CN113810097B - 基于核心网的卫星数据链路建立方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法、装置及存储介质，包括：当卫星监测到核心网地面信号站的无线信号，卫星依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求；用户面网元接收所述数据面会话建立请求，根据数据面会话建立请求建立用户面网元到卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过会话管理网元发送给卫星；卫星接收数据面会话建立应答，并根据数据面会话建立应答建立上行数据链路。本发明实施例能够利用核心网的数据链路建立卫星的数据链路，实现核心网的数据链路复用，从而减少卫星链路建立的成本，可广泛应用于卫星通信领域。

Description

基于核心网的卫星数据链路建立方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及卫星通信领域，尤其涉及一种基于核心网的卫星数据链路建立方法、装置及存储介质。
背景技术
在传统的卫星传输过程中，卫星通过卫星信号地面接收站与卫星控制平台进行连接和通信，卫星与卫星控制平台之间传输的数据包括卫星上报的状态数据和卫星控制平台下发的控制数据等，如果为状态数据和控制数据等数据的传输铺设专用的通信线路，需要花费高额的铺设成本，而且还需要增加该专用的通信线路的维护成本，如安全和稳定等维护成本。另外，由于低轨和中轨卫星相对于高轨的同步卫星的覆盖面小，并且不与地球自转同步，因此后续需要在地面上大量铺设卫星信号地面接收站，如果每个卫星信号地面接收站都独立与卫星控制平台铺设通信通道，也会增加建设成本和维护成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种基于核心网的卫星数据链路建立方法、装置及存储介质，能够利用核心网的数据链路建立卫星的数据链路，实现核心网的数据链路复用，从而减少卫星链路建立的成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，包括以下步骤：
当卫星监测到核心网地面信号站的无线信号，卫星依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求；
所述用户面网元接收所述数据面会话建立请求，根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星；
所述卫星接收所述数据面会话建立应答，并根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
可选地，所述卫星依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求，具体包括：
所述卫星将所述数据面会话建立请求发送给核心网的接入管理网元；
所述接入管理网元接收所述数据面会话建立请求，并将所述数据面会话建立请发送给核心网的会话管理网元；
所述会话管理网元接收所述数据面会话建立请求，保存所述数据面会话建立请求的下行数据链路参数，并将所述数据面会话建立请求发送给核心网的用户面网元。
可选地，所述根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，具体包括：
所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求中的卫星地址和卫星控制平台地址建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路。
可选地，所述将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星，具体包括：
所述用户面网元分配一个用于卫星建立上行数据链路的用户面网元端地址，并将所述用户面网元端地址发送给所述会话管理网元；
所述会话管理网元接收所述用户面网元端地址，保存所述用户面网元端地址，并将所述用户面网元端地址发送给所述卫星。
可选地，所述方法还包括：
所述卫星通过所述用户面网元向卫星平台发送第一鉴权请求；
所述卫星平台接收所述第一鉴权请求，向所述卫星发送第一鉴权应答及第二鉴权请求。
可选地，所述方法还包括：
所述卫星同时与若干个核心网建立卫星数据链路。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，应用于卫星端，包括：
当监测到核心网地面信号站的无线信号，依次通过核心网的接入管理网元和会核心网的话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求；以使所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给卫星；
接收所述数据面会话建立应答，根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
第三方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，应用于核心网端，包括：
核心网的用户面网元依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元接收卫星发送的数据面会话建立请求；
所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路；
所述用户面网元将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星；以使所述卫星根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
第四方面，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
第五方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于上述的方法。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例中卫星依次通过核心网的接入管理网元和会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求，用户面网元根据数据面会话建立请求建立用户面网元到所述卫星的下行数据链路，用户面网元并将数据面会话建立应答通过会话管理网元发送给卫星，卫星根据数据面会话建立应答建立上行数据链路；从而能够利用核心网的数据链路建立卫星的数据链路，实现核心网的数据链路复用，从而减少卫星链路建立的成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于核心网的卫星数据链路建立系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于核心网的卫星数据链路建立方法的步骤流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种卫星建立和验证数据链路的时序图；
图4是本发明实施例提供的一种卫星检查数据通道的时序图；
图5是本发明实施例提供的一种卫星的执行步骤流程图；
图6是本发明实施例提供的一种基于核心网的卫星数据链路建立装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
如图1所示，A表示卫星，B表示核心网地面信号接收站，核心网包括接入管理网元、会话管理网元和用户面网元，用户面网元与卫星控制平台接入点或数据网络等通信连接。核心网可以理解为移动核心网，核心网可以是4G或5G等移动核心网。其中，接入管理网元用户负责网络中控制面的接入与移动性管理，会话管理网元用于负责网络中控制面中的会话管理，用户面网元用于负责网络中用户面数据传输。当卫星监测到核心网地面信号站的无线信号，则向该地面信号站所服务的移动核心网请求建立对应的卫星与卫星控制平台接入点之间的数据链路；如果有需要的话，也可以建立一个与某一数据网络的数据链路，用来传输卫星与卫星控制平台或者其他与卫星通信的设备之间的数据。建立数据链路后，卫星会向对应的卫星控制平台或者数据网络中设备发出一些通信消息或者测试数据，测试对应的数据链路是否正常可用，如果正常可用，说明该核心网运行正常，后续再执行终端用户上线、终端用户切换到该核心网等业务流程。
如图2所示，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，其包括步骤S100至步骤S300。
S100、当卫星监测到核心网地面信号站的无线信号，卫星依次通过核心网的接入管理网元和会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求。
具体地，卫星通过用户面网元发送数据面会话建立请求以建立卫星下行数据链路，并通过用户面网元的数据面会话建立应答以建立卫星上行数据链路，从而完成卫星下行和上行数据链路的建立。
可选地，所述卫星依次通过核心网的接入管理网元和会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求，具体包括：
S110、所述卫星将所述数据面会话建立请求发送给核心网的接入管理网元；
S120、所述接入管理网元接收所述数据面会话建立请求，并将所述数据面会话建立请发送给核心网的会话管理网元；
S130、所述会话管理网元接收所述数据面会话建立请求，保存所述数据面会话建立请求的下行数据链路参数，并将所述数据面会话建立请求发送给核心网的用户面网元。
需要说明的是，下行数据链路参数包括微信地址和卫星控制平台地址等。
本领域技术人员可以理解的是，数据面会话建立请求经过会话管理网元的目的是：使会话管理网元保存数据面会话建立请求的下行数据链路参数，便于后期会话管理网元对卫星数据链路的管理。
具体地，参阅图3，当卫星与核心网初始连接时，卫星会发出数据面会话建立请求消息通过接入管理网元转发到会话管理网元，会话管理网元会根据该数据面会话请求消息中所携带的下行数据链路参数管理后续建立的卫星数据链路，然后把对应的数据面会话建立请求消息发送到用户面网元。
S200、所述用户面网元接收所述数据面会话建立请求，根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星。
本领域技术人员可以理解的是，数据面会话建立应答信息包括建立上行数据链路的用户面网元端地址及其它上行会话建立参数。
需要说明的是，数据面会话建立应答经过会话管理网元再发送给卫星的目的是：使会话管理网元将数据面会话建立应答信息中的相关上行会话建立参数保存，便于后期会话管理网元对卫星数据链路的管理。
可选地，所述根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，具体包括：
S210、所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求中的卫星地址和卫星控制平台地址建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路。
需要说明的是，数据面会话建立请求中还可能包含其它的信息，如数据网络地址等。
可选地，所述将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星，具体包括：
S220、所述用户面网元分配一个用于卫星建立上行数据链路的用户面网元端地址，并将所述用户面网元端地址发送给所述会话管理网元。
S230、所述会话管理网元接收所述用户面网元端地址，保存所述用户面网元端地址，并将所述用户面网元端地址发送给所述卫星。
具体地，参阅图3，用户面网元接收到卫星用户面会话建立请求消息后，会根据消息中的卫星地址和下行数据链路参数建立用户面网元到卫星之间的下行数据链路(这时可以发送下行数据)，并且分配一个卫星后续建立上行数据链路的用户面网元端地址，并和其他上行会话建立参数在会话建立应答消息中下发给会话管理网元。会话管理网元把用户面网元下发的会话管理参数保存，并转发对应消息到卫星。
S300、所述卫星接收所述数据面会话建立应答，并根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
卫星收到该消息后，根据消息中的用户面网元分配地址和对应参数，建立上行数据面数据链路(这时候卫星可以向卫星控制平台或者数据网络发送上行数据)，此时卫星与数据网络中的卫星相关设备或者卫星控制平台之间的数据链路建立成功。
数据通道建立成功后，卫星先检查数据通道是否可用，可用的话，则再让其他终端用户访问该核心网，让该核心网为其他用户终端提供数据传输服务。
可选地，卫星检查数据通道流程包括：
S400、所述卫星通过所述用户面网元向卫星平台发送第一鉴权请求；
S500、所述卫星平台接收所述第一鉴权请求，向所述卫星发送第一鉴权应答及第二鉴权请求。
具体地，参阅图4，在卫星与卫星管理平台或者控制平台或者数据网络中的卫星相关设备建立了数据传输通道后，则向卫星管理平台或者数据链路中的卫星相关管理设备发出数据通信消息，检查对应的数据链路是否可用，如果可用，后续再让该核心网为卫星上其他终端用户提供数据传输服务。为了安全性，卫星与卫星管理平台或者其他设备之间，可以在刚建立数据链路时，向卫星管理平台发送鉴权消息，与卫星管理平台进行双向鉴权验证对方是否是合法的卫星管理平台或者卫星。鉴权验证通过后，则卫星可以通过该数据通道上次状态数据和卫星管理平台下发控制数据。
卫星先检查移动核心网是否能为其提供数据传输服务，再传输数据，如果是不可用的核心网，则不再使用对应的核心网，提高了卫星选择核心网的效率和避免用户因为卫星没有提前检查核心网数据传输能力导致的数据频繁传输失败而造成的通信效率低下情况。
另外，卫星在检查数据链路时，与其他卫星设备之间发送鉴权消息，在检查同时也提高了卫星与其他卫星设备之间的通信安全性。
可选地，所述方法还包括：
S600、所述卫星同时与若干个核心网建立卫星数据链路。
需要说明的是，为了保证卫星与卫星终端、卫星控制平台和数据网络等通信的连续性，可以在使用一个核心网服务时，对其他地面信号接收站的核心网可用性进行检查，或者同时让多个核心网为其提供服务。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例中卫星依次通过核心网的接入管理网元和会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求，用户面网元根据数据面会话建立请求建立用户面网元到所述卫星的下行数据链路，用户面网元并将数据面会话建立应答通过会话管理网元发送给卫星，卫星根据数据面会话建立应答建立上行数据链路；从而能够利用核心网的数据链路建立卫星的数据链路，实现核心网的数据链路复用，从而减少卫星链路建立的成本。
本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，应用于卫星端，包括：
S1、当监测到核心网地面信号站的无线信号，依次通过核心网的接入管理网元和会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求；以使所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星；
S3、接收所述数据面会话建立应答，根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
具体地，参阅图5，当卫星监测并连接上核心网地面无线接收站后，发出数据面会话请求，接收到数据面会话请求应答信息后，与卫星控制平台的数据链路建立成功后，鉴权验证卫星控制平台和验证数据链路网络是否正常，验证成功则发送卫星与卫星控制平台之间的状态数据和控制数据，验证成功后，开始执行终端注册和切换等相关业务流程。
需要说明的是，如果在其中某一个流程中处理失败，或者接收到数据链路建立失败消息和数据传输失败，则说明该核心网建立的数据链路不可用，则抛弃该地面卫星信号接收站的连接，尝试新的地面卫星信号接收站所连的核心网是否能够正确建立数据传输通道。
本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，应用于核心网端，包括：
S21、核心网的用户面网元依次通过核心网的接入管理网元和会话管理网元接收卫星发送的数据面会话建立请求；
S22、所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路；
S23、将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星；以使卫星根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
需要说明的是，上述步骤S21至步骤S23是由核心网端收到数据面会话建立请求之后执行。
如图6所示，本发明实施例提供了一种基于核心网的卫星数据链路建立装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的方法。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述所示的方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做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 (9)

1.一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，包括：
当卫星监测到核心网地面信号站的无线信号，卫星依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求；具体包括：所述卫星将所述数据面会话建立请求发送给核心网的接入管理网元；所述接入管理网元接收所述数据面会话建立请求，并将所述数据面会话建立请发送给核心网的会话管理网元；所述会话管理网元接收所述数据面会话建立请求，保存所述数据面会话建立请求的下行数据链路参数，并将所述数据面会话建立请求发送给核心网的用户面网元；
所述用户面网元接收所述数据面会话建立请求，根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星；
所述卫星接收所述数据面会话建立应答，并根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
2.根据权利要求1所述的基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，所述根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，具体包括：
所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求中的卫星地址和卫星控制平台地址建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路。
3.根据权利要求1所述的基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，所述将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星，具体包括：
所述用户面网元分配一个用于卫星建立上行数据链路的用户面网元端地址，并将所述用户面网元端地址发送给所述会话管理网元；
所述会话管理网元接收所述用户面网元端地址，保存所述用户面网元端地址，并将所述用户面网元端地址发送给所述卫星。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述卫星通过所述用户面网元向卫星控制平台发送第一鉴权请求；
所述卫星控制平台接收所述第一鉴权请求，向所述卫星发送第一鉴权应答及第二鉴权请求。
5.根据权利要求1-3任一项所述的基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述卫星同时与若干个核心网建立卫星数据链路。
6.一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，应用于卫星端，包括：
当监测到核心网地面信号站的无线信号，依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元向核心网的用户面网元发送数据面会话建立请求；以使所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路，并将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给卫星；具体包括：将所述数据面会话建立请求发送给核心网的接入管理网元；以使所述接入管理网元将所述数据面会话建立请发送给核心网的会话管理网元；并以使所述会话管理网元保存所述数据面会话建立请求的下行数据链路参数，并将所述数据面会话建立请求发送给核心网的用户面网元；
接收所述数据面会话建立应答，根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
7.一种基于核心网的卫星数据链路建立方法，其特征在于，应用于核心网端，包括：
核心网的用户面网元依次通过核心网的接入管理网元和核心网的会话管理网元接收卫星发送的数据面会话建立请求；具体包括：核心网的接入管理网元接收卫星发送的所述数据面会话建立请求，并将所述数据面会话建立请发送给核心网的会话管理网元；所述会话管理网元接收所述数据面会话建立请求，保存所述数据面会话建立请求的下行数据链路参数，并将所述数据面会话建立请求发送给核心网的用户面网元；
所述用户面网元根据所述数据面会话建立请求建立所述用户面网元到所述卫星的下行数据链路；
所述用户面网元将数据面会话建立应答通过所述会话管理网元发送给所述卫星；以使所述卫星根据所述数据面会话建立应答建立上行数据链路。
8.一种基于核心网的卫星数据链路建立装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
9.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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