CN111865401A - 卫星网络物理网元划分方法及装置、分组通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种卫星网络物理网元划分方法及装置、分组通信方法及系统,方法包括:将全网网元划分为若干不同通信组;为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。在保障链路质量时,尽量降低发射功率,减少临近信道干扰、卫星转发器及功放负担。通过对大规模卫星网络中物理网元的逻辑划分,将一个大网划分为多个逻辑小网,从而缩小广播域,降低网元业务处理压力。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术,尤其涉及大规模卫星网络物理网元划分方法及装置、分组通信方法及系统。
背景技术
在大规模卫星通信网络中,由于网元数量众多,普通星状组网情况下,中心站面临着巨大的业务处理压力,并且,由于所有端站同属一个广播信道下,端站的信息处理压力也十分巨大,需要主动丢弃不属于自己的业务数据。
发明内容
为了解决相关现有技术中存在的不足,本发明提供一种大规模卫星网络物理网元划分方法及装置、分组通信方法及系统,通过对大规模卫星网络中物理网元的逻辑划分,将一个大网划分为多个逻辑小网,从而缩小广播域,降低网元业务处理压力。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术:
一种卫星网络物理网元划分方法,其特征在于,包括步骤:
将全网网元划分为若干不同通信组;
为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。
进一步,每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组。
进一步,所述入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令;
所述出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
一种卫星网络物理网元划分装置,其特征在于,包括:
分组单元,用于将全网网元划分为若干不同通信组;
信息产生单元,用于为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发单元,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
校验单元,用于对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
出境单元,用于使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。
进一步,每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组。
进一步,所述入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令;
所述出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
一种卫星网络分组通信方法,其特征在于,包括步骤:
将全网网元划分为若干不同通信组;
为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;
对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
进一步,每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组。
进一步,在进行资源分配/资源广播时:
对发出资源申请的本级受控网元,校验其携带的入境信令与对应的本级组通信组ID信息关系;
对校验通过的本级受控网元分发资源,并使其出境信令携带对应的本级组通信组ID信息;
对准备建立物理信道的本级受控网元与下级受控网元,校验本级受控网元对应的本级组通信组ID信息与下级受控网元对应的下级组通信组ID信息是否为同一组,若为同一组,则下级受控网元接收本级受控网元的信道资源广播,若不为同一组,则下级受控网元放弃接收。
一种卫星网络分组通信系统,其特征在于,包括:
分组模块,用于将全网网元划分为若干不同通信组;
信息产生模块,用于为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发模块,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
校验模块,用于对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
出境模块,用于使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;
广播模块,用于对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
本发明提供的一种卫星网络通信系统,其特征在于,包括:
全网网元;
网络管理系统NMS,用于将全网网元划分为若干不同通信组,并为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;网络管理系统NMS连接各网元;
网络管理系统NCS,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元,对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验,使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;网络管理系统NCS连接网络管理系统NMS;网络管理系统NCS连接各网元;
当各受控网元在准备建立物理信道时,校验各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
本发明有益效果:
本发明可以使得一个大规模的卫星网络被分为多个通信组,每个通信组可以具有独的信道资源以及独立的资源管理策略,可以实现多层级的组网方式(树状网络);缩小广播域后,能够降低各网元的业务处理压力。灵活的组关系变更,同时保留了全网互通的能力。
附图说明
图1为通过本发明进行网络划分后的拓扑结构图。
图2为卫星网络物理网元划分装置实施例的结构示意图。
图3为卫星网络分组通信系统实施例的结构图。
图4为卫星网络通信系统实施例的结构图。
具体实施方式
本发明卫星网络物理网元划分方法的一种实施方式:
在网络管理系统中(后称:NMS)提供通信组关系配置功能和通信组关系变更管理功能。
将全网网元划分为若干不同通信组;通过NMS为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息。
在网络控制系统中(后称:NCS),根据当前通信组关系为每个受控网元生产一组GID(通信组ID),并且在网元入网时,对符合入网申请鉴权的情况,通过特定信令分发GID到各受控网元。
在NCS中,对网元入境信令的处理需要根据GID进行校验,并在出境信令中携带GID,使得仅有同组的网元间可以互相建立物理信道,由此完成对卫星网络物理网元划分。
所述入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令。
所述出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
图2所示,为一发多收设备大规模组网下,按本发明的划分方法进行网络划分后的效果。
配置方法:通过NMS的图像化界面将全网网元划分为通信组1和通信组2。
GID规划:每个网元拥有一组GID。每组GID包括两部分,分别表示本级组和下级组,以下表示为<本级GID,下级GID>。假设主站GID为<0,1>,那么关口站GID为<1,2>,通信组1的端站GID为<1,0>,通信组2的端站GID为<2,0>。
入网场景:获取通信组关系。每个网元通过信令信道发送入网申请,NCS进行入网鉴权后将对应网元的GID下发到网元,网元回复成功,入网完成。
在NCS中,对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令。出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。从而使得仅有同组的网元间可以互相建立物理信道,由此完成对卫星网络物理网元划分。
通过此例可以看到通过方案中描述的方法,可以将一个大规模的卫星网络划分为多个物理隔离的小网,并形成了层级网络的形态,缩小了广播域,降低了各网元业务处理压力。
如图2所述,为本发明提供的卫星网络物理网元划分装置的一种实施例。
装置包括:
分组单元,用于将全网网元划分为若干不同通信组;
信息产生单元,用于为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发单元,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
校验单元,用于对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
出境单元,用于使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。
所述入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令。
所述出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
本装置通过分组单元、信息产生单元、下发单元、校验单元、出境单元的依次运行,完成各单元表述的功能,以完成对卫星网络物理网元划分,可以将一个大规模的卫星网络划分为多个物理隔离的小网,并形成了层级网络的形态,缩小了广播域,降低了各网元业务处理压力。
本发明卫星网络分组通信方法的一种实施方式:
在网络管理系统中(后称:NMS)提供通信组关系配置功能和通信组关系变更管理功能。
将全网网元划分为若干不同通信组;通过NMS为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息。
在网络控制系统中(后称:NCS),根据当前通信组关系为每个受控网元生产一组GID(通信组ID),并且在网元入网时,对符合入网申请鉴权的情况,通过特定信令分发GID到各受控网元。
在NCS中,对网元入境信令的处理需要根据GID进行校验,并在出境信令中携带GID,使得仅有同组的网元间可以互相建立物理信道。入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令。出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。具体是,各网元将根据当前获得的GID信息进行相应的业务行为,如:选择性丢弃广播信道的资源信令,从而使不同广播域的网元可以工作在不同的广播信道上。
具体的,每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组;
在进行资源分配/资源广播时:
对发出资源申请的本级受控网元,校验其携带的入境信令与对应的本级组通信组ID信息关系;对校验通过的本级受控网元分发资源,并使其出境信令携带对应的本级组通信组ID信息;对准备建立物理信道的本级受控网元与下级受控网元,校验本级受控网元对应的本级组通信组ID信息与下级受控网元对应的下级组通信组ID信息是否为同一组,若为同一组,则下级受控网元接收本级受控网元的信道资源广播,若不为同一组,则下级受控网元放弃接收。
如图1所示,为一发多收设备大规模组网下,按本发明的通信方法进行实施的拓扑结构图。
通过NMS的图像化界面将全网网元划分为通信组1和通信组2。
GID规划:每个网元拥有一组GID。每组GID包括两部分,分别表示本级组和下级组,以下表示为<本级GID,下级GID>。假设主站GID为<0,1>,那么关口站GID为<1,2>,通信组1的端站GID为<1,0>,通信组2的端站GID为<2,0>。
入网场景:获取通信组关系,每个网元通过信令信道发送入网申请,NCS进行入网鉴权后将对应网元的GID下发到网元,网元回复成功,入网完成。
在NCS中,对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令。出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
网元资源分配场景:
1)网元申请资源:
网元进行资源申请时携带通信目的网元ID,NCS根据目的网元ID和通信组关系校验端站申请有效性(不同组,直接回复申请失败),校验通过后,NCS进行资源分配,并向相应网元分发资源信息。
2)广播资源管理:
广播资源指主站或关口站到对应下属端站方向的信道资源。以图1中通信组2为例,关口站分得资源后,NCS需要向其所属的下属网元(即通信组2中的端站)进行信道资源广播,广播的内容为关口站所分得的发射资源及通信组ID=2;通信组2的端站接通过信令信道收到该广播后校验GID,发现与自身的本级GID相等,接收该广播信令,并接受该广播资源;同时,通信组1的端站及通信组2的关口站自身也将收到该广播信令,但由于信令中的组ID与自身本级GID不相同,所以不会接受该广播资源。这样便实现了通信组1和通信组2在业务层面上的物理隔离。
组间拓扑变更场景:在划分了通信组后,还可以通过NMS的图像化界面进行通信组关系变更,可以将特定通信组中的网元转移到其他的通信组,在变化过程中,NCS会进行资源回收,组关系变更通知。网元在进入新的通信组后,可能接收到新的广播资源,此时仅按照前文所述广播资源管理进行自动变更即可恢复通信。
通过此例可以看到通过方案中描述的方法,可以将一个大规模的卫星网络划分为多个物理隔离的小网,并形成了层级网络的形态,缩小了广播域,降低了各网元业务处理压力。
如图3所述,为本发明提供的卫星网络分组通信系统的一种实施例。
装置包括:
分组模块,用于将全网网元划分为若干不同通信组;
信息产生模块,用于为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发模块,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
校验模块,用于对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
出境模块,用于使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;
广播模块,用于对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组;入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令;出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
本系统通过分组模块、信息产生模块、下发模块、校验模块、出境模块、广播模块的依次运行,完成各模块表述的功能,以完成对卫星网络物理网元划分后的通信。
具体的,本系统在进行资源分配/资源广播时:对发出资源申请的本级受控网元,校验其携带的入境信令与对应的本级组通信组ID信息关系;对校验通过的本级受控网元分发资源,并使其出境信令携带对应的本级组通信组ID信息;对准备建立物理信道的本级受控网元与下级受控网元,校验本级受控网元对应的本级组通信组ID信息与下级受控网元对应的下级组通信组ID信息是否为同一组,若为同一组,则下级受控网元接收本级受控网元的信道资源广播,若不为同一组,则下级受控网元放弃接收。
通过本系统,可以将一个大规模的卫星网络划分为多个物理隔离的小网,并形成了层级网络的形态,缩小了广播域,降低了各网元业务处理压力。
如图4所述,为本发明提供的卫星网络通信系统的又一种实施例。
装置包括:
全网网元;
网络管理系统NMS,用于将全网网元划分为若干不同通信组,并为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;网络管理系统NMS连接各网元;
网络管理系统NCS,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元,对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验,使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;网络管理系统NCS连接网络管理系统NMS;网络管理系统NCS连接各网元;
当各受控网元在准备建立物理信道时,校验各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
通过NMS的图像化界面将全网网元划分为通信组1和通信组2。
通过NMS进行GID规划:每个网元拥有一组GID。每组GID包括两部分,分别表示本级组和下级组,以下表示为<本级GID,下级GID>。假设主站GID为<0,1>,那么关口站GID为<1,2>,通信组1的端站GID为<1,0>,通信组2的端站GID为<2,0>。
通过NCS进行入网管理:获取通信组关系,每个网元通过信令信道发送入网申请,NCS进行入网鉴权后将对应网元的GID下发到网元,网元回复成功,入网完成。
在NCS中,对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令。出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
网元进行资源申请时携带通信目的网元ID,NCS根据目的网元ID和通信组关系校验端站申请有效性(不同组,直接回复申请失败),校验通过后,NCS进行资源分配,并向相应网元分发资源信息。
通过本系统进行广播资源管理的实施方式,以图1为例说明:
广播资源指主站或关口站到对应下属端站方向的信道资源。关口站分得资源后,NCS需要向其所属的下属网元(即通信组2中的端站)进行信道资源广播,广播的内容为关口站所分得的发射资源及通信组ID=2;通信组2的端站接通过信令信道收到该广播后校验GID,发现与自身的本级GID相等,接收该广播信令,并接受该广播资源;同时,通信组1的端站及通信组2的关口站自身也将收到该广播信令,但由于信令中的组ID与自身本级GID不相同,所以不会接受该广播资源。这样便实现了通信组1和通信组2在业务层面上的物理隔离。
通过此例可以看到通过方案中描述的方法,可以将一个大规模的卫星网络划分为多个物理隔离的小网,并形成了层级网络的形态,缩小了广播域,降低了各网元业务处理压力。
Claims (10)
1.一种卫星网络物理网元划分方法,其特征在于,包括步骤:
将全网网元划分为若干不同通信组;
为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。
2.根据权利要求1所述的卫星网络物理网元划分方法,其特征在于,每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组。
3.根据权利要求1所述的卫星网络物理网元划分方法,其特征在于:
所述入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令;
所述出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
4.一种卫星网络物理网元划分装置,其特征在于,包括:
分组单元,用于将全网网元划分为若干不同通信组;
信息产生单元,用于为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发单元,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
校验单元,用于对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
出境单元,用于使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息。
5.根据权利要求4所述的卫星网络物理网元划分装置,其特征在于,每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组。
6.根据权利要求4所述的卫星网络物理网元划分装置,其特征在于:
所述入境信令,是指从各受控网元发往网络控制系统NCS的信令;
所述出境信令,是指从网络控制系统NCS发往各受控网元的信令。
7.一种卫星网络分组通信方法,其特征在于,包括步骤:
将全网网元划分为若干不同通信组;
为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;
对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
8.根据权利要求7所述的卫星网络分组通信方法,其特征在于,
每一组所述通信组ID信息,包括两部分:本级组和下级组;
在进行资源分配/资源广播时:
对发出资源申请的本级受控网元,校验其携带的入境信令与对应的本级组通信组ID信息关系;
对校验通过的本级受控网元分发资源,并使其出境信令携带对应的本级组通信组ID信息;
对准备建立物理信道的本级受控网元与下级受控网元,校验本级受控网元对应的本级组通信组ID信息与下级受控网元对应的下级组通信组ID信息是否为同一组,若为同一组,则下级受控网元接收本级受控网元的信道资源广播,若不为同一组,则下级受控网元放弃接收。
9.一种卫星网络分组通信系统,其特征在于,包括:
分组模块,用于将全网网元划分为若干不同通信组;
信息产生模块,用于为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;
下发模块,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元;
校验模块,用于对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验;
出境模块,用于使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;
广播模块,用于对准备建立物理信道的受控网元,校验其各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
10.一种卫星网络通信系统,其特征在于,包括:
全网网元;
网络管理系统NMS,用于将全网网元划分为若干不同通信组,并为每个受控网元对应产生一组通信组ID信息;网络管理系统NMS连接各网元;
网络管理系统NCS,用于下发对应的通信组ID信息至符合入网申请鉴权的受控网元,对受控网元的入境信令与对应通信组ID信息关系进行校验,使校验通过的受控网元的出境信令携带对应通信组ID信息;网络管理系统NCS连接网络管理系统NMS;网络管理系统NCS连接各网元;
当各受控网元在准备建立物理信道时,校验各自对应的通信组ID信息,若为同组,则建立物理信道,若不为同组,则放弃建立物理信道。
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