再将所述发送信号通过RCST发送至用户终端。
本发明实施例中，所述天线模块包括：户外天线、跟踪接收机和天线控制器，所述收发模块包括：接收子模块、调制解调子模块和发射子模块；所述户外天线一端与所述接收子模块相连、一端与所述发射子模块相连、另一端与所述天线控制器相连，所述跟踪接收机一端与所述接收子模块相连、另一端与所述天线控制器相连，所述天线控制器一端与所述跟踪接收机相连、另一端与所述户外天线相连；所述接收子模块一端与所述户外天线相连、一端与所述跟踪接收机相连、另一端与所述调制解调子模块相连，所述调制解调子模块一端与所述接收子模块相连、另一端与所述发射子模块相连，所述发射子模块一端与所述户外天线相连、一端与所述调制解调子模块相连。
所述户外天线，用于接收中继卫星发送的接收信号，将所述接收信号发送至所述收发模块；接收所述收发模块发送的发送信号，将所述发送信号发送至中继卫星；
所述跟踪接收机，用于接收所述收发模块接收到所述户外天线发送的接收信号之后反馈的天线调整响应信息，将所述天线调整响应信息发送至所述天线控制器；
所述天线控制器，用于接收所述跟踪接收机发送的天线调整响应信息，根据所述天线调整响应信息，向所述户外天线发送调整天线角度的指令。
本发明实施例中，所述户外天线主要用于接收中继卫星发送的接收信号，将其转发至所述收发模块，以及接收所述收发模块发送的发送信号，将其转发送至中继卫星。实际应用中，在用户进行业务交互或通信之前，当所述户外天线接收到的中继卫星发送的接收信号较强时，说明不需要调整户外天线的角度，可以正常接收与发送信号，故所述跟踪接收机和天线控制器不需要工作；当所述户外天线接收到的中继卫星发送的接收信号较弱时，户外天线将所述信号发送至接收模块，所述接收模块会向所述跟踪接收机反馈天线调整响应信息，跟踪接收机在接收到所述天线调整响应信息后，将其转发送至所述天线控制器，天线控制器在接收到所述天线调整响应信息后，根据所述天线调整响应信息，向所述户外天线发送调整天线角度的指令，户外天线接收到需要调整角度的指令之后根据该指令进行天线角度的调整，循环此过程直至户外天线接收到的信号较强时为止，之后进行用户业务的交互或通信。
所述接收子模块，用于接收所述天线模块发送的接收信号，将所述接收信号发送至所述调制解调子模块；
所述调制解调子模块，用于对从所述接收子模块接收的所述接收信号进行解调，将获得的接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述所述ES-EPC接收的发送数据进行调制，将获得的发送信号发送至发射子模块；
所述发射子模块，用于接收所述调制解调子模块发送的发送信号，将所述发送信号发送至所述天线模块。
如图2所示，所述ES-EPC还包括：接口卡；
所述接口卡，用于将从所述射频收发模块接收的接收数据转发至所述协议转换器；将从所述协议转换器接收的发送数据转发至所述射频收发模块。本发明实施例中，所述接口卡一端与所述调制解调子模块相连、另一端与所述协议转换器相连。
本发明实施例中，所述接口卡提供了与射频收发模块之间的广播信息接口、交互信息接口和管理信息接口，在用户终端接入和数据传输时，用于用户请求和业务数据的传输。
图2中信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；或
所述信关站的SAE-GW仅具有与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
若所述信关站的SAE-GW仅具有第二网络接口，则其在接收到所述SDSCM 发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至具有第一网络接口的信关站，由所述具有第一网络接口的信关站通过所述第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述具有第一网络接口的信关站，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
若所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口，则其在接收到所述SDSCM 发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络，并通过所述第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
本发明实施例中，所述信关站可以分为两种，一种信关站为带网络出口的信关站，所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；另一种信关站为不带网络出口的信关站，所述信关站的SAE-GW仅具有与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口。
若所述信关站为不带网络出口的信关站，所述信关站的SAE-GW仅具有与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口，所述信关站的SAE-GW在接收到所述SDSCM发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述SAE-GW的第二网络接口发送至带网络出口的具有第一网络接口的信关站的SAE-GW，由所述带网络出口的信关站的SAE-GW通过其第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述带网络出口信关站的SAE-GW的第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则所述不带网络出口的信关站将该业务请求通过其SAE-GW的第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
若所述信关站为带网络出口的信关站，所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口，所述信关站的SAE-GW在接收到所述SDSCM发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述SAE-GW的第一网络接口发送至外部网络，并通过所述 SAE-GW的第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述SAE-GW的第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
如图2所示，所述ES-EPC还包括：运维服务器；
所述运维服务器，用于对所属信关站和用户终端的软件部分、硬件部分进行维护和监控。所述运维服务器与所述接口卡相连。
本发明实施例中，所述运维服务器是信关站中对硬件和软件管理的核心部分。所有的信关站都有运维服务器，管理人员可以通过对所述运维服务器的操作，从所述接口卡获取信关站中的硬件和软件部分的运行状态，进一步对信关站中的硬件和软件部分进行维护和监控。同时，信关站中的硬件和软件部分也可以通过所述接口卡将各自的运行状态上传到所述运维服务器。实际应用中，所有信关站的运维服务器可以共同组成运维系统，组成的运维系统可以集中管理所有信关站和用户终端的配置，例如，可以通过卫星线路对用户终端进行软件升级、配置的更改，实现所有信关站和用户终端的软硬件维护和监控。
本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的信关站，所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述ES-EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合。
图3为本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的卫星通信系统结构示意图，包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个上述图2中所述的融合地面移动通信核心网的信关站。
所述卫星终端RCST，用于接收用户终端发送的信息，转换为中继卫星能够接收的信号发送至中继卫星；接收中继卫星发送的信号，转换为用户终端能够接收的信号发送至用户终端；
所述中继卫星，用于将从所述卫星终端接收的信号透明转发至所述信关站，将从所述信关站接收的信号透明转发至所述卫星终端。
本发明实施例中，当用户终端向所述RCST发送无线电信号时，所述RCST 通过其通信天线接收所述无线电信号，并对其进行变频和功率的放大，所述 RCST再通过其通信天线将放大后的无线电波发送至中继卫星，所述中继卫星将所述无线电波转发给信关站，实现地面站的用户终端与信关站之间的远距离通信。下文中将所述无线电信号、无线电波统一使用信息描述。
如图3所示，所述卫星通信系统中，至少一个信关站为带有网络出口的第一信关站，其他信关站为不带网络出口的第二信关站；
所述第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW，由所述第一信关站的SAE-GW通过第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述第一信关站的SAE-GW，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
所述第一信关站的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络，并通过所述第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
本发明实施例中，图3仅为本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的卫星通信系统结构示意图，实际应用中，融合地面移动通信核心网的卫星通信系统中用户终端、RCST和信关站的数量和连接方式并不仅限于此。
本发明实施例中，用户终端与RCST之间通过无线或有线的方式连接， RCST与信关站之间通过中继卫星建立连接，信关站之间通过专线连接。当所述RCST接收到用户终端发送的信息之后，将其转换为中继卫星能够接收的信号，然后将该信号发送至中继卫星，中继卫星再将该信号透明转发至所述用户终端所属的信关站。
本发明实施例图3所示的通信系统架构中设有三个信关站，其中一个信关站为带网络出口的第一信关站，另外两个信关站为不带网络出口的第二信关站，每个信关站管辖多个RCST，实际应用中，所述的多个可以是几万个也可以是几十万个。所述带网络出口的第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与不带网络出口的第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；所述不带网络出口的第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口。
在进行业务传输的过程中，当所述用户终端所属的信关站为不带网络出口的第二信关站时，所述不带网络出口的信关站接收到用户终端通过RCST、中继卫星发送的信息之后，此处信息即为上文中中继卫星透明转发至所述用户终端所属信关站的信号，所述第二信关站的SAE-GW判断所述信息中包含的业务请求是否为针对外部网络的业务请求。如果是，则用户终端所属的第二信关站将所述的业务请求通过该信关站的SAE-GW的第二网络接口发送至带网络出口的第一信关站的SAE-GW，然后所述带网络出口的第一信关站的SAE-GW通过其第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并且通过该第一信关站的 SAE-GW的第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据，之后所述第一信关站的SAE-GW再通过其第二网络接口，将所述业务数据发送至用户终端所属的不带网络出口的第二信关站的SAE-GW，所述不带网络出口的信关站的 SAE-GW对所述业务数据进行业务计费、门限控制和速率控制处理，将处理之后的业务数据再通过中继卫星、RCST反馈给用户终端。如果否，则用户终端所属的信关站将所述的业务请求通过该信关站的第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
当所述用户终端所属的信关站为带网络出口的第一信关站时，所述带网络出口的第一信关站接收到用户终端通过RCST、中继卫星发送的信息之后，相似的，该信关站的SAE-GW判断所述信息中包含的业务请求是否为针对外部网络的业务请求。如果是，则用户终端所属的第一信关站直接将所述的业务请求通过该信关站的SAE-GW的第一网络接口发送至外部网络，再通过该第一信关站的SAE-GW的第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据，所述第一信关站的SAE-GW对所述业务数据进行业务计费、门限控制和速率控制处理，将处理之后的业务数据再通过中继卫星、RCST反馈给用户终端。如果否，则用户终端所属的信关站将所述的业务请求通过该信关站的第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
本发明实施例提供的一种融合地面移动通信核心网的卫星通信系统，包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个图2中所述的融合地面移动通信核心网的信关站。所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述ES-EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合。
图4为本发明实施例提供的一种卫星通信系统的接入方法流程示意图，该方法可以应用于上述图3所述的通信系统，包括：
卫星终端RCST，接收用户终端发送的接入请求，通过中继卫星将所述接入请求发送至信关站的射频收发模块；
所述信关站的射频收发模块接收到所述接入请求后，将所述接入请求转发送至所述协议转换器；
所述协议转换器接收所述接入请求，将所述接入请求进行协议转换后发送至所述用户数据与服务控制一体化模块SDSCM；
所述SDSCM接收所述接入请求，对所述接入请求中的鉴权信息进行用户鉴权；
用户鉴权完成后，所述SDSCM将接入请求响应发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述接入请求响应发送至所述RCST；
若鉴权成功，所述SDSCM将创建默认承载请求发送至所述服务与分组数据融合网关SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述创建默承载请求，将控制请求信息发送至所述广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF；
所述PCRF接收所述控制请求信息，将所述控制应答消息发送至所述 SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述控制应答消息，将创建默认承载应答消息发送至所述SDSCM；
所述SDSCM接收所述创建默认承载应答消息，将接受接入消息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述接受接入消息发送至所述RCST；
所述RCST接收所述接受接入消息，生成接入完成消息发送至信关站，并将所述接受接入消息发送至用户终端，完成接入过程。
本发明实施例中，所述协议转换器从所述射频收发模块接收的接入请求为卫星通信协议下的数据，协议转换器将所述卫星通信协议下的接入请求转换为地面移动通信协议下的接入请求，再将协议转换之后的接入请求发送至所述 SDSCM。在信关站向RCST、用户终端反馈响应信息时，所述协议转换器将从所述SDSCM接收的响应信息转换为卫星通信协议下的数据，然后将其通过所述射频收发模块和中继卫星发送至所述RCST。
本发明实施例中，所述接入请求信息中包含用户终端的身份标识以及鉴权相应信息，所述SDSCM接收到所述协议转换器发送的接入请求之后，利用该接入请求信息中包含的用户终端的身份标识查找用户签约数据以及鉴权信息，将所述SDSCM中存储的鉴权信息与接入请求中包含的鉴权相应信息进行比较，进一步完成用户鉴权。
用户鉴权完成之后，所述SDSCM将接入请求响应发送至所述协议转换器，经过协议转换后再将其通过所述射频收发模块和中继卫星发送至所述RCST，所述RCST再将接入请求响应发送至用户终端。若鉴权失败，则所述用户终端的接入请求被拒绝；若鉴权成功，则开始建立承载。鉴权成功后，SDSCM向 SAE-GW发送创建默认承载请求，所述创建默认承载请求中包含有用户签约数据和默认承载QoS等信息。
本发明实施例中，所述SAE-GW接收到所述创建默承载请求之后，向所述 PCRF发起控制请求信息，所述控制请求信息中包含有用户签约数据、默认承载QoS以及初始请求标识。
本发明实施例中，所述PCRF接收到所述SAE-GW发送的控制请求信息之后，根据控制请求信息中包含的用户签约数据、默认承载QoS以及初始请求标识，结合PCRF的自定义信息作出策略控制与计费决策PCC，生成控制应答消息，将所述控制应答信息发送至所述SAE-GW，并向所述SAE-GW提供关于业务数据流检测、门控、基于QoS和基于流计费的网络控制。
本发明实施例中，所述SAE-GW接收所述PCRF发送的控制应答消息，将创建默认承载应答消息发送至所述SDSCM，完成默认承载的建立。在 SDSCM接收到创建默认承载应答消息之后，通过协议转换器、射频收发模块和中继卫星向所述RCST发送接受接入消息。所述RCST接收到接受接入消息之后，生成接入完成消息并将其发送至信关站，并将所述接受接入消息发送至用户终端，完成接入过程。
本发明实施例提供的一种卫星通信系统的接入方法，该方法可以应用于所述融合地面移动通信核心网的卫星通信系统，所述卫星通信系统包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个图2中所述的信关站。所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述ES-EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合，可以更好、更快速的实现用户终端的接入过程。
图5为本发明实施例提供的一种卫星通信系统中外部网络业务数据的传输方法流程示意图，该方法可以应用于上述图3所述的通信系统，所述卫星通信系统的多个信关站中，至少一个信关站为第一信关站；
所述第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口；
所述传输方法，包括：
卫星终端RCST，接收用户终端发送的业务请求，通过中继卫星将所述业务请求发送至所述第一信关站的射频收发模块；
所述第一信关站的射频收发模块接收到所述业务请求后，将所述业务请求转发送至所述协议转换器；
所述协议转换器接收所述业务请求，将所述业务请求进行协议转换后发送至所述SDSCM；
所述SDSCM接收所述业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务；
若不允许，所述SDSCM将业务请求失败信息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述业务请求失败信息发送给所述RCST；
若允许，所述SDSCM将所述业务请求与用户签约数据发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述业务请求与用户签约数据，将所述用户签约数据发送至所述PCRF，并在接收到所述PCRF发送的控制与计费信息后，将所述业务请求发送至外部；
所述PCRF接收所述用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述 SAE-GW；
所述SAE-GW接收外部网络根据所述业务请求返回的业务数据；
所述SAE-GW将所述业务数据，通过所述协议转换器、所述射频收发模块和中继卫星发送至RCST；
所述RCST将所述业务数据发送至用户终端。
本发明实施例中，用户终端所属的信关站为带网络出口的第一信关站，所述的业务数据为针对外部网络的业务数据，其业务数据的传输过程是在用户终端接入卫星通信系统之后实现的。
本发明实施例中，所述用户业务请求信息中包含用户终端的身份标识以及鉴权相应信息，文中描述的用户业务请求和业务请求为同一请求信息，所述 SDSCM接收到所述协议转换器发送的业务请求之后，利用该业务请求信息中包含的用户终端的身份标识查找用户签约数据，所述SDSCM根据其中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务，若不允许，所述SDSCM将业务请求失败信息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述业务请求失败信息发送给所述RCST；若允许，所述SDSCM将所述业务请求与用户签约数据发送至所述SAE-GW。
本发明实施例中，所述SAE-GW接收到所述业务请求与用户签约数据之后，将所述用户签约数据发送至所述PCRF。所述PCRF接收所述用户签约数据后，结合PCRF的自定义信息作出策略控制与计费决策PCC，将控制与计费信息发送至所述SAE-GW，并向所述SAE-GW提供关于业务数据流检测、门控、基于 QoS和基于流计费的网络控制。SAE-GW在接收到所述PCRF发送的控制与计费信息后，将所述业务请求发送至外部网络。所述SAE-GW在接收到外部网络根据所述业务请求返回的业务数据后，针对业务数据进行业务计费、门限控制和速率控制，然后将处理后的业务数据，通过所述协议转换器、所述射频收发模块和中继卫星发送至RCST，所述RCST再将所述业务数据发送至用户终端，实现业务数据的传输。
本发明实施例提供的一种卫星通信系统中外部网络业务数据的传输方法，该方法可以应用于所述融合地面移动通信核心网的卫星通信系统，所述卫星通信系统包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个图2中所述的信关站。所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述ES-EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合，可以更好、更快速的实现业务数据的传输。
图6为本发明实施例提供的卫星通信系统中业务数据的传输方法另一种流程示意图，该方法可以应用于上述图3所述的通信系统，所述卫星通信系统中的其他信关站为不带网络出口的第二信关站；
所述第一信关站还包括与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站中的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
所述第一信关站的SAE-GW，通过第二网络接口接收到所述第二信关站发送的业务请求后，将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络；
所述第一信关站的SAE-GW，通过所述第一网络接口接收外部网络返回的业务数据，判断其是否为针对所述第二信关站的业务请求返回的业务数据；如果是，则通过所述第二网络接口将外部网络返回的业务数据转发至所述第二信关站的SAE-GW；如果否，则将所述外部网络返回的业务数据进行网关处理后发送至第一信关站的协议转换器；
所述第二信关站的SAE-GW，通过所述第二网络接口接收第一信关站转发的外部网络返回的业务数据，进行网关处理后发送至第二信关站的协议转换器。
本发明实施例中，用户终端所属的信关站为不带网络出口的第二信关站，其业务数据的传输过程是在用户终端接入卫星通信系统之后实现的。
本发明实施例中，业务数据的传输方法可以包括：
所述RCST，接收用户终端发送的业务请求，通过中继卫星将所述业务请求发送至所述第二信关站的射频收发模块；
所述第二信关站的射频收发模块接收到所述业务请求后，将所述业务请求转发送至所述第二信关站的协议转换器；
所述第二信关站的协议转换器接收所述业务请求，将所述业务请求进行协议转换后发送至所述第二信关站的SDSCM；
所述第二信关站的SDSCM接收所述业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务；
若不允许，所述第二信关站的SDSCM将业务请求失败信息发送至所述第二信关站的协议转换器，所述第二信关站的协议转换器再通过所述第二信关站的射频收发模块和中继卫星将所述业务请求失败信息发送给所述RCST；
若允许，所述第二信关站的SDSCM将所述业务请求与用户签约数据发送至所述第二信关站的SAE-GW；
所述第二信关站中的SAE-GW，在接收到业务请求与用户签约数据之后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；
如果否，则将所述用户签约数据发送至所述第二信关站的PCRF，并在接收到所述第二信关站的PCRF发送的控制与计费信息后，将该业务请求通过所述第二信关站中SAE-GW的第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
如果是，则将所述用户签约数据发送至所述第二信关站的PCRF，并在接收到所述第二信关站的PCRF发送的控制与计费信息后，将所述业务请求通过所述第二信关站中SAE-GW的第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW；
所述第二信关站的PCRF接收所述用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述第二信关站的SAE-GW；
所述第一信关站的SAE-GW，通过其第二网络接口接收到所述第二信关站发送的业务请求后，将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络；
所述第一信关站的SAE-GW，通过其所述第一网络接口接收外部网络返回的业务数据，判断所述业务数据是否为针对所述第二信关站的业务请求返回的业务数据；如果是，则通过所述第一信关站中SAE-GW的第二网络接口将外部网络返回的业务数据转发至所述第二信关站的SAE-GW；如果否，则将所述外部网络返回的业务数据进行网关处理后发送至第一信关站的协议转换器；
所述第二信关站的SAE-GW，通过其所述第二网络接口接收第一信关站转发的外部网络返回的业务数据，针对业务数据进行业务计费、门限控制和速率控制，然后将处理后的业务数据发送至第二信关站的协议转换器，通过所述第二信关站的射频收发模块和中继卫星发送至RCST，所述RCST再将所述业务数据发送至用户终端，实现业务数据的传输。
本发明实施例提供的卫星通信系统中业务数据传输的另一种方法，该方法可以应用于所述融合地面移动通信核心网的卫星通信系统，所述卫星通信系统包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个图2中所述的信关站。所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述ES-EPC包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合，可以更好、更快速的实现业务数据的传输。
图7为本发明实施例提供的一种卫星通信系统中用户终端通信示意图，所述卫星通信系统包括：用户终端、RCST、中继卫星和多个上述图2中所述的融合地面移动通信核心网的信关站，其用户终端的接入过程可采用图4所示的方法，业务传输的过程可采用图5和图6所示的方法。
前向链路和反向链路传输过程如图7所示，前向链路为信关站到用户终端方向的传输，反向链路为用户终端到信关站方向的传输。其中，实线和第一种点画线表示前向链路，第二种和第三种点画线表示反向链路。
所述卫星通信系统中，至少一个信关站为带有网络出口的第一信关站，其他信关站为不带网络出口的第二信关站。
如图7所示，主叫终端和被叫终端所属的信关站都为不带网络出口的第二信关站。当主叫终端通过RCST和中继卫星向其所属的第二信关站发送信息之后，所述主叫终端所属的第二信关站的SAE-GW判断所述信息中包含的业务请求是否为针对外部网络的业务请求。如果是，则主叫终端所属的第二信关站将所述的业务请求通过该信关站的SAE-GW的第二网络接口发送至带网络出口的第一信关站的SAE-GW，然后所述带网络出口的第一信关站的SAE-GW通过其第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并且通过该第一信关站的SAE-GW的第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据，之后所述第一信关站的SAE-GW再通过其第二网络接口，将所述业务数据发送至主叫终端所属的第二信关站的SAE-GW，所述第二信关站的SAE-GW对所述业务数据进行业务计费、门限控制和速率控制处理，将处理之后的业务数据再通过中继卫星、 RCST反馈给主叫终端。如果否，则主叫终端所属的第二信关站将所述的业务请求通过该信关站的第二网络接口发送至通信对端的被叫终端所属的第二信关站，实现主叫终端与被叫终端之间的通信。
其中，被叫终端与其所属的信关站之间的通信方式可参见主叫终端与其所属信关站之间的通信。如果主叫终端和被叫终端之间的通信需要外部网络，则其通信过程可参见上述主叫终端所属的第二信关站的SAE-GW收到的业务请求为针对外部网络的业务请求时的通信方式进行通信。
本发明实施例中，图7仅为本发明实施例提供的一种卫星通信系统中用户终端通信结构示意图，实际应用中，融合地面移动通信核心网的卫星通信系统中用户终端、RCST和信关站的数量和连接方式并不仅限于此。
本发明实施例提供的一种卫星通信系统中用户终端通信的方法，所述卫星通信系统包括：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个图2中所述的信关站。所述信关站包括射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC，所述ES-EPC 包括：接口卡、协议转换器、运维服务器、用户数据与服务控制一体化模块 SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW、广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF。本申请实施例构建了一种融合地面移动通信核心网的信关站及卫星通信系统，该信关站能够实现地面移动通信核心网的一些主要功能。也就是说，本发明实施例通过网络中信关站的结构变化而实现信关站与移动通信网络核心网的融合，可以更好、更快速的实现用户终端之间的通信。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种融合地面移动通信核心网的信关站，其特征在于，包括：射频收发模块和信关站演进分组核心网ES-EPC；
所述射频收发模块，用于对从中继卫星接收的接收信号进行解调，获得接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述ES-EPC接收的发送数据进行调制，获得发送信号发送至中继卫星；
所述ES-EPC包括：协议转换器、用户数据与服务控制一体化模块SDSCM、服务与分组数据融合网关SAE-GW和广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF；
所述协议转换器，用于用户终端接入时，将从所述射频收发模块接收的接收数据转换为地面移动通信协议下的接收数据发送至所述SDSCM；将从所述SDSCM接收的发送数据转换为卫星通信协议下的发送数据发送至所述射频收发模块；在数据传输时，将从所述射频收发模块接收的接收数据转换为地面移动通信协议下的接收数据发送至所述SDSCM；将从所述SAE-GW接收的发送数据转换为卫星通信协议下的发送数据发送至所述射频收发模块；
所述SDSCM，用于在用户终端接入时，对从所述协议转换器接收的接入请求进行用户鉴权，鉴权成功后将创建默认承载请求发送至所述SAE-GW，将接入请求响应发送给所述协议转换器；将从所述SAE-GW接收到的接受接入发送至所述协议转换器；在数据传输时，接收所述协议转换器发送的业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务，若允许用户获得业务，将所述业务请求和用户签约数据发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW，用于在用户终端接入时，接收所述SDSCM发送的创建默认承载请求，将控制请求信息发送至所述PCRF；接收所述PCRF发送的控制应答信息，将创建默认承载应答发送至所述SDSCM；在数据传输时，接收到所述SDSCM发送的所述业务请求和用户签约数据，将所述用户签约数据发送至所述PCRF；接收到所述PCRF发送的控制与计费信息，将业务请求发送至信关站外部；从所述信关站外部接收业务数据，进行网关处理后，将处理后的所述业务数据发送至所述协议转换器；
所述PCRF，用于在用户终端接入时，接收所述SAE-GW发送的控制请求信息，将控制应答信息发送至所述SAE-GW；在数据传输时，接收所述SAE-GW发送的用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述SAE-GW。
2.根据权利要求1所述的信关站，其特征在于，所述射频收发模块包括：天线模块和收发模块；
所述天线模块，用于将从中继卫星接收的接收信号转发至所述收发模块；将从所述收发模块接收的发送信号发送至中继卫星；
所述收发模块包括：接收子模块、调制解调子模块和发射子模块；
所述接收子模块，用于接收所述天线模块发送的接收信号，将所述接收信号发送至所述调制解调子模块；
所述调制解调子模块，用于对从所述接收子模块接收的所述接收信号进行解调，将获得的接收数据发送至所述ES-EPC；对从所述ES-EPC接收的发送数据进行调制，将获得的发送信号发送至发射子模块；
所述发射子模块，用于接收所述调制解调子模块发送的发送信号，将所述发送信号发送至所述天线模块。
3.根据权利要求2所述的信关站，其特征在于，所述ES-EPC还包括：接口卡；
所述接口卡，用于将从所述射频收发模块接收的接收数据转发至所述协议转换器；将从所述协议转换器接收的发送数据转发至所述射频收发模块。
4.根据权利要求1所述的信关站，其特征在于，所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；或
所述信关站的SAE-GW仅具有与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
若所述信关站的SAE-GW仅具有第二网络接口，则其在接收到所述SDSCM发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至具有第一网络接口的信关站，由所述具有第一网络接口的信关站通过所述第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述具有第一网络接口的信关站，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
若所述信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与其他信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口，则其在接收到所述SDSCM发送的业务请求和用户签约数据后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络，并通过所述第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
5.根据权利要求3所述的信关站，其特征在于，所述ES-EPC还包括：运维服务器；
所述运维服务器，用于对所属信关站和用户终端的软件部分、硬件部分进行维护和监控。
6.一种融合地面移动通信核心网的卫星通信系统，其特征在于，包含：用户终端、卫星终端、中继卫星和多个权利要求1中所述的融合地面移动通信核心网的信关站；
卫星终端RCST，用于接收用户终端发送的信息，转换为中继卫星能够接收的信号发送至中继卫星；接收中继卫星发送的信号，转换为用户终端能够接收的信号发送至用户终端；
所述中继卫星，用于将从所述RCST接收的信号透明转发至所述信关站，将从所述信关站接收的信号透明转发至所述RCST。
7.根据权利要求6所述的卫星通信系统，其特征在于，所述卫星通信系统中，至少一个信关站为带有网络出口的第一信关站，其他信关站为不带网络出口的第二信关站；
所述第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口和与第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW，由所述第一信关站的SAE-GW通过第一网络接口将所述业务请求发送至外部网络，并通过所述第一信关站的SAE-GW，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
所述第一信关站的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络，并通过所述第一网络接口，接收外部网络返回的业务数据；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站。
8.一种卫星通信系统的接入方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的通信系统；包括：
卫星终端RCST，接收用户终端发送的接入请求，通过中继卫星将所述接入请求发送至信关站的射频收发模块；
所述信关站的射频收发模块接收到所述接入请求后，将所述接入请求转发送至所述协议转换器；
所述协议转换器接收所述接入请求，将所述接入请求进行协议转换后发送至所述用户数据与服务控制一体化模块SDSCM；
所述SDSCM接收所述接入请求，对所述接入请求中的鉴权信息进行用户鉴权；
用户鉴权完成后，所述SDSCM将接入请求响应发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述接入请求响应发送至所述RCST；
若鉴权成功，所述SDSCM将创建默认承载请求发送至所述服务与分组数据融合网关SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述创建默承载请求，将控制请求信息发送至所述广播卫星互联网业务策略与计费规则功能模块PCRF；
所述PCRF接收所述控制请求信息，将所述控制应答消息发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述控制应答消息，将创建默认承载应答消息发送至所述SDSCM；
所述SDSCM接收所述创建默认承载应答消息，将接受接入消息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述接受接入消息发送至所述RCST；
所述RCST接收所述接受接入消息，生成接入完成消息发送至信关站，并将所述接受接入消息发送至用户终端，完成接入过程。
9.一种卫星通信系统中外部网络业务数据的传输方法，其特征在于，应用于权利要求6所述的通信系统；所述卫星通信系统的多个信关站中，至少一个信关站为第一信关站；
所述第一信关站的SAE-GW具有与外部网络进行通信的第一网络接口；
所述传输方法，包括：
卫星终端RCST，接收用户终端发送的业务请求，通过中继卫星将所述业务请求发送至所述第一信关站的射频收发模块；
所述第一信关站的射频收发模块接收到所述业务请求后，将所述业务请求转发送至所述协议转换器；
所述协议转换器接收所述业务请求，将所述业务请求进行协议转换后发送至所述SDSCM；
所述SDSCM接收所述业务请求，并根据所述SDSCM中已存储的用户签约数据决定是否允许所述用户获得业务；
若不允许，所述SDSCM将业务请求失败信息发送至所述协议转换器，所述协议转换器再通过所述射频收发模块和中继卫星将所述业务请求失败信息发送给所述RCST；
若允许，所述SDSCM将所述业务请求与用户签约数据发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW接收所述业务请求与用户签约数据，将所述用户签约数据发送至所述PCRF，并在接收到所述PCRF发送的控制与计费信息后，将所述业务请求发送至外部；
所述PCRF接收所述用户签约数据，将控制与计费信息发送至所述SAE-GW；
所述SAE-GW接收外部网络根据所述业务请求返回的业务数据；
所述SAE-GW将所述业务数据，通过所述协议转换器、所述射频收发模块和中继卫星发送至RCST；
所述RCST将所述业务数据发送至用户终端。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述卫星通信系统中的其他信关站为不带网络出口的第二信关站；
所述第一信关站还包括与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站的SAE-GW具有与其他第二信关站的SAE-GW进行通信的第二网络接口；
所述第二信关站中的SAE-GW，在接收到业务请求之后，判断所述业务请求是否为针对外部网络的业务请求；如果是，则将所述业务请求通过所述第二网络接口发送至第一信关站的SAE-GW；如果否，则将该业务请求通过所述第二网络接口发送至通信对端的用户终端所属的信关站；
所述第一信关站的SAE-GW，通过第二网络接口接收到所述第二信关站发送的业务请求后，将所述业务请求通过所述第一网络接口发送至外部网络；
所述第一信关站的SAE-GW，通过所述第一网络接口接收外部网络返回的业务数据，判断其是否为针对所述第二信关站的业务请求返回的业务数据；如果是，则通过所述第二网络接口将外部网络返回的业务数据转发至所述第二信关站的SAE-GW；如果否，则将所述外部网络返回的业务数据进行网关处理后发送至第一信关站的协议转换器；
所述第二信关站的SAE-GW，通过所述第二网络接口接收第一信关站转发的外部网络返回的业务数据，进行网关处理后发送至第二信关站的协议转换器。
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