CN111669214A - 一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统 - Google Patents

一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统 Download PDF

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宋汉卿
路易
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Abstract

本发明涉及卫星通信技术领域，具体公开了一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统，该方法包括：机载终端请求接入机载无线接入模块；机载无线接入模块对机载终端进行接入认证；当接入认证成功后，成功连接机载无线接入模块；机载终端请求进行语音通信，机载核心网接收语音通信请求，并向机载终端获取IMSI信息；机载核心网向地面3GPPAAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证；机载核心网将接收到的鉴权认证成功的响应消息和注册认证成功的响应消息通过机载无线接入模块转发给机载终端，完成机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信，解决了用户在飞机上无法进行高质量语音通信问题。

Description

一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，更具体地，涉及一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统。
背景技术
近年来，机载WiFi越来越受到我国民航业的关注，尤其是中星-16号卫星的发射，极大推动了我国高通量卫星通信产业的研究。高通量通信卫星通过多点波束和频率复用技术实现大带宽、高传输速率的效果，同时由于用在机载卫星通信，其衰减会很小，以实现更好的通信质量。
VoWiFi技术就是通过WiFi网络接入核心网并实现语音通信的技术，其在深度覆盖领域有无可比拟的优势，在现在到处都有WiFi的时代，该技术可以很好的解决室内，地下室等区域的深度覆盖问题。
现有的技术只是在陆地上做VoWiFi的部署，无法解决类似于飞机这类广域通信的需求，使得用户在这些交通工具上无法与外界联系。
发明内容
针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的是提供一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统，解决了用户在飞机上无法与外界联系的问题。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
一种基于机载WiFi的机上语音通信方法，包括如下步骤：机载终端请求接入机载无线接入模块；所述机载无线接入模块接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证；当接入认证成功后，所述机载终端成功连接所述机载无线接入模块；当所述机载终端请求进行语音通信时，所述机载无线接入模块将语音通信请求发送给机载核心网；所述机载核心网接收所述语音通信请求，并向所述机载终端获取IMSI信息；所述机载核心网通过卫星通信系统向地面3GPP AAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网；所述机载核心网将接收到的所述鉴权认证成功的响应消息和所述注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，完成所述机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信。
优选的，还包括如下步骤：语音通信结束后，所述机载终端向所述机载核心网发起挂机请求；所述机载核心网接收所述挂机请求，并通过所述卫星通信系统将所述挂机请求传输给地面PDN网关；所述PDN网关接收到所述挂机请求后，将所述挂机请求转发给主叫终端，并等待响应消息；所述地面PDN网关接收到所述主叫终端的响应消息后，通过所述卫星通信系统将所述主叫终端的响应消息转发给所述机载核心网；所述机载核心网接收到所述主叫终端的响应消息后，清除本地承载信息，同时向所述机载终端发送去附着成功消息。
优选的，所述机载核心网收到所述鉴权成功的响应消息和所述注册成功的响应消息后，存储机载终端的权限状态信息和注册信息。
优选的，所述机载终端通过802.11协议组与所述机载无线接入模块建立连接。
优选的，所述IMSI信息为存储在所述机载终端SIM卡中的国际移动用户识别码。
为了实现本发明的目的，本发明的第二方面，提出一种基于机载WiFi的机上语音通信系统，包括：机载终端，用于请求接入机载无线接入模块；所述机载无线接入模块，用于接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证，当接入认证成功后，与所述机载终端成功建立连接；机载核心网，用于当所述机载终端请求进行语音通信时，接收所述机载无线接入模块发送的语音通信请求，并向所述机载终端获取IMSI信息，及通过卫星通信系统向地面3GPP AAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证，以及将接收到的鉴权认证成功的响应消息和注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，完成所述机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信；所述卫星通信系统，用于将所述机载核心网发送的鉴权认证请求、注册认证请求分别对应转发给地面3GPP AAA、地面HSS；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网。
优选的，所述机载终端，还用于语音通信结束后，向所述机载核心网发起挂机请求；所述机载核心网，还用于接收所述挂机请求，并通过所述卫星通信系统将所述挂机请求传输给地面PDN网关，以及接收到主叫终端的响应消息后，清除本地承载信息，同时向所述机载终端发送去附着成功消息；所述卫星通信系统，还用于将所述挂机请求传输给地面PDN网关；所述地面PDN网关，用于接收到所述挂机请求后，将所述挂机请求转发给所述主叫终端，并等待响应消息，及接收到所述主叫终端的响应消息后，通过所述卫星通信系统将所述主叫终端的响应消息转发给所述机载核心网。
优选的，所述机载核心网，还用于收到所述鉴权成功的响应消息和所述注册成功的响应消息后，存储机载终端的权限状态信息和注册信息。
优选的，所述机载终端，还用于通过802.11协议组与所述机载无线接入模块建立连接。
优选的，所述IMSI信息为存储在所述机载终端SIM卡中的国际移动用户识别码。
本发明实施例的一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统具有以下优点：解决了用户在飞机上无法进行高质量语音通信问题，使得用户可以在飞机上通过机载WiFi打电话，并且接听终端能够识别拨打者的电话号码，为运营商带来一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于机载WiFi的机上语音通信方法的整体流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于机载WiFi的机上语音通信方法的细化流程图；
图3为本发明实施例提供的语音通信结束后的去附着流程图；
图4为本发明实施例提供的一种基于机载WiFi的机上语音通信系统的架构图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种基于机载WiFi的机上语音通信方法的整体流程图。
如图1所示，一种基于机载WiFi的机上语音通信方法，包括如下步骤：
一、机载终端请求接入机载无线接入模块；
二、机载无线接入模块对机载终端进行接入认证；其中，所述机载无线接入模块接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证；
三、当接入认证成功后，机载终端成功连接所述机载无线接入模块；
四、机载终端请求进行语音通信，同时所述机载无线接入模块将语音通信请求发送给机载核心网；
五、所述机载核心网接收所述语音通信请求，并向所述机载终端获取IMSI信息；
六、所述机载核心网通过卫星通信系统向地面3GPP AAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网；
七、机载核心网接收到所述鉴权认证成功的响应消息和所述注册认证成功的响应消息；
八、机载核心网将所述鉴权认证成功的响应消息和所述注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，完成所述机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信；
九、用户体验机上语音通话。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种基于机载WiFi的机上语音通信方法的细化流程图。
如图2所示，一种基于机载WiFi的机上语音通信方法，包括如下步骤：
一、机载终端请求接入机载无线接入模块；
二、机载无线接入模块对机载终端进行接入认证；其中，所述机载无线接入模块接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证；
三、判断无线接入认证是否成功？当接入认证成功时，机载终端请求进行语音通信，当接入认证未成功时，返回至“机载无线接入模块对机载终端进行接入认证”的步骤；
四、机载终端请求进行语音通信；
五、机载核心网判断接收到的消息是否为语音通信请求，当为语音通信请求时，向所述机载终端获取IMSI信息，当不为语音通信请求时，直接转发数据业务；
六、机载核心网向机载终端获取IMSI信息；
七、机载核心网通过卫星通信系统向地面3GPP AAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网；当3GPP AAA鉴权认证失败或者HSS注册认证失败，则返回至“机载核心网向机载终端获取IMSI信息”的步骤；
八、机载核心网存储鉴权认证成功的响应消息和所述注册认证成功的响应消息；
九、机载核心网将鉴权认证成功的响应消息和所述注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，通信链路建立完成；
十、用户体验机上语音通话。
在本实施例中，所述机载核心网收到所述鉴权成功的响应消息和所述注册成功的响应消息后，存储机载终端的权限状态信息和注册信息，以便下次请求进行语音通信时直接转发。此外，为了避免权限状态信息存储溢出，一般设置为航班降落清除缓存信息。
在本实施例中，所述机载终端通过802.11协议组与所述机载无线接入模块建立连接。
在本实施例中，所述IMSI信息为存储在所述机载终端SIM卡中的国际移动用户识别码。
在本实施例中，所述机载核心网是指能够判断机载终端所请求的业务是数据业务还是语音通信业务并分别进行处理的设备，同时还要将数据包转化为适合卫星通信的数据包；如果所述机载终端请求的是数据业务，则直接通过卫星传输系统传输，卫星转发到地面站后，经过防火墙进入互联网传输；如果所述机载终端请求的是语音通信业务，则执行类似于ePDG(evolved Packet Data Gateway演进的分组数据网关)网元功能的操作，向用户请求鉴权信息，之后将收到的鉴权信息通过卫星通信系统发送给地面的3GPP AAA进行鉴权，与HSS完成注册，鉴权与注册完成后进行VoWiFi通信。
在本实施例中，所述卫星通信系统包括机载卫星收发模块、卫星中继转发模块以及地面关口站卫星收发模块。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的语音通信结束后的去附着流程图，包括如下步骤：
一、语音通信结束后，所述机载终端向所述机载核心网发起挂机请求；
二、所述机载核心网接收所述挂机请求，并通过所述卫星通信系统将所述挂机请求传输给地面PDN网关；
三、所述PDN网关接收到所述挂机请求后，将所述挂机请求转发给主叫终端，并等待响应消息；
四、所述地面PDN网关接收到所述主叫终端的响应消息后，通过所述卫星通信系统将所述主叫终端的响应消息转发给所述机载核心网；
五、所述机载核心网接收到所述主叫终端的响应消息后，清除本地承载信息，同时向所述机载终端发送去附着成功消息。
在本实施例中，所述地面PDN网关设置在卫星地面关口站，它是VoWiFi技术中的关键设备，也是接入IMS网络的第一个设备。
在本实施例中，在完成第一次语音通信后，WiFi已连接，机载终端的鉴权及注册信息已经存储在机载核心网上。再次发起语音通信请求后，机载核心网直接通过卫星通信系统将语音数据包发送给地面PDN网关，开始与IMS系统建立通信，通信完成后进行上述图3中的去附着流程。
在本实施例中，在完成第一次语音通信后，外来用户发起语音通信请求后，向HSS查询该用户的地面PDN网关，地面PDN网关通过卫星通信系统向机载核心网发送请求，机载核心网收到请求后，反馈请求成功响应给地面PDN网关，同时向机载终端发送一个呼叫建立请求。此外，地面PDN网关将响应返回给主叫用户，至此链路建立完成，便可以进行语音通信。通信完成后进行上述图3中的去附着流程。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种基于机载WiFi的机上语音通信系统的架构图。
如图4所示，一种基于机载WiFi的机上语音通信系统，包括：机载终端，用于请求接入机载无线接入模块；所述机载无线接入模块，用于接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证，当接入认证成功后，与所述机载终端成功建立连接；机载核心网，用于当所述机载终端请求进行语音通信时，接收所述机载无线接入模块发送的语音通信请求，并向所述机载终端获取IMSI信息，及通过卫星通信系统向地面3GPPAAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证，以及将接收到的鉴权认证成功的响应消息和注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，完成所述机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信；所述卫星通信系统，用于将所述机载核心网发送的鉴权认证请求、注册认证请求分别对应转发给地面3GPP AAA、地面HSS；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网。
在本实施例中，所述机载终端，还用于语音通信结束后，向所述机载核心网发起挂机请求；所述机载核心网，还用于接收所述挂机请求，并通过所述卫星通信系统将所述挂机请求传输给地面PDN网关，以及接收到主叫终端的响应消息后，清除本地承载信息，同时向所述机载终端发送去附着成功消息；所述卫星通信系统，还用于将所述挂机请求传输给地面PDN网关；所述地面PDN网关，用于接收到所述挂机请求后，将所述挂机请求转发给所述主叫终端，并等待响应消息，及接收到所述主叫终端的响应消息后，通过所述卫星通信系统将所述主叫终端的响应消息转发给所述机载核心网。
在本实施例中，所述机载核心网，还用于收到所述鉴权成功的响应消息和所述注册成功的响应消息后，存储机载终端的权限状态信息和注册信息。
在本实施例中，所述机载终端，还用于通过802.11协议组与所述机载无线接入模块建立连接。
在本实施例中，所述IMSI信息为存储在所述机载终端SIM卡中的国际移动用户识别码。
在本实施例中，卫星通信系统主要采用具有Ka频段通信模块的中星-16号高通量通信卫星，作为通信传输的中继，Ka频段通信模块具有带宽大、传输速率高的特点，可以提供更好的信息传输。
在本实施例中，地面PDN网关是机载系统与地面公共通信网络通信的重要网元，起到桥梁作用。
在本实施例中，3GPP AAA为鉴权授权计费服务器，HSS为归属签约用户服务器。
在本实施例中，所述机载无线接入模块是AP+AC架构的机载无线接入模块，用AC(Access Controller接入控制器)进行统一管理，同时完成数据汇聚，方便该模块的配置与管理。
在本实施例中，所述机载终端为支持WiFi以及VoWiFi功能的终端设备；所述机载核心网是指具有对机载终端进行鉴权并缓存相关信息的网元设备，此网元为实现VoWiFi的关键机载设备；所述卫星通信系统主要是利用高通量卫星进行路由转发，以实现与陆地公网连接，实现机上语音通信。
本发明实施例的一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统具有以下优点：解决了用户在飞机上无法进行高质量语音通信问题，使得用户可以在飞机上通过机载WiFi打电话，并且接听终端能够识别拨打者的电话号码，为运营商带来一定的经济效益。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于机载WiFi的机上语音通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
机载终端请求接入机载无线接入模块；
所述机载无线接入模块接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证；
当接入认证成功后，所述机载终端成功连接所述机载无线接入模块；
当所述机载终端请求进行语音通信时，所述机载无线接入模块将语音通信请求发送给机载核心网；
所述机载核心网接收所述语音通信请求，并向所述机载终端获取IMSI信息；
所述机载核心网通过卫星通信系统向地面3GPP AAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网；
所述机载核心网将接收到的所述鉴权认证成功的响应消息和所述注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，完成所述机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信。
2.根据权利要求1所述的基于机载WiFi的机上语音通信方法，其特征在于，还包括如下步骤：
语音通信结束后，所述机载终端向所述机载核心网发起挂机请求；
所述机载核心网接收所述挂机请求，并通过所述卫星通信系统将所述挂机请求传输给地面PDN网关；
所述PDN网关接收到所述挂机请求后，将所述挂机请求转发给主叫终端，并等待响应消息；
所述地面PDN网关接收到所述主叫终端的响应消息后，通过所述卫星通信系统将所述主叫终端的响应消息转发给所述机载核心网；
所述机载核心网接收到所述主叫终端的响应消息后，清除本地承载信息，同时向所述机载终端发送去附着成功消息。
3.根据权利要求1所述的基于机载WiFi的机上语音通信方法，其特征在于，还包括：所述机载核心网收到所述鉴权成功的响应消息和所述注册成功的响应消息后，存储机载终端的权限状态信息和注册信息。
4.根据权利要求1所述的基于机载WiFi的机上语音通信方法，其特征在于，还包括：所述机载终端通过802.11协议组与所述机载无线接入模块建立连接。
5.根据权利要求1所述的基于机载WiFi的机上语音通信方法，其特征在于，还包括：所述IMSI信息为存储在所述机载终端SIM卡中的国际移动用户识别码。
6.一种基于机载WiFi的机上语音通信系统，其特征在于，包括：
机载终端，用于请求接入机载无线接入模块；
所述机载无线接入模块，用于接收到所述机载终端的连接请求后，通过AAA方式对所述机载终端进行接入认证，当接入认证成功后，与所述机载终端成功建立连接；
机载核心网，用于当所述机载终端请求进行语音通信时，接收所述机载无线接入模块发送的语音通信请求，并向所述机载终端获取IMSI信息，及通过卫星通信系统向地面3GPPAAA请求鉴权认证以及向地面HSS请求注册认证，以及将接收到的鉴权认证成功的响应消息和注册认证成功的响应消息通过所述机载无线接入模块转发给所述机载终端，完成所述机载终端的鉴权与注册工作，通信链路建立完成，开始进行语音通信；
所述卫星通信系统，用于将所述机载核心网发送的鉴权认证请求、注册认证请求分别对应转发给地面3GPP AAA、地面HSS；其中，所述3GPP AAA鉴权认证成功后，将鉴权认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网，同时，所述HSS注册认证成功后，将注册认证成功的响应消息通过卫星通信系统传输给所述机载核心网。
7.根据权利要求6所述的基于机载WiFi的机上语音通信系统，其特征在于，
所述机载终端，还用于语音通信结束后，向所述机载核心网发起挂机请求；
所述机载核心网，还用于接收所述挂机请求，并通过所述卫星通信系统将所述挂机请求传输给地面PDN网关，以及接收到主叫终端的响应消息后，清除本地承载信息，同时向所述机载终端发送去附着成功消息；
所述卫星通信系统，还用于将所述挂机请求传输给地面PDN网关；
所述地面PDN网关，用于接收到所述挂机请求后，将所述挂机请求转发给所述主叫终端，并等待响应消息，及接收到所述主叫终端的响应消息后，通过所述卫星通信系统将所述主叫终端的响应消息转发给所述机载核心网。
8.根据权利要求6所述的基于机载WiFi的机上语音通信系统，其特征在于，所述机载核心网，还用于收到所述鉴权成功的响应消息和所述注册成功的响应消息后，存储机载终端的权限状态信息和注册信息。
9.根据权利要求6所述的基于机载WiFi的机上语音通信系统，其特征在于，所述机载终端，还用于通过802.11协议组与所述机载无线接入模块建立连接。
10.根据权利要求6所述的基于机载WiFi的机上语音通信系统，其特征在于，所述IMSI信息为存储在所述机载终端SIM卡中的国际移动用户识别码。
CN202010446807.3A 2020-05-25 2020-05-25 一种基于机载WiFi的机上语音通信方法及系统 Pending CN111669214A (zh)

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