CN113347674B - 一种地面和卫星融合的链路切换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面和卫星融合的链路切换方法及系统，本申请实施例中的双链路分别指终端通过卫星接入网接入核心网的链路，以及终端通过地面接入网接入核心网的链路，本申请实施例提出以地面接入网一侧的核心网接入与移动性管理网元切换来发起双链路切换的方案，卫星接入网一侧的链路根据地面接入网一侧的链路切换而发起切换，防止发生由于卫星移动导致终端与地面连接不可用的情况，提高双链路切换的成功率，为双链路切换问题提供了一个切实可行的方案，对于地面与卫星融合的移动网络发展起到积极的影响。本申请实施例可广泛应用于地面和卫星融合的移动网络系统。

Description

一种地面和卫星融合的链路切换方法及系统

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种地面和卫星融合的链路切换方法及系统。

背景技术

随着通信技术的不断发展，5G时代来临，地面移动通信的网络传输质量也越来越高，但是，在一些偏远山区等地，地面移动通信无法做到全面覆盖。而卫星通信的信号覆盖面更广，能够为许多地面移动信号无法覆盖的地区提供网络信号。随着移动通信的进一步发展，可以预见未来的趋势是地面移动网络和卫星移动网络融合，并各自发挥所长。相关技术中，根据不同移动终端的通信质量要求，提出了终端通过原本的地面移动网络接入网(地面接入网)以及卫星接入网同时建立通信链路的方法，然而在实际的实现过程中，这种双链路的方案还存在许多问题，其中一个问题是：移动终端存在需要切换核心网的接入和移动性管理网元的情况，在这种情况下，两条链路应该如何进行切换，如何确定链路的切换顺序...对于这些问题，相关技术目前仍缺少比较可行的解决方案。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种地面和卫星融合的链路切换方法及系统，能够为终端与地面接入网、卫星接入网的双链路切换问题提供一种可行的解决方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种地面和卫星融合的链路切换方法，包括：响应于源基站发送的第一切换请求，第一网元向第二网元发送第二切换请求；所述第一切换请求用于向接收方询问是否支持第一切换；所述第二切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换和第二切换；响应于所述第二网元发送的第一切换应答，所述第一网元向所述源基站发送第一切换消息，并向卫星发送第二切换消息；所述第一切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换和第二切换；所述第一切换消息用于通知接收方进行所述第一切换；所述第二切换消息用于通知接收方进行所述第二切换；响应于所述第二网元发送的第一成功消息，所述第一网元释放所述第一网元和所述源基站之间的数据链路；所述第一成功消息用于表示所述第一切换和所述第二切换完成；其中，所述第一网元为所述源基站对应的源接入与移动性管理网元；所述第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元；其中，所述第一切换表示终端的数据链路从所述源基站切换到所述目标基站，所述第二切换表示所述卫星的数据链路从第一网元切换到第二网元。

可选地，所述方法还包括：响应于所述第二切换消息，所述卫星进行所述第二切换，并向所述第二网元发送第二成功消息；所述第二成功消息用于表示所述第二切换完成。

可选地，所述方法还包括：响应于所述第一切换消息，所述源基站向所述终端发送第三切换消息；所述第三切换消息用于通知接收方进行所述第一切换。

可选地，所述方法还包括：响应于所述第三切换消息，所述终端进行所述第一切换，并向所述目标基站发送第三成功消息；所述第三成功消息用于表示所述第一切换完成。

可选地，还包括：响应于所述第三成功消息，所述目标基站向所述第二网元发送第四成功消息，所述第四成功消息用于表示所述第一切换完成。

可选地，所述方法还包括：若所述第二切换失败：所述第一网元通过卫星接入网向所述终端发送重新注册消息，以使所述终端重新接入新的卫星；所述切换通知用于通知所述第一网元切换所述卫星链路。

可选地，所述方法还包括：若所述终端先通过所述卫星接入第三网元，再通过地面接入网接入所述第二网元，所述第二网元向所述第一网元发送第四切换消息；所述第四切换消息用于通知接收方进行第三切换；响应于所述第四切换消息，所述第一网元向所述卫星发送第五切换消息；所述第五切换消息用于通知接收方进行所述第三切换；响应于所述第五切换消息，所述卫星进行所述第三切换，并向所述第二网元发送第五成功消息，所述第五成功消息用于表示所述第三切换完成；响应于所述第五成功消息，所述第二网元向所述第一网元发送第六成功消息，所述第六成功消息用于表示所述第三切换完成；响应于所述第六成功消息，所述第一网元释放所述第一网元和所述卫星之间的数据链路；其中，所述第三网元为核心网中区别于所述第二网元的接入与移动性管理网元；其中，所述第三切换表示卫星的数据链路从所述第三网元切换到所述第二网元。

第二方面，本申请实施例提供了一种地面和卫星融合的链路切换方法，包括：响应于第一网元发送的第二切换请求，第二网元向会话管理网元和目标基站分别发送第三切换请求，并向卫星发送第四切换请求；其中，所述第一网元为源基站对应的源接入与移动性管理网元；所述第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元；其中，所述第二切换请求用于向接收方询问是否支持第一切换和第二切换，所述第三切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换；所述第四切换请求用于向接收方询问是否支持所述第二切换；其中，所述第一切换表示终端的数据链路从所述源基站切换到所述目标基站，所述第二切换表示所述卫星的数据链路从所述第一网元切换到所述第二网元；响应于所述会话管理网元和所述目标基站发送的第二切换应答以及所述卫星发送的第三切换应答，所述第二网元向所述第一网元发送所述第一切换应答；其中，所述第二切换应答用于向接收方表示是否支持所述所述第一切换，所述第三切换应答用于向接收方表示是否支持所述第二切换，所述第一切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换和所述第二切换；响应于所述目标基站发送的第四成功消息和所述卫星发送的第二成功消息，所述第二网元向所述第一网元发送所述第一成功消息，并向所述会话管理网元发送所述第七成功消息；其中，所述第四成功消息用于表示所述第一切换完成，所述第二成功消息用于表示所述第二切换完成，所述第一成功消息用于表示所述第一切换和所述第二切换完成，所述第七成功消息表示所述第一切换和所述第二切换完成。

可选地，所述方法还包括：响应于所述第七成功消息，所述会话管理网元更新终端的会话信息。

第三方面，本申请实施例提供了一种地面和卫星融合的链路切换系统，包括：终端、源基站、目标基站、卫星、第一网元、第二网元和会话管理网元；所述终端用于根据第三切换消息进行第一切换，并向所述目标基站发送第三成功消息；其中，所述第三切换消息用于通知接收方进行所述第一切换，所述第一切换表示所述终端的数据链路从所述源基站切换到所述目标基站，所述第三成功消息用于表示所述第一切换完成；所述源基站用于根据第一切换消息，向所述终端发送第三切换消息；其中，所述第一切换消息用于通知接收方进行所述第一切换，所述第三切换消息用于通知接收方进行所述第一切换；所述目标基站用于根据第三成功消息，向所述第二网元发送第四成功消息；根据第三切换请求向所述第二网元发送第二切换应答；其中，所述第三成功消息用于表示所述第一切换完成，所述第四成功消息用于表示所述第一切换完成，所述第三切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换，所述第二切换应答用于向接收方表示是否支持所述所述第一切换；所述卫星用于根据第二切换消息，进行第二切换，并向所述第二网元发送第二成功消息；根据第四切换请求向所述第二网元发送第三切换应答；其中，所述第二切换消息用于通知接收方进行所述第二切换，所述第二切换表示所述卫星的数据链路从所述第一网元切换到所述第二网元，所述第二成功消息用于表示所述第二切换完成，所述第四切换请求用于向接收方询问是否支持所述第二切换，所述第三切换应答用于向接收方表示是否支持所述第二切换；所述第一网元用于根据第一切换请求向所述第二网元发送第二切换请求；根据第一切换应答向所述源基站发送所述第一切换消息，并向卫星发送所述第二切换消息；根据第一成功消息释放所述第一网元和所述源基站之间的数据链路；其中，所述第一网元为所述源基站对应的源接入与移动性管理网元；其中，所述第一切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换，所述第二切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换和所述第二切换，所述第一切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换和所述第二切换，所述第一成功消息用于表示所述第一切换和所述第二切换完成；所述第二网元用于根据所述第二切换请求向所述会话管理网元和所述目标基站发送所述第三切换请求，并向所述卫星发送所述第四切换请求；根据所述第二切换应答和所述第三切换应答向所述第一网元发送所述第一切换应答；根据所述第四成功消息和所述第二成功消息向所述第一网元发送所述第一成功消息，并向所述会话管理网元发送第七成功消息；其中，所述第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元；其中，所述第七成功消息表示所述第一切换和所述第二切换完成；所述会话管理网元用于根据所述第三切换请求向所述第二网元发送所述第二切换应答；根据所述第七成功消息更新所述终端的会话信息。

本申请实施例的有益效果如下：第一网元接收到源基站发送的第一切换请求，则第一网元向第二网元发送第二切换请求；第二网元向会话管理网元和目标基站发送第三切换请求，并向卫星发送第四切换请求，当接收到第二切换应答和第三切换应答后，第二网元向第一网元发送第一切换应答，则第一网元向源基站发送第一切换消息，并向卫星发送第二切换消息，卫星进行第二切换，将数据链路从第一网元切换到第二网元，切换成功后向第二网元发送第二成功消息；而源基站向终端发送第三切换消息，终端进行第一切换，将数据链路从源基站切换到目标基站；终端切换成功后，向目标基站发送第三成功消息，目标基站向第二网元发送第四成功消息，则第二网元向第一网元发送第一成功消息，并向会话管理网元发送第七成功消息，第一网元释放与源基站的数据链路，会话管理网元更新终端的会话信息，完成本次双链路的切换。本申请实施例中的双链路分别指终端通过卫星接入网接入核心网的链路，以及终端通过地面接入网接入核心网的链路，本申请实施例提出以地面接入网一侧的核心网接入与移动性管理网元切换来发起双链路切换的方案，卫星接入网一侧的链路根据地面接入网一侧的链路切换而发起切换，防止发生由于卫星移动导致终端与地面连接不可用的情况，提高双链路切换的成功率，为双链路切换问题提供了一个切实可行的方案。对于地面与卫星融合的移动网络发展起到积极的影响。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是本申请实施例提供的地面和卫星融合的通信系统示意图；

图2为本申请实施例提供的地面和卫星融合的链路切换系统示意图；

图3为本申请实施例提供的第一链路切换方法的步骤流程图；

图4为本申请实施例提供的第二链路切换方法的步骤流程图；

图5为本申请实施例提供的地面和卫星融合的链路切换方法的示意图；

图6为本申请实施例提供的终端注册阶段的链路切换方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在移动通信领域，以5G通信为代表的的地面移动通信传输质量高，但信号覆盖范围小，在海面、偏远山区等地难以做到信号全覆盖；而卫星移动通信传输质量略逊，但信号覆盖范围大，可以做到全球覆盖。随着“6G＝5G+低轨卫星”概念的提出，可以预见未来的趋势是地面移动网络和卫星移动网络融合，并各自发挥所长。具体是终端通过原本的地面移动网络接入网(地面接入网)以及卫星接入网同时建立两条通信链路，但实际情况下，终端移动时需要进行核心网的切换，在这种情况下，两条链路应该如何进行切换，如何确定链路的切换顺序...对于这些问题，相关技术目前仍缺少比较可行的解决方案。

基于此，本申请实施例提供了一种地面和卫星融合的链路切换方法及系统，提出以地面接入网一侧的核心网接入与移动性管理网元切换来发起双链路切换的方案，并公开这种链路切换方法的具体实施过程。由于在本申请实施例中，卫星接入网一侧的链路根据地面接入网一侧的链路切换而发起切换，可以防止发生由于卫星移动导致终端与地面连接不可用的情况，提高双链路切换的成功率和可行性。

在展开本申请实施例的阐述之前，先对几个名词进行解释：

AMF：Access and Mobility Management Function，接入与移动性管理功能，该功能主要负责5G网络中控制面的接入与移动性管理。

SMF：Session Management Function，会话管理功能负责，该功能主要5G网络中控制面中的会话管理。

MME：Mobility Management Entity，移动性管理实体，该功能主要负责4G中终端的移动性管理与会话管理。

SGW：Serving Gateway，服务网关，该功能主要负责4G中会话管理功能。

NRF：Network Repository Function，网络存储功能。

DNS：Domain Name System，域名系统。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

参考图1，图1是本申请实施例提供的地面和卫星融合的通信系统示意图，该通信系统包括终端110、第一基站120、第二基站130、第一卫星接入站140、第二卫星接入站150，卫星160，另外图1中两个椭圆区域分别为第一区域170和第二区域180。如图1所示，第一区域为第一接入与移动性管理网元管理的地面移动网络区域，其中有对应的第一基站和第一卫星接入站；第二区域为第二接入与移动性管理网元管理的地面移动网络区域，其中有对应的第二基站和第二卫星接入站。当终端从第一区域移动到第二区域，需要从第一接入与移动性管理网元切换到第二接入与移动性管理网元，因此对于地面移动通信，终端的数据链路需要从第一基站切换到第二基站。终端在第一区域时，卫星通过第一卫星接入站与终端建立连接，当终端移动到第二区域，由于卫星的覆盖范围较广，其信号覆盖范围中包括第一区域和第二区域，因此卫星配合地面移动网络切换到第二接入与移动性管理网元，从而保证终端通过地面接入网接入的接入与移动性管理网元和终端通过卫星接入网接入的接入与移动性管理网元为同一个，方便终端链路的管理和保持数据的一致性。

需要说明的是，由于卫星通信中使用的低轨卫星和中轨卫星并不相对于地面静止，因此卫星不能指定属于地面某一区域的接入与移动性管理网元。换言之，卫星在地面的信号覆盖是不确定的，因此卫星也不能随意指定终端需要切换的接入与移动性管理网元，否则可能会发生如下情况：终端通过卫星接入网接入一个接入与移动性管理网元A(下称网元A)终端所在位置附近没有网元A对应的地面基站，导致终端无法通过地面接入网与网元A建立数据连接，导致双链路失效。但当双链路连接以地面连接为准，情况则有所不同。由于地面基站与其附近的核心网区域是固定对应的，终端通过地面接入网连接到的核心网一般距离终端较近，一般不会出现极端的、终端通过卫星接入或者地面基站接入的接入与移动性管理网元终端偏离很远的情况，因此，本申请提出的根据终端与地面接入网的通信链路切换为主的方案，比以终端与卫星接入网的通信链路切换为主的方案更合理，可行性更高，能够有效保证双链路切换的成功率。

需要说明的是，图1中第一区域和第二区域均以一个基站和一个卫星接入站作为实例说明，实际情况中可能存在多个基站和多个卫星接入站。

需要说明的是，本申请实施例中的接入与移动性管理网包括5G网络中的AMF网元和4G网元中的MME网元，也包括其他网络中负责接入与移动性管理的实体。而本申请实施例中的会话管理5G中SMF网元和4G的SGW网元，也包括其他网络中负责会话管理功能的实体。

参考图2，图2为本申请实施例提供的地面和卫星融合的链路切换系统示意图，该系统包括终端210、源基站220、目标基站230、卫星240、第一网元250、第二网元260和会话管理网元270；其中，第一网元为源基站对应的源接入与移动性管理网元；第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元。终端根据第三切换消息进行第一切换，并向目标基站发送第三成功消息；源基站根据第一切换消息，向终端发送第三切换消息；目标基站根据第三成功消息，向第二网元发送第四成功消息；根据第三切换请求向第二网元发送第二切换应答；卫星根据第二切换消息，进行第二切换，并向第二网元发送第二成功消息；根据第四切换请求向第二网元发送第三切换应答；第一网元根据第一切换请求向第二网元发送第二切换请求；根据第一切换应答向源基站发送第一切换消息，并向卫星发送第二切换消息；根据第一成功消息释放第一网元和源基站之间的数据链路；第二网元根据第二切换请求向会话管理网元和目标基站发送第三切换请求，并向卫星发送第四切换请求；根据第二切换应答和第三切换应答向第一网元发送第一切换应答；根据第四成功消息和第二成功消息向第一网元发送第一成功消息，并向会话管理网元发送第七成功消息；会话管理网元根据第三切换请求向第二网元发送第二切换应答；根据第七成功消息更新终端的会话信息。

需要说明的是，以图1中的“终端110”和图2中的“终端210”都指如手机等的移动终端，但是图1主要是用于说明地面与卫星融合的双链路原理，并说明本申请实施例中以终端与地面接入网的通信链路切换为主的思路；而图2主要是用于说明在链路切换过程中主要涉及的网元、基站等组成的系统，因此图1和图2没有必然的对应关系。

应用于图2所示的地面和卫星融合的链路切换系统的地面和卫星融合的链路切换方法将在下文中阐述。

由于本申请实施例中涉及的信令交换较多，为了将本方案阐述清楚，首先以第一网元的角度阐述本申请实施例提供的地面和卫星融合的链路切换方法，参照图3，图3为本申请实施例提供的第一链路切换方法的步骤流程图，该方法包括但不限于步骤S300-S320：

S300、响应于源基站发送的第一切换请求，第一网元向第二网元发送第二切换请求；

具体地，上文中结合图1，已经对本申请中以地面链路切换为主的思路进行了阐述。因此，当终端移动至另一核心网覆盖的区域，需要切换终端所连接的基站，则源基站向第一发送第一切换请求，第一切换请求用于询问第一网元能否支持进行第一切换。源，指源头，本申请实施例中源基站指终端在链路切换前所连接的地面基站，则目标基站是指终端在完成链路切换后连接的地面基站。第一网元为源基站对应的核心网中的源接入与移动性管理网元，第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元。由于本申请实施例是地面链路切换主导，卫星链路跟随地面链路切换而切换，因此用第一切换表示终端的数据链路从源基站切换到目标基站，也就是地面链路的切换；而第二切换则表示卫星的数据链路从第一网元切换到第二网元，也就是卫星链路的切换。因此第一网元向第二网元发送第二切换请求，该第二切换请求用于询问第二网元能否支持第一切换和第二切换。

需要说明的是，在链路切换的过程中，可能存在数据面网元切换的情况。终端根据自身情况决定是否切换连接的数据面网元，在5G网络中，NRF网元会给终端选择合适的数据面网元，而在4G网络中，则有DNS为终端选择数据面网元，如果在链路切换的过程中，终端需要切换数据面网元，则地面链路和卫星链路均需要从源数据面网元切换到新的数据面网元上。

S310、响应于第二网元发送的第一切换应答，第一网元向源基站发送第一切换消息，并向卫星发送第二切换消息；

具体地，第一网元接收到第二网元发送的第一切换应答，第一切换应答用于向接收方表示是否支持第一切换和第二切换。当第一切换应答表示支持第一切换和第二切换，则第一网元分别通知源基站和卫星准备进行双链路切换，具体是第一网元向源基站发送第一切换消息，第一切换消息用于通知源基站进行第一切换；第二网元也向卫星发送第二切换消息，第二切换消息用于通知卫星进行第二切换。

S320、响应于第二网元发送的第一成功消息，第一网元释放第一网元和源基站之间的数据链路；

具体地，当终端与地面、卫星的双链路都完成切换，第一网元会收到第二网元发送的第一成功消息，第一成功消息用于表示第一切换和第二切换完成，则第一网元释放第一网元和源基站之间的数据链路，也就是断开原来的地面移动连接。

通过步骤S300-S320，本申请实施例从第一网元的角度完成地面与卫星融合的通信系统中双链路的切换，下面从第二网元的角度阐述本申请实施例的链路切换方法。

参照图4，图4为本申请实施例提供的第二链路切换方法的步骤流程图，该方法包括但不限于步骤S400-S420：

S400、响应于第一网元发送的第二切换请求，第二网元向会话管理网元、目标基站发送第三切换请求，并向卫星发送第四切换请求；

具体地，根据图3的步骤S300，第二网元接收到第一网元发送的第二切换请求，则第二网元向会话管理网元、目标基站发送第三切换请求，第三切换请求用于向会话管理网元和目标基站询问是否支持第一切换；另外，第二网元向卫星发送第四切换请求，第四切换请求用于向卫星询问是否支持第二切换。

S410、响应于会话管理网元和目标基站发送的第二切换应答以及卫星发送的第三切换应答，第二网元向第一网元发送第一切换应答；

具体地，第二网元会接收到会话管理网元和目标基站发送的第二切换应答，第二切换应答用于向接收方表示是否支持第一切换；并且，第二网元会接收到卫星发送的第三切换应答，第三切换应答用于向接收方表示是否支持第二切换。根据第二切换应答和第三切换应答，第二网元向第一网元发送第一切换应答。当第二切换应答表示支持第一切换，且第三切换应答表示支持第二切换，则第二网元通过第一切换应答通知第一网元，进行地面和卫星双链路的切换。

S420、响应于目标基站发送的第四成功消息和卫星发送的第二成功消息，第二网元向第一网元发送第一成功消息，并向会话管理网元发送第七成功消息。

具体地，当地面链路切换和卫星链路切换均成功，第二网元收到目标基站发送的第四成功消息以及卫星发送的第二成功消息，第四成功消息表示第一切换完成，第二成功消息表示第二切换完成。根据接收到的第四成功消息和第二成功消息，第二网元向第一网元发送第一成功消息，并向会话管理网元发送第七成功消息；第七成功消息表示第一切换和第二切换完成。

通过步骤S400-S420，本申请实施例从第二网元的角度完成地面与卫星融合的通信系统中双链路的切换，下面结合图2中的地面和卫星融合的链路切换系统，从整体阐述本申请提出的链路切换方案。

参照图5，图5为本申请实施例提供的地面和卫星融合的链路切换方法的示意图，为了方便阐述，图5中根据链路切换系统中不同部分传递的消息对本方案的链路切换方法进行展示，下面根据图5中进行阐述。

S500、根据终端的地面位置变化，源基站向第一网元发送第一切换请求，告知第一网元地面链路需要切换。

S510、第一网元收到第一切换请求以后，向第二网元发送第二切换请求。

S520、根据第二切换请求，第二网元分别向会话管理网元和目标基站发送第三切换请求，询问会话管理网元和目标基站能否支持第一切换；另外第二网元还向卫星发送第四切换请求，询问卫星能否支持第二切换。

S530、会话管理网元、目标基站和卫星分别根据自身的情况判断能否支持链路切换，并回复给第二网元，也就是会话管理网元和目标基站向第二网元发送第二切换应答，卫星向第二网元发送第三切换应答。

S540、第二网元根据接收到的第二切换应答和第三切换应答，向第一网元发送第一切换应答。

S550、第一网元根据接收到的第一切换应答，第一网元向卫星发送第二切换消息，通知卫星进行第二切换。另外，第一网元向源基站发送第一切换消息；根据第一切换消息，源基站向终端发送第三切换消息，通知终端进行第一切换。

S560、当卫星完成第二切换，则向第二网元发送第二成功消息；而当终端完成第一切换，则向目标基站发送第三成功消息，目标基站收到后，向第二网元发送第四成功消息。

S570、第二网元根据收到的第二成功消息和第四成功消息，向第一网元发送第一成功消息，通知第一网元本次第一切换已完成，则第一网元会断开第一网元与源基站的数据链路。另外，第二网元还会向会话管理网元发送第七成功消息，会话管理网元收到后，更新终端的会话信息。

通过以上步骤S500-S570，本申请实施例中的地面和卫星融合的链路切换系统完成终端与地面、终端与卫星两条链路的切换，以地面链路切换为主导进行切换，保证地面链路和卫星链路能够在链路切换后仍连接在同一个接入和移动性管理网元上，方便终端链路的管理，也有利于保持通信数据的一致性。

由于本申请实施例存在终端与地面、终端与卫星两条链路的切换，因此可能存在其中一条链路切换失败的情况。在一些实施例中，由于本申请以地面链路切换为准，如果地面链路切换失败，则消息回退，回退到原来的地面基站和卫星状态。而在另一些实施例中，地面链路切换成功，卫星链路切换失败，导致该情况发生的原因可能是卫星不支持第二切换，也有可能是卫星的第二切换失败。不支持切换的原因可能是卫星与第二网元不能直接通信，切换失败的原因可能是卫星与新的数据面网元不能直接通信，或者是卫星刚好在切换过程中移动出了该终端和第二网元所在区域。则在本申请实施例中，地面链路的切换正常进行，当地面链路切换完成，第一网元在释放与源基站之间的数据链路时，第一网元另外通过卫星接入网向终端下发重新注册消息，让终端在该卫星接入网上去注册，通过卫星选择策略，在卫星接入网中选择一个最优卫星，再让该最优卫星接入第二网元，完成地面链路接入网元和卫星链路接入网元的统一。而卫星选择策略与本申请关联不大，因此不作赘述。

另外，根据上文，本申请实施例提出的地面和卫星融合的链路切换方法，主要是为了让终端在地面移动的过程中，地面链路和卫星链路始终保持连接在同一个接入和移动性管理网元上，因此，在终端入网的阶段，也就是终端一开始与地面、卫星分别建立链路时，也应该保证地面链路和卫星链路连接在同一个接入和移动性管理网元上。上文中已经结合图1说明，以地面链路为准可以保证更高的连接成功率，也就是终端先通过地面接入网注册到接入与移动性管理网元，则卫星也可以通过卫星接入网注册到该接入与移动性管理网元。但实际上也可能存在以下情况：终端先通过卫星接入网注册到一个接入与移动性管理网元A(称为网元A)，然后终端再通过地面接入网注册到另一个接入与移动性管理网元B(称为网元B)，为了保持两个接入网接入的接入与移动性管理网元为同一个，则需要对卫星链路进行切换。

参照图6，图6为本申请实施例提供的终端注册阶段的链路切换方法的步骤流程图，该方法包括但不限于步骤S600-S640：

S600、若终端先通过卫星接入第三网元，再通过地面接入网接入第二网元，第二网元向第一网元发送第四切换消息；

具体地，第三网元为核心网中区别于第二网元的接入与移动性管理网元，也就是卫星链路和地面链路没有连接到同一个接入与移动性管理网元，则第二网元通过第四切换消息通知第一网元进行第三切换，第三切换表示卫星的数据链路从第三网元切换到第二网元，第四切换消息用于通知接收方进行第三切换。

S610、响应于第四切换消息，第一网元向卫星发送第五切换消息；

具体地，第一网元收到第四切换消息后，向卫星发送第五切换消息，第五切换消息用于通知卫星进行第三切换。

S620、响应于第五切换消息，卫星进行第三切换，并向第二网元发送第五成功消息；

具体地，卫星接到第一网元的消息后，则进行第三切换，将卫星链路从第三网元切换到第二网元，切换成功后，卫星向第二网元发送第五成功消息，第五成功消息用于表示第三切换完成。

S630、响应于第五成功消息，第二网元向第一网元发送第六成功消息；

具体地，第二网元收到卫星发来的消息，则向第一网元发送第六成功消息，第六成功消息用于表示第三切换完成。

S640、响应于第六成功消息，第一网元释放第一网元和卫星之间的数据链路；

具体地，当第一网元得知卫星已经切换完成，则第一网元释放第一网元和卫星之间的数据链路。

通过步骤S600-S640，卫星将数据链路从第三网元切换到第二网元，则和地面链路接入到同一个接入与移动性管理网元上，有效保持数据的一致性。

综上所述，本申请实施例提出以地面接入网一侧的核心网接入与移动性管理网元切换来发起双链路切换的方案，卫星接入网一侧的链路根据地面接入网一侧的链路切换而发起切换，防止发生由于卫星移动导致终端与地面连接不可用的情况。对于卫星链路切换失败的情况，也提出了具体的后续步骤。另外，本申请实施例还提出在终端注册入网阶段保持双链路接入网元一致的具体方案。因此，本申请实施例提出的地面和卫星融合的链路切换方法及系统，能够提高双链路切换的成功率，为双链路切换问题提供了一个切实可行的方案，对于地面与卫星融合的移动网络发展起到积极的影响。本申请实施例可广泛应用于地面和卫星融合的移动网络系统。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，包括：

响应于源基站发送的第一切换请求，第一网元向第二网元发送第二切换请求；所述第一切换请求用于向接收方询问是否支持第一切换；所述第二切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换和第二切换；

响应于所述第二网元发送的第一切换应答，所述第一网元向所述源基站发送第一切换消息，并向卫星发送第二切换消息；所述第一切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换和第二切换；所述第一切换消息用于通知接收方进行所述第一切换；所述第二切换消息用于通知接收方进行所述第二切换；

响应于所述第二网元发送的第一成功消息，所述第一网元释放所述第一网元和所述源基站之间的数据链路；所述第一成功消息用于表示所述第一切换和所述第二切换完成；

其中，所述第一网元为所述源基站对应的源接入与移动性管理网元；所述第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元；

其中，所述第一切换表示终端的数据链路从所述源基站切换到所述目标基站，所述第二切换表示所述卫星的数据链路从第一网元切换到第二网元。

2.根据权利要求1所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，还包括：

响应于所述第二切换消息，所述卫星进行所述第二切换，并向所述第二网元发送第二成功消息；所述第二成功消息用于表示所述第二切换完成。

3.根据权利要求1所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，还包括：

响应于所述第一切换消息，所述源基站向所述终端发送第三切换消息；所述第三切换消息用于通知接收方进行所述第一切换。

4.根据权利要求3所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，还包括：

响应于所述第三切换消息，所述终端进行所述第一切换，并向所述目标基站发送第三成功消息；所述第三成功消息用于表示所述第一切换完成。

5.根据权利要求4所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，还包括：

响应于所述第三成功消息，所述目标基站向所述第二网元发送第四成功消息，所述第四成功消息用于表示所述第一切换完成。

6.根据权利要求1所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，还包括：

若所述第二切换失败：所述第一网元通过卫星接入网向所述终端发送重新注册消息，以使所述终端重新接入新的卫星；所述切换通知用于通知所述第一网元切换所述卫星链路。

7.根据权利要求1所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，还包括：

若所述终端先通过所述卫星接入第三网元，再通过地面接入网接入所述第二网元，所述第二网元向所述第一网元发送第四切换消息；所述第四切换消息用于通知接收方进行第三切换；

响应于所述第四切换消息，所述第一网元向所述卫星发送第五切换消息；所述第五切换消息用于通知接收方进行所述第三切换；

响应于所述第五切换消息，所述卫星进行所述第三切换，并向所述第二网元发送第五成功消息，所述第五成功消息用于表示所述第三切换完成；

响应于所述第五成功消息，所述第二网元向所述第一网元发送第六成功消息，所述第六成功消息用于表示所述第三切换完成；

响应于所述第六成功消息，所述第一网元释放所述第一网元和所述卫星之间的数据链路；

其中，所述第三网元为核心网中区别于所述第二网元的接入与移动性管理网元；

其中，所述第三切换表示卫星的数据链路从所述第三网元切换到所述第二网元。

8.一种地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，包括：

响应于第一网元发送的第二切换请求，第二网元向会话管理网元和目标基站分别发送第三切换请求，并向卫星发送第四切换请求；

其中，所述第一网元为源基站对应的源接入与移动性管理网元；所述第二网元为所述目标基站对应的目标接入与移动性管理网元；

其中，所述第二切换请求用于向接收方询问是否支持第一切换和第二切换，所述第三切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换；所述第四切换请求用于向接收方询问是否支持所述第二切换；

其中，所述第一切换表示终端的数据链路从所述源基站切换到所述目标基站，所述第二切换表示所述卫星的数据链路从所述第一网元切换到所述第二网元；

响应于所述会话管理网元和所述目标基站发送的第二切换应答以及所述卫星发送的第三切换应答，所述第二网元向所述第一网元发送第一切换应答；

其中，所述第二切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换，所述第三切换应答用于向接收方表示是否支持所述第二切换，所述第一切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换和所述第二切换；

响应于所述目标基站发送的第四成功消息和所述卫星发送的第二成功消息，所述第二网元向所述第一网元发送所述第一成功消息，并向所述会话管理网元发送第七成功消息；

其中，所述第四成功消息用于表示所述第一切换完成，所述第二成功消息用于表示所述第二切换完成，所述第一成功消息用于表示所述第一切换和所述第二切换完成，所述第七成功消息表示所述第一切换和所述第二切换完成。

9.根据权利要求8所述的地面和卫星融合的链路切换方法，其特征在于，包括：

响应于所述第七成功消息，所述会话管理网元更新所述终端的会话信息。

10.一种地面和卫星融合的链路切换系统，其特征在于，包括：终端、源基站、目标基站、卫星、第一网元、第二网元和会话管理网元；

所述终端用于根据第三切换消息进行第一切换，并向所述目标基站发送第三成功消息；

其中，所述第三切换消息用于通知接收方进行所述第一切换，所述第一切换表示所述终端的数据链路从所述源基站切换到所述目标基站，所述第三成功消息用于表示所述第一切换完成；

所述源基站用于根据第一切换消息，向所述终端发送第三切换消息；

其中，所述第一切换消息用于通知接收方进行所述第一切换，所述第三切换消息用于通知接收方进行所述第一切换；

所述目标基站用于根据第三成功消息，向所述第二网元发送第四成功消息；根据第三切换请求向所述第二网元发送第二切换应答；

其中，所述第三成功消息用于表示所述第一切换完成，所述第四成功消息用于表示所述第一切换完成，所述第三切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换，所述第二切换应答用于向接收方表示是否支持所述所述第一切换；

所述卫星用于根据第二切换消息，进行第二切换，并向所述第二网元发送第二成功消息；根据第四切换请求向所述第二网元发送第三切换应答；

其中，所述第二切换消息用于通知接收方进行所述第二切换，所述第二切换表示所述卫星的数据链路从所述第一网元切换到所述第二网元，所述第二成功消息用于表示所述第二切换完成，所述第四切换请求用于向接收方询问是否支持所述第二切换，所述第三切换应答用于向接收方表示是否支持所述第二切换；

所述第一网元用于根据第一切换请求向所述第二网元发送第二切换请求；根据第一切换应答向所述源基站发送所述第一切换消息，并向卫星发送所述第二切换消息；根据第一成功消息释放所述第一网元和所述源基站之间的数据链路；

其中，所述第一网元为所述源基站对应的源接入与移动性管理网元；

其中，所述第一切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换，所述第二切换请求用于向接收方询问是否支持所述第一切换和所述第二切换，所述第一切换应答用于向接收方表示是否支持所述第一切换和所述第二切换，所述第一成功消息用于表示所述第一切换和所述第二切换完成；

所述第二网元用于根据所述第二切换请求向所述会话管理网元和所述目标基站发送所述第三切换请求，并向所述卫星发送所述第四切换请求；根据所述第二切换应答和所述第三切换应答向所述第一网元发送所述第一切换应答；根据所述第四成功消息和所述第二成功消息向所述第一网元发送所述第一成功消息，并向所述会话管理网元发送第七成功消息；

其中，所述第二网元为目标基站对应的目标接入与移动性管理网元；

其中，所述第七成功消息表示所述第一切换和所述第二切换完成；

所述会话管理网元用于根据所述第三切换请求向所述第二网元发送所述第二切换应答；根据所述第七成功消息更新所述终端的会话信息。

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